本实用新型属于番茄品质检测以及番茄分级技术领域，具体涉及一种番茄分级系统。
背景技术：
我国是果蔬生产、销售大国，市场中不同品质的果蔬售价往往相差几倍，果蔬的分级管理与销售，是提高其附加值的有效手段，也是必然趋势。而且随着机器视觉技术日趋成熟，机器视觉被广泛应用于农产品品质检测研究。故：设计一种客观、自动化程度高的基于机器视觉检测的果蔬分拣系统势在必行。
技术实现要素：
本实用新型设计了一种番茄分级系统，旨在客观、自动地实现对不同品级番茄的分级操作。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下方案：
一种番茄分级系统，包括番茄总存放箱、番茄转运机构、传送带、总控箱、机器视觉分级装置、分拣机构和多个分拣收集箱，所述番茄转运机构设置在所述番茄总存放箱和所述传送带之间，所述机器视觉分级装置和所述分拣机构设置在所述传送带上方，所述多个分拣收集箱设置在所述分拣机构两侧。
进一步，所述番茄总存放箱包括箱体ⅰ及设置在所述箱体ⅰ内的震动模块；所述箱体ⅰ的出口是逐渐收缩的喇叭形出口，出口处的底板呈倾斜面结构，所述出口的出口下沿下方设置有光电传感器。
进一步，所述箱体ⅰ的顶部开放，下部还设置有支腿。
进一步，所述震动模块采用震动马达。
进一步，所述番茄转运机构包括底座及设置在所述底座上的转轮、联轴器和步进电机，所述转轮轮轴的两端分别设置有的挡板，所述转轮与所述挡板形成四个转运分区。
进一步，所述总控箱包括箱体ⅱ及设置在箱体ⅱ内的控制一体机和stm32f407开发板，所述控制一体机与所述stm32f407开发板连接；所述箱体ⅱ的侧板上设有多种转接口；所述控制一体机带显示屏。
进一步，所述机器视觉分级装置包括不透光的箱体ⅲ，所述箱体ⅲ的左侧内壁、顶部内壁及右侧内壁上分别设置有左单目视觉摄像头、上单目视觉摄像头和右单目视觉摄像头，所述箱体ⅲ的顶部内壁上还设置有led灯；所述箱体ⅲ的前、后侧壁下部分别设置有番茄进口和番茄出口，所述番茄进口和番茄出口处设置有遮挡软帘。
进一步，所述分拣机构包括两个delta分拣机器人，所述delta分拣机器人包括三个机械臂、静平台和真空吸盘，所述机械臂包括主动臂、动力装置和从动臂，所述三个机械臂的主动臂一端周向均布在所述静平台上，所述三个机械臂的从动臂一端与所述真空吸盘连接；所述动力装置固定在所述静平台上且包括步进电机和行星减速器。
进一步，所述分拣机构的delta分拣机器人工作空间的入口处还分别设置有检测模块。
进一步，所述检测模块采用光电传感器，所述光电传感器与所述总控箱连接。
该番茄分级系统具有以下有益效果：
（1）本实用新型，采用了转轮式番茄转运机构和传送带，保证了番茄之间距离的均匀性，不至过大或过小，降低了番茄的漏抓取率并提高番茄分拣的效率。
（2）本实用新型采用了机器视觉作为衡量番茄品质的一种手段，避开了人工分级的主观因素，速度快，成本低，易普及；采用双delta分拣机器人作为分拣机构，其末端执行机构为创新性的气动真空吸盘，提高了番茄抓取和分拣的效率，减小了对番茄的破坏率。
（3）本实用新型番茄分级系统采用总控箱统一协调控制，自动化程度高，能够实现对番茄的高效快速抓取和番茄分级机械系统的长时间稳定工作，提高番茄的分拣效率。
（4）本实用新型实现了对番茄的转运、分级、分拣的一体化操作，具有人工方式所不具备的高效、客观、高精度的特点。
附图说明
图1：本实用新型实施方式中番茄分级系统的结构示意图；
图2：本实用新型实施方式中番茄总存放箱的结构示意图；
图3：本实用新型实施方式中番茄转运机构的结构示意图；
图4：本实用新型实施方式中总控箱的结构示意图；
图5：本实用新型实施方式中机器视觉分级装置的结构示意图；
图6：本实用新型实施方式中分拣机构的delta执行机构的结构示意图。
附图标记说明：
1—番茄总存放箱；11—箱体ⅰ；12—出口；13—出口下沿；14—光电传感器；2—番茄转运机构；21—转轮；22—联轴器；23—步进电机；24—底座；3—传送带；4—总控箱；41—箱体ⅱ；42—控制一体机；43—侧板；5—机器视觉分级装置；51—箱体ⅲ；52—左单目视觉摄像头；53—上单目视觉摄像头；54—led灯；55—右单目视觉摄像头；6—分拣机构；61—主动臂；62—动力装置；63—静平台；64—从动臂；65—真空吸盘；7—分拣收集箱；8—检测模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：
图1至图6示出了本实用新型一种番茄分级系统的具体实施方式。图1是本实施方式中番茄分级系统的结构示意图；图2是本实施方式中番茄总存放箱的结构示意图；图3是本实施方式中番茄转运机构的结构示意图；图4是本实施方式中总控箱的结构示意图；图5是本实施方式中机器视觉分级装置的结构示意图；图6是本实施方式中分拣机构的delta执行机构的结构示意图。
如图1，本实施方式中的番茄分级系统，包括番茄总存放箱1、番茄转运机构2、传送带3、总控箱4、机器视觉分级装置5、分拣机构6和多个分拣收集箱7，番茄转运机构2设置在番茄总存放箱1和传送带3之间，机器视觉分级装置5和分拣机构6设置在传送带3上方，多个分拣收集箱7设置在分拣机构6两侧。
优选地，番茄总存放箱1包括箱体ⅰ11及设置在箱体ⅰ11内的震动模块，震动模块固定于放置箱箱体底部正中；箱体ⅰ11的出口12是逐渐收缩的喇叭形出口，出口12处的底板呈倾斜面结构，出口12的出口下沿13下方设置有光电传感器14，如图2所示。本实施例中，震动模块没有画出，震动模块采用震动马达。工作时，番茄倒入箱体ⅰ11中，光电传感器14检测到番茄转运机构2的转轮21短页即将转至与出口12相接触时，震动马达震动，番茄由出口12滑至番茄转运机构2。
优选地，箱体ⅰ11的顶部开放以方便倒入番茄，下部还设置有支腿以方便番茄总存放箱1配合番茄转运机构2、传送带3的高度，如图2所示。
优选地，番茄转运机构2包括底座24及设置在底座24上的转轮21、联轴器22和步进电机23，转轮21轮轴的两端分别设置有的挡板，转轮21与挡板形成四个转运分区，如图3所示。本实施例中，转轮21采用塑料材质。
优选地，总控箱4包括箱体ⅱ41及设置在箱体ⅱ41内的控制一体机42和stm32f407开发板，控制一体机42与所述stm32f407开发板连接；箱体ⅱ41的侧板43上设有多种转接口以方便总控箱4与该分拣系统中其他相应的装置和机构连接；控制一体机42带显示屏以方便人机交互操作，如图4所示。本实施例中，所述stm32f407开发板没有画出。总控箱4与番茄总存放箱1的震动模块、番茄转运机构2的步进电机23、传送带3、机器视觉分级装置5、分拣机构6连接。
优选地，机器视觉分级装置5包括不透光的箱体ⅲ51，箱体ⅲ51的左侧内壁、顶部内壁及右侧内壁上分别设置有左单目视觉摄像头52、上单目视觉摄像头53和右单目视觉摄像头55，用于采集番茄的左视图、俯视图和右视图，箱体ⅲ51的顶部内壁上还设置有led灯54，led灯54保证箱体ⅲ51内光线充足稳定，防止外部光线的影响；箱体ⅲ51的前、后侧壁下部分别设置有番茄进口和番茄出口，所述番茄进口和番茄出口处设置有遮挡软帘，如图5所示。本实施例中，遮挡软帘没有画出。
优选地，分拣机构6包括两个delta分拣机器人，所述delta分拣机器人包括三个机械臂、静平台63和真空吸盘65，所述机械臂包括主动臂61、动力装置62和从动臂64，所述三个机械臂的主动臂61一端周向均布在静平台63上，所述三个机械臂的从动臂64一端与真空吸盘65连接；动力装置62固定在静平台63上且包括步进电机和行星减速器，如图6所示。步进电机带动主动臂61和从动臂64运动，进而带动真空吸盘65对番茄进行抓取。两delta分拣机器人相互协作以提高番茄分拣的效率，防止漏抓取。
优选地，分拣机构6的delta分拣机器人工作空间的入口处还分别设置有检测模块7，如图1所示。本实施例中，检测模块7采用光电传感器，与总控箱4连接。
工作时，番茄倒入番茄总存放箱1，当光电传感器14检测到番茄转运机构2的转轮21短页即将转至与出口12相接触时，光电传感器14将该信息传送给总控箱4，总控箱4控制番茄总存放箱1内置的震动模块开始震动，番茄由出口12滑至番茄转运机构2的转运区，番茄转运机构2的步进电机23传递动力，转轮21转动，将番茄转运至传送带3；番茄经传送带3运动到机器视觉分级装置5，经机器视觉分级装置5获取番茄图像并传送给总控箱4分级后，番茄随传送带3继续运动，当检测模块8检测到番茄到达时，分拣机构6在总控箱4的控制下分拣番茄，放入相应级别的分拣收集箱7中。
本实用新型，采用了转轮式番茄转运机构和传送带，保证了番茄之间距离的均匀性，不至过大或过小，降低了番茄的漏抓取率并提高番茄分拣的效率。
本实用新型采用了机器视觉作为衡量番茄品质的一种手段，避开了人工分级的主观因素，速度快，成本低，易普及；采用双delta分拣机器人作为分拣机构，其末端执行机构为创新性的气动真空吸盘，提高了番茄抓取和分拣的效率，减小了对番茄的破坏率。
本实用新型番茄分级系统采用总控箱统一协调控制，自动化程度高，能够实现对番茄的高效快速抓取和番茄分级机械系统的长时间稳定工作，提高番茄的分拣效率。
本实用新型实现了对番茄的转运、分级、分拣的一体化操作，具有人工方式所不具备的高效、客观、高精度的特点。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
1.一种番茄分级系统，其特征在于，包括番茄总存放箱、番茄转运机构、传送带、总控箱、机器视觉分级装置、分拣机构和多个分拣收集箱，所述番茄转运机构设置在所述番茄总存放箱和所述传送带之间，所述机器视觉分级装置和所述分拣机构设置在所述传送带上方，所述多个分拣收集箱设置在所述分拣机构两侧。
2.根据权利要求1所述的番茄分级系统，其特征在于，所述番茄总存放箱包括箱体ⅰ及设置在所述箱体ⅰ内的震动模块；所述箱体ⅰ的出口是逐渐收缩的喇叭形出口，出口处的底板呈倾斜面结构，所述出口的出口下沿下方设置有光电传感器。
3.根据权利要求2所述的番茄分级系统，其特征在于，所述箱体ⅰ的顶部开放，下部还设置有支腿。
4.根据权利要求2所述的番茄分级系统，其特征在于，所述震动模块采用震动马达。
5.根据权利要求1所述的番茄分级系统，其特征在于，所述番茄转运机构包括底座及设置在所述底座上的转轮、联轴器和步进电机，所述转轮轮轴的两端分别设置有的挡板，所述转轮与所述挡板形成四个转运分区。
6.根据权利要求1所述的番茄分级系统，其特征在于，所述总控箱包括箱体ⅱ及设置在箱体ⅱ内的控制一体机和stm32f407开发板，所述控制一体机与所述stm32f407开发板连接；所述箱体ⅱ的侧板上设有多种转接口；所述控制一体机带显示屏。
7.根据权利要求1所述的番茄分级系统，其特征在于，所述机器视觉分级装置包括不透光的箱体ⅲ，所述箱体ⅲ的左侧内壁、顶部内壁及右侧内壁上分别设置有左单目视觉摄像头、上单目视觉摄像头和右单目视觉摄像头，所述箱体ⅲ的顶部内壁上还设置有led灯；所述箱体ⅲ的前、后侧壁下部分别设置有番茄进口和番茄出口，所述番茄进口和番茄出口处设置有遮挡软帘。
8.根据权利要求1所述的番茄分级系统，其特征在于，所述分拣机构包括两个delta分拣机器人，所述delta分拣机器人包括三个机械臂、静平台和真空吸盘，所述机械臂包括主动臂、动力装置和从动臂，所述三个机械臂的主动臂一端周向均布在所述静平台上，所述三个机械臂的从动臂一端与所述真空吸盘连接；所述动力装置固定在所述静平台上且包括步进电机和行星减速器。
9.根据权利要求1或8所述的番茄分级系统，其特征在于，所述分拣机构的delta分拣机器人工作空间的入口处还分别设置有检测模块。
10.根据权利要求9所述的番茄分级系统，其特征在于，所述检测模块采用光电传感器，所述光电传感器与所述总控箱连接。
技术总结