mechelМеханизация и электрификация сельского хозяйстваMechanization and Electrification of Agriculture2222-8837Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйстваmechel-888Research ArticleСтатьиОбоснование рациональных параметров делителя потока плодов при сортировкеJUSTIFICATION OF THE RATIONAL PARAMETERS OF THE FRUIT FLOW DIVIDER DURING SORTINGЮринА. Н.YurynA. N.

г. Минск

Minsk

anton-jurin@rambler.ruРУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»RUE “SPC NAS of Belarus for Agricultural Mechanization”202518072025158181193Copyright © Юрин А.Н., 20252025Юрин А.Н.Yuryn A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mechel.belal.by/jour/article/view/888

В данной работе проведено экспериментальное обоснование основных параметров работы устройства для механического разделения потока плодов при их оптической сортировке системой технического зрения. Для проведения экспериментальных исследований создана лабораторная установка системы технического зрения, состоящая из фотомодуля с видеокамерой с объективом и структурной подсветкой, а также электронного блока управления с промышленным компьютером. Для получения уравнения регрессии выбран симметричный некомпозиционный план Бокса – Бенкена. Основной задачей эксперимента является получение уравнения регрессии, которое позволит оценить влияние воздействующих факторов на точность отделения отсортированных яблок. В качестве факторов оптимизации выбраны скорость главного конвейера, угол наклона тарелки каретки и число шагов удерживания клапана соленоида. В результате экспериментальных исследований получено уравнение регрессии зависимости для определения точности отделения отсортированных плодов. Анализ поверхностей отклика позволил установить оптимальные значения скорости главного конвейера v = 0,41 м/с, угла наклона тарелки каретки η = 27 град. и числа шагов удержания клапана соленоидом τ = 93 шага, при которых точность сортирования составляет более 95 %. Результаты экспериментальных исследований реализованы в технологической линии сортировки и фасовки яблок ЛСП-4, приемочные испытания которой показали правильность обоснованных параметров.

In this work, an experimental substantiation of the main parameters of the device for mechanical separation of the flow of fruits during their optical sorting by a vision system was carried out. To conduct experimentalstudies, a laboratory installation of a technical vision system was created, consisting of a photomodule with a video camera with a lens and structural illumination, as well as an electronic control unit with an industrial computer. To obtain the regression equation, a symmetrical non-compositional Box-Behnken design was chosen. The main objective of the experiment is to obtain a regression equation that will allow us to evaluate the influence of influencing factors on the accuracy of separating sorted apples. As optimization factors, the speed of the main conveyor, the angle of inclination of the carriage plate and the number of steps of holding the solenoid valve were chosen. As a result of experimental studies, a regression equation of dependence was obtained to determine the accuracy ofseparating sorted fruits.The analysis ofthe response surfacesmade it possible to establish the optimal values for the speed of the main conveyor = 0.41 m/s, the angle of inclination of the carriage plate = 27 degrees. and the number of steps of holding the valve by the solenoid = 93 steps., at which the sorting accuracy is more than 95 %. The results of experimental studies were implemented in the technological line for sorting and packing apples LSP-4 acceptance tests and which showed the correctness of the justified parameters. The work was carried out as part of task 5 “Develop and master the production of a technological line for sorting and packing apples” of the subprogram “Belselkhozmekhanizatsiya-2025” of the state scientific and technical program “Innovative agroindustrial and food technologies” 2021–2025.

уравнение регрессиискорость конвейераугол наклона тарелкисоленоидклапанточность отделенияregression equationconveyor speedplate inclination anglesolenoidvalveseparation accuracyReferencesСмирнов, И. Г. Интеллектуальные технологии и роботизированные машины для возделывания садовых культур / И. Г. Смирнов, Д. О. Хорт, А. И. Кутырев // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2021. – Т. 15, № 4. – С. 35–41.Смирнов, И. Г. Интеллектуальные технологии и роботизированные машины для возделывания садовых культур / И. Г. Смирнов, Д. О. Хорт, А. И. Кутырев // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2021. – Т. 15, № 4. – С. 35–41.Роботизированный комплекс для сортировки яблок / П. В. Балабанов [и др.] // Цифровизация агропромышленного комплекса : материалы Междунар. науч.-практ. конф., Тамбов, 21–23 окт. 2020 г. / Тамбов. гос. техн. ун-т. – Тамбов, 2020. – Т. 1. – С. 44–47.Роботизированный комплекс для сортировки яблок / П. В. Балабанов [и др.] // Цифровизация агропромышленного комплекса : материалы Междунар. науч.-практ. конф., Тамбов, 21–23 окт. 2020 г. / Тамбов. гос. техн. ун-т. – Тамбов, 2020. – Т. 1. – С. 44–47.Rethinking the Inception Architecture for Computer Vision / C. Szegedy [et al.] // Cornel Univercity Library. – URL: https://arxiv.org/pdf/1512.00567.pdf (date of access: 15.05.2018).Rethinking the Inception Architecture for Computer Vision / C. Szegedy [et al.] // Cornel Univercity Library. – URL: https://arxiv.org/pdf/1512.00567.pdf (date of access: 15.05.2018).ImageNet // Stanford Vision Lab, Stanford University, Princeton University. – URL: http://www.image-net.org (date of access: 05.04.2018).ImageNet // Stanford Vision Lab, Stanford University, Princeton University. – URL: http://www.image-net.org (date of access: 05.04.2018).Yuzhen, Lu. Development of a multispectral Structured Illumination Reflectance Imaging (SIRI) system and its application to bruise detection of apples [Разработка мультиспектральной системы визуализации отраженного изображения (SIRI) и ее применение для обнаружения повреждений яблок. (США)] / Lu Yuzhen, Lu Renfu // Transactions of the ASABE / Amer. soc. of agriculture and biol. engineering. -St. Joseph (Mich.), 2017. – Vol. 60, № 4. – P. 1379–1389.Yuzhen, Lu. Development of a multispectral Structured Illumination Reflectance Imaging (SIRI) system and its application to bruise detection of apples [Разработка мультиспектральной системы визуализации отраженного изображения (SIRI) и ее применение для обнаружения повреждений яблок. (США)] / Lu Yuzhen, Lu Renfu // Transactions of the ASABE / Amer. soc. of agriculture and biol. engineering. -St. Joseph (Mich.), 2017. – Vol. 60, № 4. – P. 1379–1389.Казакевич, П. П. Система технического зрения распознавания дефектов яблок: обоснование, разработка, испытание / П. П. Казакевич, А. Н. Юрин, Г. А. Прокопович // Весці НАН Беларусі. Серыя аграрных навук. – 2021. – Т. 59, № 4. – С. 488–500. – DOI: 10.29235/1817-7204-2021-59-4-488-500.Казакевич, П. П. Система технического зрения распознавания дефектов яблок: обоснование, разработка, испытание / П. П. Казакевич, А. Н. Юрин, Г. А. Прокопович // Весці НАН Беларусі. Серыя аграрных навук. – 2021. – Т. 59, № 4. – С. 488–500. – DOI: 10.29235/1817-7204-2021-59-4-488-500.Юрин, А. Н. Инновационные технологические процессы и технические комплексы для интенсивного садоводства Беларуси / А. Н. Юрин. – Минск : Беларус. навука, 2022. – 208 c.Юрин, А. Н. Инновационные технологические процессы и технические комплексы для интенсивного садоводства Беларуси / А. Н. Юрин. – Минск : Беларус. навука, 2022. – 208 c.Казакевич, П. П. Обоснование алгоритма сортирования плодов системой технического зрения / П. П. Казакевич, Д. И. Комлач, А. Н. Юрин // Наука в центральной России. – 2023. – № 2 (62) – С. 27–37. – DOI: 10.35887/2305-2538-2023-2-27-37.Казакевич, П. П. Обоснование алгоритма сортирования плодов системой технического зрения / П. П. Казакевич, Д. И. Комлач, А. Н. Юрин // Наука в центральной России. – 2023. – № 2 (62) – С. 27–37. – DOI: 10.35887/2305-2538-2023-2-27-37.К разработке машин на основе искусственного интеллекта и систем технического зрения / П. П. Казакевич, Д. И. Комлач, А. Н. Юрин, А. С. Воробей // Агроэкоинженерия / ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. – 2023. – № 1 (114). – С. 14–31. – DOI: 10.24412/2713-2641-2023-1114-14-31.К разработке машин на основе искусственного интеллекта и систем технического зрения / П. П. Казакевич, Д. И. Комлач, А. Н. Юрин, А. С. Воробей // Агроэкоинженерия / ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. – 2023. – № 1 (114). – С. 14–31. – DOI: 10.24412/2713-2641-2023-1114-14-31.Применение искусственной нейронной сети для идентификации качества яблок при сортировке / П. П. Казакевич, А. Н. Юрин, В. В. Микульский, Л. А. Ходасевич // Агропанорама: науч.-техн. журнал. – Белорус. гос. аграр. техн. ун-т. ; редкол.: Н. Н. Романюк [и др.]. – Минск, 2023. – № 3 (157). – С. 31–38.Применение искусственной нейронной сети для идентификации качества яблок при сортировке / П. П. Казакевич, А. Н. Юрин, В. В. Микульский, Л. А. Ходасевич // Агропанорама: науч.-техн. журнал. – Белорус. гос. аграр. техн. ун-т. ; редкол.: Н. Н. Романюк [и др.]. – Минск, 2023. – № 3 (157). – С. 31–38.Кондрашев, А. П. Основы физического эксперимента и математическая обработка результатов измерений / А. П. Кондрашев, Е. В. Шестопалов. – М. : Агропромиздат, 1977. – 195 с.Кондрашев, А. П. Основы физического эксперимента и математическая обработка результатов измерений / А. П. Кондрашев, Е. В. Шестопалов. – М. : Агропромиздат, 1977. – 195 с.Вентциль, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентциль. – М. : Наука, 1969. – 567 с.Вентциль, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентциль. – М. : Наука, 1969. – 567 с.Коваленко, И. Н. Теория вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие для вузов / И. Н. Коваленко, А. А. Филиппова. – М. : Высш. шк., 1973. – 368 с.Коваленко, И. Н. Теория вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие для вузов / И. Н. Коваленко, А. А. Филиппова. – М. : Высш. шк., 1973. – 368 с.Мельников, В. С. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / В. С. Мельников, В. Р. Алешкин, П. М. Рощин. – Ленинград : Колос, 1972. – 199 с.Мельников, В. С. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / В. С. Мельников, В. Р. Алешкин, П. М. Рощин. – Ленинград : Колос, 1972. – 199 с.Касандрова, О. Н. Обработка результатов наблюдений / О. Н. Касандрова, В. В. Лебедев. – М. : Наука, 1970. – 103 с.Касандрова, О. Н. Обработка результатов наблюдений / О. Н. Касандрова, В. В. Лебедев. – М. : Наука, 1970. – 103 с.Ашмарин, И. П. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов / И. П. Ашмарин, Н. Н. Васильев, В. А. Амбросов. – Ленинград : Университет, 1971. – 75 с.Ашмарин, И. П. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов / И. П. Ашмарин, Н. Н. Васильев, В. А. Амбросов. – Ленинград : Университет, 1971. – 75 с.Протокол приемочных испытаний технологической линии сортировки и фасовки яблок ЛСП-4: № 004 1/3-2022 ; введ. 25.02.2022. – п. Привольный : ГУ «Белорусская МИС», 2022. – 99 с.Протокол приемочных испытаний технологической линии сортировки и фасовки яблок ЛСП-4: № 004 1/3-2022 ; введ. 25.02.2022. – п. Привольный : ГУ «Белорусская МИС», 2022. – 99 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.