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國(guó)內(nèi)外研究狀況綜述
發(fā)達(dá)國(guó)家在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)與分級(jí)方面，于20世紀(jì)80年代中期就開(kāi)始了水果品質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)的研究,并成功制造了一些水果自動(dòng)化分級(jí)系統(tǒng)。
比如，日本消費(fèi)者對(duì)水果的消費(fèi)是非常挑剔的，其水果上市前都要經(jīng)過(guò)分級(jí)包裝。有些價(jià)值較高的水果，如冬季上市的西瓜要在標(biāo)簽上標(biāo)出糖度數(shù)值。日本三菱電器公司研制的水果成熟度分級(jí)機(jī)，就是利用傳感器綜合測(cè)出梨的表面顏色、對(duì)特定光的透光率、形狀和大小，并與事先貯存在計(jì)算機(jī)中的優(yōu)良梨的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，推算出成熟度和糖分。
意大利的果品貯藏加工業(yè)生產(chǎn)中，很早就使用了顏色分級(jí)機(jī)，主要是對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行顏色分級(jí)，是按照綠色蘋(píng)果比紅色蘋(píng)果的反射光強(qiáng)的道理進(jìn)行的。工作時(shí)，果實(shí)在松軟的傳送帶上跳躍移動(dòng)，光線可照射到水果的大多部位，這樣就避免了水果單面被照射。反射光傳遞給電腦，由電腦按照反射率的不同來(lái)將果實(shí)分開(kāi)，一般分為全綠果、半綠（半紅）果、全紅果等級(jí)別。
再有，美國(guó)Penwalt公司Decco型分級(jí)機(jī)是一種新型果實(shí)分級(jí)機(jī)，具有速度快、性能好、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，根據(jù)“體積”分級(jí)的原理進(jìn)行工作，綜合了大小和重量分級(jí)機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消除了二者的缺點(diǎn)，使分級(jí)作業(yè)真正得以柔和平緩地進(jìn)行。Decco分級(jí)機(jī)工作原理是：提升機(jī)輥?zhàn)訉⒋旨?jí)的果實(shí)送入四星裝料斗，星輪與提升機(jī)以鏈條驅(qū)動(dòng)的各對(duì)定距輥?zhàn)油?，輥?zhàn)映休d水果通過(guò)分級(jí)全程，這樣的裝置，星輪可以很柔和地將水果從提升機(jī)傳送到由一對(duì)滾子形成的凹槽中，根據(jù)選用分級(jí)機(jī)規(guī)格的不同，分級(jí)部分包括6-9行高度可調(diào)的“摩擦指”，滾子從摩擦指下通過(guò)，緩緩地作反時(shí)針回轉(zhuǎn)，水果則作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)水果遇到摩擦指（最大的水果首先接觸摩擦指），由于轉(zhuǎn)動(dòng)與摩擦的組合，水果極柔和地從滾子上移動(dòng)并落入彈性的擺動(dòng)活動(dòng)門上，水果自重足夠使其滑出并滾到輸送皮帶上，然后由皮帶送入包裝槽中。由于水果沒(méi)有摔落，也沒(méi)有其她任何典型的引起損傷的動(dòng)作，分級(jí)柔和。水果分級(jí)只有綜合形狀、大小、色澤、果面缺陷等各種因素，甚至是內(nèi)部品質(zhì)，才能排除其它因素，使分級(jí)質(zhì)量得到保證。
還有就是法國(guó)的MAF France公司的水果分級(jí)包裝設(shè)備，不僅能對(duì)果蔬進(jìn)行分級(jí)包裝，還可以利用電子、光學(xué)原理對(duì)果蔬表皮的瑕疵進(jìn)行分選，全電腦監(jiān)控，自動(dòng)化程度相當(dāng)高。
相對(duì)于國(guó)外的分級(jí)水平，國(guó)內(nèi)水果分級(jí)市場(chǎng)就比較落后了。國(guó)內(nèi)水果分級(jí)大部分還采用人工分級(jí)方法，只有少數(shù)企業(yè)采用半自動(dòng)及自動(dòng)化水果分級(jí)。
隨著國(guó)民企業(yè)的不斷發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高，人們對(duì)生活質(zhì)量也有了更高的要求。于是，有關(guān)水果分級(jí)的研究也有了很大的進(jìn)展。我國(guó)于20世紀(jì)90年代開(kāi)始研究利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)進(jìn)行蘋(píng)果品質(zhì)的檢測(cè)。杭州杭掛機(jī)電有限公司與浙江大學(xué)合作 ,在國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng) 目的支持下 ,成功研制了國(guó)內(nèi)第一套基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù) 、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 “智能化水果實(shí)時(shí)檢測(cè)與分級(jí)生產(chǎn)線” 。該生產(chǎn)線可從快速運(yùn)動(dòng)的水果中提取有效圖像信息并對(duì)其進(jìn)行矯正和分析處理 ,以完成水果按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所要求的大小、形狀、色澤、果面缺陷和損傷進(jìn)行分級(jí)。在用于柑桔品質(zhì)實(shí)時(shí)檢測(cè)與分級(jí)時(shí),每條生產(chǎn)線每小時(shí)可處理水果2—3噸（二軌道） ,并可根據(jù)用戶對(duì)生產(chǎn)規(guī)模的需求 ,組合多套 （4—16軌道 ）協(xié)同工作,所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)具有廣泛的適應(yīng)性 ,只需對(duì)軟件進(jìn)行適當(dāng)修改 ,即可用于蘋(píng)果、梨 、桃子 、西紅柿和土豆等水果 、農(nóng)產(chǎn)品的分檢 ,其技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際同類先進(jìn)水平。應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中將減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度 ,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和水果、農(nóng)產(chǎn)品附加值 ,并可增加農(nóng)民收人 ,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。江蘇省自主研制生產(chǎn)的電腦控制全自動(dòng)水果分級(jí)流水生產(chǎn)線在陜西成功運(yùn)行，并通過(guò)國(guó)家一級(jí)科技查新，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)果品加工生產(chǎn)機(jī)械的空白。 該生產(chǎn)線由江蘇牧羊集團(tuán)研制，采用水果品質(zhì)視覺(jué)系統(tǒng)測(cè)與分級(jí)，每條生產(chǎn)線每小時(shí)能檢測(cè)分級(jí)2．5噸及3噸水果，適用于柑橘、胡柚、蘋(píng)果、西紅柿、土豆等多種水果及農(nóng)產(chǎn)品的快速分級(jí)，部分指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。為配套新生產(chǎn)線，該集團(tuán)同時(shí)研發(fā)出壓榨機(jī)、榨汁機(jī)等飲料機(jī)械，以及去核機(jī)、打漿機(jī)等果汁生產(chǎn)線前處理設(shè)備與后道包裝設(shè)備，具有良好的應(yīng)用前景。
由以上的信息，我發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果分級(jí)機(jī)的輸送裝置在整個(gè)分級(jí)機(jī)中占有重要的位置，對(duì)輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系到蘋(píng)果分級(jí)機(jī)的科學(xué)性和效益性。因此，此項(xiàng)課題的研究室十分有價(jià)值和必要的。