Способ сортировки корнеклубнеплодов и устройство для его осуществления

(19 (1 01 1 33/О ОСУДАРСТ 8 ЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗ КОМИТЕТ СССРЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ РЕТЕНИЯ САНИ ОРСК(54) СПОСОБ ПЛОДОВ И УС ВЛЕНИЯ (57) 1. Спо еплодов, зорнеклубне штучно пода ОРТИРОВКИ КОРНЕКЛУ ОпСТВО ДЛЯ ЕГО ОС БСТб(56) Авторское свидетельство СССРФ 939138, кл. В 07 С 5/342, 1980.Авторское свидетельство СССРУ 1029869, кл, А 01 0 33/08, 1982 соб сортировки корнеклу - н аключающийся в том, что к плоды ориентируют и поют в зону обзора, где летящие корнеклубнеплоды освещают пучком света и получают с помощью Фотоприемника электрический сигнал, который соответствует текущей ширине корнеклубнеплода по координатному направлению и управляет исполнительным механизмом, определяют длину, площадь проекции корнеклубнеплода и вырабатывают координатный сигнал отношения квадрата длины к площади, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности определения селекционного сорта корнеклубнеплодов путем ослабления зависимости процесса сортировки от ошибок ориентации корнеклубнеплодов, дополнительно с первым электрическим сигналом по другому координатному направлению получают второй электрический сигнал, соответствующий текущей ширине корнеклубнеплода, вырабатывают второй координатный сигнал отношения квадрата длины к площади, суммируют первый и второй координатные сигналы отношений, сравнивают сигнал суммы с эталонными значениями и по результатам сравнения вырабатывают сигнал управления исполнительным механизмом.2, Устройство для осуществления способа сортировки корнеклубнеплодов, содержащее дозирующее устройство,подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, системой линз, масочной диафрагмой и фотоприемником, исполнительный механизм, электронное устройство управления сое стробируемым компаратором, мультивибратором импульса сброса и каналом выработки сигнала отношения, который содержит пиковый детектор со сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы со сбросом, блок деления, компаратор нуля, мультивибратор стро" бирующего импульса, квадратор, при этом вход пикового детектора связан с выходом фотоприемника и входом дифференциального усилителя, а его выход - с другим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входами компаратора нуля и первого интегратора, выход которого подсоебгнен к одному входу блока деления, а компаратор нуля связан.с входами второго интегратора и мульти- а вибратора стробирующего импульса, выход второго интегратора через квад- ю 3 ь ратор связан с другим входом блока деления, а выход мультивибратора сброса соединен с входами сброса никового детектора, первого и второго интеграторов, о т л и ч а ю щ е -12534 е с я теМ, что контрольное устройство имеет второй Фотоприемник, масочная диафрагма - два щедевых отверстия, расположенных под углом одно к другому, а электронное устройство управления снабжено вторым каналом выработки сигнала отношения, свя" занным с вторыми Фотоприемником, а также элементом И, сумматором, при этом выходы мультивибраторов стробирующих импульсов каждого канала через элемент И связаны с входом мультивибратора сброса и стробирующим 76входом компаратора, выходы блоковделения каждого канала через суьиаторподсоединены к входу стробируемогокомпаратора, выход которого подключен к исполнительному механизму. 3, Устройство по и, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов зоны обзора, контрольное устройство имеет полупрозрачное зеркало и две щелевые диафрагмы, а щелевые отверстия масочной диафрагмы пересекаются.Изобретение относится к сельско .хозяйственной технике и может бытьиспользовано для сортировки корнеклубнеплодов в уборочных машинах ина пунктах послеуборочной обработкипродукции.Цель изобретения - повышение эффективности определения селекционного сорта корнеклубнеплодов путемослабления зависимости процесса сор. тировки от ошибок ориентации корне"клубнеплодов,На фиг. 1 показан процесс получения координатных сигналов развертки;на Фиг. 2 - устройство для сортировки, ббщий вид; на. Фиг. 3 и,4- варианты выполнения контрольного устройства; на фиг. 5 - структурная схема,устройства управления; на Фиг. б -временные диафрагмы, поясняющие спо" 2 Особ сортировки корнеклубнеплодов иработу устройства сортировки,Сущность способа сортировки состоит в том, что корнеклубнеплоды пред"варительио ориентируют и поштучноподают в зону обзора, где они всвободном падении освещаются пучкомсвета, причем ориентацию корнеклубнеплодов осуществляют длиной вдольнаправления падения н шириной попе- ЗОрек направления пучка света.Далее с помощью масочной диафрагмы, имеющей два щелевых отверстия,которые расположены под прямым угОлом одно к другому и под углом 45к направлению движения корнеплода,и двух Фотоприемников, установленных на стороне, противоположной излучателю, по тени отбрасываемой корнеклубнеплодом на фотоприемники получают два электрических сигнала, представляющем собой развертку формы корнеклубнеплода по оси абсцисс и по оси ординат, Эти сигналы развертки не зависят от отражательной способности корнеклубнеплода.Каждый координатный сигнал обрабатывается самостоятельно, а именно: по разности сигнала максимальной освещенности фотоприемника и сигнала развертки получают сигнал, пропорциональный текущей ширине корнеклубнеплода, интегрируя который получают сигнал, пропорциональный площади проекции корнеклубнеплода, по времени пролета корнеклубненлода мимо щелевого отверстия получают сигнал, пропорциональный длине корнеклубнеплода, вырабатывают сигнал, пропорциональный отношению квадрата длины к площади. Далее суммируют координатные сигналы отношений, сравнивают сигнал суммы с этапонными значениями и по результатам сравнения вырабатывают сигнал управления исполнительным механизмом.Устройство сортировки корнеклубнеплодов 1 содержит масочную диафрагму 2 с щелевыми отверстиями, дозирующее устройство 3 с бункером и виб- ротранспортером, подающий и ориентирующий механизм 4, который может быть выполнен в виде попарно 7-образно установленных ленточных транс=2 ация аппроксимирующе оса иа ось Х;ция эллипса на ось У;между осью Х и большойэллипса; е г и прое угол сь 3 1253 портеров. Подающий и ориентирующий механизм 4 подает корнеклубнеплоды в зону обзора контрольного устройства 5, Электрические сигналы от.контрольного устройства 5 поступают на два входа электронного устройства 6 управления, где вырабатывается сигнал, подающийся на исполнительный механизм 7, Контрольное устройство 5 содержит источник 8 света, систему 10 линз 9 масочную диафрагму 2 с двумя координатными щелевыми отверстиями, расположенными под прямым углом одо но к другому и под углом 45 к на" правлению полета корнеклубнепло дов, два координатных Фотоприемника 10 и 11,Выполнение контрольного устройства согласно Фиг. 4 позволяет сократить габариты эоны обзора, умень" 20 шить максимальную скорость корнеклубнеплода и тем самым его повреждаемость в процессе сортировки и предусматривает выполнение масочной диафрагмы 2 с двумя перекрещивающимися 25 щелевыми отверстиями. В этом случае световой поток масочной диафрагмы 2 разделяется на два координатных Фотоприемника 10 и 11 с помощью полупрозрачного зеркала 12 и двух щеле- з 0 вых диафрагм 13 и 14.На Фиг. 1, поясняющей процесс развертки в контрольном устройстве 5 Формы корнеклубнеплода 1, изображены клубень картофеля, форма которого аппроксимируется эллипсом, масочная диафрагма 2 с щелевыми отверстиями (оси ХУ), Источник света находится за плоскостью чертежа, клубень движется вниз. Как видно из Фиг. 1, клубень вначале пересекает луч в поле зрения первого щелевого отверстия (ось Х), потом второго отверстия (ось У). Время пролета корнеклубнеплода мимо первого щелевого отверстня 45 пропорционально Г, а время пролета мимо второго шелевого отверстия пропорционально 1, причем существуют следующие зависимости:50476а,Е 4соответственно большая полуось, эксцентриситет эллипса.Сигнал суммы координатных сигналов отношений выражается следующим образом:4 а Ь-" - + - "-=- (-+-)8 Б . н Ь а ходы которых подключены к входамвторых интеграторов 29 и ЗО, связанных через квадраторы 31 и 32 с одним входом блоков 33 и 34 деления,другой вход которых связан с выходом первых интеграторов 25 и 26. Навход первых интеграторов 25 и 26поступает сигнал с дифференциальныхусилителей 23 и 24, величина которого пропорциональна текущей ширинекорнеплода, а выходной сигнал интеграторов 25 и 26 по окончании нролета корнеклубиеплода пропорционаленплощади проекции, Цень, состоящая где 8, Ь - соответственно площадь, малая полуось эллипса.Сигнал суммы зависит только от пропорций эллипса, т,е, от селекционного сорта картофеля, и не зависит от угла ориентации 1. У моркови (аппроксимация - треугольник) сигнал суммы в большей степени зависит от угла ориентации чем у картофеля, но с за" данной на практике точностью этой зависимостью можно пренебречь.Электронное устройство 6 управления содержит два идентичных канала 5 и 16 выработки координатных сигналов отношений, элемент И 17, мультивибратор 18 импульса сброса, сумматор 19, стробируемый кьмпаратор 20, Каналы 15 и 16 выработки координатного сигнала отношения состоят из пиковых детекторов 21 и 22 со сбросом, дифференциальных усилите- лей 23 и 24, первых интеграторов 25 и 26 со сбросом, компараторов 27 и 28 нуля, вторых интеграторов 29 и 30 со сбросом, квадраторов 31 и 32, блоков 33 и 34 деления, мультивибраторов стробирующего импульса 35 и 36, Прн этом входы пиковых детекторов 21 и 22 связаны с выходами фотоприемников 10 и 11 и входами дифференциальных усилителей 23 и 24, а их выходы - с другими входами дифференциальных усилителей 23 и 24, выходы которых соединены с входами первых интеграторов 25 и 26, и входами компараторов 27 и 28 нуля, вы53476 Ь 30 ф 35 40 45 50 55 Из дозирующего устройства 3 корнеклубнеплоды поштучно поступают на подающий и ориентирующий механизм 4, который ориентирует корнеклубнеплоды в вертикальной плоскости и подает их к зоне обзора контрольного устройства 5. В последнем корнеклубнеплоды освещаются параллельным пучком источника 8 света через систему линз 9 и рассматриваются через масочную диафрагму 2 Фотоприемниками 1 О и 11 непосредственно или с помощью полупрозрачного зеркала 12 н двух щелевых диафрагм 13 и 14, Фотоприемники 10 и 11 вырабатывают электрические сигналы, представляющие собой развертку формы корнеклубненлода по оси абсцисс и по оси ординат. Дальнейшее преобразование координатных сигналов состоит в раздельном преоб 5 12 из последовательно соединенных компараторов 27 и 28 нуля, интеграторов 29 и 30, квадраторов 31 и 32 вычисляет квадратор длины корнеклубнеплода. Компараторы 27 и 28 нуля связаны с входом мультивибраторов 35 и 36 стробирующего импульса,Выходы мультивибраторов 35 и 36 стробирующих импульсов через элемент И 17 связаны с входом мультивибратора 18 импульса,. сброса, выход которого соединен с входами сброса пиковых детекторов 21 и 22, первых 25 и 26 и вторых 29 и 30 интеграторов. Выходы блоков 33 и 34 деления через сумматор 19 подсоединены к входу стробируемого компаратора 20, стробирующий вход которого связан с выходом элемента И 17. Стробируемый компаратор 20 выполнен двухпороговым и на него подаются эталонные напряжения О Б, задаю" щие пороги компарации. Мультивибраторы 35 и 36 стробирующего импульса запускаются сигналами с выходов; компараторов 27 и 28 нуля, Импульс с выхода элемента И 17 служит для синхронизации работы обоих каналов 15 и 16 и поступает как на вход запуска мультнвибратора 18 импульса сброса, так и настробирующий вход компаратора 20, Перед началом цикла измерения мультивибратор 18 сброса сбрасывает пиковые детекторы 21 и 22 и интеграторы 25, 26, 29, 30Работа устройства для сортировки корнеклубнеплодов осуществляется сле дующим образом. 5 10 5 20 25 разовании этих сигналов двумя идентичными каналами 15 и 6,Работа каждого канала (на примере канала 15) осуществляется следующим образом. При отсутствии корнеклубнеплода перед щелью сигнал с фотоприемника 10 максимален, а при пролетании корнеклубнеплода через зону обзора фотоприемник 10 частично эатеняется корнеклубнеплодом и его сигнал уменьшается (фиг. 6 ч) на величину,пропорциональную текущей ширине корнеплода. Перед пролетом корнеклубне -плода, т,е. перед началом очередного цикла анализа формы, исходное состояиие интеграторов 25 и 29 нулевое, ана выходе пикового детектора 21 максимальное напряжение. Очередной корнеплод, попадая в зону обзора, просматриваетея через щель фотоприемником 10. Дифференциальный усилитель 23 вычитает из максимального сигнала,запоминаемого пиковым детектором 21,сигнал Фотоприемника и вырабатываетсигнал (фиг, 68), пропорциональныйтекущей ширине корнеклубнеплода.Зтот сигнал обрабатывается интегратором 25, выходной сигнал которогопо окончании пролета корнеклубиепло" да пропорционален площади проекциикорнеклубнеплода. Сигнал с выходадифференциального усилителя 23 подается на компаратор 27 нуля, на выходе которого появляется прямоугольный сигнал (Фиг. 6 ь) с длительностью, равной времени пролета корнеклубнеплода, т,е. пропорциональный длине корнеклубйеплода. Из этого сигнала с помощью интегратора 29, который выполняет функцию преобразователя время - амплитуда, получают сигнал (фнг. 62), амплитуда которого йо окончании пролета корнеклубнеплода пропорциональна его дпине.Зтот сигнал возводится в квадрат квадратором 31. Далее блоком 33 деления берется отношение квадрата длины к площади проекции. Поскольку это отношение информативно только в конце цикла измерения, т.е. только после того, как корнеклубнеплод полкостью проходит перед щелью и происходит полная развертка всей Фигуры корнеклубнеплода, использовать этоотношение для сравнения с эталонными значениями можно только в конце цикла, Для этого мультивибратор 35 стробнрующего импульса запускается12задним фронтом выходного прямоугольного импульса компаратора 27 нуля, т,е. сраэу же после того, как корне - плод полностью проходит перед щелью масочной диафрагмы 2. Другой канал 16 выработки координатного сигнала отношения работает аналогичным образом.Для синхронизации работы двух каналов 15 и 16 по их стробирующим импульсам элементом И 17 вырабатывается общий стробирующий импульс (фиг. 68), который стробирует ком" паратор 20. Координатные сигналы отношений каналов 15 и 16 объединяются сумматором 19, и сумма подается иа компаратор 20, Если сигнал суммы выходит за установленные напряжениями 11,13 эталонные значения, то это значит, что пропорции корнеклубнеплода и его селекционный сорт не соответствуют заданным. На выходе компаратора 20 появляется сиг 53476 8нал (фиг, 6 е), который поступаетна исполнительный механизм. Устройство управления исполнительным механизмом включает электромагнит,5 лопатка перемещается и корнеклубйеплод, сорт которого не соответствует заданному, изменяет траекториюсвоего движения, тем самым обеспечивается сортировка. По окончании цик 10 ла измерения и опознавания корнеклубнеплода пиковые детекторы 21 и 22 иинтеграторы 25, 26, 29, 30, устанавливаются в нулевое состояние импульсом сброса (фиг. 6 ж) мульти 15 вибратора 18 сброса, для чего культивибратор 18 запускается заднимфронтом стробимпульса с выхода элемента И 17. После сброса и последующей обработки пиковыми детектоМ рами 21 и 22 сигналов паузы с фотоприемников 10 и 1 устройство подготовлено к анализу очередного корнеклубнеплода,1253476фюю3Составитель А.Сидоров Редактор С.Лисина Техред И.Ходанич Корректор С.Шекмар Заказ 46482 Тираж б 79 ПодписноеВНИКЛИ Государственного комитета СССР