煙葉自動(dòng)分級(jí)關(guān)鍵部件及系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，煙葉分級(jí)需耗費(fèi)大量人力財(cái)力，且分級(jí)結(jié)果主觀性強(qiáng)，因素影響多，導(dǎo)致煙葉分級(jí)不科學(xué)性，不客觀，效率低。鑒于此，本文針對(duì)貴州中部烤煙分級(jí)，設(shè)計(jì)了煙葉自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)，該自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)主要有煙葉輸送裝置，成捆煙葉打散裝置，褶皺煙葉的鋪平裝置，煙葉圖像采集及識(shí)別裝置，煙葉等級(jí)分揀系統(tǒng)等部分組成。經(jīng)分析，確定了煙葉鋪平裝置和圖像采集及識(shí)別裝置等關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)特征及其工作原理。論文對(duì)主要裝置的關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)影響關(guān)鍵部件作用效果的主要參數(shù)進(jìn)行

2、了定性和定量分析；根據(jù)烤煙的生物及機(jī)械物料特性，分析研究了單張烤煙輸送經(jīng)各工作部件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和受力情況，應(yīng)用試驗(yàn)研究方法獲得了實(shí)現(xiàn)煙葉單張鋪平和自動(dòng)識(shí)別的主要影響因素，并得出了最佳參數(shù)組合。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?。?）論文通過(guò)對(duì)煙葉的機(jī)械和生物材料特性分析，針對(duì)縱向褶皺的煙葉，利用摩擦的作用設(shè)計(jì)了滾刷式煙葉鋪平裝置：滾刷由表面排有刷毛的滾動(dòng)軸設(shè)計(jì)而成，分為上下兩層，每層均含有10根滾刷，其中每層由包含5根滾刷的同步帶及相同帶輪連

3、接分為兩組，每組同步帶連接一個(gè)減速器，分別由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)構(gòu)利用滾刷對(duì)間的速度差實(shí)現(xiàn)煙葉的鋪平。分析確定了滾刷、鋪平裝置支架和傳動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，分別改變滾刷間距、上下滾刷轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速差三個(gè)參數(shù)測(cè)試滾刷裝置對(duì)煙葉的鋪平效果，結(jié)果表明，裝置可以實(shí)現(xiàn)褶皺煙葉的鋪平，并且當(dāng)滾刷間距為15 cm、上下滾刷轉(zhuǎn)速為25 r/min、10 r/min和轉(zhuǎn)速差為20 r/min時(shí)，可以獲得最佳的鋪平效果。論文提出的具有速度差的上下滾刷組合實(shí)現(xiàn)煙

4、葉輸送并鋪平煙葉的方法具有創(chuàng)新性。
　?。?）論文以中部煙葉為研究對(duì)象，選取led光源及CCD攝像頭，設(shè)計(jì)了圖像采集系統(tǒng)，依據(jù)人工分級(jí)所用光源光強(qiáng)為基準(zhǔn)，在12個(gè)不同光強(qiáng)下分別采集不同等級(jí)煙葉圖像，提取RGB、HIS及HSV三種顏色模型的顏色分量，分析各等級(jí)的煙葉顏色特征分量在不同光強(qiáng)下的變化規(guī)律，研究了不同等級(jí)各顏色分量對(duì)光強(qiáng)的敏感性，提出了適合于煙葉等級(jí)判別的顏色分量和光強(qiáng)，結(jié)果表明：不同顏色分量對(duì)光強(qiáng)的敏感程度依次是：SHS

5、I、SHSV>R、I、V>G、B、HHSI、HHSV，且隨著光強(qiáng)的增加，各顏色分量灰度值變化的明顯程度依次是：R、G、B、I、V>HHSI、HHSV>SHSI、SHSV；R、G、B、I和HHSV、V等顏色分量在等級(jí)間差異明顯，可作為煙葉等級(jí)判別算子；用于煙葉自動(dòng)分級(jí)的光照強(qiáng)度應(yīng)選取2500 lux-3200 lux左右的值，光照強(qiáng)度對(duì)煙葉顏色特征和等級(jí)識(shí)別的影響研究為煙葉自動(dòng)分級(jí)圖像采集硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和等級(jí)判別特征算子的選取提供了科學(xué)依

6、據(jù)。
　?。?）論文采用了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能識(shí)別方法，建立了中部煙葉的自動(dòng)識(shí)別模型，分析了RGB、HIS及HSV三種顏色模型下各顏色分量對(duì)煙葉等級(jí)的影響，以煙葉等級(jí)間差異較大的顏色分量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子，煙葉等級(jí)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出，對(duì)模型進(jìn)行了反復(fù)訓(xùn)練和測(cè)試，其平均識(shí)別精度可達(dá)到89.17％，可實(shí)現(xiàn)煙葉等級(jí)的預(yù)測(cè)。
　?。?）論文應(yīng)用Solidworks軟件設(shè)計(jì)了煙葉等級(jí)分揀裝置，分析確定了控制系統(tǒng)、分揀裝置支