分选机构、分选设备及分选系统

摘要

本发明公开了一种分选机构、分选设备及分选系统，涉及分选技术领域。该分选机构包括可见光照明机构、可见光成像机构、红外照明机构、红外成像机构及主控制器。可见光照明机构能够发射可见光，并照射待分选物料；红外照明机构能够发射红外光，并照射待分选物料。可见光成像机构能够采集经待分选物料反射出的可见光，并形成可见光分选图像。红外成像机构能够采集经待分选物料反射出的红外光，并形成红外分选图像。可见光成像机构和红外成像机构均与主控制器通讯连接，主控制器能够根据红外分选图像和可见光分选图像对待分选物料进行分选。该分选机构、分选设备及分选系统均具有分选精度较高的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及分选技术领域，具体而言，涉及一种分选机构、分选设备及分选系统。

背景技术

在待分选物料分选中，现有的分选机构难以满足分选精度要求，以茶叶为例，茶叶做为一种老少皆宜的饮品，在古今文化中存在了几千年，一直占有比较高的地位。茶叶含有多种营养成分，长期饮用有益健康，且茶叶作为中药也有一定的疗效。随着人们生活品质的不断提高，对茶叶品质的要求也在逐渐提高。茶叶从生长、采摘、烘焙、炒制、晾晒的过程中容易混入一些玻璃、石子、金属、虫尸、塑料、烟头、羽毛等恶性杂质，这些杂质混入茶叶里，极大的影响了茶叶的品质。迫切需要开发一款能精准剔除茶叶里恶性杂质的设备。

目前，传统的分选机构采用的是普通CCD相机采集茶叶待分选物料图片，这种设备只能对茶叶待分选物料的颜色和形状进行分选。而茶叶里的金属、石子、虫尸等恶性杂质由于长期在茶叶的环境中，除了自身的形状和颜色外，有的恶性杂质的形状和颜色与茶叶待分选物料非常接近，用普通的传统分选机构，仅仅通过颜色和形状已很难将这些恶性杂质剔除，难以满足分选精度的要求。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的分选机构、分选设备及分选系统显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分选机构，其具有分选精度较高的特点。

本发明的另一目的在于提供一种分选设备，其也具有分选精度较高的特点。

本发明的另一目的在于提供一种分选系统，其也具有分选精度较高的特点。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种分选机构，包括可见光照明机构、可见光成像机构、红a外照明机构、红外成像机构及主控制器；所述可见光照明机构能够发射可见光，并照射待分选物料；所述红外照明机构能够发射红外光，并照射所述待分选物料；所述可见光成像机构能够采集经所述待分选物料反射出的可见光，并形成可见光分选图像；所述红外成像机构能够采集经所述待分选物料反射出的红外光，并形成红外分选图像；所述可见光成像机构和所述红外成像机构均与所述主控制器通讯连接，所述主控制器能够根据所述红外分选图像和所述可见光分选图像对所述待分选物料进行分选。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述红外成像机构包括均与所述主控制器通讯连接的第一红外成像相机和第二红外成像相机，所述红外分选图像包括第一红外分选图像和第二红外分选图像；所述第一红外成像相机和所述第二红外成像相机能够分别采集经所述待分选物料反射出的不同波段的红外光，并分别形成所述第一红外分选图像和所述第二红外分选图像。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述红外成像机构还包括分光镜；所述分光镜能够将经所述待分选物料反射出的红外光分成不同波段的两束红外光，并分别投射至所述第一红外成像相机和第二红外成像相机。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述红外成像机构包括分光镜和多个与所述主控制器通讯连接的红外成像相机，所述红外分选图像的数量为多张；所述分光镜能够将经所述待分选物料反射出的红外光分成不同波段的多束红外光，并分别投射至多个所述红外成像相机，多个所述红外成像相机能够分别采集对应的所述红外光并形成多张所述红外分选图像。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述红外照明机构包括红外光源和可见光截止滤光片，所述可见光截止滤光片设置于所述红外光源上，且能够截止所述红外光源发出的可见光。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述可见光成像机构的数量为两个，两个可见光成像机构间隔设置，以分别采集经所述待分选物料反射出的不同方向的可见光，并能够分别形成可见光分选图像。

第二方面，本发明实施例还提供了一种分选设备，包括多个所述分选机构，所述分选设备具有多个分选通道，多个所述分选机构分别设置于多个所述分选通道。所述分选机构包括可见光照明机构、可见光成像机构、红外照明机构、红外成像机构及主控制器；所述可见光照明机构能够发射可见光，并照射待分选物料；所述红外照明机构能够发射红外光，并照射所述待分选物料；所述可见光成像机构能够采集经所述待分选物料反射出的可见光，并形成可见光分选图像；所述红外成像机构能够采集经所述待分选物料反射出的红外光，并形成红外分选图像；所述可见光成像机构和所述红外成像机构均与所述主控制器通讯连接，所述主控制器能够根据所述红外分选图像和所述可见光分选图像对所述待分选物料进行分选。

结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，所述分选通道内具有分选区域，多个所述分选区域依次水平排列设置；多个所述分选机构分别设置于多个所述分选区域，且一个所述红外成像机构与一个所述分选通道对应，位于两个相邻的所述红外成像机构之间的所述可见光成像机构与两侧的两个所述红外成像机构所对应的两个所述分选通道对应。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，所述分选通道具有多个分选区域，多个所述分选区域一一与相邻的所述分选通道上的多个所述分选区域排列成排。

第三方面，本发明实施例还提供了一种分选系统，其包括所述的分选机构，或包括所述的分选设备。

相比现有技术，本发明实施例提供的分选机构相对于现有技术的有益效果包括：

该分选机构包括可见光照明机构、可见光成像机构、红外照明机构、红外成像机构及主控制器，其中，可见光照明机构能够发射可见光，以用于照射待分选物料，对应的可见光成像机构能够采集经待分选物料反射出的可见光，并形成可见光分选图像。而红外照明机构能够发射红外光，也用于照射待分选物料，且对应的红外成像机构能够采集经待分选物料反射出的红外光，并形成红外分选图像。并且，可见光成像机构和红外成像机构均与主控制器通讯连接，该主控制器能够根据红外分选图像和可见光分选图像对待分选物料进行分选。换言之，分选机构通过将红外分选和可见光分选两种方式结合，以通过可见光分选图像识别出待分选物料中颜色及形状不同的剔除物，同时通过红外分选图像识别出待分选物料中材质不同的剔除物，从而提高分选机构的分选精度。

本发明实施例提供的分选设备及分选系统相对于现有技术的有益效果与上述的分选机构相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。

为使本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的分选机构的结构剖面示意图。

图2为本发明第一实施例提供的分选机构的结构框图。

图3为本发明第二实施例提供的分选设备的立体结构示意图。

图4为本发明第二实施例提供的分选设备的部分剖面结构示意图。

图标：100-分选设备；20-分选通道；10-分选机构；11-可见光照明机构；12-可见光成像机构；121-可见光光源；13-红外照明机构；131-红外光源；132-可见光截止滤光片；14-红外成像机构；141-分光镜；142-第一红外成像相机；143-第二红外成像相机；1-分选系统；15-主控制器；16-滑槽；17-喷射机构；19-分选区域；900-待分选物料；910-剔除物。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

第一实施例：

请参阅图1和图2，图1为本发明第一实施例提供的分选机构10的结构剖面示意图。图2为本发明第一实施例提供的分选机构10的结构框图。

本发明第一实施例提供一种分选机构10，该分选机构10具有分选精度较高的特点。该分选机构10能够应用于分选设备100、分选系统1及生产线等场景，当然，该分选机构10也能够独立使用。

以分选机构10应用于分选系统1为例，该分选系统1还可包括分选输送线，以通过分选输送线向分选机构10输送待分选物料900，再通过分选机构10对待分选物料900进行分选，以剔除待分选物料900中的剔除物910，当然，该分选输送线也可向外输送经过分选后的待分选物料900及剔除物910。由于分选系统1采用了本发明第一实施例提供的分选机构10，所以该分选系统1也具有分选精度较高的特点。

以下将具体介绍本发明第一实施例提供的分选机构10的结构组成、工作原理及有益效果。

该分选机构10包括可见光照明机构11、可见光成像机构12、红外照明机构13、红外成像机构14及主控制器15，该可见光照明机构11能够发射可见光，以用于照射待分选物料900，对应的可见光成像机构12能够采集经待分选物料900反射出的可见光，并形成可见光分选图像。而红外照明机构13能够发射红外光，也用于照射待分选物料900，且对应的红外成像机构14能够采集经待分选物料900反射出的红外光，并形成红外分选图像。并且，可见光成像机构12和红外成像机构14均与主控制器15通讯连接，该主控制器15能够根据红外分选图像和可见光分选图像对待分选物料900进行分选。换言之，分选机构10通过将红外分选和可见光分选两种方式结合，以通过可见光分选图像识别出待分选物料900中颜色及形状不同的剔除物910，同时通过红外分选图像识别出待分选物料900中材质不同的剔除物910，从而提高分选机构10的分选精度。

以分选茶叶为例，茶叶从生长、采摘、烘焙、炒制、晾晒的过程中容易混入一些玻璃、石子、金属、虫尸、塑料、烟头、羽毛等剔除物910，上述剔除物910由于长期在茶叶的环境中，容易出现其形状和颜色与合格茶叶接近的情况。而分选机构10能够利用红外照明机构13发出的红外光照射到待分选物料900中不同材质的物体上，由于物体分子结构的不同，对红外光强的吸收程度不同。物体吸收的红外光越多，反射出去的红外光强越弱。反射出去的红外光会被红外相机接收，通过红外成像机构14采集经待分选物料900反射出的红外光来形成红外分选图像，主控制器15再从红外分选图像上识别处理出待分选物料900中不同材质的部分，从而将茶叶中的玻璃、石子、金属、虫尸、塑料、烟头、羽毛等不同于茶叶材质的剔除物910剔除，同时，分选机构10的可见光照明机构11发出可见光，以使茶叶里的部分黄叶和杆反射出不同颜色的可见光，可见光成像机构12采集上述可见光并形成可见光分选图像，主控制器15再从可见光分选图像上识别处理出待分选物料900中不同颜色及形状的部分，从而对茶叶中黄片、杆等具有颜色及形状差异的剔除物910进行剔除。

需要说明的是，在本实施例中，分选机构10还可包括滑槽16，且滑槽16的底端位置设有分选区域19，可见光成像机构12、红外成像机构14、可见光照明机构11及红外照明机构13均与靠近滑槽16底端的分选区域19对应，以在待分选物料900脱离滑槽16后，对进入分选区域19的待分选物料900进行分选识别。并且，分选机构10还可包括喷射机构17，喷射机构17与主控制器15通讯连接，以在主控制器15的控制下精准吹动待分选物料900中的剔除物910，以将剔除物910从待分选物料900中剔除。此外，在本实施例中，红外成像机构14为红外CCD相机，可见光成像机构12为可见CCD相机，红外照明机构13和可见光照明机构11也可与主控制器15连接，以在主控制器15的控制下启动或关闭。

可以理解的是，上述的主控制器15也可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、语音处理器以及视频处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。主控制器15也可以是任何常规的处理器，如PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、单片机等。当然，主控制器15也可以是继电接触器控制系统，采用开关、继电器及按钮等控制电器的组合，实现接收信号，并做出线路的切换、开关及调节等功能。

进一步地，红外成像机构14可包括均与主控制器15通讯连接的第一红外成像相机142和第二红外成像相机143，而红外分选图像可包括第一红外分选图像和第二红外分选图像。第一红外成像相机142和第二红外成像相机143能够分别采集经待分选物料900反射出的不同波段的红外光，并分别形成第一红外分选图像和第二红外分选图像，从而使得主控制器15能够依据第一红外分选图像和第二红外分选图像分选待分选物料900中对应两种不同波段红外光的两种剔除物910，提高分选机构10的区分能力，进一步提高分选机构10的分选精度。

本实施例中，红外成像机构14还可包括分光镜141，分光镜141能够将经待分选物料900反射出的红外光分成不同波段的两束红外光，并分别投射至第一红外成像相机142和第二红外成像相机143，以避免不同波段的红外光相互干扰，提高分选机构10的分选稳定性。

需要说明的是，在本实施例中，分光镜141为二向色镜，在二向色镜的两面上均涂有膜，以反射和透射需要波段的红外光。并且，红外照明机构13还包括红外光源131和可见光截止滤光片132，红外光源131可为卤素灯，用于发出红外光，可见光截止滤光片132设置于红外光源131上，以用于截止红外光源131发出的可见光，以阻止不需要的光对可见光成像机构12的干扰，从而进一步提高分选机构10的稳定性。

需要说明的是，在其他实施例中，红外成像机构14也可包括分光镜141和多个与主控制器15通讯连接的红外成像相机，红外分选图像的数量也可为多张，红外成像相机的数量可为三个、四个等。而分光镜141能够将经待分选物料900反射出的红外光分成不同波段的多束红外光，并分别投射至多个红外成像相机，多个红外成像相机能够分别采集对应的红外光并形成多张红外分选图像，以供主控制器15分选待分选物料900中对应多种不同波段红外光的多种剔除物910，进一步提高分选机构10的分选精度。当然，分光镜141的数量也可为多个，以分别与一个或多个红外成像相机对应。

进一步地，可见光成像机构12的数量可为两个，两个可见光成像机构12间隔设置，以分别采集经待分选物料900反射出的不同方向的可见光，并能够分别形成可见光分选图像。换言之，两个可见光成像机构12分别由不同方向采集可见光，形成两张可见光分选图像，以提高可见光分选图像清晰度，提高主控制器15依据可见光分选图像分选待分选物料900的精度。

需要说明是，在本实施例中，可见光照明机构11与可见光成像机构12为一组，且可见光照明机构11包括两个可见光光源121，两个可见光光源121的照射方向呈夹角设置，以提高可见光成像机构12采集的可见光分选图像的清晰度。且红外照明机构13与红外成像机构14为一组，且红外照明机构13为两个，且两个红外光源131的照射方向呈夹角设置，以提高红外成像机构14采集的红外分选图像的清晰度。

本发明第一实施例提供的分选机构10的工作原理是：

该分选机构10包括可见光照明机构11、可见光成像机构12、红外照明机构13、红外成像机构14及主控制器15，其中，可见光照明机构11能够发射可见光，以用于照射待分选物料900，对应的可见光成像机构12能够采集经待分选物料900反射出的可见光，并形成可见光分选图像。而红外照明机构13能够发射红外光，也用于照射待分选物料900，且对应的红外成像机构14能够采集经待分选物料900反射出的红外光，并形成红外分选图像。并且，可见光成像机构12和红外成像机构14均与主控制器15通讯连接，该主控制器15能够根据红外分选图像和可见光分选图像对待分选物料900进行分选。换言之，分选机构10通过将红外分选和可见光分选两种方式结合，以通过可见光分选图像识别出待分选物料900中颜色及形状不同的剔除物910，同时通过红外分选图像识别出待分选物料900中材质不同的剔除物910，从而提高分选机构10的分选精度。

综上所述：

本发明第一实施例提供一种分选机构10，其具有分选精度较高的特点。

第二实施例：

请参阅图3及图4，图3为本发明第二实施例提供的分选设备100的立体结构示意图。图4为本发明第二实施例提供的分选设备100的部分剖面结构示意图。

本发明第二实施例提供一种分选设备100，该分选设备100采用上述实施例中的分选机构10，所以该分选设备100也具有分选精度较高的特点。可以理解的是，分选系统1也可采用分选设备100进行分选作业。并且本实施例所提供的分选设备100，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例的分选机构10相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

该分选设备100包括多个分选机构10，且分选设备100具有多个分选通道20，多个分选机构10分别设置于多个分选通道20，以分别对多个分选通道20中的待分选物料900进行分选，提高分选设备100的分选效率。

进一步地，分选通道20内具有分选区域19，且多个分选区域19依次水平排列设置。而多个分选机构10分别设置于多个分选区域19，并且，一个红外成像机构14与一个分选通道20对应，位于两个相邻的红外成像机构14之间的可见光成像机构12与两侧的两个红外成像机构14所对应的两个分选通道20对应，如图4所示。换言之，多个可见光成像机构12间隔排列，红外成像机构14设置于相邻的两个可见光成像机构12之间的间隔内，且一个红外成像机构14与一个分选通道20对应，可见光成像机构12相邻的两个分选通道20对应，这样一来，相邻的两个分选通道20共用一个可见光成像机构12，以通过共用的可见光成像机构12生成可见光分选图像，降低分选设备100的成本。

需要说明的是，在本实施例中，分选通道20可具有多个分选区域19，并且多个分选区域19一一与相邻的分选通道20上的多个分选区域19排列成排，从而形成多排分选区域19，以对待分选物料900进行多次的分选，进一步提高分选设备100的分选精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。