一种皮棉清理机智能控制系统及检测方法与流程

本发明属于皮棉加工，特别是涉及一种皮棉清理机智能控制系统及检测方法。

背景技术：

1、皮棉清理机是棉花加工设备中负责清理皮棉的一种设备，该设备主要包括给棉部分、刺辊部分和排杂部分，给棉速度、刺辊转速之间的限速比，同城为刷梳比，刷梳比越大，棉层越厚，刷梳比越小，棉层越薄，排杂和梳理效果越好。

2、传统的皮棉清理机的给棉速度和刺辊转速是恒定的，无法检测出皮棉含杂量的高低，同时无论皮棉含杂量高低或产量高低，始终保持定速在运转，无法实现因棉含杂量的高低自动调控刺辊转速的效果，同时导致能耗大幅度消耗。

3、因此，需要提供一种皮棉清理机智能控制系统及检测方法，旨在解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种皮棉清理机智能控制系统及检测方法，通过智能控制系统及平台、数据获取模块、数据分析模块、智能控制模块和皮棉清理机的设计，解决了传统的皮棉清理机无法充分检测出皮棉的含杂量，并且无论皮棉含杂量的高低，皮棉清理机的刺辊转速恒定，无法根据皮棉含杂量的高度，控制刺辊转速的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种皮棉清理机智能控制系统，包括智能控制系统及平台、无线通信模块、皮棉清理机、智能控制模块、数据获取模块和数据分析模块，所述智能控制系统及平台通过无线通信模块建立与皮棉清理机之间的数据及指令的传输关系；

4、所述智能控制系统及平台设置有数据获取模块，用于获取关于系统所连接的皮棉清理机的应用操控信息，以及皮棉的质量信息；

5、所述智能控制系统及平台设置有数据分析模块，数据分析模块根据所获取的各参数信息进行详细的分析，并将所分析处的最终结果反馈至系统；

6、所述智能控制系统及平台设置有智能控制模块，智能控制模块与多连接的皮面清理机的操控信息匹配完全后，通过智能控制模块远程控制该皮面清理机进行各部分进行运作。

7、本发明优选的方案，所述皮面清理机具体由给棉部分、刺辊部分和排杂部分三个部分组成、且刺辊部分分为一次刺辊处理层和二次刺辊处理层：给棉部分，将未清理的带壳棉花胎向平面清理机内部输送；刺辊部分，根据数据分析模块对进入到一次刺辊处理层内部的皮棉含杂量进行分析后，一次刺辊处理层内的刺辊根据含杂量的数值自动控速进行第一次刺辊处理，而后将处理完毕后的皮棉输入二次刺辊处理层，经过数据分析模块对进入到二次刺辊处理层内部的皮棉进行第二次分析，并且含杂标准率设定为0-2.5％，当二次分析出的含杂量处于≤2.5％时，则控制二次刺辊处理层将皮棉输送至下一阶段进行处理，而当二次分析出的含杂量处于≥2.5时，则控制二次刺辊处理层内部的刺辊根据含杂量的大小自动控速对皮棉进行二次刺辊处理后输送至下一阶段进行处理；排杂部分，将梳理出的壳体及杂物向外排出。

8、本发明优选的方案，所述数据获取模块连接有数据分析模块，数据获取模块将所获取的各参数信息回传至智能控制系统及平台，此时自动启动数据分析模块对所采集的各参数信息进行快速计算分析的作用。

9、本发明优选的方案，所述数据分析模块设置有含杂籽棉图像自动分割技术，在数据分析模块中，利用含杂籽棉图像自动分割技术，根据机采籽棉的图像特点，选择hsv颜色空间中的s通道，对s通道进行处理，利用改进的canny算子进行边缘检测，可以很好的分割杂质区域。

10、本发明优选的方案，所述数据分析模块设置有含杂籽棉图像杂质分类识别技术，数据分析模块利用含杂籽棉图像杂质分类识别技术进行深度学习，选取目前在目标检测领域兼顾精度和速度的yolo神经网络，对yolov4神经网络的损失函数进行改进，使其有更好的收敛性，并利用k-means++算法对锚框的尺寸进行优化，使其能够更精确的框选出目标。

11、本发明优选的方案，所述智能控制模块通过无线通信模块连接有皮棉清理机，通过智能控制模块远程下达指令，指令信息通过无线通信模块送达到皮棉清理机，使其根据指令信息进行运作，同时皮棉清理机运作过程中的运行数据和部署服务信息自动回传至智能控制系统及平台中。

12、本发明优选的方案，一种皮棉清理机智能控制系统的检测方法，包括步骤方法如下：

13、步骤s001，智能控制系统及平台在皮棉清理机运行前，通过数据获取模块获取当前皮棉清理机应用及操控信息，并将应用及操控信息传输到皮棉清理机及系统；

14、步骤s002，通过系统中的数据分析模块对所获取的各参数信息进行快速计算分析，利用数据分析模块中的含杂籽棉图像自动分割技术根据机采籽棉的图像特点，选择hsv颜色空间中的s通道，对s通道进行处理，利用改进的canny算子进行边缘检测；

15、步骤s003，再利用含杂籽棉图像杂质分类识别技术根据算法处理后的结果进行深度学习，选取目前在目标检测领域兼顾精度和速度的yolo神经网络，对yolov4神经网络的损失函数进行改进，并利用k-means++算法对表框的尺寸进行优化，使其精确的框选目标，得出最终皮棉质量现状的参数结果；

16、步骤s004，通过智能控制模块向皮棉清洁机发送运行信息，此时皮棉清洁机根据最终分析出的皮棉质量现状参数结果以及运行数据，确定当前的运行状态，自动控制变频器调速刺辊电机，使其转速根据分析处的皮棉层厚度和皮棉含杂高低自动调整刺辊电机的转速，对皮棉进行清理。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本发明通过智能控制系统及平台、数据分析模块和智能控制模块的设计，通过数据分析模块中的含杂籽棉图像自动分割技术，利用改进的canny算子根据采籽棉的图像特点进行边缘检测，分割出杂质区域，再通过含杂籽棉图像杂质分类识别技术，选取目前在目标检测领域兼顾精度和速度的yolo神经网络，对yolov4神经网络的损失函数进行改进，并利用k-means++算法对锚框的尺寸进行优化，并框选出目标，最终得出皮棉含杂量的具体数值，并根据含杂量的数值所在的数值区间对应的挡位，通过智能控制模块自动控制刺辊电机按照对应的挡位调控电机带动刺辊的转速，从而当所检出的含杂量较大时，自动控制刺辊转速升高，当含杂量较小时，自动控制刺辊转速降低，并且有效的降低了能耗的消耗。

19、本发明通过智能控制系统及平台、数据分析模块、智能控制模块皮棉清理机的设计，通过数据分析模块对皮棉清理机中的第一刺辊处理层内部的皮棉在处理前进行第一次含杂量分析，并根据所分析出的含杂数值控制第一刺辊处理层内部的刺辊根据含杂量区间对应的挡位进行转动，实现第一次刺辊处理，而后皮棉进入第二刺辊处理层中，再次通过数据分析模块进行第二次含杂量分析检测，当分析处的含杂量≤2.5％，二次刺辊处理层将皮棉直接输出到下一阶段，而当分析出结果＞2.5％，则通过二次刺辊处理层内部的刺辊对皮棉进行二次刺辊处理，从而进一步的提高了皮棉清机的洁净度。

20、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种皮棉清理机智能控制系统，包括智能控制系统及平台、无线通信模块、皮棉清理机、智能控制模块、数据获取模块和数据分析模块，其特征在于：所述智能控制系统及平台通过无线通信模块建立与皮棉清理机之间的数据及指令的传输关系；

2.根据权利要求1所述的一种皮棉清理机智能控制系统，其特征在于，所述皮面清理机具体由给棉部分、刺辊部分和排杂部分三个部分组成、且刺辊部分分为一次刺辊处理层和二次刺辊处理层。

3.根据权利要求1所述的一种皮棉清理机智能控制系统，其特征在于，所述数据获取模块连接有数据分析模块。

4.根据权利要求3所述的一种皮棉清理机智能控制系统，其特征在于，所述数据分析模块设置有含杂籽棉图像自动分割技术。

5.根据权利要求4所述的一种皮棉清理机智能控制系统，其特征在于，所述数据分析模块设置有含杂籽棉图像杂质分类识别技术。

6.根据权利要求1所述的一种皮棉清理机智能控制系统，其特征在于，所述智能控制模块通过无线通信模块连接有皮棉清理机。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种皮棉清理机智能控制系统的检测方法，其特征在于，包括步骤方法如下：

技术总结本发明公开了一种皮棉清理机智能控制系统及检测方法，涉及皮棉加工技术领域，本发明包括智能控制系统及平台、无线通信模块、皮棉清理机、智能控制模块、数据获取模块和数据分析模块，所述智能控制系统及平台通过无线通信模块建立与皮棉清理机之间的数据及指令的传输关系，所述智能控制系统及平台设置有数据获取模块，用于获取关于系统所连接的皮棉清理机的应用操控信息，以及皮棉的质量信息，通过智能控制模块自动控制刺辊电机按照对应的挡位调控电机带动刺辊的转速，从而当所检出的含杂量较大时，自动控制刺辊转速升高，当含杂量较小时，自动控制刺辊转速降低，并且有效的降低了能耗的消耗。技术研发人员：彭云省,潘新民,董继斌,李臻受保护的技术使用者：山东效棉机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5