干制红枣机器视觉分级分选装置机械系统的设计

作     者：田绪顺 

作者单位：石河子大学 

学位级别：硕士

导师姓名：坎杂;李景彬

授予年度：2013年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：干制红枣 机器视觉 机械系统 分级 全表面呈现 

摘      要：作为红枣分级的发展方向，基于机器视觉分级技术现仅能对枣的单面信息进行检测，而枣全表面信息检测技术的尚处于研究阶段，其中缺少配套的全表面信息呈现装置是关键制约因素之一。本文以新疆种植及加工量较大的干制骏枣为研究对象，开展能实现干制骏枣全表面信息在线呈现的机械系统的研究。主要研究内容如下： (1)测定了干制骏枣的外形尺寸、质量、含水率等物料特性;利用MatLab提取骏枣样品图像轮廓，基于SolidWorks建立了最大和最小骏枣的三维几何理论模型;通过跌落试验，确定了干制骏枣安全临界高度为300mm，并确定了机械系统的整体结构和工作原理。 (2)在确定机械系统中单摄像头对应4个通道，单通道生产率为4个/s的基础上，确定了自动单体上料装置中关键部件如上料输送机构，左右振动导向板等的结构参数，基于Solidworks绘制了其虚拟样机;利用ADAMS对干制骏枣斜抛运动进行仿真分析，最终确定倾斜滑道角度为30°。 (3)提出了基于摩擦滚动原理及翻转原理的两种干制红枣全表面信息呈现形式。通过对骏枣翻转过程的运动分析，基于Solidworks完成了摩擦滚动原理呈像机构的虚拟样机设计并搭建物理样机;试验发现当速度在150mm/s50mm/s间，对红枣采取8幅照片时，其提取面积最高可达90%，但易出现重复采集和漏采现象。设计了基于翻转原理的虚拟样机。通过对基于两种原理的呈像机构进行分析对比，设计完成输送装置。 (4)在确定采用压缩气流喷射作为分级执行机构的基础上，对分级瞬间干制红枣进行受力分析，利用Fluent软件对气嘴进行仿真，分析后选定入口为6，出口为4的气嘴，气压选择为0.4.7MPa;结合干制骏枣物料特性确定了气嘴安装布局，并设计了集枣盒，完成分级执行机构。在完成整体机架及传动部分设计的基础上，基于Solidworks绘制了整个系统的虚拟样机。