一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备及方法

本发明涉及食品质量检测分拣，具体是指一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备及方法。

背景技术：

1、随着社会的发展，视觉传感器与ph传感器被用于各种各样的食品识别和分拣中，与传统的食品分拣设备相比，通过机器视觉系统检测食品外观特征，如颜色、形状、纹理等，来判断其质量和新鲜度，并通过ph传感器检测食品酸碱度，判断其是否发生腐败；随后对其进行智能分拣，对于部分不合格食品可以进行分类，提高了食品分拣效率。

技术实现思路

1、针对现有食品分拣方式的不足，本发明专利提供了一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备及方法，该设备包括支撑台、上料机构、传送机构、识别机构、分拣机构、储存机构以及控制单元模块，所述支撑台固定在地面上，支撑台上端两侧开口，中间安装其他机构；所述上料机构包括1号agv小车、1号六自由度机械臂和储料盒，1号六自由度机械臂与储料盒安装在1号agv小车上；所述传送机构由三条传送带和五个光电传感器组成，将食品从送料区域输送至储存区；所述识别机构由高清摄像头和细横梁组成，完成对食品的外观特征检测，如颜色、形状、纹理等，来判断其质量和新鲜度；所述分拣机构由两组装置组成，第一组分拣机构将识别不合格的食品抓取至不合格品传送带，第二组分拣机构通过2号机械手所装配的ph传感器检测食品的酸碱性，判断食品是否腐败，并抓取至合格品传送带或不合格品传送带；所述储存机构由两组装置组成，每组由储存盒、agv小车和六自由度机械臂组成，六自由度机械臂接收到光电传感器的信号后，将食品抓取至储存盒；所述控制单元安装在支撑台一侧，控制各个机构的运转。实现分拣的全自动化。

2、作为本发明的进一步方案：所述支撑台包括箱体和挡板，所述箱体一侧安装自动双开门，通过组合安装的直线滑块导轨机构实现，可由控制单元模块控制实现自动开关门，也可通过把手实现手动开关门，所述挡板上端面具有矩形豁口，用于插装横梁。

3、作为本发明的再进一步方案：所述传送机构由三条传送带和五个光电传感器组成。所述三条传送带分别为合格品传送带、待识别食品传送带以及不合格品传送带；所述五个光电传感器分别为：1号光电传感器，2号光电传感器，3号光电传感器，4号光电传感器，5号光电传感器；所述1、2、3号光电传感器安装在待识别食品传送带一侧，1号光电传感器与高清摄像头位置平行，2、3号光电传感器分别与1、2号机械手平行，所述4、5号光电传感器分别安装在合格品传送带与不合格品传送带一侧。所述五个传感器均通过竖版固定于支撑台上。

4、作为本发明的再进一步方案：所述上料机构包括1号agv小车、1号六自由度机械臂和储料盒，1号六自由度机械臂与储料盒安装在1号agv小车上，储料盒底部装有压力传感器，当压力传感器未检测到储料盒中装有食品，1号agv小车自动取料，当压力传感器检测到储料盒中装有食品，1号六自由度机械臂将食品抓取至待识别食品传送带上。

5、作为本发明的再进一步方案：所述识别机构由高清摄像头、细横梁与1号光电传感器组成，所述高清摄像头安装在细横梁上，正对于待识别食品传送带，当1号传感器检测有待识别食品时，待识别食品传送带停止运行，高清摄像头完成对食品的外观特征检测，如颜色、形状、纹理等，来判断其质量和新鲜度，如果食品检测为合格食品，2号光电传感器运行，3号传感器停止运行，如果食品检测为不合格食品，3号光电传感器运行，2号传感器停止运行，识别结束后待识别食品传送带恢复运行。

6、作为本发明的再进一步方案：所述分拣机构由两组装置组成，每组由机械手、粗横梁、直线滑块导轨、丝杠螺旋升降机及电机组成，用于分拣合格食品和不合格食品，当2号光电传感器检测到食品时，待识别食品传送带停止运行，1号机械手将食品抓取至不合格品传送带，当3号光电传感器检测到食品时，待识别食品传送带停止运行，2号机械手将食品抓取，介时安装在2号机械手的ph传感器对食品进行酸碱度检测，若检测结果为合格，则将食品放置在合格品传送带上，若检测结果不合格则将食品放置在不合格品传送带上；所述识别机构和分拣机构可单独组装和拆卸，具有模块化。

7、作为本发明的再进一步方案：所述储存机构由两组装置组成，每组由储存盒、agv小车和六自由度机械臂组成，所述agv小车一侧装备有hmi人机交互界面，agv小车上固定有六自由度机械臂与储存盒；当4号光电传感器检测到合格食品时，合格品传送带停止运行，2号六自由度机械臂将合格食品抓取至储存盒中；当5号光电传感器检测到不合格食品时，不合格品传送带停止运行，3号六自由度机械臂将不合格食品抓取至不合格食品储存盒中。所述不合格食品储存盒分为两个区域，即外观特征不合格区与酸碱度不合格区。

8、本发明专利与现有的技术相比，优势在于：

9、1.本发明，上料机构采用agv小车和六自由度机械臂组合的方式，可以实现取料及上料的自动化；

10、2.本发明，识别机构采用高清摄像头，通过算法优化实现高精度的识别，实现对食品的外观特征检测，如颜色、形状、纹理等，来判断其质量和新鲜度；并结合分拣机构中ph传感器对食品酸碱度的检测，提高判断食品是否合格的准确性；

11、3.本发明，储存机构同样采用agv小车和六自由度机械臂组合的方式将食品放置指定区域，可以实现储料的自动化。

12、4.本发明，实现了全自动化，具有检测食品质量准确率高及分拣效率高的特点。

技术特征：

1.一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备，包括支撑台(5)，其特征在于：还包括配合支撑台(5)设置的上料机构、传送机构、识别机构、分拣机构、储存机构以及控制单元模块，所述支撑台(5)固定在地面上，支撑台上部两侧设有开口；

2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备，其特征在于：所述上料机构包括1号agv小车(4)、1号六自由度机械臂(1)和储料盒(2)，1号六自由度机械臂(1)与储料盒(2)安装在1号agv小车(4)上，储料盒(2)底部装有压力传感器，所述1号agv小车(4)一侧装备有hmi人机交互界面(3)。

3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备，其特征在于：两组所述分拣机构包括1号机械手(29)、2号机械手(30)和两组分别用于安装1号机械手(29)、2号机械手(30)的粗横梁(14)、直线滑块导轨(15)、丝杠螺旋升降机(16)及电机(18)，2号机械手(30)上安装有ph传感器(31)用于检测食品(19)的酸碱性。

4.根据权利要求3所述的一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备，其特征在于：所述识别机构由高清摄像头(20)和细横梁(13)组成，完成对食品的外观特征检测；

5.根据权利要求4所述的一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备，其特征在于：所述传送机构由三条传送带和五个光电传感器组成，将食品(19)从送料区域输送至储存区；

6.根据权利要求2所述的一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备，其特征在于：两组储存机构均与上料机构结构相同，两组储存机构分别设置在支撑台(5)同一端的两侧。

7.根据权利要求5所述的一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备，其特征在于：所述支撑台(5)包括箱体和用于安装细横梁(13)、粗横梁(14)的挡板(12)，所述箱体一侧安装自动双开门(6)。

8.一种食品质量检测分拣方法，适用于权利要求1-7任一项所述的多传感器的智能食品质量检测分拣设备，其特征在于：所述的分拣方法包括当压力传感器检测到储料盒(4)中装有食品(19)，1号六自由度机械臂(1)将食品(19)抓取至待识别食品传送带(22)上当压力传感器检测到储料盒(4)中装有食品(19)，1号六自由度机械臂(1)将食品(19)抓取至待识别食品传送带(22)上，当1号传感器(24)检测有待识别食品(19)时，待识别食品传送带(22)停止运行，高清摄像头(20)完成对食品(19)的外观特征检测，如颜色、形状、纹理等，来判断其质量和新鲜度，如果食品(19)检测为合格食品，2号光电传感器(25)运行，3号传感器(26)停止运行，如果食品(19)检测为不合格食品，3号光电传感器(26)运行，2号传感器(25)停止运行；识别结束后待识别食品传送带(22)恢复运行，当2号光电传感器(24)检测到食品(19)时，待识别食品传送带(22)停止运行，1号机械手(29)将食品(19)抓取至不合格品传送带(23)，当3号光电传感器(26)检测到食品(19)时，待识别食品传送带(22)停止运行，2号机械手(30)将食品(19)抓取，介时安装在2号机械手(30)的ph传感器(31)对食品(19)进行酸碱度检测，若检测结果为合格，则将食品(19)放置在合格品传送带(21)上，若检测结果不合格则将食品(19)放置在不合格品传送带(23)上；所述识别机构和分拣机构可单独组装和拆卸，具有模块化，当4号光电传感器(28)检测到合格食品时，合格品传送带(21)停止运行，2号六自由度机械臂(11)将合格食品抓取至储存盒(2)中；当5号光电传感器(27)检测到不合格食品时，不合格品传送带(23)停止运行，3号六自由度机械臂(7)将不合格食品抓取至不合格食品储存盒(9)中。所述不合格食品储存盒(9)分为两个区域，即外观特征不合格区与酸碱度不合格区，同时由控制单元模块控制实现自动开关门，还可通过把手实现手动开关门。

技术总结本发明专利涉及智能分拣技术领域。尤其涉及一种基于多传感器的智能食品质量检测分拣设备及方法，包括支撑台、上料机构、传送机构、识别机构、分拣机构、储存机构以及控制单元模块，所述支撑台固定在地面上，支撑台上端两侧开口，中间安装其他机构；本发明专利实现了全自动化，具有检测食品质量准确率高及分拣效率高的特点,同时能够满足工作人员易于操作和维护的效果。本发明专利实现了全自动化，具有检测食品质量准确率高及分拣效率高的特点,同时能够满足工作人员易于操作和维护的效果。技术研发人员：王明伟,张鹏飞,崔恩铭,张文超,赵秀君受保护的技术使用者：大连工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4