煙葉自動分級關(guān)鍵部件及系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，煙葉分級需耗費(fèi)大量人力財(cái)力，且分級結(jié)果主觀性強(qiáng)，因素影響多，導(dǎo)致煙葉分級不科學(xué)性，不客觀，效率低。鑒于此，本文針對貴州中部烤煙分級，設(shè)計(jì)了煙葉自動分級系統(tǒng)，該自動分級系統(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，煙葉圖像采集及識別裝置，煙葉等級分揀系統(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。論文對主要裝置的關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對影響關(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)動過程和受力情況，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識別的主要影響因素，并得出了最佳參數(shù)組合。主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）論文通過對煙葉的機(jī)械和生物材料特性分析，針對縱向褶皺的煙葉，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減速器，分別由電機(jī)驅(qū)動，機(jī)構(gòu)利用滾刷對間的速度差實(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)速差三個參數(shù)測試滾刷裝置對煙葉的鋪平效果，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，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)人工分級所用光源光強(qiáng)為基準(zhǔn)，在12個不同光強(qiáng)下分別采集不同等級煙葉圖像，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，研究了不同等級各顏色分量對光強(qiáng)的敏感性，提出了適合于煙葉等級判別的顏色分量和光強(qiáng)，結(jié)果表明：不同顏色分量對光強(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等顏色分量在等級間差異明顯，可作為煙葉等級判別算子；用于煙葉自動分級的光照強(qiáng)度應(yīng)選取2500 lux-3200 lux左右的值，光照強(qiáng)度對煙葉顏色特征和等級識別的影響研究為煙葉自動分級圖像采集硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和等級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)的人工智能識別方法，建立了中部煙葉的自動識別模型，分析了RGB、HIS及HSV三種顏色模型下各顏色分量對煙葉等級的影響，以煙葉等級間差異較大的顏色分量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子，煙葉等級作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出，對模型進(jìn)行了反復(fù)訓(xùn)練和測試，其平均識別精度可達(dá)到89.17％，可實(shí)現(xiàn)煙葉等級的預(yù)測。
　?。?）論文應(yīng)用Solidworks軟件設(shè)計(jì)了煙葉等級分揀裝置，分析確定了控制系統(tǒng)、分揀裝置支