一种基于机器视觉的智能烟叶编烟台

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的智能烟叶编烟台，涉及烟叶加工机械领域。包括编烟台本体，编烟台本体包括框架和编烟台面，编烟台面为透明台面，编烟台面一侧设置编烟夹，编烟夹为梳式编烟夹，编烟夹包括第一编烟夹和第二编烟夹，编烟夹一侧设置第二编烟夹压紧机构，编烟台面底部设置称重传感器，编烟台面上方设置第一摄像头，编烟台面下方设置第二摄像头，编烟台本体一侧设置控制系统，控制系统包括控制器、显示屏和远程通讯模块，第二编烟夹压紧机构、称重传感器、第一摄像头、第二摄像头均与控制系统相连接。本发明的有益效果在于：能够对编烟台上的烟叶自动识别，提高了编烟台使用效率，降低了烟叶烘烤的损失。

说明书

技术领域

本发明主要涉及烟叶加工机械领域，具体是一种基于机器视觉的智能烟叶编烟台。

背景技术

随着现代农业的发展和先进生产技术的引进，我国烟叶生产水平不断提高，田间获得的新鲜烟叶片，需要及时送入烤房中进行烘烤，烟叶在烤制处理前须经采收、分类、编烟、装烤等四个环节，其中的编烟环节或采用人工完成，或采用编烟机、编烟台等机械设备辅助完成。

据统计，成熟采收、分类编装烟和烘烤工艺对烘烤损失的影响比例分别占41.59％、35.47％、21.30％。使用编烟台的目的就是替代烟农完成编烟，减少烟农的工作，在此环节中由烟农进行识别烟叶，劳动强度大，耗费时间长，如上数据所述，识别效果不佳，编烟台的使用效率低下。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于机器视觉的智能烟叶编烟台，它能够对编烟台上的烟叶自动识别，提高了编烟台使用效率，降低了烟叶烘烤的损失。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于机器视觉的智能烟叶编烟台，包括编烟台本体，所述编烟台本体包括框架和编烟台面，所述编烟台面为透明台面，所述编烟台面一侧设置编烟夹，所述编烟夹为梳式编烟夹，所述编烟夹包括第一编烟夹和第二编烟夹，所述第一编烟夹与编烟台面相连接，所述第二编烟夹位于第二编烟夹上方，所述编烟夹一侧设置第二编烟夹压紧机构，所述第二编烟夹压紧机构能够控制第二编烟夹的下降，所述编烟台面底部设置称重传感器，所述编烟台面上方设置第一摄像头，所述编烟台面下方设置第二摄像头，所述编烟台本体一侧设置控制系统，所述控制系统包括控制器、显示屏和远程通讯模块，所述编烟台面底部设置直线传动机构，所述直线传动机构与第二编烟夹压紧机构相连接，所述第一编烟夹与编烟台面之间滑动连接，当第二编烟夹与第一编烟夹结合后，第二编烟夹压紧机构能够将编烟夹从编烟台面上滑出，所述第二编烟夹压紧机构、称重传感器、第一摄像头、第二摄像头、直线传动机构均与控制系统相连接。

所述第二编烟夹压紧机构包括第一推杆电机，所述第一推杆电机上设置压紧块，所述压紧块位于第二编烟夹上方。

所述第二编烟夹一侧设置第二编烟夹限位机构，所述第二编烟夹限位机构能够沿第二编烟夹前后运动。

所述第二编烟夹限位机构包括第二推杆电机，所述第二推杆电机上设置限位块。

所述直线传动机构为第三推杆电机。

所述第二编烟夹后侧设置凹槽，所述压紧块底部位于凹槽内。

所述称重传感器为多个，多个所述称重传感器在编烟台面底部均匀分布。

所述第二编烟夹顶部设置二维码贴。

所述编烟台本体一侧设置支架，所述显示屏和第一摄像头均位于支架上。

所述第二编烟夹上设置活动块，所述第二编烟夹侧壁上设置弹簧，所述第二编烟夹与活动块之间通过弹簧伸缩滑动连接。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本装置通过设置控制系统和摄像头，能够对编烟台面上的烟叶进行识别，对烟叶进行分级，当系统识别出夹烟区的鲜烟叶素质都合格，发送指令给编烟夹电动压紧机构，完成自动夹烟动作；如果系统识别出夹烟区的鲜烟叶素质不合格，烟农无法完成自动夹烟动作，直到烟农把不合格的烟叶替换掉，才能实现烟夹自动夹烟。夹烟完成后将编烟夹滑出编烟台面，方便烟农放入烤房进行烘烤，增加了编烟台的烟叶识别功能，降低了不合格烟叶烘烤的概率，从而减轻了烟农的劳动强度，减少了烘烤损失，提高了编烟台的使用效率。

附图说明

附图1为本发明整体结构示意图；

附图2为附图1去掉编烟台面结构示意图；

附图3为本发明压紧机构示意图；

附图4为本发明限位机构示意图；

附图5为本发明编烟夹结构示意图；

附图6为附图5的分解结构示意图；

附图7是第二编烟夹后视图结构示意图；

附图8是直线传动机构和第二编烟夹压紧机构连接结构示意图；

附图9是本发明I部放大图；

附图10为本发明使用状态图。

附图中所示标号：1、编烟台本体；101、框架；102、编烟台面；2、编烟夹；201、第一编烟夹；202、第二编烟夹；3、称重传感器；4、第一摄像头；5、第二摄像头；6、显示屏；7、第一推杆电机；8、压紧块；9、第二推杆电机；10、限位块；11、二维码贴；12、支架；13、第三推杆电机；14、凹槽；15、活动块；16、弹簧；17、烟叶。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。另外，本申请中的前和后分别指的是靠近和远离编烟夹的方向。

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，所采用的电路连接元件均为现有技术中的常规型号，同时，为了清楚地表达各构件之间的连接关系和工作原理，说明书附图采用机构运动的简图的方式进行了整理绘制，在此不再详述。

一种基于机器视觉的智能烟叶编烟台，包括编烟台本体1，所述编烟台本体1包括框架101和编烟台面102，所述编烟台面102为透明台面，编烟台面设置为透明台面，便于摄像头拍摄烟叶的图像，对烟叶进行识别。所述编烟台面102一侧设置编烟夹2，所述编烟夹2为梳式编烟夹，如附图5和附图6所示，编烟夹采用现有的梳式编烟夹结构。选择梳式编烟夹机构，不使用缝纫编烟结构，一方面是能够减少部件的使用，减少装置整体体积；更主要的，便于控制，通过控制带齿的编烟夹的升降即可实现对烟叶的编夹，有利于提升烟叶编烟的智能化控制。所述编烟夹2包括第一编烟夹201和第二编烟夹202，所述第一编烟夹201与编烟台面102相连接，所述第二编烟夹202位于第二编烟夹202上方，所述编烟夹2一侧设置第二编烟夹202压紧机构，所述第二编烟夹202压紧机构能够控制第二编烟夹202的下降，所述编烟台面102底部设置称重传感器3，称重传感器用于称量烟叶的重量，数据用于判断烟叶是否合格的辅助参考，进一步提高了编烟台烟叶识别的精准性。所述编烟台面102上方设置第一摄像头4，所述编烟台面102下方设置第二摄像头5，所述编烟台本体1一侧设置控制系统，所述控制系统包括控制器、显示屏6和远程通讯模块，控制系统可实现信息的交互，烟叶颜色的识别与级别判定，可将本地数据与云端数据进行交互。需要说明的是，本申请文件中，控制系统根据摄像头检测到的烟叶图像数据对压紧机构，属于已知控制系统程序的常规的、适应性的应用，发出信号控制压紧机构，也只涉及到对烟叶新鲜程度数据的调整来控制压紧机构，不涉及到程序的改进，属于本领域技术人员的常规技术手段。所述编烟台面底部设置直线传动机构，所述直线传动机构与第二编烟夹压紧机构相连接，所述第一编烟夹201与编烟台面102之间滑动连接，当第二编烟夹202与第一编烟夹201结合后，第二编烟夹压紧机构能够将编烟夹2从编烟台面102上滑出，所述第二编烟夹202压紧机构、称重传感器3、第一摄像头4、第二摄像头5、直线传动机构均与控制系统相连接。本装置通过设置控制系统和摄像头，能够对编烟台面上的烟叶进行识别，对烟叶进行分级，当系统识别出夹烟区的鲜烟叶素质都合格，发送指令给编烟夹电动压紧机构，完成自动夹烟动作；如果系统识别出夹烟区的鲜烟叶素质不合格，烟农无法完成自动夹烟动作，直到烟农把不合格的烟叶替换掉，才能实现烟夹自动夹烟。夹烟完成后将编烟夹滑出编烟台面，方便烟农放入烤房进行烘烤，增加了编烟台的烟叶识别功能，降低了不合格烟叶烘烤的概率，从而减轻了烟农的劳动强度，减少了烘烤损失，提高了编烟台的使用效率。

作为优化，所述第二编烟夹202压紧机构包括第一推杆电机7，所述第一推杆电机7上设置压紧块8，所述压紧块8位于第二编烟夹202上方。如附图3所示，推杆电机技术成熟，控制简便，通过推杆电机控制压紧块的下降来压紧第二编烟夹，稳定高效。

进一步地，所述第二编烟夹202一侧设置第二编烟夹限位机构，所述第二编烟夹限位机构能够沿第二编烟夹前后运动。限位机构用于对第二编烟夹的行程进行限位，增强了第二编烟夹运行的稳定性。

作为优化，所述第二编烟夹202限位机构包括第二推杆电机9，所述第二推杆电机9上设置限位块10。推杆电机技术成熟，控制简便，通过推杆电机控制限位块的前后运行来对第二编烟夹进行限位，阻挡第二编烟夹向下运行与第一编烟夹结合，稳定高效。

作为优化，所述直线传动机构为第三推杆电机13。技术成熟，控制稳定，第三电机也与控制系统相连接。

作为优化，所述第二编烟夹202后侧设置凹槽14，所述压紧块8底部位于凹槽14内。如附图7所示，凹槽的形状与压紧块相匹配，在直线传动机构的作用下第二推杆电机和压紧块向后运动，然后第二推杆电机向下运动，使得压紧块底部与凹槽位置相匹配，然后直线传动机构控制第二推杆电机和压紧块向第二编烟夹方向运动，压紧块进入到凹槽内后，第二推杆再控制压紧块上升，使编烟夹整体滑出编烟台面，便于烟农将编烟夹放到烤房内。

作为优化，所述称重传感器3为多个，多个所述称重传感器3在编烟台面102底部均匀分布，优化了对编烟台面上烟叶的称重。

进一步地，所述第二编烟夹202顶部设置二维码贴11。二维码贴的设置，能够将编烟夹上的数据进行存储，一一对应，使得编烟夹上烘烤的烟叶有迹可循，便于监控。

进一步地，所述编烟台本体1一侧设置支架12，所述显示屏6和上摄像头均位于支架12上，便于烟农观察监控，进一步优化了部件的使用。

进一步地，所述第二编烟夹202上设置活动块15，所述第二编烟夹202侧壁上设置弹簧16，所述第二编烟夹202与活动块15之间通过弹簧16伸缩滑动连接。如附图9所示，活动块用于和第一编烟夹侧壁接触，第一编烟夹内部可设置与活动块相适应的凹槽，使得编烟夹在提升滑出编烟台面时，能够保持整体的稳定性。

实施例1：

如附图1所示，装烟叶前编烟台面上面是空的，此时控制系统会在显示屏提示装入哪一个烤房，在选好烤房后，系统将烤房信息、装烟时间传到云端。系统会通过称重传感器称出编烟台面的重量，往上面装烟叶后，第一摄像头和第二摄像头开始采集烟叶的图像，根据鲜烟叶的颜色，系统自动将鲜烟叶分为欠熟、适熟、过熟和不适用四类，并将图片实时传输到云端。若鲜烟叶中包含不适用的烟叶，显示屏9会提示对应位置的烟叶不符合要求，应移除该鲜烟叶。若过一段时间，不适用的烟叶仍然没有被移除，控制系统控制第二编烟夹压紧机构处于停止状态，从而无法完成装烟叶；若不适用的鲜烟叶及时清理，控制系统控制第二编烟夹压紧机构运行，控制第二编烟夹与第一编烟夹结合，然后再回到初始位置。称重传感器记录下编烟台面、编烟夹和鲜烟叶的重量。根据前面得到的编烟台面的重量和编烟夹的重量，可得到鲜烟叶的重量。

实施例2：

本实施例中，在上述实施例的基础上，加上第二编烟夹限位机构，若不适用的烟叶仍然没有被移除，第二编烟夹限位机构将在系统的控制下挡住第二编烟夹，让第二编烟夹不能顺利与第一编烟夹完成装配，从而无法完成装烟叶；若不适用的鲜烟叶及时清理，控制系统会控制限位机构远离第二编烟夹。

实施例3：

本实施例中，在实施例1或实施例2的基础上，第二编烟夹上设置二维码贴，第一摄像头采集第二编烟夹上二维码的数据，以记录下该编烟夹的信息。对熟、适熟或过熟的烟叶，系统会提示放置在烤房内不同的温度区，在放好位置后，可在显示屏中记录该烟夹放的位置。即可匹配出该编烟夹上装的是欠熟、适熟或过熟鲜烟叶，以及该编烟夹上鲜烟叶的重量，以及在烤房中的放置位置。同时系统会将鲜烟叶欠熟、适熟或过熟信息，鲜烟叶的重量，在烤房中的放置位置，以及完成烟夹压紧作业的时间等信息上传到云端。

实施例4：

本实施例中，在第一编烟夹和第二编烟夹夹住烟叶后，直线传动机构控制第二编烟夹压紧机构将编烟夹滑出编烟台面，然后烟农取下，放入新的编烟夹，机构均有控制系统进行控制。

在鲜烟叶全部装入烤房后，在显示屏点击完成装烟按钮，系统会根据读到的编烟夹上二维码的数据推算出编烟夹的数量，并将数据传到云端。

实施例5：

按照实施例4的步骤，在完成烘烤后，编烟夹和烟叶放到编烟台的编烟台面上。此时，第一摄像头和第二摄像头开始采集烟叶的图像，根据鲜烟叶的颜色，系统自动将烤后烟叶进行评级；同时称重传感器记录下编烟台面、编烟夹和烤后烟叶的重量，根据前面得到的编烟台面以及编烟夹的重量，可得到烤后烟叶的重量。同时第一摄像头采集编烟夹上二维码的信息，读取该编烟夹的信息，完成烟夹与烤后烟叶评级与烤后烟叶实际重量信息与对应烟夹得信息匹配。同时系统会将烤后烟叶图片、评级信息，以及烤后烟叶的重量，烟夹出烤房的时间上传到云端。