Способ отделения клубней картофеля от почвенных комков при механизированной уборке и система для его осуществления

/00, 33/08 1) А 0 3 ЫЮВЗИ 3ББПР- ЯЗЙЯВЯ ЬИЬЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ТО- ХАНИ- ЕГО о влеую кавизийства пос- и 7ле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Центральное опытное проектно- конструкторское и технологическое бюро ГОСНИТИ по организации и технологии ремонта и технического обслуживания автомобилей(56) Алиханов Д.М. Автоматизация процесса сортирования .семенного картофеля по морфологическим признакам клубней, автореф.дисс., Минск: ЦНИИМЭСХ, 1983.Я ск(54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ КЛУБНЕЙ КАРФЕЛЯ ОТ ПОЧВЕННЫХ КОМКОВ ПРИ МЕЗИРОВАННОЙ УБОРКЕ И СИСТЕМА ДЛЯОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к селму хозяйству, а именно к сортиркартофеля. Целью изобретения явся повышение качества отделениярасширение функциональных возмотей способа. Система для осущесния способа включает телевизионмеру 5, посредством блока 6 телонного канала и буферного устросообщенную с мини-ЭВМ 8. Выходней посредством блока 9 связ1683537 4 40 усиления связан с электромагнитным затвором 3При реализации способа анализируется контур объекта на возможность аппроксимации этого контура кривыми второго порядка. При возможИзобретение относится к сельскомухозяйству, а именно к сортировке картофеля.Целью изобретения является повышение качества отделения и расширение функциональных возможностей способа.На фиг.1 показана принципиальнаясхема системы; на фиг.2 - изображениясовмещенного контура фигуры почвенного комка и клубня картофеля примерноравного размера; на фиг.3 - принципиальная схема сепаратора сортировщика; на фиг.4 - блок-схема машиннойреализации алгоритма (1-й вариант);на фиг.5 - принципиальная схема мате;матической обработки части контурнойкривой, части фигуры изображения поконечным разностям 2-го порядка;. на фиг.6 - блок-схема машинной реали 30зации алгоритма (2-ой вариант); нафиг.7 - принципиальная схема математической обработки контурной кривойвсей фигуры изображения по конечнымразностям 2-го порядка; на фиг.8 -принципиальная схема усиления и передачи сигналов на командоаппарат;на фиг.9 - принципиальная .схема устройства механизма открывания днищаячейки сепаратора.Способ реализуется посредствомсистемы, в которой предварительно отсепарированная масса клубней и комковпопадает в организованном потоке(клубень, комок, клубень или в др.) 45на днище (рабочую решетчатую плоскость) 1 (фиг,1), которое опрокидывается специальным механизмом 2 присрабатывании электромагнитного затвора 3. Фигура почвенного комка иликлубня освещается световым потокомиз коллиматора 4 в зоне воспринимающего устройства технического зрения ввиде телевизионной камеры 5 с блоком телевизионного канала 6, котороепреобразует полученное изображение вцифровой код для последующего ввода)в ЭВМ и передает их в буферное устройство 7,ности такой аппроксимации считают,что дианизируемый объект - клубень,в противном случае, почвенный комок.2 с. и 2 з.п,ф-лы, 9 ил. соотношению двух основныхметров спроектированного контурафигуры длина и ширина ("а" и "Ъ"),через буферное устройство сопряже-ния мини-ЭВМ. 8 анализируется цифроваяинформация хотя бы части контураизображенной фигуры, и если совокупность конечных разностей 2-го порядка подчиняется кривой 2-го порядка,.то сигнал на срабатывание на первойпозиции контура не формируется. Если .совокупность конечных разностей 2-гопорядка не подчиняется закону кривой2-го порядка, то мини-ЭВМ через блоксвязи и усиления с командоаппаратом9 передает соответствующий сигнална электромагнитный затвор 3.,Телевизионная камера (ТК) 5 состандартным полным телевизионным сигналом (ТВС) на выходе блокателевизионного канала (БТК) 6, обеспечиваетквантование видеосигнала по уровню,дискретизацию по времени и кадрирование изображения по синхросмеси (СИ)телевизионного сигнала.БТК 6 вырабатывает синхроимпульсы(СИ) и коды яркости точек изображения,которые поступают в буферное запоминающее устройство (БЗУ) 7 и обеспечивают запись изображения в объемекадра в цифровом коде. Сигналы управления приводом УТП управляют работойблоков привода телекамеры и промежу".точного запоминающего устройства иобеспечивают запись и хранение изображения в объеме кадра в БЗУ.Фиксация кадра в ЭВМ 8 производится по сигналу устройства синхронизации в виде геркона (входит в БТК 6),срабатывающего при контакте с перегородкой 13 (фиг,З) ячейки сепаратора. БЗУ 7 содержит также средства управления всей системой технических средств со стороны ЭВМ.Сигнал из ЭВМ через блок 9 усиления обеспечивает срабатывание электромагнитного затвора 3.5 1683537Изображения клубня или комка для контрастности подсвеченного коллиматором 4, воспринимается телевизионн ной камерой 5 и телевизионными сигналами ТВС передается в БЗУ 7. Черезустройство сопряжения контурные параметры изображения в циЬровом кодепередаются в мини-ЭВМ 8, котораяанализирует хотя бы часть контураизображения и определяет, подчиняются ли конечные разности 2-го порядка закону кривой 2-го порядка. При.этом в могут иметь место два случая (фиг,2);изображенная фигура, имеет по контуру расчетного овала неравномерно выступающий избыток площади; часть нерав- в номерно выступающего избытка - снару- з уи расчетного овала, а часть неравно- Р аверно выступающего недостатка - 20 Р изнутри.Программным обеспечением операци- с анной системы предусмотрена обработ 1 а как избыточных выступов, так ил недостающих впадин. Механическая 25 в часть сепаратора-сортировщика состоит из кольцевого корпуса 10 (фиг,3), Э вращающегося в роликовых опорах, ск приводом, например, от цевочного за- т цепления. Корпус сепаратора 10 состо 2 ит из наружной и внутренней кольцевых стенок 11 и 12 высотой до 150 мм и э диаметром 1500 - 2000 мм, соединенных в между собой перегородками 13, которые образуют рабочие ячейки. В ниж- П ней части каждая ячейка имеет рабочую плоскость - днище 1 закрепленв ное шарнирно на оси 14, снабженнуюз механизмом открывания (опрокидывания) ( 2. состоящим из рычага с роликом 15, 40 б который взаимодействует с подвижным копиром 16. Днище открываетея, когда в ролик 15 при вращении сепаратора-сор- к тировщика набегает на один из четы- к рех поднимающихся наклонных копиров л от срабатывания электромагнитных зат- п воров 3вВозврат днища обеспечиваетсян пружиной установленной на оси 14 шар- Р кира (фиг.9). Всего электромагнитных затворов четыре: один установлен на х основной рабочей позиции и управляет ж открыванием днища 1 для выброса поч- , венных комков, а три остальных - на Р рабочих позициях, соответствующихтрем отделяемым Ьракциям клубней..и Способ посредством системы осуще ствляют следующим образом.Предварительно отсепарнрованная масса клубней и комков в организованом потоке (клубень, комок, комок, клубень или в другом сочетании) попадает в ячейки механической части сепаратора. При непрерывном или пульсирующем ьращении корпуса сепаратора каждая ячейка с почвенным комком или клубнем в последовательном порядке попадает в рабочую зону контроля телевизионной камеры. В затемненных услоиях или при работе ночью рабочая полость ячейки освещается светом из коллиматора 4 (фиг.3), и изображение распознаваемой Ьигуры с помощью телеизионной камеры 5 с блоком телевиионного канала с устройством преобазователя 6, преобразованное в цифовой код, передается в БЗУ 7 для последующего ввода в мини-ЭВМ 8, Пооотношению двух параметров изобракения по длине и ширине Га" и "Ь")огическим блоком распознавания виде БЗУ 7 и бортовой ЭВМ 8 производится сравнение заложенных в памятиВМ характеристик кривых 2-го поряда с контуром изображения. Если конур изображения подчиняется кривой-го порядка, то делается логический вывод, что это картофель, и притом не формируется сигнал для сбрасыания на механизм первой рабочей секции по отделению почвенных комков.ри этом алгоритм функционирования мини-ЭВМ принципиально представленвиде двух реальных блок-схем реалиации: с полной обработкой контураЬиг.4 и 5) и с половинной его обра "откой (фиг.б и 7).Контроль распознавания обеспечиается по критерию второго свойствалубней - иметь другой цвет. Обработа. совокупного множества видеосигнаов в цифровом коде бортовой ЭВМ обесечивает повторный контроль распознаания, и этим самым обеспечиваетсяадежность работы сепаратора-сортиовщика.фактически для распознавания необ- одим только Ьрагмент контура изобраения. Режим срабатывания затворовучетом транспортного запаздыванияассчитывается в ЭВМ. При этом помио Формирования сигнала распознавания очвенных комков от клубней по попавшему в память ЭВМ соотнршению контура изображения алгоритмом предусмотрено формирование еще трех сигналов(С 1,С 2,СЗ)на размерные фракции картофеля; мелкий, средний, крупный,Сформированные мини-ЭВМ 8 сигналы:основной - на отделение почвенныхкомков от клубней и дополнительные 5на сортировку клубней, подаются наблок связи и усиления с командоаппаратом 9 (БСУ) (фиг.1) с принципиальной его схемой, изображенной нафиг.8 и последний в последовательности экспозиций изображения передает сигнал в зависимости от результатов распознавания на один из четырехэлектромагнитных затворов (фиг.1),управляющих подъемом наклонных копиров для сброса распознанных объектовв соответствующий лоток. Для обеспечения блокировки срабатывания приВозникающей транспортной ЗЙДержке при 20вращении кольцевого сепаратора-сортировщика (в случае непрерывного, а непульсирующего вращения) в зоне расположения телевизионной камеры 5 можетбыть смонтирован герконовый или контактный датчик для включения началаэк спозиции е Формула изобретения301. Способ отделения клубней картофеля от почвенных комков при механизированной уборке, заключающийся .в подаче массы в организованном потоке к рабочей позиции распознавания клубней картофеля по размерам, облу 35 чении объектов световым потоком, преобразовании видеосигнала объекта в цифровой код и последующем анализе видеосигнала по различным параметрамсоответствующим морфологическим свойствам клубня и выработке сигнала на исполнительный механизм подачи клубня, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отделения и расширения функциональных возможностей, в процессе телевизионной съемки объекта регистрируют уровни видеосигналов от объекта.и фона и проводят анализ по меньшей мере одного фрагмента контура распоз,50 наваемого объекта, заключающийся в возможности аппроксимации этого фрагмента кривыми второго порядка и при возможности такой аппроксимации и наличии разницы уровней видеосигналов от объекта и фона вырабатывают сигнал на исполнительный механизм подачи клубней.2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности сортирования клубней картофеля на размерные фракции, изполученного видеосигнала клубня определяют значения длины и шириныклубня и по этим значениям формируют управляющие воздействия на исполнительный механизм сортировки по раз.мерным фракциям.3. Система для отделения картофеля от почвенных комков при механизированной уборке, содержащая механизмподачи, над которым установленыоптический блок распознавания и блокпоштучной подачи, каждый из которыхсообщен с соответствующим приемнымэлементом, блок преобравования видеосигнала, выход :которого подключен квходу блока управления, причем выходпоследнего связан с исполнительным ме,ханизмом блоков йоштучной подачи, а выход оптического блока подключен квходу блока преобразования видеосигнала, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью расширения технологических возможностей устройства и повышения качества работы, она снабженаблоком синхронизации и механизмподачи выполнен в виде кольцевого сепаратора с ячейками, днище каждой изкоторых установлено шарнирно относительно соответствующих боковых стеноки.имеет рычаг, на концы которого установлен ролик, а каждый блок поштучнойподачи выполнен в виде рычажного копира, размещенного с возможностьювзаимодействия одним койцом с роликомрычага каждого днища, при этом другой конец рычажного копира шарнирнозакреплен на установочной раме кольцевого сепаратора, а рычаг копира сообщен с соответствующим исполнительным механизмом блоков поштучной подачи, причем исполнительный элемент блока синхронизации связан с ,кольцевым сепаватором, а выход подключен к инициативному выходу блока управления; 4. Система по.п.1, о т л и ч а ю"щ а я с ятем, что в качестве опти=ческого блока распознавания использована телевизионная камера, а логического блока - ЭВМ.Хо Уп фиг Х УХу УуЬХ У13 У Уг УУгЬМ3 У-У;У,ЗУ-ДУ;4дУгдЖ гу угу Аут 1683537 4 ЬюеаюЮРММ 7 д-РВ бонин ниэкоуроВне 5 ы ОНГПЩИЛЬНЫХ СХЕМ Высакпураднедыми РПГЖ/юВйГ сиде ЭлектрюмагнопыУСПОЛНИРРЛЬНОВОФЮРЖОВ683537 рректор екм о сноеткрыт д. 4 ям при ГКНТ СС5 ниямая на Уж д, ул. Гагарин Производствен Ъ Ь ьСоставитель А.ГорячевРедактор Н.Швыдкая Техред. Л.Сердюкова Заказ 3987 ТиражНИИПИ Государственного комитета по изобре113035, Москва, Ж, Раув ательский комбинат "Патент Ь1 ь ф