一种家禽在线称重分级系统及方法，该系统包括支架、动力输送链、循环转盘称重装置、吊环和气动分级装置，该循环转盘称重装置包括：多组力传递杠杆，均布在该循环转盘称重装置的底座上，每组该力传递杠杆的一端与该吊环连接，每组该力传递杠杆的另一端安装有滚轮，该滚轮与安装在该循环转盘称重装置上的称重传感器抵接，每组该力传递杠杆上均设置有定位螺母，所有该力传递杠杆上的定位螺母共圆，该循环转盘称重装置的顶部支架横梁上对应于该定位螺母设置有圆弧槽，该圆弧槽内安装有定位传感器，该滚轮滚动至该称重传感器的中心位置时，该定位螺母触发该定位传感器。本发明还公开了该系统的家禽在线称重分级方法。
1.一种家禽在线称重分级系统，包括支架和安装在所述支架上的动力输送链，及循环转盘称重装置、吊环和气动分级装置，所述循环转盘称重装置和气动分级装置分别与所述动力输送链连接，所述吊环的一端安装在所述动力输送链上，所述吊环的另一端用于挂装家禽，其特征在于，所述循环转盘称重装置包括：多组力传递杠杆，均布在所述循环转盘称重装置的底座上，每组所述力传递杠杆的一端与所述吊环连接，每组所述力传递杠杆的另一端安装有滚轮，所述滚轮与安装在所述循环转盘称重装置上的称重传感器抵接，每组所述力传递杠杆上均设置有定位螺母，所有所述力传递杠杆上的定位螺母共圆，所述循环转盘称重装置的顶部支架横梁上对应于所述定位螺母设置有圆弧槽，所述圆弧槽内安装有定位传感器，所述滚轮滚动至所述称重传感器的中心位置时，所述定位螺母触发所述定位传感器。
2.如权利要求1所述的家禽在线称重分级系统，其特征在于，所述滚轮为铜制滚轮。
3.如权利要求1所述的家禽在线称重分级系统，其特征在于，每组所述力传递杠杆的中部通过密封轴承与所述底座固定。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的家禽在线称重分级系统，其特征在于，每组所述力传递杠杆的一端通过所述循环转盘称重装置的称重支座与所述吊环抵接。
5.一种家禽在线称重分级方法，其特征在于，采用上述权利要求1-4中任意一项所述的家禽在线称重分级系统对家禽进行称重分级，包括如下步骤：S100、确定初步中心点并进行称重数据采样：
来自吊环的家禽重量通过力传递杠杆传递至滚轮，当所述滚轮滚动至称重传感器的初步中心点时，定位螺母触发定位传感器，记录对应所述初步中心点c1的坐标的称重采样数据Wc1，作为该家禽在所述称重传感器的循环数组Wi中的初步中心点的称重数据采样值；
以所述初步中心点为原点，分别搜索所述力传递杠杆与所述称重传感器接触和脱离时的两个奇异点s1、s2；
S300、根据奇异点s1、s2确定精确中心点，并依据所述精确中心点确定称重待处理数据组：以两个所述奇异点s1、s2连线的中心为所述称重传感器的精确中心点，选取所述精确中心点的称重数据取值半径范围内的所述称重传感器的多个采样数据作为称重待处理数据组；
S400、对所述称重待处理数据组内的所有数据进行滤波处理，得到当次称重的家禽重量值；
S500、根据所述家禽重量值，按照分级标准对家禽进行分级。
6.如权利要求5所述的家禽在线称重分级方法，其特征在于，所述奇异点s1、s2的确定包括：求所述称重传感器的采样数据循环数组前部分(0,c1)最大差异点Max(Abs(Wp+1-Wp))，0
求所述称重传感器的采样数据循环数组后部分(c1,n)最大差异点，即Max(Abs(Wq+1-Wq))，c1
其中，Abs为求绝对值函数，c1为初步中心点坐标，s1为力传递杠杆与称重传感器接触时的奇异点坐标，s2为力传递杠杆与称重传感器脱离时的奇异点坐标，Wp+1，Wp，Wq+1,Wq为对应其脚标的坐标处的循环数组，n为循环数组的长度，p为循环数组中通过计算求得的接触奇异点坐标，q为循环数组中通过计算求得的脱离异点坐标。
7.如权利要求6所述的家禽在线称重分级方法，其特征在于，所述家禽重量值为：其中，c＝(s1+s2)/2，R＝Abs((s2-s1)/2)*k％；
为当次称重的家禽重量值，Wi为循环数组，R为精确中心点的称重数据取值半径，k为取值半径系数，c为精确中心点。
8.如权利要求7所述的家禽在线称重分级方法，其特征在于，所述初步中心点位于所述滚轮滚动到与所述称重传感器接触总行程的一半位置处。
9.如权利要求7或8所述的家禽在线称重分级方法，其特征在于，所述称重数据取值半径小于所述力传递杠杆与所述称重传感器接触全程总采样长度距离的一半。
10.如权利要求7或8所述的家禽在线称重分级方法，其特征在于，所述称重传感器的信号由单片机通过AD转换器进行采样和分析处理。
一种家禽在线称重分级系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及在线数据处理技术，特别是一种冲击式数据优化方法用于家禽在线称重分级的系统及方法。
背景技术
[0002] 家禽在线称重分级技术通过对家禽重量的在线检测，实现按重量分级，使同级别的产品规格趋于一致，方便后续加工和销售。与传统的人工分拣相比，其生产效率高，人工成本少，劳动强度低，可靠性高。
[0003] 由于家禽通过杠杆进行重量传递的时间短，整个称重过程中，家禽又随着生产线前行，所以，如何在短时间内得到稳定可靠的动态重量信息，是提高称重精度和分级精度的关键。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对家禽在线称重分级技术中的动态称重，提供一种家禽在线称重分级的系统及方法，以达到优选称重数据，提高称重精度和分级精度的目的。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种家禽在线称重分级系统，包括支架和安装在所述支架上的动力输送链，及循环转盘称重装置、吊环和气动分级装置，所述循环转盘称重装置和气动分级装置分别与所述动力输送链连接，所述吊环的一端安装在所述动力输送链上，所述吊环的另一端用于挂装家禽，其中，所述循环转盘称重装置包括：
[0006] 多组力传递杠杆，均布在所述循环转盘称重装置的底座上，每组所述力传递杠杆的一端与所述吊环连接，每组所述力传递杠杆的另一端安装有滚轮，所述滚轮与安装在所述循环转盘称重装置上的称重传感器抵接，每组所述力传递杠杆上均设置有定位螺母，所有所述力传递杠杆上的定位螺母共圆，所述循环转盘称重装置的顶部支架横梁上对应于所述定位螺母设置有圆弧槽，所述圆弧槽内安装有定位传感器，所述滚轮滚动至所述称重传感器的中心位置时，所述定位螺母触发所述定位传感器。
[0007] 上述的家禽在线称重分级系统，其中，所述滚轮为铜制滚轮。
[0008] 上述的家禽在线称重分级系统，其中，每组所述力传递杠杆的中部通过密封轴承与所述底座固定。
[0009] 上述的家禽在线称重分级系统，其中，每组所述力传递杠杆的一端通过所述循环转盘称重装置的称重支座与所述吊环抵接。
[0010] 为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种家禽在线称重分级方法，其中，采用上述的家禽在线称重分级系统对家禽进行称重分级，包括如下步骤：
[0011] S100、确定初步中心点并进行初步中心点的称重数据采样：
[0012] 来自吊环的家禽重量通过力传递杠杆传递至滚轮，当所述滚轮滚动至称重传感器的初步中心点时，定位螺母触发定位传感器，记录对应所述初步中心点的坐标c1的称重采样数据Wc1，作为该家禽在所述称重传感器的循环数组Wi中的初步中心点的称重数据采样值；
[0013] S200、以所述初步中心点为原点识别奇异点：
[0014] 以所述初步中心点为原点，分别搜索所述力传递杠杆与所述称重传感器接触和脱离时的两个奇异点s1、s2；
[0015] S300、根据奇异点s1、s2确定精确中心点，并依据所述精确中心点确定称重待处理数据组：
[0016] 以两个所述奇异点s1、s2连线的中心为所述称重传感器的精确中心点，选取所述精确中心点的称重数据取值半径范围内的所述称重传感器的多个采样数据作为称重待处理数据组；
[0017] S400、对所述称重待处理数据组内的所有数据进行滤波处理，得到当次称重的家禽重量值；
[0018] S500、根据所述家禽重量值，按照分级标准对家禽进行分级。
[0019] 上述的家禽在线称重分级方法，其中，所述奇异点s1、s2的确定包括：
[0020] 求所述称重传感器的采样数据循环数组前部分(0,c1)最大差异点Max(Abs(Wp+1-Wp))，0
[0021] 求所述称重传感器的采样数据循环数组后部分(c1,n)最大差异点，即Max(Abs(Wq+1-Wq))，c1
[0022] 其中，Abs为求绝对值函数，c1为初步中心点，s1为力传递杠杆与称重传感器接触时的奇异点，s2为力传递杠杆与称重传感器脱离时的奇异点。
[0023] 上述的家禽在线称重分级方法，其中，所述家禽重量值为：
[0024]
[0025] 其中，c＝(s1+s2)/2，R＝Abs((s2-s1)/2)*k％；
[0026] 为该当次称重数据处理结果，Wi为循环数组，R为精确中心点的称重数据取值半径，k为取值半径系数，c为精确中心点。
[0027] 上述的家禽在线称重分级方法，其中，所述初步中心点位于所述滚轮滚动到与所述称重传感器接触总行程的一半位置处。
[0028] 上述的家禽在线称重分级方法，其中，所述称重数据取值半径小于所述力传递杠杆与所述称重传感器接触全程总采样长度距离的一半。
[0029] 上述的家禽在线称重分级方法，其中，所述称重传感器的信号由单片机通过AD转换器进行采样和分析处理。
[0030] 本发明的技术效果在于：
[0031] 本发明通过定位传感器确定AD采样粗略中心点，再通过奇异点识别确定AD采样数据中称重传感器与力传递杠杆的接触点和脱离点，取二者中心为称重的精确中心点。再选择合理的半径，将力传递杠杆与称重传感器的机械接触与脱离瞬间冲击数据排除在外，防止其干扰。然后再对感兴趣的数据进行滤波处理，以提高测量精度。
[0032] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
[0033] 图1A为本发明一实施例的家禽在线称重分级系统结构示意图；
[0034] 图1B为图1A的俯视图；
[0035] 图2为本发明一实施例的力传递杠杆结构示意图；
[0036] 图3为本发明一实施例的力传递杠杆安装示意图；
[0037] 图4为本发明一实施例的家禽在线称重分级方法流程图。
[0038] 其中，附图标记
[0039] 1 支架
[0040] 2 循环转盘称重装置
[0041] 3 动力输送链
[0042] 4 吊环
[0043] 5 气动分级装置
[0044] 6 托盘
[0045] 7 力传递杠杆
[0046] 8 杠杆的一端
[0047] 9 支点
[0048] 10 滚轮
[0049] 11 称重传感器
[0050] 12 称重传感器安装架
[0051] S100-S500 步骤
具体实施方式
[0052] 下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
[0053] 参见图1A、1B，图1A为本发明一实施例的家禽在线称重分级系统结构示意图，图1B为图1A的俯视图。本发明的家禽在线称重分级系统，包括支架1和安装在所述支架1上的动力输送链3，及循环转盘称重装置2、吊环4和气动分级装置5，所述循环转盘称重装置2和气动分级装置5分别与所述动力输送链3连接，所述吊环4的一端安装在所述动力输送链3上，所述吊环4的另一端用于挂装家禽，所述循环转盘称重装置2包括：多组力传递杠杆7，本实施例优选十组力传递杠杆7，均布在所述循环转盘称重装置2的底座上，每组所述力传递杠杆7的一端8与所述吊环4连接，每组所述力传递杠杆7的另一端安装有滚轮10，所述滚轮10与安装在所述循环转盘称重装置2上的称重传感器11抵接，称重传感器11通过称重传感器安装架12安装在循环转盘称重装置2上，每组所述力传递杠杆7上均设置有定位螺母，所有所述力传递杠杆7上的定位螺母共圆，即所有的定位螺母都在一个圆上呈均匀分布，所述循环转盘称重装置2的顶部支架横梁上对应于所述定位螺母设置有圆弧槽，圆弧槽在这个定位螺母共圆的圆周正上方，所述圆弧槽内安装有定位传感器，所述滚轮10滚动至所述称重传感器11的中心位置时，所述定位螺母触发所述定位传感器。
[0054] 参见图2及图3，图2为本发明一实施例的力传递杠杆结构示意图，图3为本发明一实施例的力传递杠杆安装示意图。所述滚轮10优选为铜制滚轮。每组所述力传递杠杆的中部支点9通过密封轴承与所述底座固定。每组所述力传递杠杆7的一端8通过所述循环转盘称重装置2的称重支座与所述吊环4抵接。
[0055] 在称重时，力传递杠杆7的一端8通过称重支座与吊环4接触，中间的杠杆支点9通过密封轴承与循环转盘称重装置2的底座固定，另一端的铜制滚轮10与称重传感器11接触，以实现重力的传递。转动循环转盘称重装置2的转盘，当铜制滚轮10滚动到称重传感器11中间位置时，停下，调整定位传感器，使其对准任意一个定位螺母即可。随着循环转盘称重装置2转动，因为是对称结构，所以每组力传递杠杆7的定位螺母触发定位传感器时，该力传递杠杆7的铜制滚轮10均正好滚动到接近称重传感器11的中间位置，也就是采样初步中心点c1，该点的称重采样数据为Wc1，以此为循环数组Wi的初步中心点称重采样数据Wc1，再通过奇异点识别技术，确定采样数组中该初步中心点c1前后两个奇异点s1、s2的称重采样数据Ws1、Ws2，对应为称重传感器11与力传递杠杆7接触和脱离的两个时刻，以这两个奇异点s1、s2连线的中心为该次称重传感器11的AD值的精确中心点c，对应该精确中心点c的为称重采样数据Wc，再选取一定半径R(小于杠杆与传感器接触过程中总采样次数的一半)范围内的数据作为该次称重待处理数据。
[0056] 其中的数据关系为：0
[0057] 参见图4，图4为本发明一实施例的家禽在线称重分级方法流程图。本发明的家禽在线称重分级方法采用上述的家禽在线称重分级系统对家禽进行称重分级，包括如下步骤：
[0058] 步骤S100、确定初步中心点并进行初步中心点的称重数据采样：
[0059] 来自吊环4的家禽重量通过力传递杠杆7传递至滚轮10，当所述滚轮10滚动至初步中心点时，定位螺母触发定位传感器，记录此时循环数组Wi中，保存当前AD采样值的坐标c1，则称重数据Wc1即为该家禽在循环数组Wi中的初步中心点的AD采样值；其中，所述初步中心点大约位于所述滚轮10滚动到与所述称重传感器11接触总行程的一半位置处；
[0060] 本实施例中，当整个系统启动，单片机经过AD初始化后，就启动AD(模拟数字转换器)持续采样，AD数据一直循环存入循环数组Wi中，取0≤i≤m，m值与一次家禽称重采样数据的个数有关，可通过试验取值：
[0061] 例如，一般可取一次家禽称重两个奇异点间数据点数的2倍。当定位传感器的接近开关被触发时，产生Wc1，因为是循环存储，所以c1可能为0～m之间的任意值，并且可以根据c1与k(k＝m/2,取整)的大小关系，取得c1时刻之前采样的连续的k个数据：
[0062] 当0≤c1
[0063] 当k≤c1时，k个值的依次选取为：[Wc1-k,Wc1]。
[0064] 可将上述数据依次另存至新数组Q中，则坐标可以从0开始，c1之后的k个数据，也存入Q中，方便单片机编程计算；
[0065] 其中，定位传感器的作用主要是确定采样数据的大致中心位置，确保奇异点分布在初步中心点前后各1个，方便目标明确地查找奇异点。定位传感器的另一个作用是，由于分级击落工位和称重工位有一定距离，所以称重完成后，可以马上预分等级，但此时因该家禽尚未传送至气动分级装置5，所以并不是马上可以击落至托盘6，因此需要对当前称重家禽编号，这样气动分级装置5才能对到达其分级击落工位的家禽根据其称重家禽编号和分级信息，确定是否击落至对应分级的托盘6中；
[0066] 步骤S200、以所述初步中心点为原点确定奇异点：
[0067] 以所述初步中心点为原点，分别搜索所述力传递杠杆7与所述称重传感器11接触和脱离时的两个奇异点s1、s2；
[0068] 步骤S300、根据奇异点s1、s2确定精确中心点，并依据所述精确中心点确定称重待处理数据组：
[0069] 以两个所述奇异点s1、s2连线的中心为所述称重传感器11的精确中心点，选取所述精确中心点的称重数据取值半径范围内的所述称重传感器11的多个采样数据作为称重待处理数据组；其中，所述称重数据取值半径小于所述力传递杠杆7与所述称重传感器11接触全程总采样长度距离的一半；
[0070] 步骤S400、对所述称重待处理数据组内的所有数据进行滤波处理，得到当次称重的家禽重量值；本实施例的滤波处理，可以简单取算术平均值即可，也可以用其他加权平均方式，对此不做限制；
[0071] 步骤S500、根据所述家禽重量值，气动分级装置5按照分级标准对家禽进行分级，并推送入相应的托盘6内。
[0072] 其中，所述奇异点的确定可采用如下方法：
[0073] 求所述称重传感器11的采样数据循环数组前部分(0,c1)最大差异点Max(Abs(Wp+1-Wp))，0
[0074] 求所述称重传感器11的采样数据循环数组后部分(c1,n)最大差异点，即Max(Abs(Wq+1-Wq))，c1
[0075] 其中，Abs为求绝对值函数，c1为初步中心点坐标，Wp+1，Wp，Wq+1,Wq为对应其脚标的坐标处的循环数组成员，p为循环数组中通过计算求得的接触奇异点坐标，q为循环数组中通过计算求得的脱离异点坐标。
[0076] 本实施例中，所述家禽重量值优选采用如下公式计算：
[0077]
[0078] 其中，c＝(s1+s2)/2，R＝Abs((s2-s1)/2)*k％；
[0079] 为该当次称重数据处理结果，即本次在线称重的家禽重量值，Wi为称重循环数组，其长度为n，R为精确中心点的称重数据取值半径，为整数，k为取值半径系数，与链式动力输送设备的速度和AD采样速度有关，可根据实际情况选取，c为精确中心点。
[0080] 其中，所述称重传感器11的信号优选由单片机通过AD转换器进行采样和分析处理。其中AD信号采集与处理的原理及方法均为较成熟的现有技术，故在此不再赘述。
[0081] 本发明通过吊环将家禽悬挂于力传递杠杆一端，再通过力传递杠杆另一端的滚轮与称重传感器接触，以实现重量的传递。动力输送链匀速带动循环转盘称重装置转动，并在力传递杠杆的滚轮匀速经过称重传感器端面的过程中，由单片机通过AD转换器对称重传感器的信号进行采样和分析处理，得到家禽的重量值，再根据分级标准进行分级处理，实现动态称重。通过硬件粗定位、确定奇异点、确定精确中心点、对数据进行优选的方式，避开了力传递杠杆与称重传感器的机械接触干扰，提高了家禽重量的检测精度。
[0082] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
