CN103353458A - 成组式灌装瓶液体杂质检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可检测瓶装液体中所含杂质的装置和方法。检测工作原理如下：首先，成组式夹持机构在取瓶初始工位，从进瓶机构的多个导瓶槽里同时夹取出一组灌装瓶；然后将这组待测的灌装瓶移至配备有照明系统的检测工位，并使该组灌装瓶高速旋转，瓶内的液体旋转运动驱使液体内沉淀的杂质泛起；最后，在灌装瓶内液体旋转的状态下，与计算机分析控制系统电气连接的摄像头拍摄到液体旋转状态下的杂质泛起序列图像后，计算机对其进行分析，计算出不溶性杂质颗粒的尺寸大小，判定是否超标。在随后的剔瓶出瓶工位将不合格的灌装瓶66剔除。本发明采用了成组式夹取、同时移动、同时检测、同时卸瓶的设计思路，具有检出率高的特点。

Description

成组式灌装瓶液体杂质检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种对透明瓶中液体所含杂质的检测装置及方法，尤其涉及制药、食品等行业的透明瓶中液体所含杂质的检测。

背景技术

由于生产工艺以及封装技术的原因，瓶装液体产品中可能含有纤维、橡胶碎屑、玻璃碎屑、铝屑等异物。这些异物如果混同液体一起被使用，将会对人体的健康带来很大危害。特别是液体药品中含有杂质，如安瓿瓶注射液中的杂质进入人体血液内，轻则引起静脉炎、血栓、中风、水肿等疾病，重则导致血管堵塞、破裂，内脏受损，甚至危机生命，因此有必要对瓶装液体的质量进行检测。

目前国内瓶装液体产品中杂质检测主要以人工检测为主。但人工检测主要是感性判断，检测质量很难保证。随着人们对灌装液体质量要求越来越高，尤其是现代化的灌装药液生产对检测精度的要求更高，传统的人工检测已无法满足医药行业生产的要求。

现有的国内外的瓶装液体杂质检测设备，俗称灯检机，都是顺序传输方式，灌装瓶是一瓶一瓶的通过进瓶轮盘导入到检测主轮盘，检测后，再通过出瓶轮盘一瓶一瓶的顺序传输出去。根据拍摄灌装瓶图像的摄像机所处的运动状态，实现顺序传输方式分为两种：一种是中国发明专利（申请号：200510042615.1，公开号：CN1760666A）“一种安瓿瓶药剂检测方法和系统”所公开的方法：与检测主轮盘同步跟踪的摄像方式，即摄像机跟随瓶体同步运动，拍摄灌装瓶的序列图像后，再复位到其摄像初始位置；另一种是在该发明专利中所指责的方法（申请号：03124859.4，公开号：CN1529165A，“全自动瓶装药剂检测机”公开的方法）：间歇静止的摄像方式，即检测主轮盘步进式回转，在其瞬间停顿的静止期间，摄像机拍摄灌装瓶的序列图像。

实现上述顺序传输方式的两种灯检机设备的旋瓶工位、制动工位、检测工位分布在检测主轮盘的圆周上，在灌装瓶内液体旋转的状态下，不同工位间的移动会导致灌装瓶内产生气泡。灌装瓶被加速旋转和制动时，由于其夹持组件的旋瓶轴承受水平横向力,致使旋瓶轴倾斜，也会导致灌装瓶内产生气泡。灌装瓶内的气泡与纤维类的杂质在所拍摄的图像上难以区分辨识，影响检测结果，甚至漏检或误判。现有灯检机的顺序传输方式的检测原理的旋瓶工位、制动工位、检测工位不能重合在一个工位上，导致灌装瓶内产生气泡，影响检测结果的现象无法回避。

液体旋转运动驱使灌装瓶内沉淀的不溶性杂质颗粒泛起；比重小的纤维类杂质，只要转速超过某一很低的数值时，即刻浮起；而比重大的玻璃碎屑类杂质，只有当转速超过某一特定数值时，才会浮起。现有灯检机的检出率不好的主因是：当转速达到能使比重大的杂质上浮时，常常导致比重小的纤维类杂质被悬浮至液面，无法对其进行检查，液体的粘度及灌装量对杂质的上浮也有一定影响。现有的国内外的顺序传输方式的灯检机都是单一转速设定值模式的检测，如上述的中国发明专利“一种安瓿瓶药剂检测方法和系统”所述：灌装瓶被加速旋转至某一设定值转速时，对其制动停转，再行拍摄取像。单一转速设定值模式的检测的根源在于现有的灯检机的顺序传输方式，旋瓶、制动、检测不在一个工位，在检测工位不能调节旋瓶的转速，也就无法获得比重各异的杂质相继浮起的多种图像。现有的灯检机的单一转速设定值模式的检测方法的检出率不好的技术瓶颈问题难以克服。

基于上述顺序传输方式的灯检机的另一个尤为突出的缺陷是碎瓶现象。瓶体在被输入依次相连的进瓶轮盘、检测主轮盘、出瓶轮盘的过程中，因瓶体倾斜或瓶体没有完好的切入轮盘的卡口内的等原因，引起瓶体破碎。碎瓶残渣堆积以及顺序传输方式使瓶体破碎现象持续下去，给灌装瓶的生产厂家造成极大的损失。如中国实用新型专利（专利申请号：201120327933.3，授权公告号：CN202213756U）公开了一种“用于自动灯检机中的碎瓶检测装置”，反映了现有的灯检机的检测方法和和系统结构对瓶体破碎现象的无奈，不能从技术上解决碎瓶的根本问题，而只能依靠碎瓶检测的手段，迅速的自动停机，再人为干预。而人为干预的清理很是费时费力，严重降低机器的使用效率。现有的灯检机的顺序传输方式绕不开轮盘卡口间传递灌装瓶的技术手段，碎瓶的技术屏障不可逾越。

实现上述顺序传输方式的灯检机设备通常包括：回转工作台，检测主轮盘、进瓶轮盘、出瓶轮盘以及其它辅助联动机构，使整个设备的结构极其复杂，造成现有的国内外的灯检机设备都有造价高、体积庞大、笨重的缺陷；同时也造成了为驱动这些轮盘不得不采用380V工业用电，使现有的灯检机设备都有功耗大、噪声大的通病。

所以，药品、食品生产厂家迫切需要一种检出率高、运行可靠不碎瓶、对粘度及灌装量适应性强、智能化程度高的灯检机取代人工检测。基于此，本发明提出一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置及方法，有效的改善了现有灯检机所存在的各种缺陷和技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一次能检出多瓶、机械结构简单稳定、不易碎瓶的成组式灌装瓶液体杂质检测装置。

为此，本发明采用如下技术方案：

所述成组式灌装瓶液体杂质检测装置包括成组式夹持机构30、驱动机构10、进瓶机构60、照明系统70、图像采集系统50、计算机分析控制系统90、分选机构80；

所述成组式夹持机构30与驱动机构10相连；

所述进瓶机构60设置在取瓶初始工位1010，所述进瓶机构60内设有多个导瓶槽65，所述成组式夹持机构30上设有与多个导瓶槽65相对应的压瓶罩33及旋瓶座34；

所述照明系统70设置在上述取瓶初始工位1010的下一工位即检测工位1023，所述计算机分析控制系统90分析图像采集系统50所采集到的图像；

所述分选机构80设置在上述检测工位1023的下一工位即剔瓶出瓶工位1040，所述分选机构80上设有多个与压瓶罩33及旋瓶座34相对应的卸瓶槽85。

本发明还可以采用如下进一步的技术方案：

所述导瓶槽65的内侧有导瓶端口691，所述导瓶端口691的宽度小于导瓶槽65的宽度，在所述导瓶槽65底部的导瓶托板68上，用于承托导瓶槽65内前排第一支灌装瓶66的区域，开有导瓶豁口686。

所述卸瓶槽85的内侧有卸瓶端口891，所述卸瓶端口891的宽度小于卸瓶槽85的宽度，在所述卸瓶槽85底部的卸瓶托板88上，用于承托成组式夹持机构30所卸放下来的、检测后的灌装瓶66的区域，开有卸瓶豁口886。

所述成组式夹持机构30对灌装瓶66的夹持是由压瓶罩33及旋瓶座34实现的，所述旋瓶座34的下部为中空的支撑杆347，所述旋瓶座34的外形小于导瓶豁口686及卸瓶豁口886的外形，旋瓶座34可穿过导瓶豁口686进入导瓶槽65，可穿过卸瓶豁口886退出卸瓶槽85，所述支撑杆347的直径小于导瓶端口691及卸瓶端口891的宽度，支撑杆347可通过导瓶端口691退出导瓶槽65，可通过卸瓶端口891进入卸瓶槽85。

所述检测工位1023包括背光源检测工位1020和底照光及黑色背景检测工位1030。

所述驱动机构10内含有位移输出平台20，所述成组式夹持机构30接受位移输出平台20的移动输出操作，实现成组式夹持机构30在各个工位的定位。

所述位移输出平台20上设有垂直运动输出端26，所述成组式夹持机构30的支撑杆347、旋瓶座34受垂直运动输出端26的驱使上下垂直移动，实现灌装瓶66的夹持和卸放。

所述位移输出平台20及其位移输出控制系统、旋瓶座34的控制系统、图像采集系统50、照明系统70、分选机构80的传动控制系统与计算机分析控制系统90电气连接。

所述装置包含有一个或几个结构尺寸相同的成组式夹持机构30，几个结构尺寸相同的成组式夹持机构30顺序循环地交替工作于取瓶初始工位1010、检测工位1023和剔瓶出瓶工位1040。

通过以上技术方案，本发明解决了现有灯检机中所存在的各种技术难题，检出率高、适用性强、运行可靠、适应各种环境下的异物监测、智能化程度高。本发明采用成组式夹持机构，在同一工位，即可实现旋瓶、检测等工序，解决了现有灯检机，在灌装瓶旋转时，因灌装瓶内产生气泡，影响检测结果，误检率高的技术问题。成组式夹持机构可实现灌装瓶与摄像头、光源的长时间相对静止，可任意控制灌装瓶的加速旋转，以适应瓶内液体的粘度、灌装量的变化，确保摄像头能够连续拍摄到液体内比重各异的杂质的序列运动图像，增强了其适用性，解决了现有灯检机的漏检率大的技术问题。

本发明移植性强。只须对成组式夹持机构、导瓶槽、卸瓶槽进行更换和调整，再调用相应的驱动控制及检测处理软件，便能用于其它的不同尺寸灌装瓶液体杂质检测。可适用于多种饮品、药液安瓿药液、口服液等等的检测。

安全生产。从准备检测的取瓶初始工位1010到完成检测后的剔瓶出瓶工位1040，都是由亲和性高的成组式夹持机构独立完成，解决了现有灯检机的瓶体在被输入依次相连的进瓶轮盘、检测主轮盘、出瓶轮盘的过程中瓶体破碎问题。采用没有碎瓶事故的灌装瓶液体杂质检测设备，可降低厂家对灌装瓶质量的要求，节省生产成本。

绿色生产。本发明的装置具有结构紧凑轻便、民用电、功耗低、静音环保等特点，解决了现有灯检机的体积庞大笨重、380V工业用电、功耗大、噪声大的通病。

本发明还提供一种使用以上装置的工作效率高、检出率高的成组式灌装瓶液体杂质检测方法。为此，本发明采用如下技术方案：

所述方法包括以下步骤：

步骤1，在取瓶初始工位1010，成组式夹持机构30从进瓶机构60里同时取出一组灌装瓶66；

步骤2，将步骤1所取出的一组灌装瓶66同时移至检测工位1023并使其高速旋转，照明系统70、图像采集系统50和计算机分析控制系统90对灌装瓶66进行照射、拍摄和分析，选定出不合格的灌装瓶66，将检测后的该组灌装瓶66移至剔瓶出瓶工位1040；

步骤3，在剔瓶出瓶工位1040，将检测后的该组灌装瓶66卸放到分选机构80里；

步骤4，剔瓶出瓶工位1040的分选机构80将步骤2所选定的不合格的灌装瓶66剔除。

所述步骤1中，在进瓶机构60的取瓶初始工位1010，位移输出平台20执行朝向进瓶机构60的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30移动直至成组式夹持机构30上的旋瓶座34的中心与所要夹取的灌装瓶66的中心重合，位移输出平台20通过垂直运动输出端26输出向上的垂直运动，驱使成组式夹持机构30内的多个旋瓶座34及支撑杆347也同步垂直向上移动，穿过其所对应的导瓶豁口686进入导瓶槽65内，将所要夹取的灌装瓶66顶起，多个被顶起的灌装瓶66被压瓶罩33及旋瓶座34夹持住，形成一组同时移动、同时检测、同时卸瓶的灌装瓶66的组合，位移输出平台20执行背向进瓶机构60的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30再次移动，支撑杆347通过导瓶端口691退出导瓶槽65，灌装瓶66的组合被移出，为后续的向检测工位1023的移动做好准备。

所述检测工位1023包括背光源检测工位1020和底照光及黑色背景检测工位1030，步骤2具体包括：

①位移输出平台20执行从取瓶初始工位1010向背光源检测工位1020的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从取瓶初始工位1010移至背光源检测工位1020；

②成组式夹持机构30在背光源检测工位1020，背光源直接照射灌装瓶66，图像采集系统50对灌装瓶66摄像，计算机分析控制系统90对所拍摄的图像进行分析；

③位移输出平台20执行从背光源检测工位1020向底照光及黑色背景检测工位1030的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从背光源检测工位1020移至底照光及黑色背景检测工位1030；

④成组式夹持机构30在底照光及黑色背景检测工位1030，底照光通过中空的支撑杆347杆内的通孔照射灌装瓶66，图像采集系统50对灌装瓶66摄像，计算机分析控制系统90对所拍摄的图像进行分析；

⑤位移输出平台20执行从底照光及黑色背景检测工位1030向剔瓶出瓶工位1040的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从底照光及黑色背景检测工位1030移至剔瓶出瓶工位1040，为后续的将检测后的灌装瓶66的组合卸放到卸瓶槽85内做好准备。

如果背光源的表面，在背光源为非照射状态时，呈现的是黑色漫反射表面，背光源检测工位1020与底照光及黑色背景检测工位1030可以在空间位置上重合为一个检测工位1023，步骤2变为只包括：

①位移输出平台20执行从取瓶初始工位1010向检测工位1023的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从取瓶初始工位1010移至配备有照明系统70的检测工位1023；

②成组式夹持机构30在检测工位1023，直接照射的背光源71与通过中空的支撑杆347杆内的通孔照射的底照光76交替照射灌装瓶66，图像采集系统50对灌装瓶66摄像，计算机分析控制系统90对所拍摄的图像进行分析；

③位移输出平台20执行从检测工位1023向剔瓶出瓶工位1040的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从检测工位1023移至剔瓶出瓶工位1040，为后续的将检测后的灌装瓶66的组合卸放到卸瓶槽85内做好准备。

所述步骤3中，在分选机构80的剔瓶出瓶工位1040，位移输出平台20执行朝向分选机构80的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30移动，成组式夹持机构30的多个支撑杆347通过其所对应的卸瓶端口891进入卸瓶槽85内，位移输出平台20通过垂直运动输出端26输出向下的垂直运动，驱使成组式夹持机构30内的多个旋瓶座34及支撑杆347也同步垂直向下移动，穿过卸瓶豁口886退出卸瓶槽85，检测后的灌装瓶66的组合从被多个压瓶罩33及旋瓶座34夹持的状态中释放出来，卸放到卸瓶槽85内，位移输出平台20执行背向分选机构80的移动输出操作，驱使成组式夹持机构30再次移动，压瓶罩33及旋瓶座34分别从卸瓶槽85的上下方退出，将检测后的灌装瓶66的组合卸放到卸瓶槽85后，在分选机构80剔瓶出瓶分选的同时，成组式夹持机构30从剔瓶出瓶工位1040回转复位到取瓶初始工位1010，为下一次的成组式取瓶、同时移动、同时检测、同时卸瓶的检测工作做好准备。

所述步骤4中，所述分选机构80将步骤2所选定的不合格的灌装瓶66剔除的分选工作是独立进行的，即分选机构80剔瓶出瓶分选工作进行的同时，成组式夹持机构30向进瓶机构60的取瓶初始工位1010的回转复位、在取瓶初始工位1010从进瓶机构60里的取瓶、从取瓶初始工位1010移至检测工位1023、在检测工位1023的检测同时进行。

通过以上技术方案，本发明的方法与现有的顺序传输工作方式截然不同，本方法采用成组式的工作方式：成组式的同时取瓶、同时移动、同时检测、同时卸瓶。且旋瓶、检测等工序可在同一工位上完成，适用于多种饮品、药液（安瓿药液、口服液）等的检测。

附图说明

图1是本发明的成组式灌装瓶液体杂质检测装置的结构及检测方法示意图；

图2是图1所示装置在进瓶机构60的取瓶初始工位1010的取瓶过程示意图；

图3是图1所示装置在分选机构80的剔瓶出瓶工位1040的卸瓶过程示意图；

其中、附图标记说明：

10-驱动机构、15-机架平台、16-回转中心、17-主轴、20-正交运动输出分度台（位移输出平台）、21-水平运动输出端、26-垂直运动输出端；

30-成组式夹持机构、31-水平运动接收端、32-上盖板、33-压瓶罩、332-双悬臂梁部件、34-旋瓶座、342-旋瓶座的低靠背、341-旋瓶座的高靠背、347-支撑杆、348-旋瓶电机、349-角度传感器、35-升降板、36-垂直运动接收端、37-直线轴承、38-底板；

50-图像采集系统、51-摄像头、55-摄像头悬挂支撑；

60-进瓶机构、65-导瓶槽、66-灌装瓶、68-导瓶托板、686-特殊形状豁口（导瓶豁口）、682-小梯形缺口、681-大矩形缺口、69-导瓶隔离板、691-导瓶V型口（导瓶端口）；

70-照明系统、71-背光源、76-底照光、77-黑色背景；

80-分选机构、83-分选凸轮、838-分选电机、84-齿条、85-卸瓶槽、86-出瓶拨杆、87-剔瓶拨杆、878-剔瓶电机、88-卸瓶托板、886-特殊形状豁口（卸瓶豁口）、882-小梯形缺口、881-大矩形缺口、89-卸瓶隔离板、891-卸瓶V型口（卸瓶端口）；

90-计算机分析控制系统；

1010-取瓶初始工位、1020-背光源检测工位、1023-检测工位、1030-底照光及黑色背景检测工位、1040-剔瓶出瓶工位。

具体实施方式

本发明的装置及方法采用了成组式夹取、同时移动、同时检测、同时卸瓶的设计思路，具有检出率高、适用性强、应用范围广、运行可靠、结构紧凑轻便的特点。

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。以下实施例的装置采用一个成组式夹持机构，采用往复的工作方式。

如图1所示，本发明的成组式灌装瓶液体杂质检测装置包括成组式夹持机构30、驱动机构10、进瓶机构60、照明系统70、图像采集系统50、计算机分析控制系统90、分选机构80。

所述成组式夹持机构30与驱动机构10相连。

所述驱动机构10驱动成组式夹持机构30移动和驱使成组式夹持机构30夹取和卸放灌装瓶66。在本实施例中，位移输出平台20采用特别设计的正交运动输出分度台20，正交运动输出分度台20上设有水平运动输出端21及垂直运动输出端26。所述驱动机构10包括机架平台15、主轴17、正交运动输出分度台20。主轴17设置于机架平台15之上的回转中心16位置，正交运动输出分度台20套设在主轴17上。正交运动输出分度台20相对于主轴17在机架平台15上做分度定位、回转复位时，水平运动输出端21及垂直运动输出端26也作相应的同步转动。

所述成组式夹持机构30设于正交运动输出分度台20上，成组式夹持机构30的上盖板32与底板38分别与几个直线轴承37的两端固定连接构成平行框架结构。成组式夹持机构30的升降板35与直线轴承的滑动块固定连接，升降板35可做上下垂直移动。成组式夹持机构30的上盖板32、升降板35、底板38在水平方向上平行。

所述成组式夹持机构30的底板38加装有水平运动接收端31，与正交运动输出分度台20的水平运动输出端21相接，成组式夹持机构30接受正交运动输出分度台20的水平运动输出，可以径向往复水平移动。正交运动输出分度台20的分度转动及水平运动输出，使设置于其上的成组式夹持机构30可到达正交运动输出分度台20动作平面内的任意一点，实现位移输出平台20定位的同等功效。升降板35下方安装有垂直运动接收端36，与正交运动输出分度台20的垂直运动输出端26相接，成组式夹持机构30接受正交运动输出分度台20的垂直运动输出，可以上下往复垂直移动，实现灌装瓶66的夹持和卸放。

所述成组式夹持机构30对灌装瓶66的夹持是由压瓶罩33及旋瓶座34实现的。具体来说，所述上盖板32上安装有多个并列的双悬臂梁部件332，压瓶罩33安装在双悬臂梁部件332另一端的下方，压瓶罩33依靠双悬臂梁部件332为其提供无摩擦的支撑和垂直向下的正压力。所述升降板35上安装有多个并列的旋瓶座34，旋瓶座34通过支撑杆347置于升降板35之上，支撑杆347的底部与旋瓶电机348、角度传感器349相连，旋瓶座34依靠旋瓶电机348、角度传感器349为其提供旋转驱动和转角定位。压瓶罩33的中心轴线与旋瓶座34的中心轴线重合。图像采集系统50的摄像头51通过悬挂支撑55安置在上盖板32的后下方。

与正交运动输出分度台20的分度转动输出的特点相对应，进瓶机构60、背光源71、底照光76及黑色背景77、分选机构80的中心位置分别等间隔地设于回转中心16的等距离的圆周上，构成本发明成组式灌装瓶液体杂质检测装置及方法的一个检测工作周期内的3个工作状态的工位：取瓶初始工位1010、检测工位1023、剔瓶出瓶工位1040。

所述进瓶机构60设置在取瓶初始工位1010，所述进瓶机构60内设有多个与压瓶罩33及旋瓶座34相对应的导瓶槽65，且每个导瓶槽65的槽口宽度只允许通过一个灌装瓶66。

所述照明系统70设置在上述取瓶初始工位1010的下一工位即检测工位1023，所述计算机分析控制系统90分析图像采集系统50所采集到的图像。

所述检测工位1023包括背光源检测工位1020和底照光及黑色背景检测工位1030。所述检测工位1023设有照明系统70的背光源71、照明系统70的底照光76、黑色背景77。背光源71采用平板LED透射成像，检测目标是黑色不溶性杂质，所拍图像背景为白色，杂质颗粒因遮挡了光线而呈黑色。底照光76采用聚光LED光源，黑色背景77置于灌装瓶66的背面，检测目标是白色不溶性杂质，利用杂质颗粒对光的折射作用，形成白色杂质颗粒黑色背景的图像。采用从下向上的底照光通过中空的支撑杆347杆内通孔的底面照射及黑背景可以清晰的拍摄到白色杂质颗粒形成的亮斑，避免了如果从灌装瓶66的侧面打光，由于灌装瓶66的表面反光，丢失白色杂质颗粒有用信息的现象。

所述分选机构80设置在上述检测工位1023的下一工位即剔瓶出瓶工位1040，所述分选机构80上设有多个与压瓶罩33及旋瓶座34相对应的卸瓶槽85，且每个卸瓶槽85的槽口宽度只允许通过一个灌装瓶66。

正交运动输出分度台20的转动及运动输出控制系统、旋瓶座34的控制系统、图像采集系统50、照明系统70、分选机构80的传动控制系统与计算机分析控制系统90电气连接。

成组式夹持机构30随同正交运动输出分度台20同步转动，正交运动输出分度台20的分度转动定位即可实现成组式夹持机构30在所述的一个检测工作周期内的3个工作状态的工位：取瓶初始工位1010、检测工位1023、剔瓶出瓶工位1040的方向角定位。成组式夹持机构30的压瓶罩33及旋瓶座34可跟随成组式夹持机构30同步转动；受正交运动输出分度台20输出的水平运动驱使，又可径向往复水平移动；受正交运动输出分度台20输出的垂直运动驱使，旋瓶座34又可随同升降板35上下垂直移动，且旋瓶座34与旋瓶电机348、角度传感器349相连，旋瓶电机348、角度传感器349为其提供旋转驱动和转角定位；所以成组式夹持机构30可实现成组式夹取、同时移动、同时检测、同时卸瓶的操作。

如图2所示，进瓶机构60内的导瓶托板68上设有多块平行的导瓶隔离板69，所述导瓶隔离板69彼此之间的间隔和导瓶托板68一起，共同形成多个平行的导瓶槽65，所述的每条导瓶槽65内的导瓶托板68上，承托一列灌装瓶66，成组式夹持机构30每次同时取每列灌装瓶的前排第一支灌装瓶66，形成待测的成组式灌装瓶66的组合。

在本实施例中，导瓶端口691是两块相邻的导瓶隔离板69在槽口的内侧形成的、呈V型的端口，即导瓶V型口691，所述导瓶V型口691能确保灌装瓶66的瓶心与导瓶槽65的槽口中线重合，实现灌装瓶66的自动定位。

在本实施例中，导瓶豁口686开在导瓶槽65内前排第一支灌装瓶66的下方的导瓶托板68之上，即特殊形状豁口686，所述特殊形状豁口686由两个小梯形缺口682和一个大矩形缺口681组成。两个小梯形缺口682对称的分布于导瓶槽65的槽口中线两侧，两个小梯形缺口682的一侧斜边的边缘至导瓶槽65的槽口内的第二支灌装瓶66的最短水平距离与另一侧斜边的边缘至导瓶隔离板69的最短水平距离相等。大矩形缺口681在导瓶V型口691的下方，且与导瓶V型口691的宽度相同。

在本实施例中，旋瓶座34为一圆台，所述圆台上沿着圆周分布有三个靠背：两个低靠背342、一个高靠背341。三个靠背的分布位置与导瓶托板68的特殊形状豁口686的三个缺口的分布位置相对应：即两个低靠背342对应于两个小梯形缺口682，高靠背341对应于大矩形缺口681。每个靠背的尺寸都小于其所对应的缺口尺寸，确保旋瓶座34可以穿过特殊形状豁口686进入导瓶槽65内将灌装瓶66顶起。旋瓶电机348起驱动旋瓶座34旋转的作用；角度传感器349起定位旋瓶座34的三个靠背的方位角的作用；保证成组式夹持机构30及置于其上旋瓶座34向进瓶机构60、分选机构80做水平方向移动时，两个低靠背342的中心及高靠背341的中心与移动方向一致；且两个低靠背342在外侧、高靠背341在内侧。三个靠背的作用是防止在旋瓶时瓶体被甩出，同时也是增加灌装瓶66与旋瓶座34的接触面积，防止在旋瓶时两者出现打滑现象。旋瓶座34圆台的内部底面设计为圆锥面，可确保灌装瓶66的底部在旋瓶座34的自动定心。

旋瓶座34圆台的下部为中空的支撑杆347，旋瓶座34通过该支撑杆347置于升降板35之上；支撑杆347的直径小于导瓶V型口691的宽度，直立状态的支撑杆347可通过导瓶V型口691从导瓶槽65退出。

在取瓶初始工位1010，正交运动输出分度台20是通过输出三个连续的运动：水平运动输出端21向进瓶机构60的水平运动、垂直运动输出端26向上的垂直运动、水平运动输出端21向回转中心16的水平运动，实现成组式夹持机构30从进瓶机构60里夹取灌装瓶66的操作。成组式夹持机构30的水平运动接收端31、垂直运动接收端36分别接受正交运动输出分度台20的水平运动输出、垂直运动输出，形成成组式夹持机构30的三个连续的移动动作：成组式夹持机构30向进瓶机构60的水平移动、成组式夹持机构30的升降板35向上的垂直移动、成组式夹持机构30向回转中心16的水平移动。成组式夹持机构30向进瓶机构60水平移动时，压瓶罩33移至灌装瓶66顶部的上方，旋瓶座34的两个低靠背342移至卸瓶托板68的下方，旋瓶座34的高靠背341从导瓶V型口691切入；升降板35向上垂直移动时，旋瓶座34及支撑杆347穿过导瓶托板68上的特殊形状豁口686进入导瓶槽65将灌装瓶66顶起，顶起过程中，灌装瓶66的顶部进入压瓶罩33内，双悬臂梁部件332通过压瓶罩33向灌装瓶66提供正压力，将灌装瓶66夹持住；成组式夹持机构30向回转中心16水平移动时，置于升降板35上的支撑杆347通过导瓶V型口691从导瓶槽65退出。

经过以上的三个连续的移动动作，升降板35及置于其上的旋瓶座34的移动轨迹是一条C型曲线。在该C型曲线的移动轨迹过程中，灌装瓶66从导瓶槽65里被夹取出来，并被压瓶罩33及旋瓶座34牢牢夹持住，为后续的正交运动输出分度台20与成组式夹持机构30向检测工位1023的转动、瓶内液体杂质的检测做好准备。

旋瓶座34的高靠背341具有确保旋瓶座34的中心与灌装瓶66的中心两者之间的准确定位的作用：因灌装瓶66直径大小的不规则性，灌装瓶66在导瓶V型口691的凸出的大小会随之不同，前排及其后的灌装瓶66的中心位置也会随之变化。旋瓶座34穿过导瓶托板68的特殊形状豁口686将灌装瓶66顶起时，旋瓶座34的两个低靠背342可能会与导瓶槽65槽口内的第二支灌装瓶66的瓶体表面发生刮擦，甚至可能会将第二支灌装瓶66误托举起来。在成组式夹持机构30及置于其上旋瓶座34向进瓶机构60的方向做水平移动时，旋瓶座34的高靠背341从导瓶V型口691切入，待旋瓶座34与导瓶槽65内的前排第一支灌装瓶66的中心重合时，终止移动。高靠背341从导瓶V型口691切入时，高靠背341的上部与前排第一支灌装瓶66的底部外缘接触，可将直径小的、凸出大的前排第一支灌装瓶66推回复位，确保旋瓶座34的中心与前排第一支灌装瓶66的中心两者之间的准确定位，同时也将第二排的灌装瓶66推回复位。旋瓶座34在将前排第一支灌装瓶66顶起时，旋瓶座34的两个低靠背342不会与第二排灌装瓶66的瓶体表面发生刮擦现象，更不会有将第二排灌装瓶66误举起来的现象发生。顶起过程中，灌装瓶66的顶部进入压瓶罩33内，压瓶罩33内部的顶端设计为圆锥面，确保灌装瓶66的顶部进入压瓶罩33后的灌装瓶66顶端在压瓶罩33内的自动定心。

如图3所示，分选机构80内的卸瓶托板88上设有多块平行的卸瓶隔离板89，所述卸瓶隔离板89彼此之间的间隔和卸瓶托板88一起，共同形成多个平行的卸瓶槽85，成组式夹持机构30每次可以同时把成组式灌装瓶66的组合的每支灌装瓶66卸放到所述的每条卸瓶槽85内。

在本实施例中，卸瓶端口891是两块相邻的卸瓶隔离板89在槽口的内侧形成的、呈V型的端口，即卸瓶V型口891。所述卸瓶V型口891的宽度与导瓶V型口691的宽度相同，支撑杆347的直径也是小于卸瓶V型口891的宽度，直立状态的支撑杆347可通过卸瓶V型口891进入卸瓶槽85内。

在本实施例中，卸瓶豁口886开在卸瓶槽85内卸瓶托板88上用于承托成组式夹持机构30所卸放下来的灌装瓶66的区域，即特殊形状豁口886，所述特殊形状豁口886的形状及尺寸与导瓶托板68上的特殊形状豁口686的形状及尺寸完全相同，也是由两个小梯形缺口882和一个大矩形缺口881组成，两个小梯形缺口882也是对应于旋瓶座34的两个低靠背342，大矩形缺口881也是对应于旋瓶座34的高靠背341；在卸瓶槽85的槽口内，两个小梯形缺口882也是对称的分布于槽口中线两侧，大矩形缺口881也在V型口的下方，且与卸瓶V型口891的宽度相同。

在剔瓶出瓶工位1040，正交运动输出分度台20是通过输出三个连续的运动：水平运动输出端21向分选机构80的水平运动、垂直运动输出端26向下的垂直运动、水平运动输出端21向回转中心16的水平运动，实现成组式夹持机构30向卸瓶机构80里卸放灌装瓶66的操作。成组式夹持机构30水平运动接收端31、垂直运动接收端36分别接受正交运动输出分度台20的水平运动输出、垂直运动输出，形成成组式夹持机构30的三个连续的移动动作：成组式夹持机构30向分选机构80的水平移动、成组式夹持机构30的升降板35向下的垂直移动、成组式夹持机构30向回转中心16的水平移动。成组式夹持机构30向卸瓶机构80水平移动时，置于升降板35上的支撑杆347穿过卸瓶V型口891进入卸瓶槽85内；升降板35向下垂直移动时，支撑杆347及旋瓶座34穿过卸瓶托板88上的特殊形状豁口886将灌装瓶66放入卸瓶槽85内，下降过程中，灌装瓶66的顶部从压瓶罩33内退出，灌装瓶66从被压瓶罩33及旋瓶座34夹持的状态中释放出来；成组式夹持机构30向回转中心16水平移动时，压瓶罩33从灌装瓶66顶部的上方退出，旋瓶座34的两个低靠背342、高靠背341分别从卸瓶托板88的下方、卸瓶V型口891退出；经过以上的三个连续的移动动作，灌装瓶66从被压瓶罩33及旋瓶座34夹持的状态中释放出来，被放置于卸瓶槽85的槽口内，为后续的分选机构80的剔瓶出瓶的分选做好准备。

分选机构80由分选凸轮83、分选电机838、齿条84、卸瓶槽85、出瓶拨杆86、剔瓶拨杆87、剔瓶电机878组成。

分选机构80的卸瓶槽85置于齿条84之上，齿条84安置在水平的直线轴承的滑动块上，可相对于机架平台做水平方向移动。齿条84的节距大小与卸瓶槽85的槽口间距相同，出瓶拨杆86与剔瓶拨杆87分别与两个相邻的卸瓶槽85的槽口相对应，当出瓶拨杆86与剔瓶拨杆87回转时，拨杆可从卸瓶槽85的卸瓶V型口891切入，将该槽口内的灌装瓶66推出。分选电机838每回转一周，分选凸轮83推动齿条84及卸瓶槽85移动一个槽口。在分选凸轮83的一个回转工作周期的前半周期，分选凸轮83已完成推动齿条84及卸瓶槽85移动一个节距的动作；在一个回转工作周期的后半周期，分选凸轮83不再推动齿条84移动，齿条84及卸瓶槽85都处于静止状态。在前半周期，出瓶拨杆86与剔瓶拨杆87处于推出灌装瓶66的准备状态，在后半周期，齿条84及卸瓶槽85都处于静止状态时，出瓶拨杆86或剔瓶拨杆87才将卸瓶槽85内的灌装瓶66推出，拨杆与卸瓶槽85不会发生碰撞。分选凸轮83每回转一周，出瓶拨杆86将灌装瓶66推入到合格的成品箱内，分选凸轮83回转次数与卸瓶槽85的槽口个数相同时，出瓶拨杆86可将卸瓶槽85上的灌装瓶66全部推入到合格的成品箱内。如果瓶内液体杂质超标不合格，剔瓶拨杆87先于出瓶拨杆86将不合格灌装瓶66剔除，推入到废品箱内。

需要特殊说明的是，以上的装置包含有一个或几个结构尺寸相同的成组式夹持机构30，几个结构尺寸相同的成组式夹持机构30顺序循环的、交替的工作于取瓶初始工位1010、检测工位1023和剔瓶出瓶工位1040，可以提高检出效率。

本发明同时公开了一种使用以上装置的、可检测瓶装液体中所含杂质的方法，解决了现有瓶装液体中杂质检出率低、适应性差的技术问题。本发明的方法如下：

步骤1，在取瓶初始工位1010，成组式夹持机构30从进瓶机构60里同时取出一组灌装瓶66；

步骤2，将步骤1所取出的一组灌装瓶66同时移至检测工位1023并使其高速旋转，照明系统70、图像采集系统50和计算机分析控制系统90对灌装瓶66进行照射、拍摄和分析，选定出不合格的灌装瓶66，将检测后的该组灌装瓶66移至剔瓶出瓶工位1040；

步骤3，在剔瓶出瓶工位1040，将检测后的该组灌装瓶66卸放到分选机构80里；

步骤4，剔瓶出瓶工位1040的分选机构80将步骤2所选定的不合格的灌装瓶66剔除。

具体来说，步骤1，在进瓶机构60的取瓶初始工位1010，成组式夹持机构30成组式地夹取灌装瓶，即：成组式夹持机构30从进瓶机构60的多个导瓶槽65里，同时一次性地夹取出一组每个导瓶槽65里的前排第一支灌装瓶66，构成一组同时移动、同时检测、同时卸瓶的灌装瓶66的组合；然后，步骤2，成组式夹持机构30与其所夹持的、待测的灌装瓶66的组合随同正交运动输出分度台20一起分度转动至配备有照明系统70的检测工位1023，对该组灌装瓶66进行旋瓶控制操作，同时对该组灌装瓶66的内容进行检测，即：使该组灌装瓶66同时高速旋转，瓶内的液体旋转运动驱使液体内沉淀的杂质泛起，背光源71直接照射灌装瓶66或底照光76通过中空的支撑杆347杆内的通孔照射灌装瓶66，与计算机分析控制系统90电气连接的图像采集系统50的摄像头51拍摄到液体旋转状态下的杂质泛起序列图像后，计算机对其进行分析，计算出不溶性杂质颗粒的尺寸大小，判定是否超标，如果检测工位1023有两个或两个以上的检测工位时，一组灌装瓶的同时移动也包括检测工位1023内部不同工位间的移动，一组灌装瓶的同时检测也包括所有检测工位的同时检测，成组式夹持机构30与其所夹持的、经过检测的灌装瓶66的组合随同正交运动输出分度台20一起分度转动至剔瓶出瓶工位1040；步骤3，在分选机构80的剔瓶出瓶工位1040，成组式夹持机构30成组式地卸放灌装瓶66，即：成组式夹持机构30同时将其所夹持的、经过检测的多个灌装瓶66放入分选机构80内的多个并列的卸瓶槽85里；步骤4，在剔瓶出瓶工位1040，分选机构80的剔瓶出瓶分选工作是独立进行的，即：分选机构80将不合格的灌装瓶66剔除的剔瓶出瓶分选工作进行的同时，成组式夹持机构30向进瓶机构60的取瓶初始工位1010的回转复位、在取瓶初始工位1010从进瓶机构60里的取瓶、从取瓶初始工位1010移至检测工位1023、在检测工位1023的检测依次同步进行。

所述的方法包含有一个或几个结构尺寸相同的成组式夹持机构30，几个结构尺寸相同的成组式夹持机构30顺序循环的、交替的工作于取瓶初始工位1010、检测工位1023和剔瓶出瓶工位1040，可以提高检出效率。

具体来说，实现本发明实施例的一个检测工作周期的步骤是由成组式夹持机构30在以下不同工位的工作状态及工位间的移动构成的，以下既是本方法的详细说明，也是前述装置的工作说明：

●步骤1，成组式夹持机构30在进瓶机构60的取瓶初始工位1010的工作状态：调整旋瓶座34的定位方向后，成组式夹持机构30移动直至旋瓶座34的中心与所要夹取的灌装瓶66的中心重合，成组式地将灌装瓶66顶起，并夹取出来，为后续的检测做好准备。

在进瓶机构60的取瓶初始工位1010的初始状态，成组式夹持机构30处于其最小回转半径的初始位置，旋瓶座34的两个低靠背342顶端的水平高度低于导瓶托板68，压瓶罩33底缘的水平高度高于灌装瓶66的顶端。

首先，通过成组式夹持机构30内的旋瓶电机348、角度传感器349调整旋瓶座34的定位方向，调整旋瓶座34的两个低靠背342的中心及高靠背341的中心与移动方向一致，且保证两个低靠背342在外侧、高靠背341在内侧。调整好旋瓶座34靠背的方向后，正交运动输出分度台20向进瓶机构60输出水平运动，正交运动输出分度台20的水平运动输出端21通过成组式夹持机构30的水平运动接收端31驱使成组式夹持机构30移动，成组式夹持机构30从其最小回转半径的初始位置开始向进瓶机构60做相应的同步水平移动；压瓶罩33移至灌装瓶66顶部的上方，旋瓶座34的两个低靠背342移至导瓶托板68的下方，高靠背341从导瓶V型口691切入；待旋瓶座34的中心与导瓶槽65内的前排第一支灌装瓶66的中心重合时，终止正交运动输出分度台20向进瓶机构60的水平运动输出。

然后，正交运动输出分度台20输出向上的垂直运动，正交运动输出分度台20的垂直运动输出端26通过成组式夹持机构30的垂直运动接收端36驱使升降板35垂直向上移动，升降板35上的多个旋瓶座34及支撑杆347也同步向上移动。导瓶槽65内的前排第一支灌装瓶66的下方的导瓶托板68上开有特殊形状豁口686，因旋瓶座34的三个靠背的分布位置与特殊形状豁口686的三个缺口的分布位置相对应，且每个靠背的尺寸都小于其所对应的缺口尺寸，旋瓶座34及支撑杆347可经特殊形状豁口686、穿过导瓶托板68进入其所对应的导瓶槽65内，将导瓶槽65内所要夹取的灌装瓶66顶起，多个被顶起的灌装瓶66被压瓶罩33及旋瓶座34夹持住，形成一组待测的灌装瓶66的组合。在成组式夹持机构30及置于其上旋瓶座34向进瓶机构60的方向做水平移动时，旋瓶座34的高靠背341从导瓶V型口691切入，可将在导瓶槽65的导瓶V型口691处直径小的、凸出大的前排灌装瓶66推回复位，保证旋瓶座34准确地将前排第一支灌装瓶66徐徐顶起。旋瓶座34将灌装瓶66顶起过程中，因已确保两个低靠背342、高靠背341的方向角定位以及旋瓶座34与灌装瓶66两者之间的准确定位，旋瓶座34上的两个低靠背342不会与其前后的灌装瓶66相刮擦，不会刮伤瓶体表面，更不会有将第二排灌装瓶66误举起来的现象发生。灌装瓶66被顶起过程中，灌装瓶66的顶部进入压瓶罩33内；压瓶罩33内部的顶端、旋瓶座34圆台的内部底面均为圆锥面，确保灌装瓶66顶端在压瓶罩33内、灌装瓶66的底部在旋瓶座34内的自动定心。压瓶罩33内部的顶端与旋瓶座34圆台的内部底面的圆锥面的独特设计，以及双悬臂梁部件332通过压瓶罩33向灌装瓶66提供的正压力，既能保证灌装瓶66的自动定心又能将灌装瓶66牢牢夹住。待旋瓶座34的圆台的底缘超过导瓶隔离板69的高度后，终止正交运动输出分度台20向上的垂直运动输出。

最后，正交运动输出分度台20向回转中心16输出水平运动，正交运动输出分度台20的水平运动输出端21通过成组式夹持机构30的水平运动接收端31驱使成组式夹持机构30再次移动，成组式夹持机构30向回转中心16做相应的同步水平移动；灌装瓶66处于夹持状态时，旋瓶座34圆台的底缘高于导瓶隔离板69的高度，且支撑杆347的直径小于导瓶V型口691的宽度，支撑杆347可通过导瓶V型口691退出导瓶槽65；待成组式夹持机构30回复到其最小回转半径的初始位置时，终止正交运动输出分度台20向回转中心16的水平运动输出。

正交运动输出分度台20经过以上的三个运动输出：向进瓶机构60的水平运动、向上的垂直运动、向回转中心16的水平运动，升降板35及置于其上的旋瓶座34的移动轨迹是一条C型曲线。在该C型曲线的移动轨迹过程中，灌装瓶66的组合被举起，被夹取出来，并被牢牢夹紧，为后续的向检测工位1023移动做好准备。

●步骤2，检测工位1023工作状态、检测工位1023与上一工位的移动、检测工位1023内部不同工位间的移动、检测工位1023与下一工位间的移动；检测工位1023包括背光源检测工位1020和底照光及黑色背景检测工位1030，因此，具体包括：①成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从进瓶机构60的取瓶初始工位1010移至背光源检测工位1020、②在背光源检测工位1020进行检测、③成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从背光源检测工位1020移至底照光及黑色背景检测工位1030、④在底照光及黑色背景检测工位1030进行检测、⑤成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从底照光及黑色背景检测工位1030移至剔瓶出瓶工位1040。

①成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从进瓶机构60的取瓶初始工位1010移至背光源检测工位1020：成组式夹持机构30与其所夹持的灌装瓶66的组合以及置于成组式夹持机构30之上的摄像头51随同正交运动输出分度台20一起分度转动至配备有背光源检测工位1020。正交运动输出分度台20向背光源检测工位1020转动时，正交运动输出分度台20及置于其上的成组式夹持机构30都处于最小回转半径的初始位置，成组式夹持机构30的外侧左右两端的最大回转半径的部位不会与进瓶机构60的导瓶槽65的前端、背光源71发生碰撞。

②在背光源检测工位1020进行检测：成组式夹持机构30在背光源检测工位1020时，背光源71、摄像头51分别置于灌装瓶66两侧。对应于每组灌装瓶66的摄像头的光轴都垂直于其对应的背光源71。

正交运动输出分度台20向背光源71输出水平运动，成组式夹持机构30与其所夹持的待测的灌装瓶66的组合也从其最小回转半径的初始位置开始做相应的向背光源71的同步水平移动，成组式夹持机构30所夹持的待测的灌装瓶66的组合趋近背光源71，待摄像头可以清晰地拍摄灌装瓶66的内容时，终止正交运动输出分度台20向背光源71的水平运动输出。

在静止状态，灌装瓶66内液体杂质通常处于瓶底，很难检测出这些杂质。使灌装瓶66内的液体旋转运动起来，杂质随着瓶内液体旋转运动离开瓶底漂浮起来，才能清楚地观察到是否存在杂质。

因为双悬臂梁部件332可以通过压瓶罩33为灌装瓶66提供一定的正压力，能够确保旋瓶座34驱动灌装瓶66旋转时，两者之间不会产生相对滑动。旋瓶电机348旋转驱动加速时，旋瓶座34带动压瓶罩33、灌装瓶66同步旋转，灌装瓶66内的液体跟随灌装瓶66做同方向的旋转运动，液体旋转运动驱使瓶内沉淀的各种杂质相继漂浮起来。

背光源71直接照射灌装瓶66。在白色背光源71的照射下，摄像头51可以清晰地拍摄到液体内泛起的悬浮黑色杂质颗粒。

摄像头51分别拍摄其对应的各组灌装瓶66内的旋转液体中比重不同的杂质相继浮起的序列运动图像，计算机分析控制系统90对所拍摄的图像进行分析。

拍摄序列运动图像后，正交运动输出分度台20向回转中心16输出水平运动，正交运动输出分度台20的水平运动输出端21通过成组式夹持机构30的水平运动接收端31驱使成组式夹持机构30再次移动，待成组式夹持机构30与其所夹持的灌装瓶66的组合回复到其最小回转半径的初始位置时，终止正交运动输出分度台20向回转中心16的水平运动输出。

③成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从背光源检测工位1020移至底照光及黑色背景检测工位1030:成组式夹持机构30与其所夹持的灌装瓶66的组合以及置于成组式夹持机构30之上的摄像头51随同正交运动输出分度台20一起分度转动至底照光及黑色背景工位。正交运动输出分度台20向底照光及黑色背景检测工位1030转动时，正交运动输出分度台20及置于其上的成组式夹持机构30都处于最小回转半径的初始位置，成组式夹持机构30的外侧左右两端的最大回转半径的部位不会与背光源71、黑色背景77发生碰撞。

④在底照光及黑色背景检测工位1030进行检测:成组式夹持机构30在底照光及黑色背景检测工位1030，底照光76及黑色背景77、摄像头51分别置于灌装瓶66两侧。对应于每组灌装瓶66的摄像头的光轴都垂直于其对应的黑色背景77。但是此时，成组式夹持机构30上的旋瓶座34及灌装瓶66的中心并不处于底照光76的中心上。正交运动输出分度台20向底照光76及黑色背景77输出水平运动，成组式夹持机构30与其所夹持的待测的灌装瓶66的组合也从其最小回转半径的初始位置开始向底照光76及黑色背景77做相应的同步水平移动，待成组式夹持机构30上的旋瓶座34及灌装瓶66的中心与底照光76的中心重合时，终止正交运动输出分度台20向底照光76及黑色背景77的水平运动输出。

底照光76通过中空的支撑杆347杆内的通孔照射灌装瓶66。在从下向上的照射及黑背景的状态下，摄像头51可以清晰地拍摄到液体内泛起的悬浮白色杂质颗粒。

与背光源检测工位1020的检测原理相同的是：旋瓶电机348旋转驱动加速时，旋瓶座34带动压瓶罩33、灌装瓶66同步旋转，灌装瓶66内的液体跟随灌装瓶66做同方向的旋转运动，液体旋转运动驱使瓶内沉淀的各种杂质相继漂浮起来。

摄像头51分别拍摄其对应的各组灌装瓶66内的旋转液体中比重不同的杂质相继浮起的序列运动图像，计算机分析控制系统90对所拍摄的图像进行分析。

拍摄序列运动图像后，正交运动输出分度台20向回转中心16输出水平运动，正交运动输出分度台20的水平运动输出端21通过成组式夹持机构30的水平运动接收端31驱使成组式夹持机构30再次移动，待成组式夹持机构30与其所夹持的灌装瓶66的组合回复到其最小回转半径的初始位置时，终止正交运动输出分度台20向回转中心16的水平运动输出。

⑤成组式夹持机构30及其所夹持的灌装瓶66的组合从底照光及黑色背景检测工位1030移至剔瓶出瓶工位1040:成组式夹持机构30与其所夹持的灌装瓶66的组合以及置于成组式夹持机构30之上的摄像头51随同正交运动输出分度台20一起分度转动至分选机构80的剔瓶出瓶工位1040。正交运动输出分度台20向分选机构80的剔瓶出瓶工位1040转动时，正交运动输出分度台20及置于其上的成组式夹持机构30都处于最小回转半径的初始位置，成组式夹持机构30的外侧左右两端的最大回转半径的部位不会与黑色背景77、分选机构80的卸瓶槽85的前端发生碰撞。

●步骤3，成组式夹持机构30在分选机构80的剔瓶出瓶工位1040的工作状态及向进瓶机构60的取瓶初始工位1010回转复位：调整旋瓶座34的定位方向后，成组式夹持机构30移动直至旋瓶座34的中心与卸瓶槽85内卸放灌装瓶66的中心重合，同时将其所夹持的、经过检测的多个灌装瓶66的组合卸放到分选机构80内的多个并列的卸瓶槽85里，并向进瓶机构60的取瓶初始工位1010回转复位。

在分选机构80的剔瓶出瓶工位1040的初始状态，成组式夹持机构30处于其最小回转半径的初始位置，旋瓶座34圆台的底缘的水平高度高于卸瓶隔离板89。

首先，通过成组式夹持机构30内的旋瓶电机348、角度传感器349调整旋瓶座34的定位方向，调整旋瓶座34的两个低靠背342的中心及高靠背341的中心与移动方向一致，且保证两个低靠背342在外侧、高靠背341在内侧。调整好旋瓶座34靠背的方向后，正交运动输出分度台20向分选机构80输出水平运动，正交运动输出分度台20的水平运动输出端21通过成组式夹持机构30的水平运动接收端31驱使成组式夹持机构30移动，成组式夹持机构30从其最小回转半径的初始位置开始向分选机构80做相应的同步水平移动；灌装瓶66处于夹持状态时，旋瓶座34圆台的底缘高于卸瓶隔离板89，且支撑杆347的直径小于卸瓶V型口891的宽度，支撑杆347可通过卸瓶V型口891进入卸瓶槽85内；待支撑杆347及旋瓶座34的中心移至卸瓶槽85内卸放灌装瓶66的中心位置时，终止正交运动输出分度台20向分选机构80的水平运动输出。

然后，正交运动输出分度台20输出向下的垂直运动，正交运动输出分度台20的垂直运动输出端26通过成组式夹持机构30的垂直运动接收端36驱使升降板35垂直向下移动，升降板35上的多个旋瓶座34及支撑杆347也同步向下移动。卸瓶槽85内卸放灌装瓶66的下方的卸瓶托板88上开有特殊形状豁口886，因旋瓶座34的三个靠背的分布位置与特殊形状豁口886的三个缺口的分布位置相对应，且每个靠背的尺寸都小于其所对应的缺口尺寸，旋瓶座34及支撑杆347可穿过特殊形状豁口886退出卸瓶槽85，检测后的灌装瓶66的组合从被多个压瓶罩33及旋瓶座34夹持的状态中释放出来，被卸放到多个并列的卸瓶槽85内。

最后，正交运动输出分度台20向回转中心16输出水平运动，正交运动输出分度台20的水平运动输出端21通过成组式夹持机构30的水平运动接收端31驱使成组式夹持机构30再次移动，成组式夹持机构30向回转中心16做相应的同步水平移动；高靠背341通过卸瓶V型口891退出，压瓶罩33从灌装瓶66顶端的上方退出，旋瓶座34从卸瓶槽85的下方退出，灌装瓶66被释放后，压瓶罩33底缘的高度高于灌装瓶66顶端，旋瓶座34的两个低靠背342在卸瓶托板88的下方，成组式夹持机构30向回转中心16做水平移动时，压瓶罩33以及旋瓶座34的靠背不会与灌装瓶66、分选机构80发生刮擦现象；待成组式夹持机构30回复到其最小回转半径的初始位置时，终止正交运动输出分度台20向回转中心16的水平运动输出，为后续的向取瓶初始工位1010的回转复位做好准备。

正交运动输出分度台20经过以上的三个运动输出：向分选机构80的水平运动、向下的垂直运动、向回转中心16的水平运动过程中，检测后的灌装瓶66的组合从被多个压瓶罩33及旋瓶座34夹持的状态中释放出来，被卸放到多个并列的卸瓶槽85内，为后续的分选机构80的剔瓶出瓶的分选做好准备。

在将灌装瓶66卸下后，分选机构80剔瓶出瓶分选的同时，正交运动输出分度台20向进瓶机构60的取瓶初始工位1010回转复位，成组式夹持机构30及置于其上的摄像头51也从剔瓶出瓶工位1040回转复位到进瓶机构60的取瓶初始工位1010，为下一个检测工作周期做好准备。

正交运动输出分度台20向进瓶机构60的取瓶初始工位1010回转复位时，正交运动输出分度台20及置于其上的成组式夹持机构30都处于最小回转半径的初始位置，成组式夹持机构30的外侧左右两端的最大回转半径的部位不会与卸瓶槽85的前端、黑色背景77、背光源71、导瓶槽65的前端发生碰撞。正交运动输出分度台20回转时，成组式夹持机构30、摄像头51都与其同步回转复位。

●步骤4，剔瓶出瓶工位1040的分选机构将步骤3所选出的不合格的灌装瓶剔除，所述分

选机构80分选工作独立进行：

在分选机构80的剔瓶出瓶工位1040，分选机构80的剔瓶出瓶分选工作是独立进行的，即：分选机构80将不合格的灌装瓶66剔除的剔瓶出瓶分选工作进行的同时，成组式夹持机构30向进瓶机构60的取瓶初始工位1010的回转复位、在取瓶初始工位1010从进瓶机构60里的取瓶、从取瓶初始工位1010移至检测工位1023、在检测工位1023的检测是同时进行。

经过背光源检测、底照光及黑色背景的两个工位检测，摄像头51清晰地拍摄到灌装瓶66内悬浮的黑色、白色杂质颗粒的序列运动图像。摄像头51与计算机分析控制系统90电气连接，计算机对摄像头51拍摄到的序列图像进行特征分析，计算出不溶性杂质颗粒的尺寸大小。根据颗粒的尺寸大小可以判定杂质颗粒是否超标，判定灌装瓶66是否合格，同时记录下灌装瓶66的检测结果。

分选机构80的出瓶拨杆86与剔瓶拨杆87分别与两个相邻的卸瓶槽85的槽口相对应，当出瓶拨杆86与剔瓶拨杆87回转时，拨杆可从卸瓶槽85的卸瓶V型口891切入，将该槽口内的灌装瓶66推出。

在分选机构80的分选过程中，分选电机838每回转一周，通过分选凸轮83推动齿条84及置于其上的卸瓶槽85移动一个槽口，同时，分选电机838也驱动出瓶拨杆86回转，将其对应的槽口内的灌装瓶66推入到合格的成品箱内。

在分选凸轮83的一个回转工作周期的前半周期，分选凸轮83已完成推动齿条84及卸瓶槽85移动一个节距的动作；在一个回转工作周期的后半周期，分选凸轮83不再推动齿条84移动，齿条84及卸瓶槽85都处于静止状态。在前半周期，出瓶拨杆86与剔瓶拨杆87处于推出灌装瓶66的准备状态，在后半周期，齿条84及卸瓶槽85都处于静止状态时，出瓶拨杆86或剔瓶拨杆87才将卸瓶槽85内的灌装瓶66推出，拨杆与卸瓶槽85不会发生碰撞。

当卸瓶槽85承载的灌装瓶66记录为不合格产品时，且不合格灌装瓶66的槽口与废品箱的槽口对应时，计算机操控剔瓶电机878，驱动剔瓶拨杆87回转，将不合格灌装瓶66推入到废品箱内，实现剔除杂质颗粒超差的灌装瓶66的分选。剔瓶拨杆87是先于出瓶拨杆86将不合格灌装瓶66剔除，推入到废品箱内，在分选凸轮83的下一个回转工作周期，出瓶拨杆86只是空程回转，并不推出任何灌装瓶66。分选电机838驱动分选凸轮83的回转次数与卸瓶槽85的槽口个数相同时，出瓶拨杆86可将不合格灌装瓶66剔除后的卸瓶槽85上的灌装瓶66全部推入到合格的成品箱内。

综上所述，本发明成组式灌装瓶液体杂质检测装置及方法，由如上的取瓶、转动分度、检测、再转动分度、再检测、再转动分度、卸瓶、回转复位的工作状态组合实现。剔瓶出瓶的分选工作，是在分选机构的动作不会与成组式夹持机构30发生相撞的状态下，独立进行的。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，特征在于：所述成组式灌装瓶液体杂质检测装置包括成组式夹持机构（30）、驱动机构（10）、进瓶机构（60）、照明系统（70）、图像采集系统（50）、计算机分析控制系统（90）、分选机构（80）；

所述成组式夹持机构（30）与驱动机构（10）相连；

所述进瓶机构（60）设置在取瓶初始工位（1010），所述进瓶机构（60）内设有多个导瓶槽（65），所述成组式夹持机构（30）上设有与多个导瓶槽（65）相对应的压瓶罩（33）及旋瓶座（34）；

所述照明系统（70）设置在上述取瓶初始工位（1010）的下一工位即检测工位（1023），所述计算机分析控制系统（90）分析图像采集系统（50）所采集到的图像；

所述分选机构（80）设置在上述检测工位（1023）的下一工位即剔瓶出瓶工位（1040），所述分选机构（80）上设有多个与压瓶罩（33）及旋瓶座（34）相对应的卸瓶槽（85）。

2.如权利要求1所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述导瓶槽（65）的内侧有导瓶端口（691），所述导瓶端口（691）的宽度小于导瓶槽（65）的宽度，在所述导瓶槽（65）底部的导瓶托板（68）上，用于承托导瓶槽（65）内前排第一支灌装瓶（66）的区域，开有导瓶豁口（686）。

3.如权利要求1所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述卸瓶槽（85）的内侧有卸瓶端口（891），所述卸瓶端口（891）的宽度小于卸瓶槽（85）的宽度，在所述卸瓶槽（85）底部的卸瓶托板（88）上，用于承托成组式夹持机构（30）所卸放下来的、检测后的灌装瓶（66）的区域，开有卸瓶豁口（886）。

4.如权利要求1所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述成组式夹持机构（30）对灌装瓶（66）的夹持是由压瓶罩（33）及旋瓶座（34）实现的，所述旋瓶座（34）的下部为中空的支撑杆（347），所述旋瓶座（34）的外形小于导瓶豁口（686）及卸瓶豁口（886）的外形，旋瓶座（34）可穿过导瓶豁口（686）进入导瓶槽（65），可穿过卸瓶豁口（886）退出卸瓶槽（85），所述支撑杆（347）的直径小于导瓶端口（691）及卸瓶端口（891）的宽度，支撑杆（347）可通过导瓶端口（691）退出导瓶槽（65），可通过卸瓶端口（891）进入卸瓶槽（85）。

5.如权利要求1所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述检测工位（1023）包括背光源检测工位（1020）和底照光及黑色背景检测工位（1030）。

6.如权利要求1所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述驱动机构（10）内含有位移输出平台（20），所述成组式夹持机构（30）接受位移输出平台（20）的移动输出操作，实现成组式夹持机构（30）在各个工位的定位。

7.如权利要求1或4或6所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述位移输出平台（20）上设有垂直运动输出端（26），所述成组式夹持机构（30）的支撑杆（347）、旋瓶座（34）受垂直运动输出端（26）的驱使上下垂直移动，实现灌装瓶（66）的夹持和卸放。

8.如权利要求1或6所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述位移输出平台（20）及其位移输出控制系统、旋瓶座（34）的控制系统、图像采集系统（50）、照明系统（70）、分选机构（80）的传动控制系统与计算机分析控制系统（90）电气连接。

9.如权利要求1所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测装置，其特征在于：所述装置包含有一个或几个结构尺寸相同的成组式夹持机构（30），几个结构尺寸相同的成组式夹持机构（30）顺序循环地交替工作于取瓶初始工位（1010）、检测工位（1023）和剔瓶出瓶工位（1040）。

10.一种成组式灌装瓶液体杂质检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1，在取瓶初始工位（1010），成组式夹持机构（30）从进瓶机构（60）里同时取出一组灌装瓶（66）；

步骤2，将步骤1所取出的一组灌装瓶（66）同时移至检测工位（1023）并使其高速旋转，照明系统（70）、图像采集系统（50）和计算机分析控制系统（90）对灌装瓶（66）进行照射、拍摄和分析，选定出不合格的灌装瓶（66），将检测后的该组灌装瓶（66）移至剔瓶出瓶工位（1040）；

步骤3，在剔瓶出瓶工位（1040），将检测后的该组灌装瓶（66）卸放到分选机构（80）里；

步骤4，剔瓶出瓶工位（1040）的分选机构（80）将步骤2所选定的不合格的灌装瓶（66）剔除。

11.如权利要求10所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测方法，其特征在于：所述步骤1中，在进瓶机构（60）的取瓶初始工位（1010），位移输出平台（20）执行朝向进瓶机构（60）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）移动直至成组式夹持机构（30）上的旋瓶座（34）的中心与所要夹取的灌装瓶（66）的中心重合，位移输出平台（20）通过垂直运动输出端（26）输出向上的垂直运动，驱使成组式夹持机构（30）内的多个旋瓶座（34）及支撑杆（347）也同步垂直向上移动，穿过其所对应的导瓶豁口（686）进入导瓶槽（65）内，将所要夹取的灌装瓶（66）顶起，多个被顶起的灌装瓶（66）被压瓶罩（33）及旋瓶座（34）夹持住，形成一组同时移动、同时检测、同时卸瓶的灌装瓶（66）的组合，位移输出平台（20）执行背向进瓶机构（60）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）再次移动，支撑杆（347）通过导瓶端口（691）退出导瓶槽（65），灌装瓶（66）的组合被移出，为后续的向检测工位（1023）的移动做好准备。

12.如权利要求10所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测方法，其特征在于：所述检测工位（1023）包括背光源检测工位（1020）和底照光及黑色背景检测工位（1030），步骤2具体包括：

①位移输出平台（20）执行从取瓶初始工位（1010）向背光源检测工位（1020）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）及其所夹持的灌装瓶（66）的组合从取瓶初始工位（1010）移至背光源检测工位（1020）；

②成组式夹持机构（30）在背光源检测工位（1020），背光源直接照射灌装瓶（66），图像采集系统（50）对灌装瓶（66）摄像，计算机分析控制系统（90）对所拍摄的图像进行分析；

③位移输出平台（20）执行从背光源检测工位（1020）向底照光及黑色背景检测工位（1030）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）及其所夹持的灌装瓶（66）的组合从背光源检测工位（1020）移至底照光及黑色背景检测工位（1030）；

④成组式夹持机构（30）在底照光及黑色背景检测工位（1030），底照光通过中空的支撑杆（347）杆内的通孔照射灌装瓶（66），图像采集系统（50）对灌装瓶（66）摄像，计算机分析控制系统（90）对所拍摄的图像进行分析；

⑤位移输出平台（20）执行从底照光及黑色背景检测工位（1030）向剔瓶出瓶工位（1040）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）及其所夹持的灌装瓶（66）的组合从底照光及黑色背景检测工位（1030）移至剔瓶出瓶工位（1040），为后续的将检测后的灌装瓶（66）的组合卸放到卸瓶槽（85）内做好准备；

如果背光源的表面，在背光源为非照射状态时，呈现的是黑色漫反射表面，背光源检测工位（1020）与底照光及黑色背景检测工位（1030）可以在空间位置上重合，合为一个检测工位（1023），步骤2变为只包括：

①位移输出平台（20）执行从取瓶初始工位（1010）向检测工位（1023）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）及其所夹持的灌装瓶（66）的组合从取瓶初始工位（1010）移至配备有照明系统（70）的检测工位（1023）；

②成组式夹持机构（30）在检测工位（1023），直接照射的背光源（71）与通过中空的支撑杆（347）杆内的通孔照射的底照光（76）交替照射灌装瓶（66），图像采集系统（50）对灌装瓶（66）摄像，计算机分析控制系统（90）对所拍摄的图像进行分析；

③位移输出平台（20）执行从检测工位（1023）向剔瓶出瓶工位（1040）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）及其所夹持的灌装瓶（66）的组合从检测工位（1023）移至剔瓶出瓶工位（1040），为后续的将检测后的灌装瓶（66）的组合卸放到卸瓶槽（85）内做好准备。

13.如权利要求10所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测方法，其特征在于：所述步骤3中，在分选机构（80）的剔瓶出瓶工位（1040），位移输出平台（20）执行朝向分选机构（80）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）移动，成组式夹持机构（30）的多个支撑杆（347）通过其所对应的卸瓶端口（891）进入卸瓶槽（85）内，位移输出平台（20）通过垂直运动输出端（26）输出向下的垂直运动，驱使成组式夹持机构（30）内的多个旋瓶座（34）及支撑杆（347）也同步垂直向下移动，穿过卸瓶豁口（886）退出卸瓶槽（85），检测后的灌装瓶（66）的组合从被多个压瓶罩（33）及旋瓶座（34）夹持的状态中释放出来，卸放到卸瓶槽（85）内，位移输出平台（20）执行背向分选机构（80）的移动输出操作，驱使成组式夹持机构（30）再次移动，压瓶罩（33）及旋瓶座（34）分别从卸瓶槽（85）的上下方退出，将检测后的灌装瓶（66）的组合卸放到卸瓶槽（85）后，在分选机构（80）剔瓶出瓶分选的同时，成组式夹持机构（30）从剔瓶出瓶工位（1040）回转复位到取瓶初始工位（1010），为下一次的成组式取瓶、同时移动、同时检测、同时卸瓶的检测工作做好准备。

14.如权利要求10所述一种成组式灌装瓶液体杂质检测方法，其特征在于：所述步骤4中，所述分选机构（80）将步骤2所选定的不合格的灌装瓶（66）剔除的分选工作是独立进行的，即分选机构（80）剔瓶出瓶分选工作进行的同时，成组式夹持机构（30）向进瓶机构（60）的取瓶初始工位（1010）的回转复位、在取瓶初始工位（1010）从进瓶机构（60）里的取瓶、从取瓶初始工位（1010）移至检测工位（1023）、在检测工位（1023）的检测同时进行。

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