service phone
0730-84877355
0730-84877355
点击量：868 时间：2026-02-28
1.本实用新型涉及农业设备技术领域，特别是涉及一种基于深度学习的多功能农作物分选机。
2.我国是粮食生产大国，人们对粮食的要求从吃得饱转变为吃得好，对食品安全和品质的要求日益提高，农产品色选技术推广使用显得尤为重要。作物分级指标有大小分级、重量分级、颜色分级、缺陷分级，为了得到更优质的作物，满足食品安全和品质的要求，必须对农作物大小、重量进行分级，并根据颜色和缺陷去除石头、霉变、虫蛀、发芽、病斑等粮食。
3.但现有的设备只能实现单项指标分级，而现有光电设备也难以做到对颜色和缺陷粒的精准剔除。如何将多个指标的分选进行结合，并利用某种设备使农作物分级更有效率，这是行业面临的一个难题。因此，急需一台效率高、精度高、稳定性高、将多个指标的分选进行结合的分选机。
4.本实用新型的目的是提供一种基于深度学习的多功能农作物分选机，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种基于深度学习的多功能农作物分选机，包括安装架，所述安装架上安装有重力筛选机构和光电分选机构；
6.所述重力筛选机构包括滑动连接在所述安装架顶端的筛网、与所述筛网传动连接的驱动部，所述驱动部固定在所述安装架上；所述筛网下方设置有输送滑板，所述输送滑板倾斜固定在所述安装架上，所述光电分选机构设置在所述输送滑板的低端下方；
7.所述光电分选机构包括设置在所述安装架一侧的支撑架，所述支撑架上固定有集料槽，所述集料槽与所述输送滑板的低端对应设置；所述集料槽底端固定连通有若干个分料斗，所述分料斗上安装有光电分选部。
8.优选的，所述驱动部包括固定在所述安装架上的驱动电机、转动连接在所述安装架上的转轴以及固定套设在所述转轴上的传动轮；所述驱动电机位于所述传动轮下方，所述驱动电机与所述传动轮传动连接；所述转轴一端固定连接有固定杆的一端，所述固定杆的另一端铰接有传动杆的一端，所述传动杆的另一端与所述筛网铰接。
9.优选的，所述筛网包括安装框和两层筛网本体，所述安装框与所述安装架滑动连接，所述传动杆与所述安装框铰接，所述输送滑板与所述筛网本体对应设置；两所述筛网本体的边缘处均固定连接有安装条，所述安装框内侧壁上开设有安装槽，上层所述筛网本体上的所述安装条固定在所述安装槽内，下层所述筛网本体上的所述安装条滑动连接在所述安装槽内，两层所述筛网本体接触配合。
10.优选的，所述安装框上开设有与所述安装槽连通的长孔，所述长孔内设置有连接
螺杆，所述连接螺杆的一端与下层所述筛网本体上的所述安装条固定，所述连接螺杆的另一端螺纹连接有调节盘，所述调节盘位于所述安装框外侧。
11.优选的，所述安装架顶端水平固定有两排滚轮，两排所述滚轮沿所述传动杆的长度方向布置；所述安装框底端两侧均开设有滑槽，所述滚轮顶部滑动连接在所述滑槽内；所述滑槽槽底固定有若干个弧形凸起。
12.优选的，所述分料斗底端开口处固定有输料管，所述输料管为透明管，所述输料管与所述分料斗之间安装有开口调节器；所述光电分选部包括摄像机、信号处理器、喷气管和废料收集管；所述信号处理器与所述摄像机电性连接，所述摄像机与所述输料管对应设置；所述输料管上开设有喷气口和废料进口，所述喷气口与所述废料进口对应设置；所述喷气管一端通过所述喷气口与所述输料管固定，所述喷气管另一端连通有压力桶，所述压力桶连通有供气装置，所述喷气管上安装有电磁控制阀；所述废料收集管一端通过所述废料进口与所述输料管固定，所述废料收集管另一端连通有废料池；所述输料管底端连通有收集池。
13.优选的，所述开口调节器包括固定在所述输料管顶端的弧形固定板，所述弧形固定板一端铰接有弧形活动板，所述弧形固定板远离所述弧形活动板的一端中部沿所述弧形固定板长度方向开设有开口，所述弧形活动板与所述开口相适配；所述弧形固定板顶端与所述分料斗固定连接。
14.优选的，所述分料斗外侧设置有横梁，若干所述分料斗均固定在所述横梁上，所述横梁上转动连接有若干个连接轴，所述连接轴与所述分料斗对应设置；所述连接轴一端伸入到所述分料斗中并固定有连接杆，所述连接杆末端固定有弧形刮板，所述弧形刮板与所述分料斗内壁接触配合；所述连接轴另一端固定有传动齿轮，所述集料槽外壁上固定连接有旋转电机，若干所述传动齿轮通过链条与所述旋转电机传动连接。
15.本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的基于深度学习的多功能农作物分选机，通过依次对农作物进行重力筛选和光电分选，解决了传统农作物精度低、效率低的问题。而且通过对分选机整体结构进行改进，实现了对农作物大小、颜色及缺陷的分选，使农作物分级达到智能水平。
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.其中，安装架-1、输送滑板-2、支撑架-3、集料槽-4、分料斗-5、驱动电机-6、转轴-7、传动轮-8、固定杆-9、传动杆-10、安装框-11、筛网本体-12、安装条-13、安装槽-14、连接螺杆-15、调节盘-16、滚轮-17、滑槽-18、弧形凸起-19、输料管-20、摄像机-21、喷气管-22、废料收集管-23、压力桶-24、电磁控制阀-25、废料池-26、收集池-27、弧形固定板-28、弧形活动板-29、横梁-30、连接轴-31、连接杆-32、弧形刮板-33、传动齿轮-34、旋转电机-35。
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
27.本实用新型提供一种基于深度学习的多功能农作物分选机，包括安装架1，安装架1上安装有重力筛选机构和光电分选机构；
28.重力筛选机构包括滑动连接在安装架1顶端的筛网、与筛网传动连接的驱动部，驱动部固定在安装架1上；筛网下方设置有输送滑板2，输送滑板2倾斜固定在安装架1上，光电分选机构设置在输送滑板2的低端下方；
29.光电分选机构包括设置在安装架1一侧的支撑架3，支撑架3上固定有集料槽4，集料槽4与输送滑板2的低端对应设置；集料槽4底端固定连通有六个分料斗5，分料斗5上安装有光电分选部。
30.驱动部包括固定在安装架1上的驱动电机6、转动连接在安装架1上的转轴7以及固定套设在转轴7上的传动轮8；驱动电机6位于传动轮8下方，驱动电机6与传动轮8传动连接；转轴7一端固定连接有固定杆9的一端，固定杆9的另一端铰接有传动杆10的一端，传动杆10的另一端与筛网铰接。
31.利用驱动电机6带动传动轮8和转轴7转动，进而带动固定杆9做圆周运动，由于固定杆9和传动杆10在同一平面内，因此固定杆9在做圆周运动时会在传动杆10的作用下拉动筛网在安装架1上往复滑动，从而对筛网上的农作物起到筛选作用。由筛网筛选出的农作物掉落到输送滑板2上，并滑落至集料槽4中，并随机进入到其中一个分料斗5中，并利用光电分选部进行光电分选。
32.进一步的，为能够实现调节筛网网孔的大小，进而通过网孔大小控制下落农作物形状和体积，实现农作物重量与体积的初步筛选。筛网包括安装框11和两层筛网本体12，筛网本体12和安装框11均成长方形结构，安装框11与安装架1滑动连接，传动杆10与安装华体绘官网框11铰接，输送滑板2与筛网本体12对应设置；两筛网本体12的边缘处均固定连接有安装条13，安装框11内侧壁上开设有安装槽14，上层筛网本体12上的安装条13固定在安装槽14内，下层筛网本体12上的安装条13滑动连接在安装槽14内，两层筛网本体12接触配合。安装框11上开设有与安装槽14连通的长孔，长孔内设置有连接螺杆15，连接螺杆15的一端与下层筛网本体12上的安装条13固定，连接螺杆15的另一端螺纹连接有调节盘16，调节盘16位于安装框11外侧。
33.两层筛网完全重合时，筛网的网孔孔径最大，通过调节两层筛网的重合程度来改变筛网网孔的孔径。在需要对筛网网孔进行调节时，只需通过调节盘16和连接螺杆15滑动下层筛网本体12上的安装条13，即可改变两层筛网的重合程度，当筛网网孔孔径调节至合适大小时，通过将调节盘16旋紧到连接螺杆15上，并使调节盘16与安装框11处于过盈配合，从而保证筛网保持当前孔径大小。由于在筛网本体12边缘处固定有安装条13，可以利用安装条13起到阻挡作用，防止筛网上的农作物进入到安装槽14中阻碍对筛网网孔孔径的调节。为了使筛网网孔孔径能够调节，安装框11沿筛网滑动方向上的安装槽14留有用于筛网本体12调节的富余空间。
34.进一步的，为了实现筛网的间歇运动，使农作物在上下方向的震动运动具有一定间歇性。在安装架1顶端水平固定有两排滚轮17，每排滚轮17包含两个滚轮17，两排滚轮17沿传动杆10的长度方向布置；安装框11底端两侧均开设有滑槽18，滚轮17顶部滑动连接在滑槽18内，滚轮17的安装位置不影响安装框11的滑动，不会因安装框11的滑动距离使滚轮17脱离出滑槽18；滑槽18槽底固定有四个弧形凸起19，使每个滚轮17分别对应一个弧形凸起19。当滚轮17压到滑槽18内设置的弧形凸起19时，安装框11会被抬高一定距离，从而实现筛网在上下方向的震动，由于筛网在传动轮8的带动下做往复运动，因此每隔一定时间在弧形凸起19的作用下就会使筛网上下运动，实现了农作物由截面积筛选到体积筛选的转化。
35.进一步的，分料斗5底端开口处固定有输料管20，输料管20为透明管，输料管20与分料斗5之间安装有开口调节器；光电分选部包括摄像机21、信号处理器、喷气管22和废料收集管23；信号处理器与摄像机21电性连接，摄像机21与输料管20对应设置；输料管20上开设有喷气口和废料进口，喷气口与废料进口对应设置；喷气管22一端通过喷气口与输料管20固定，喷气管22另一端连通有压力桶24，压力桶24连通有供气装置，喷气管22上安装有电磁控制阀25；废料收集管23一端通过废料进口与输料管20固定，废料收集管23另一端连通有废料池26；输料管20底端连通有收集池27。
36.进一步的，开口调节器包括固定在输料管20顶端的弧形固定板28，弧形固定板28一端铰接有弧形活动板29，弧形固定板28远离弧形活动板29的一端中部沿弧形固定板28长度方向开设有开口，弧形活动板29与开口相适配；弧形固定板28顶端与分料斗5固定连接。
37.调节开口调节器的开口大小，并保持开口调节器的开口略大于筛网网孔孔径，使进入分料斗5中的农作物在开口调节器的作用下，始终保持同一时间内只有一颗农作物颗粒进入到输料管20中，利用摄像机21对进入到输料管20中的农作物进行拍摄，并将采集到的图像信息传递给信号处理器，信号处理器通过对摄像机21采集到的图像信息进行检测识别，并输出控制信号给电磁控制阀25，电磁控制阀25根据该控制信号以及农作物的下落时间开合，确保由喷气管22喷出的气体正好作用在劣质农作物颗粒上，并将其中劣质农作物颗粒吹至废料收集管23内，并落入到废料池26中。优质被选农作物继续下落沿输料管20进入到收集池27中，从而精选被选农作物。
40.2将所有的收集的农作物图片进行预处理，包括将图片进行中间裁剪归一化等操作，将同一作物图片数据集汇总到一个完整的数据集文件当中；
41.3将所有的农作物图片分为训练集和测试集，并且分割比例为8:2，由于不同品质
的农作物样本数量差距过大，因此采用旋转镜像的数据增量方式进行处理，并进行加权保证不同品质的农作物可以充分训练；
42.4使用resnet18模型在imagenet上预训练，保证模型能够达到一个相对准确的预训练效果；
43.5当农作物的图片数据集数量过少时，采用finetuning的方式进行训练模型；利用resnet18卷积神经网络提取训练数据中的深度特征，该特征包含了不同品质的该农作物的差异性；
44.6保证resnet18前部分的神经网络参数不变，经过深度卷积网络提取的特征进行一个全连接层的训练和finetuning，让已有的特征可以更好的拟合我们的农作物的图片数据集，保证最终的结果可以进行多品质的分类；
45.7将测试集中的农作物图片输入到训练好的模型得出预测值，并将预测值与真实值进行比较算出准确率。
46.进一步的，为避免分料斗5中有农作物堆积时将分料斗5的出料口堵塞，在分料斗5外侧设置有横梁30，六个分料斗5均固定在横梁30上，横梁30上转动连接有六个连接轴31，连接轴31与分料斗5对应设置；连接轴31一端伸入到分料斗5中并固定有连接杆32，连接杆32末端固定有弧形刮板33，弧形刮板33与分料斗5内壁接触配合；连接轴31另一端固定有传动齿轮34，集料槽4外壁上固定连接有旋转电机35，若干传动齿轮34通过链条与旋转电机35传动连接。
47.利用旋转电机35同时带动六个传动齿轮34，进而实现利用传动齿轮34带动连接杆32及弧形刮板33转动，从而利用弧形刮板33定时对分料斗5的出料口进行梳理，保证农作物颗粒可以正常落入到输料管20中。
48.本实用新型提供的基于深度学习的多功能农作物分选机，通过依次对农作物进行重力筛选和光电分选，解决了传统农作物精度低、效率低的问题。通过对筛网网孔孔径以及开口调节器开口大小的调节，实现对不同体积等级的农作物逐级进行分选，使农作物分选实现了不同大前题下的细化分类。而且利用深度学习技术提高农作物分级精度，对分选机整体结构进行改进，实现了对农作物大小、颜色及缺陷的分选，使农作物分级达到智能水平。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。
50.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
技术研发人员：蒋昕彤;刘凤茹;姚沈涛;孙靖茹;张钰婕;黎思婷;朱郭彬;李祖达;李晞源
1.代谢工程：氨基酸和核苷酸及衍生物代谢工程育种、代谢网络定量分析、氨基酸和核苷酸及衍生物产品开发和应用 2.发酵工程：发酵过程优化放大，产品分离提取，节能减排和资源高效利用 3.系统生物学：重要工业微生物生理代谢、基因组和蛋白质组等比较组学研究。
1.新型分离、富集材料 2.高灵敏、高通量分离分析检测技术 3.新型高灵敏传感检测
卤水资源综合利用、稀有元素分离技术、相平衡与相图、溶液热力学与热化学、海洋化学