申请/专利权人：闽江师范高等专科学校

申请日：2019-05-13

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN110038666B

主分类号：B02C1/00

分类号：B02C1/00;B02C25/00;B02C23/04;A23N5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2019.08.16#实质审查的生效;2019.07.23#公开

摘要：本发明提出一种智能压碎机及工作方法，其特征在于，包括：设置在压碎机本体上部的推杆驱动组件、设置在压碎机本体下部的盛物组件、以及设置在压碎机本体上的主控模块、图像识别模块和交互模块；所述推杆驱动组件包括相连接的压头、电动推杆、电机和电机驱动装置；所述主控模块包括处理器；所述图像识别模块包括盛物组件上方的安装位置不同的两个摄像头；所述交互模块包括显示屏、扬声器和按键；所述电机驱动装置、摄像头、显示屏、扬声器和按键分别连接处理器。其结构精简、使用方便、功能丰富，智能化、自动化程度高，一般仅需要通过人工完成上料和取料的操作，在其他工序和判断当中均可智能自动完成。

主权项：1.一种智能压碎机，其特征在于，包括：设置在压碎机本体上部的推杆驱动组件、设置在压碎机本体下部的盛物组件、以及设置在压碎机本体上的主控模块、图像识别模块和交互模块；所述推杆驱动组件包括相连接的压头、电动推杆、电机和电机驱动装置；所述主控模块包括处理器；所述图像识别模块包括盛物组件上方的安装位置不同的两个摄像头；所述交互模块包括显示屏、扬声器和按键；所述电机驱动装置、摄像头、显示屏、扬声器和按键分别连接处理器；所述摄像头用于获取待压物的图像信息；所述处理器用于根据待压物的图像信息获取待压物的水平和高度尺寸信息，控制电动推杆在竖直方向上的工作行程；所述盛物组件包括盒体、设置在盒体上部的带有滤网的凹槽、设置在盒体下部的抽屉；所述压碎机本体的外部组件包括上部的“7”字型的机架和下部的盛物组件，所述滤网的中心与电动推杆对准；所述压头为圆柱杯状；其开口一侧为带有槽的卡合部，带有底面一侧作为施压部；所述施压部的底部固定有十字刃或圆盘；其中，所述电动推杆的末端设置有旋转台，圆盘和十字刃都安装在旋转台上，旋转台通过旋转来切换不同的施压部；所述摄像头通过USB通信接口与处理器连接；所述压碎机本体上设置有与处理器连接的限位开关；所述智能压碎机的工作方法包括以下步骤：步骤S1：待压物放置在所述盛物组件上之后，两个摄像头获取待压物的图像信息并传送给处理器；步骤S2：所述处理器通过边缘提取算法获取待压物的水平尺寸信息；通过两个摄像头同一时刻获取的待压物的两幅不同的图像信息采用立体匹配算法获得视差图，并计算获得深度图，获得待压物的高度尺寸信息；步骤S3：所述处理器根据待压物的水平和高度尺寸信息计算获得电动推杆在竖直方向上的工作行程，并控制电机驱动电动推杆在工作行程内往复运行预设的次数；在执行步骤S1-步骤S3的过程中，两个所述摄像头持续获取待压物的图像信息并传送给处理器，与初始图像信息进行比对；当检测到存在待压物、电动推杆及压头以外的其他物体时，处理器控制电机停止运行，并通过显示屏和扬声器发出提醒。

全文数据：智能压碎机及工作方法技术领域本发明涉及压碎机器领域，尤其涉及一种可以用于水果和蒜头泥加工、坚果类的压榨、核桃的剥壳、板栗开口等壳类开口的智能压碎机及工作方法。背景技术现有的带有压碎、开口或压榨功能的机器一般仅包括简单的机械或电动结构，智能化程度低，使用不够方便，功能单一通用性差，且在使用的过程中可能由于人手伸入工作区域等原因，有一定的危险性。发明内容本发明旨在通过一套设备将压碎、开口或压榨功能整合，并可以智能化地识别待压榨物的存在，自动进行控制和操作，且带有相应安全防护措施。本发明具体采用以下技术方案：一种智能压碎机，其特征在于，包括：设置在压碎机本体上部的推杆驱动组件、设置在压碎机本体下部的盛物组件、以及设置在压碎机本体上的主控模块、图像识别模块和交互模块；所述推杆驱动组件包括相连接的压头、电动推杆、电机和电机驱动装置；所述主控模块包括处理器；所述图像识别模块包括盛物组件上方的安装位置不同的两个摄像头；所述交互模块包括显示屏、扬声器和按键；所述电机驱动装置、摄像头、显示屏、扬声器和按键分别连接处理器；所述摄像头用于获取待压物的图像信息；所述处理器用于根据待压物的图像信息获取待压物的水平和高度尺寸信息，控制电动推杆在竖直方向上的工作行程。优选地，所述盛物组件包括盒体、设置在盒体上部的带有滤网的凹槽、设置在盒体下部的抽屉。优选地，所述压碎机本体的外部组件包括上部的“7”字型的机架和下部的盛物组件，所述滤网的中心与电动推杆对准。优选地，所述压头为圆柱杯状；其开口一侧为带有槽的卡合部，带有底面一侧作为施压部。优选地，所述施压部的底部固定有十字刃或圆盘。优选地，所述摄像头通过USB通信接口与处理器连接。优选地，所述压碎机本体上设置有与处理器连接的限位开关。以及以上智能压碎机的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：待压物放置在所述盛物组件上之后，两个摄像头获取待压物的图像信息并传送给处理器；步骤S2：所述处理器通过边缘提取算法获取待压物的水平尺寸信息；通过两个摄像头同一时刻获取的待压物的两幅不同的图像信息采用立体匹配算法获得视差图，并计算获得深度图，获得待压物的高度尺寸信息；步骤S3：所述处理器根据待压物的水平和高度尺寸信息计算获得电动推杆的工作行程，并控制电机驱动电动推杆在工作行程内往复运行预设的次数。优选地，在执行步骤S1-步骤S3的过程中，两个所述摄像头持续获取待压物的图像信息并传送给处理器，与初始图像信息进行比对；当检测到存在待压物、电动推杆及压头以外的其他物体时，处理器控制电机停止运行，并通过显示屏和扬声器发出提醒。本发明及其优选方案结构精简、使用方便、功能丰富，智能化、自动化程度高，一般仅需要通过人工完成上料和取料的操作，在其他工序和判断当中均可智能自动完成，包括对待压物的的尺寸信息的收集和判断、执行压碎操作的电动推杆的工作行程的确定等。同时，还带有安全防护功能，可以在没有人工干预的基础上自动识别会影响正常工作乃至产生安全问题的异物，自动停止设备的工作。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：图1是本发明实施例整体结构立体示意图1；图2是本发明实施例整体结构立体示意图2；图3是本发明实施例局部结构（带有滤网的凹槽）示意图；图4是本发明实施例压头俯视示意图（卡合部）；图5是本发明实施例压头侧视示意图（卡合部）；图6是本发明实施例第一种压头立体示意图；图7是本发明实施例第二种压头立体示意图；图8是本发明实施例第三种压头侧视示意图；图9是本发明实施例第三种压头立体示意图；图10是本发明实施例主控模块电路结构示意图；图11是本发明实施例电机驱动电路结构示意图；图12是本发明实施例USB转串口摄像头通信电路结构示意图；图13是本发明实施例电源电路结构示意图；图14是本发明实施例各模块连接关系示意图；图15是本发明实施例主要工作流程示意图；图中：1-机架；2-盒体；3-处理器；4-摄像头；5-待压物；11-压头；12-电动推杆；13-电机；21-抽屉；22-凹槽；23-滤网；31-显示屏；32-按键。具体实施方式为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：如图1-图3，以及图14所示，本实施例装置包括：设置在压碎机本体上部的推杆驱动组件、设置在压碎机本体下部的盛物组件、以及设置在压碎机本体上的主控模块、图像识别模块和交互模块；推杆驱动组件包括相连接的压头11、电动推杆12、电机13和电机驱动装置；主控模块包括处理器3；图像识别模块包括盛物组件上方的安装位置不同的两个摄像头4；交互模块包括显示屏31、扬声器和按键32；电机驱动装置、摄像头4、显示屏31、扬声器和按键32分别连接处理器3。摄像头4通过USB通信接口与处理器3连接。其中，压碎机本体的外部组件包括上部的“7”字型的机架1和下部的盛物组件，滤网23的中心与电动推杆12对准。盛物组件包括盒体2、设置在盒体2上部的带有滤网23（刚性）的凹槽22、设置在盒体2下部的抽屉21。如图10-图13所示，本实施例还提供了具体实现以上装置的主要电路连接示意图，其中处理器3采用型号为STM32F103RxT6的MCU，摄像头4设计为通过USB通信接口与处理器3连接。在压碎机工作的过程中，处理器3控制电机驱动装置（包括电机驱动器和调速器）驱动电机13运转，并控制电动推杆12下压，使放置在凹槽22内的待压物5（如水果、坚果等）被挤压破碎，残渣留在滤网23上侧，其余部分进入下方的抽屉21内，操作人员可以通过抽出抽屉21的方式直接取出压榨后的物质。如图4-图9所示，为了更好地实现多种类型的压碎功能，本实施例提供的压头11的主体统一采用圆柱杯状；其开口一侧为带有槽的卡合部，该开槽是为了方便拆卸压头11，可配合螺丝刀插入进行拆卸。而带有底面一侧作为施压部。如图6所示，在本实施例提供的第一种底部施压部的设计当中，其施压部直接采用圆柱的底面，可以用于将蒜头压成蒜头泥等操作。如图7所示，作为第二种底部施压部的设计，其在底部固定有圆盘从而增大受力面积，可以用于核桃的剥壳等操作。如图8、图9所示，作为第三种底部施压部的设计，其在底部固定有十字刃，该刃带有弧形，可以用于板栗的开口等操作。在以上设计当中，不同类型的压头11通过人工拆卸进行更换，但作为进一步的方便型设计，可以在电动推杆12的末端加入类似显微镜物镜的旋转台，并将以上三种底部施压部的设计对应的压头11安装其上，即可实现更为便捷的切换。此外，在本实施例中，压碎机本体上还设置有与处理器3连接的限位开关，用于进行行程限位。当电动推杆12碰触到限位开关时，处理器3能够检测到限位开关的信号，可以直接控制电机13停止，使压头11不会超过极限位置。当然，在本实施例中，限位功能还可以通过控制器约束电动推杆12的最大行程来实现。对于本实施例提供具体装置的工作方法，如图1、图2、图15所示，本实施例装置与用户的交互主要通过设置在机架1顶部的显示屏31和侧部的三个按键32实现，其中显示屏31用于显示设备当前的工作信息状态，按键32实现的功能包括启停、模式选择、以及在人工控制模式下的电动推杆12上、下的操作。本实施例的主要创新点在于对于自动控制模式的设计，其智能化地完成了待压物5的识别及对应的操作执行，其实现具体包括以下步骤：步骤S1：待压物5放置在盛物组件上之后，两个摄像头4获取待压物5的图像信息并传送给处理器3；步骤S2：处理器3通过边缘提取算法（采用现有常规边缘提取的算法即可）获取待压物5的水平尺寸信息；通过两个摄像头4同一时刻获取的待压物5的两幅不同的图像信息采用立体匹配算法（采用现有常规立体匹配算法即可）获得视差图，并计算获得深度图，获得待压物5的高度尺寸信息；步骤S3：处理器3根据待压物5的水平和高度尺寸信息计算获得电动推杆12的工作行程，并控制电机驱动电动推杆12在工作行程内往复运行预设的次数。为了进一步带来安全保护的功能，在执行步骤S1-步骤S3的过程中，两个摄像头4对持续获取待压物5的图像信息并传送给处理器3，与初始图像信息进行比对；当检测到存在待压物5、电动推杆12及压头11以外的其他物体时，处理器3控制电机13停止运行，并通过显示屏31和扬声器发出提醒。从而能够避免手等人体部位误伸入工作区域带来的安全隐患。本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的智能压碎机及工作方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

权利要求：1.一种智能压碎机，其特征在于，包括：设置在压碎机本体上部的推杆驱动组件、设置在压碎机本体下部的盛物组件、以及设置在压碎机本体上的主控模块、图像识别模块和交互模块；所述推杆驱动组件包括相连接的压头、电动推杆、电机和电机驱动装置；所述主控模块包括处理器；所述图像识别模块包括盛物组件上方的安装位置不同的两个摄像头；所述交互模块包括显示屏、扬声器和按键；所述电机驱动装置、摄像头、显示屏、扬声器和按键分别连接处理器；所述摄像头用于获取待压物的图像信息；所述处理器用于根据待压物的图像信息获取待压物的水平和高度尺寸信息，控制电动推杆在竖直方向上的工作行程。2.根据权利要求1所述的智能压碎机，其特征在于：所述盛物组件包括盒体、设置在盒体上部的带有滤网的凹槽、设置在盒体下部的抽屉。3.根据权利要求2所述的智能压碎机，其特征在于：所述压碎机本体的外部组件包括上部的“7”字型的机架和下部的盛物组件，所述滤网的中心与电动推杆对准。4.根据权利要求3所述的智能压碎机，其特征在于：所述压头为圆柱杯状；其开口一侧为带有槽的卡合部，带有底面一侧作为施压部。5.根据权利要求4所述的智能压碎机，其特征在于：所述施压部的底部固定有十字刃或圆盘。6.根据权利要求1所述的智能压碎机，其特征在于：所述摄像头通过USB通信接口与处理器连接。7.根据权利要求1所述的智能压碎机，其特征在于：所述压碎机本体上设置有与处理器连接的限位开关。8.根据权利要求1-7其中任一所述的智能压碎机的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：待压物放置在所述盛物组件上之后，两个摄像头获取待压物的图像信息并传送给处理器；步骤S2：所述处理器通过边缘提取算法获取待压物的水平尺寸信息；通过两个摄像头同一时刻获取的待压物的两幅不同的图像信息采用立体匹配算法获得视差图，并计算获得深度图，获得待压物的高度尺寸信息；步骤S3：所述处理器根据待压物的水平和高度尺寸信息计算获得电动推杆在竖直方向上的工作行程，并控制电机驱动电动推杆在工作行程内往复运行预设的次数。9.根据权利要求8所述的智能压碎机的工作方法，其特征在于：在执行步骤S1-步骤S3的过程中，两个所述摄像头持续获取待压物的图像信息并传送给处理器，与初始图像信息进行比对；当检测到存在待压物、电动推杆及压头以外的其他物体时，处理器控制电机停止运行，并通过显示屏和扬声器发出提醒。

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