[0001] 本发明涉及鲜食大豆分选技术领域，更具体地讲，涉及一种鲜食大豆分选用视觉检测与分选系统。

[0002] 近年来鲜食大豆的消费需求逐渐增高，鲜食大豆对整体品质的要求较高，主要包括大小，色泽等方面的要求。在鲜食大豆收货后，需进行严格的品质分选，剔除不符合要求的豆荚物料及杂质。

[0003] 目前针对鲜食大豆进行色选的设备中往往采用平皮带输送，通过前面设备将大豆平铺在平皮带上，并在平皮带的高速输送，依靠惯性在输送带的输出端抛出，同时在抛出位置的上方设置视觉采集装置，并实时将采集到的图像信息传输给控制装置，由于大豆输送速度快，视觉采集装置和气流喷嘴位于同一区域，所采集到的鲜食大豆信息快速传输至控制装置做出分类判断，再控制执行器件执行气吹动作，这样的设置方式往往对处理速度提出了很好的要求，硬件成本较高。同时，由于执行分类的气流喷嘴装置也是鲜食大豆分选的核心组件之一，其主要功能是通过气流的高速喷射，将不合格物料及杂质从整体中剔除，实现对鲜食大豆豆荚物料的分选，现有的输送设备使得物料在其上分布位置相对错乱，由于杂质及不合格豆荚物料和合格物料的粒径有区别，气流喷嘴出气口直径如果大于物料粒径，吹出的高压气体会将杂质旁边的物料一起带出，这会降低合格物料的生产量；如果气流喷嘴的出气口直径小且相邻出气口间距大，会有杂质和不合格物料吹不到，降低鲜食大豆的分选效率及质量。同时，输送平皮带上的物料由于边界感较差，气流喷嘴出气方位又相对固定，气流喷嘴出气口气流存在发散现象，从而造成误吹现象较多，严重影响了鲜食大豆的分选准确度。

[0053] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0054] 如图1和图2所示，本发明提供了一种鲜食大豆分选用视觉检测与分选系统，包括控制装置10以及与控制装置10电性连接的振动排序装置、皮带输送装置、视觉采集装置、气流喷嘴9，振动排序装置设置在皮带输送装置的进料端，气流喷嘴9设置在皮带输送装置的输出端，振动排序装置包括振动电机2和波纹板3，在波纹板3上设有多条沿输送方向设置的第一输送通道31，波纹板的出口端连接一转接输送溜槽4，转接输送溜槽4上也设有波纹状沟槽；皮带输送装置包括输送电机5和环形的透明皮带6，输送电机5带动透明皮带6作环形输送，透明皮带6的输送面上设有多条沿输送方向设置的环形隔条62，相邻两隔条62间形成第二输送通道61，优选隔条62为横截面呈人字形的透明隔条。第二输送通道61的宽度略大于豆荚的最宽尺寸，第一输送通道31与第二输送通道61呈前后一一对应；透明皮带6的下方回转处设有用于清洁第二输送通道61的表面清洁装置8，表面清洁装置8与控制装置10电性连接；靠近透明皮带6输出端的上方设有补光灯和第一视觉采集装置11，补光灯(图中未示出)设置在第一视觉采集装置11的内部，用于对采集区域进行照明，透明皮带6围成的环形空间内侧设有第二视觉采集装置14，第一视觉采集装置11和第二视觉采集装置14同步采集鲜食大豆的上下两面信息，并将采集信息传输至控制装置10，控制装置10根据采集信息，通过控制气流喷嘴9对鲜食大豆执行分类。当然了还可以在沿着透明皮带的输送方向上设置多台视觉采集装置，如图3b所示，在透明皮带上方设置了前后两组第一视觉采集装置，而在透明皮带所形成的环形区域设置与其对应的前后两组第二视觉采集装置，当然上下设置的第一视觉采集装置和第二视觉采集装置还可以呈错开设置，采用独立的多组视觉采集装置，根据采集数据的不同，可以选用相应性能的相机、光谱，进而可以采集到鲜食大豆的多维度数据，实现对鲜食大豆内部、外部等不同信息数据的采集与数据处理，快速完成对鲜食大豆各类缺陷的检测，并按照豆荚饱满度、大小、成熟度等控制气流喷嘴执行分类。

[0055] 如图1所示，本发明中将第一视觉采集装置11和第二视觉采集装置14呈上下相对设置，分别设置在透明皮带6的上下两侧，对同一鲜食大豆的上下两面信息进行同步采集，并同步传输至控制装置10进行处理。本发明将两台视觉采集装置与气流喷嘴设置在两个不同的区域，将视觉采集装置前移至透明皮带的输送位置，在透明皮带上对物料进行多个维度的视觉采集，作为执行部件的气流喷嘴位于透明皮带的输出端，采集到的鲜食大豆数据直接传输至控制装置，再通过控制装置中的数据分析与处理模块，对所采集到的视觉数据进行数据预处理、分析与分类，将带有缺陷的鲜食大豆信号传输给执行部件的气流喷嘴，能很好地缓和数据处理与执行响应间的关系，对硬件处理要求相对较低，且能达到高通量的处理效率。

[0056] 如图4至图7所示，气流喷嘴9包括喷嘴本体91以及设置在喷嘴本体91内部的气流通道92，喷嘴本体91的一端面设有若干进气口a，其另一端面处设有呈一字排列的与第二输送通道61呈一一对应的若干出气口b，出气口b的喷气方向与大豆抛送路径呈30°～90°优选60°，进气口a与出气口b之间通过光滑的气流通道92形成一一对应连接，气流通道92的前端沿着气流方向依次设有收缩管921、喉管922和渐扩管923，喉管922的两端采用圆弧过渡至收缩管921和渐扩管923，渐扩管923的出口端呈等内径延伸至所述出气口b。如图3a和图3b所示，本发明中的气流喷嘴9设置了两组，沿着大豆抛送路径c设置并排的前后两组，分别为第一气流喷嘴9a和第二气流喷嘴9b，位于大豆抛送路径c下方位置设有分等隔板13，两组气流喷嘴9分别位于分等隔板13的两侧，第一气流喷嘴9a与第二气流喷嘴9b执行不同的豆荚分类，比如第一气流喷嘴9a执行具有外部缺陷的鲜食大豆剔除工作，第二气流喷嘴9b执行具有内部缺陷的鲜食大豆剔除工作，当然不限于上述所提到的这两种功能，设置两排气流喷嘴能显著提升缺陷物料的剔除效率，避免了漏吹等问题。当然，还可以设置三组以上的气流喷嘴，这里不再赘述。

[0057] 对于气流喷嘴，本发明中将喉管922内径优选设定为1mm，喉管922长度为喉管922内径的0.5～1倍，收缩管921长度为喉管922内径的3～5倍，收缩管921的渐缩角为30°～45°，渐扩管923的渐扩角为8°～12°。优选的进气口a的内径为4mm，优选的出气口b的内径为
2～3mm。

[0058] 本发明对气流喷嘴进行了气压模拟试验，如图10所示压力云图的灰度图，从压力云图能够清晰得出，本发明的气流喷嘴出口压力均匀且方向一致性好，相邻气流通道之间无明显压力差异。在实际应用时，在各出气口处形成空气雾化效果，结合各透明输送通道，能精准地将气流作用于鲜食大豆豆荚的中部区域，呈爆破性的雾化气流更利于提高高通量情况下的分选效果，吹出的气流不局限在一个点上，而是豆荚上的一个区域，不会对豆荚造成任何损伤。

[0059] 为了使出气口b与各个大豆抛送路径c一一对应，避免出现误吹等技术问题，本发明在喷嘴本体91的进气端面上设有呈交错设置的至少两排进气口a，图4中设置了上下两排呈交错的进气口a，由于出气口内径小于进气口a内径，出气口b呈现一字型分布，这样的分布方式适合于相邻两第二输送通道所形成的间距较小情况下。

[0060] 如图9所示，本发明所采用的表面清洁装置8包括清灰毛刷81、支撑杆82、导向滑槽83、第一曲柄84、第二曲柄85和转动舵机86，清灰毛刷81上设有与透明皮带6上的第二输送通道61呈一一对应的刷毛811，支撑杆82垂直设置于清灰毛刷81的下端面，且呈上下贯穿于导向滑槽83中，导向滑槽83呈竖直固定于透明皮带6的下方，第一曲柄84的一端铰接于支撑杆82的下端外侧，第一曲柄84的另一端与第二曲柄85的一端铰接，第二曲柄85的另一端与转动舵机86形成旋转连接，转动舵机86、第一曲柄84、第二曲柄85以及支撑杆82之间形成曲柄连杆机构。转动舵机86旋转带动第二曲柄85转动，第二曲柄带动第一曲柄84转动，进而驱动清灰毛刷沿着导向滑槽上下移动，驱使清灰毛刷上移，并使刷毛与透明皮带下底面的第二输送通道相接触，在透明皮带运转过程中即可实现对第二输送通道的实时清洁。

[0061] 当然了，本发明中的表面清洁装置8还可以采用风机抽吸方式，通过设置与风机吸风口连接的主管道，在主管道上设置与透明皮带下侧面的第二输送通道一一对应的若干吸嘴，通过吸嘴抽吸作用，同样能够实现对第二输送通道的清洁。

[0062] 本发明未述及之处均适用于现有技术。

[0063] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。