CN102221555B - 一种用于服装视觉检测的智能衣架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于服装视觉检测的智能衣架，包括两个肩支撑、两个臂支撑和两个肋支撑，臂支撑包括臂支板和可伸缩臂支架；肩支撑、臂支板和肋支撑一端通过关节轴心相互连接；肋支撑、肩支撑和臂支板上均设有压力传感器；臂支板未与肩支撑与肋支撑相连的一端与可伸缩臂支架相连；肋支撑未与肩支撑和臂支板相连的一端安装在基座底部的滑槽内，并形成左右对称的衣架结构；第一电机能带动两个肋支撑在基座底部的滑槽内滑动；第二电机能带动两个肩支撑绕各自的关节轴心转动；第三电机能带动两个臂支板绕各自的关节轴心转动；三个电机和压力传感器均与控制器相连。本发明能够很好地将服装撑起为一个平面，使得视觉检测系统能够检验服装的缺陷。

Description

一种用于服装视觉检测的智能衣架

技术领域

本发明涉及服装衣架领域，特别是涉及一种用于服装视觉检测的智能衣架。

背景技术

服装成衣检验是服装质量控制中的一个重要环节，它可以有效发现布料疵点、尺寸不良和缝线不良等诸多服装制作缺陷。目前服装检验主要依赖人工完成。人工检验有很多弊端，例如工人眼睛容易疲劳，造成漏检或误检；工人劳动强度大，造成眼部疾患；自动化程度低，速度慢。将计算机视觉检测引入服装成衣检验，不仅可提高检测速度，降低劳动成本，而且可以充分发挥计算机视觉系统的稳定性，使服装成衣的检验更加精确、一致和有效，从而提高产品的质量。

将计算机视觉应用于服装成衣检验领域，需要一种智能衣架，这种衣架展开前，能方便地使服装穿戴到衣架上；衣架展开时，能够将服装在展开成一个平面，便于检测图像的获取；衣架回缩后，可以顺利取下已检服装。

从广义范围，将用于撑挂服装的所有机械结构都称为衣架。这种广义上的衣架主要有以下四类：(1)用于服装储存用的衣架，例如家用普通衣架；(2)晾衣用衣架；(3)用于服装展示的假体模特；(4)用于服装研究的假人。以上所述四类衣架大多结构简单，且都缺少力与位置的智能控制系统，不能直接应用于我们要研究的服装视觉检验系统。例如2001年05月23日公开的中国专利“充气模特式衣架”(CN2430907)，是一种服装悬挂展示装置，功能类似普通衣架，不具有智能调节性，不适用于工业上大规模生产检测使用；2003年03月26日公开的的中国专利“智能晾衣架”(CN1405398)，是利用远程控制或者接收传感器信息来控制衣架伸出阳台或者收回阳台；2009年03月25日公开的中国专利“用于服装压力测试的关节可调节式女性上体软体假人”(CN101390671)，可以模仿女性上体的各种活动形态，但是其结构复杂成本较高，且主要用于展示服装和测试穿着后的服装对皮肤的压力。目前国外也缺少用于服装检测的智能衣架的相关专利申请，例如申请号为10/822,241的美国专利“Smart Hanger System”，它的特点是能够记录服装的最后清洗日期、最后穿着日期、穿的次数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于服装视觉检测的智能衣架，能够很好地将服装撑起为一个平面。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于服装视觉检测的智能衣架，包括两个肩支撑、两个臂支撑和两个肋支撑，所述的臂支撑包括臂支板和可伸缩臂支架；所述的肩支撑、臂支板和肋支撑一端通过关节轴心相互连接；所述的肋支撑、肩支撑和臂支板上均设有压力传感器；所述的臂支板未与所述的肩支撑与肋支撑相连的一端与所述的可伸缩臂支架相连；所述的肋支撑未与所述的肩支撑和臂支板相连的一端安装在基座底部的滑槽内，并形成左右对称的衣架结构；所述的两个肋支撑通过第一传动机构与第一电机相连；所述的第一电机能带动所述的两个肋支撑在所述的基座底部的滑槽内滑动；所述的两个肩支撑通过第二传动机构与第二电机相连；所述的第二电机能带动所述的两个肩支撑绕各自的关节轴心转动；所述的两个臂支板通过第三传动机构与第三电机相连；所述的第三电机能带动所述的两个臂支板绕各自的关节轴心转动；所述的第一电机、第二电机、第三电机和压力传感器均与控制器相连。

所述的第一传动机构包括齿轮机构和丝杆；所述的第一电机通过所述的齿轮机构驱动所述的丝杠转动；所述的丝杠两端的螺纹旋向相反；所述的丝杠两端通过螺母分别与所述的两个肋支撑相连。

所述的第二传动机构为带轮和皮带。

所述的第三传动机构为带轮和皮带。

所述的可伸缩臂支架由多根连杆通过铰接的方式连接成可伸缩的结构；所述的可伸缩臂支架一端与气缸相连；所述的气缸用于控制所述的可伸缩臂支架的伸展和收缩。

所述的左右对称的衣架结构为内部中空的框架结构。

所述的肩支撑和臂支板均由一块金属板制成；所述的肩支撑和臂支板与服装贴合的表面均为圆弧曲面。

所述的压力传感器为柔性阵列式压力传感器，且压力传感器的信息与衣架的运动信息融合能够反映服装的撑起质量。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明能够很好地将服装撑起为一个平面，使得视觉检测系统能够检验服装的疵点，缝线不良、尺寸不良等缺陷，这对提高服装质量和劳动生产率，降低工人劳动强度非常有意义。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中第二传动机构和第三传动机构的示意图；

图3是本发明中臂支架展开时的示意图；

图4是本发明中臂支架收缩时的示意图；

图5是本发明的控制系统原理图；

图6是本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种用于服装视觉检测的智能衣架，如图1所示，包括两个肩支撑1、两个臂支撑和两个肋支撑4。臂支撑包括臂支板2和可伸缩臂支架3，肩支撑1、臂支板2和肋支撑4一端通过关节轴心相互连接，肋支撑4、肩支撑1和臂支板2上均设有压力传感器(图1中叉号表示传感器的安装位置)。臂支板2未与肩支撑1与肋支撑4相连的一端与可伸缩臂支架3相连。肋支撑4未与肩支撑1和臂支板2相连的一端安装在基座5底部的滑槽内，并形成左右对称的衣架结构。两个肋支撑4通过第一传动机构与第一电机8相连，第一电机8能带动两个肋支撑4在基座底部的滑槽内滑动。两个肩支撑1通过第二传动机构与第二电机相连，第二电机能带动两个肩支撑1绕各自的关节轴心转动。两个臂支板2通过第三传动机构与第三电机相连，第三电机能带动两个臂支板2绕各自的关节轴心转动。第一电机、第二电机、第三电机和压力传感器均与控制器相连。服装穿戴到本发明上后，用电机和传动机构驱动肋支撑、肩支撑、臂支撑运动，将服装展开，当压力传感器测得的压力值达到设定值时，就停止运动，摄像头读取服装的图像，读取完毕后，各种支撑复位，回到初始位置，方便取下服装。其中，压力传感器的信息与衣架的运动信息融合能够反映服装的撑起质量。

如图1所示，本发明中的第一传动机构包括齿轮机构和丝杆，第一电机8通过齿轮机构驱动丝杠7转动，丝杠7两端的螺纹旋向相反，并通过螺母6和螺母9分别与两个肋支撑4相连，因此丝杠7旋转后可通过螺母6和螺母9带动一对肋支撑4在基座5的滑槽中向两侧伸展或者向内回收，实现服装躯干部分的伸展与回收。

如图1及图2所示，由第二电机18和第三电机28分别通过各自的传动机构带动一对肩支撑和一对臂支撑的转动。第二传动机构为带轮和皮带。其具体传动过程如下：第二电机驱动的带轮19通过皮带20驱动带轮21旋转，带轮21通过皮带23驱动带轮24旋转，带轮24通过皮带25驱动带轮26旋转，带轮26驱动肩支撑1绕关节轴心转动，同时，带轮19通过其上的轮齿及带轮17上的轮齿相互啮合，从而直接驱动带轮17运动，带轮17利用皮带16驱动带轮15转动，带轮15通过皮带13驱动带轮12转动，带轮12利用皮带11驱动带轮10转动，带轮10驱动另一侧的肩支撑转动。其中，带轮23和带轮12装配在肋支撑的底部。图中，第一连板27、第二连板22、第三连板29、第四连板14的作用是安装轴并确定各个带轮间的轴线间距离，第一连板27与第二连板22之间的夹角、第三连板29与第四连板14之间的夹角可以随一对肋支撑的运动自动调整。第三传动机与第二传动机构相同，同样采用带轮和皮带的组合，故第三电机28驱动臂支撑转动的传动原理与第二电机18驱动肩支撑转动的原理完全相同，相应连板的作用也与上述连板的作用相同，因此不再赘述。图2中点划线表示以点划线为旋转轴线的两个皮带轮装配在同一根轴上，安装在同一根轴上的两个带轮可以分别利用其内部的轴承绕轴转动，互不干扰。上述所用的皮带均为同步带。

可伸缩臂支架由多根连杆通过铰接的方式连接成可伸缩的结构，可伸缩臂支架一端与气缸相连，气缸用于控制所述的可伸缩臂支架的伸展和收缩。其具体结构如图3所示，臂支架3由气缸35及多根第一连杆33、第二连杆31、第三连杆34用第一铰接轴30、第二铰接轴32、第三铰接轴27连接起来构成。其中，第二连杆31上有滑槽，可以使得第三铰接轴27在滑槽中滑动。通过气缸35的伸缩就可以控制臂支架3的伸缩，收缩后的形状如图4所示。气缸35的伸缩通过电磁换向阀控制，气源为空气压缩机提供的恒压气源。图3左上角的虚线框表示臂支板2相对臂支架3的位置。将臂支板2、臂支架3连接装配在一起，当支架展开时，第一连杆33与第二连杆31组成的框架就可将服装袖部展成一个平面。

本发明中左右对称的衣架结构为框架结构，用金属材料制成，刚度高，内部中空，便于安装皮带、丝杠等传动装置。肩支撑和臂支板均由一块金属板制成，肩支撑和臂支板与服装贴合的表面均为圆弧曲面，宽度以能够放置压力传感器为宜。压力传感器为柔性阵列式压力传感器，它具有良好的柔韧性，能够弯曲甚至折叠，可以测量任意两个柔性或者柔/刚性表面的接触面的压力和应力信息。

如图5所示，控制系统主要包括控制器，A/D转换器，D/A转换器，各个传感器和电机，其连接关系见图5。由此可见，机构被控节点间的通讯采用CAN总线进行，整体运动规划由一套智能控制系统完成，其控制器能够实现本发明的多目标协同控制以确保运行的高稳定性、精确性、快速性。

控制器流程图如图6所示，首先系统初始化，扫描待检查的服装标签，计算机根据输入服装信息，自动计算智能衣架的运动规划数据。然后将此数据传给智能控制系统，智能系统包括了衣架运动信息与服装压力信息融合的智能信息处理功能。智能控制系统根据运动学模型计算出各个电机的控制指令，并通过反馈实现快速、稳定的控制。当服装被展示达到设定时间后，自动收回方便取衣。

不难发现，本发明将机器人技术应用于衣架设计，利用传感器、电机以及相应的机械结构，进行力位控制，将待检服装展开成一个平面，就可以方便进行视觉检测。这种衣架能够控制位置，可将不同型号服装平面地展开，能够控制力，服装展开后受到的拉伸力适中，能够方便地放上和取下服装，服装展开后能够保持展开状态若干秒，展开过程平稳、快速，整个运行过程具有自动性、智能性。因此本发明能够很好地将服装撑起为一个平面，使得视觉检测系统能够检验服装的疵点，缝线不良、尺寸不良等缺陷，这对提高服装质量和劳动生产率，降低工人劳动强度非常有意义。

Claims (8)

1.一种用于服装视觉检测的智能衣架，包括两个肩支撑（1）、两个臂支撑和两个肋支撑（4），其特征在于，所述的臂支撑包括臂支板（2）和可伸缩臂支架（3）；所述的肩支撑（1）、臂支板（2）和肋支撑（4）一端通过关节轴心相互连接；所述的肋支撑（4）、肩支撑（1）和臂支板（2）上均设有压力传感器；所述的臂支板（2）未与所述的肩支撑（1）与肋支撑（4）相连的一端与所述的可伸缩臂支架（3）相连；所述的肋支撑（4）未与所述的肩支撑（1）和臂支板（2）相连的一端安装在基座（5）底部的滑槽内，并形成衣架整体左右对称的结构；所述的两个肋支撑（4）通过第一传动机构与第一电机（8）相连；所述的第一电机（8）能带动所述的两个肋支撑（4）在所述的基座（5）底部的滑槽内滑动；所述的两个肩支撑（1）通过第二传动机构与第二电机（18）相连；所述的第二电机（18）能带动所述的两个肩支撑（1）绕各自所述的关节轴心转动；所述的两个臂支板（2）通过第三传动机构与第三电机（28）相连；所述的第三电机（28）能带动所述的两个臂支板（2）绕各自的关节轴心转动；所述的第一电机（8）、第二电机（18）、第三电机（28）和压力传感器均与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的用于服装视觉检测的智能衣架，其特征在于，所述的第一传动机构包括齿轮机构和丝杠（7）；所述的第一电机（8）通过所述的齿轮机构驱动所述的丝杠（7）转动；所述的丝杠（7）两端的螺纹旋向相反；所述的丝杠（7）两端通过螺母分别与所述的两个肋支撑（4）相连。

3.根据权利要求1所述的用于服装视觉检测的智能衣架，其特征在于，所述的第二传动机构为带轮和皮带。

4.根据权利要求1所述的用于服装视觉检测的智能衣架，其特征在于，所述的第三传动机构为带轮和皮带。

5.根据权利要求1所述的用于服装视觉检测的智能衣架，其特征在于，所述的可伸缩臂支架（3）由多根连杆通过铰接的方式连接成可伸缩的结构；所述的可伸缩臂支架一端与气缸相连；所述的气缸用于控制所述的可伸缩臂支架的伸展和收缩。

6.根据权利要求1所述的用于服装视觉检测的智能衣架，其特征在于，所述的左右对称的衣架结构为内部中空的框架结构。

7.根据权利要求1所述的用于服装视觉检测的智能衣架，其特征在于，所述的肩支撑（1）和臂支板（2）均由一块金属板制成；所述的肩支撑（1）和臂支板（2）与服装贴合的表面均为圆弧曲面。

8.根据权利要求1所述的用于服装视觉检测的智能衣架，其特征在于，所述的压力传感器为柔性阵列式压力传感器，且所述的压力传感器的信息与衣架的运动信息融合反映服装的撑起质量。

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