基于电磁式同步执行机构的鲜枣分级机设计与试验

为了提高鲜枣机器视觉分级机的分级精度和速度,该文研究设计基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机,整机由辊轮输送链、拨板链条、电磁铁、同步传动链轮、STM32F407图像处理器和STM32F103控制动作执行的协处理器等组成。执行机构单元拨板与辊轮输送同步,采用灵敏度高的电磁铁吸附硅钢开关扣板执行动作。图像处理流程为图像颜色分量、Sobel算子滤波、大津法二值化、椭圆拟合提取颜色和大小特征值。样机试验结果：拨板链同步位差为0.413 mm,单元拨板击撞力为2.57 N,红枣表皮瞬间承受最大力为12.69 N;每帧图像处理时间为50 ms,执行机构动作时间为40 ms,辊轮输送速度为320 m...

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Published in农业工程学报 Vol. 33; no. 7; pp. 254 - 260
Main Author 康宁波 强锋 吴龙国 王松磊 何建国
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 宁夏大学农学院,银川 750021 2017
宁夏大学土木与水利工程学院,银川,750021%宁夏大学农学院,银川,750021%宁夏大学土木与水利工程学院,银川 750021
Subjects
分级机
图像处理
机器视觉
电磁执行机构
设计
鲜枣
image processing
设计
机器视觉
鲜枣
图像处理
电磁执行机构
fresh jujube
computer vision
design
classifier
分级机
electromagnetic actuator
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Summary:为了提高鲜枣机器视觉分级机的分级精度和速度,该文研究设计基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机,整机由辊轮输送链、拨板链条、电磁铁、同步传动链轮、STM32F407图像处理器和STM32F103控制动作执行的协处理器等组成。执行机构单元拨板与辊轮输送同步,采用灵敏度高的电磁铁吸附硅钢开关扣板执行动作。图像处理流程为图像颜色分量、Sobel算子滤波、大津法二值化、椭圆拟合提取颜色和大小特征值。样机试验结果：拨板链同步位差为0.413 mm,单元拨板击撞力为2.57 N,红枣表皮瞬间承受最大力为12.69 N;每帧图像处理时间为50 ms,执行机构动作时间为40 ms,辊轮输送速度为320 mm/s,红枣分级速度达20个/s,实现鲜枣5个大小等级和1个绿色等级的分级,分级准确率为93.7%,无损率为100%,最大产能达1 400 kg/h。设计的基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机实现了鲜枣的高准确率、高速度、无损分级要求,为机器视觉红枣快速分级设备的发展提供重要的技术支撑和理论参考。
Bibliography:11-2047/S
computer vision; image processing; design; electromagnetic actuator; fresh jujube; classifier
Kang Ningbo1, Qiang Feng2, Wu Longguo1, Wang Songlei1,2, He Jianguo1,2 （1. School of Construction and Hydraulic Engineering, Ningxia University, I~nchuan 75002 l, China 2. School of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, China）
The production of the machine, which classifies small-sized fruits according to their images, depends on the speed of the image classification and the actuator. The existing classifier for fresh jujube has the issue that the efficiency of image processing doesn＇t match the timeliness of executive mechanism. And the speed of the actuator and the accuracy of positioning restrict the efficiency of classification. In order to improve the speed of classification of the image classifier for fresh jujube, an image classifier for fresh jujube is designed based on electromagnetic synchronous executor in this paper. The machine is composed of roller conveyor chain, dialing plate chain,
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.033