CN105067418A - 一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置 - Google Patents

一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置，系统结构包括压力组件和扫描组件；压力组件包括托盘支架和压力源，托盘支架为两根条柱状支架，分别支撑在塑料托盘山字形边的两侧；压力源为一根条柱状重物，产生的恒压外力的作用位置为塑料托盘的正中间；扫描组件包括激光表面扫描仪和扫描机架，激光表面扫描仪发射激光光束，在扫描机架带动下逐点扫描塑料托盘的上表面结构，以此检测塑料托盘内部物理特征的改变；具有测量精度高，自动化程度高，简单易行，非接触测量，对塑料托盘损伤小的优点，可广泛应用于烟草物流等行业的在用塑料托盘的物理特征检测。

Description

一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置
技术领域
本发明涉及一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置，尤其涉及在塑料物流托盘在外力作用下的物理特征检测装置，属于物流检测设备技术领域。
背景技术
物流托盘是托盘运输的载体，被誉为“移动的货台”，物流托盘作为与集装箱类似的一种集装设备，主要用于集装、堆放、搬运和运输中作为单元负荷的货物和制品的水平平台装置。
物流托盘从制造材质上可分为：木制托盘、钢制托盘、塑料制托盘、以及复合材料托盘等；从托盘形状上可分为：平托盘、柱式托盘、箱式托盘、轮式托盘、四向托盘、双面托盘等；从托盘的标准上可分为：欧标托盘、欧标CP3等；另外还有各种专用托盘，平板玻璃集装托盘、轮胎专用托盘、长尺寸物托盘和油桶专用托盘等。
在我国烟草行业的卷烟成品托盘联运应用中，根据国家烟草专卖局发布的《烟草行业联运通用平托盘》(YC/T215-2007)标准，托盘式样为：四向进叉单面使用，顶铺板为格式或密板条式，底部结构为川字型，能够适合叉车、托盘搬运车和自动化高架库及其附属设备使用，同时适合货架及平地摆放。托盘的材质为塑料，采用低压高密度聚乙烯(HDPE)或者聚丙烯(PP)等。
和木制托盘不同，塑料托盘在日常使用过程中，发生碰撞、刮擦、挤压等机械损伤之后，无法修复，但是由于塑料托盘具有较好的机械强度和韧度，较少面积的机械损伤仍然可以继续使用。对于塑料托盘的可续用性检测成为提高塑料托盘使用效率、降低塑料托盘使用成本的科学判据。
为了防止传统人工肉眼凭经验剔出淘汰塑料托盘的主观性误差，国内发明专利《一种顺光光源塑料托盘检损装置及方法》(公开号：CN104535576A)公开了采用机器视觉技术手段自动识别塑料托盘的破损情况，以作为决策是否淘汰的量化依据。
机器视觉技术手段虽然具有定量、高效、自动的优点，但是仍然属于非接触的检测技术手段，对于塑料托盘的物理特征无法检测，所谓物理特征包括塑料的理化特性，托盘整体的机械强度、抗压度、韧度、脆度；这些物理特征需要机械检测设备进行检测；由于塑料托盘机械结构和应用场景不同，采用的检测技术方案也有区别，本发明针对现行卷烟成品物流塑料托盘设计开发。
发明内容
为了解决塑料托盘物理特征高效检测难题，本发明提供一种基于激光扫描的检测装置，系统结构包括：压力组件和扫描组件；
所述压力组件包括托盘支架和压力源；托盘支架为两根条柱状支架，长度略大于塑料托盘山字形边的边长，以实心钢材为材料，分别支撑在塑料托盘山字形边的两侧；
作为优选，托盘支架的底面积尺寸为50毫米X1000毫米；间距为1100毫米；
压力源为一根条柱状重物，产生的恒压外力的作用位置为塑料托盘的正中间，且沿塑料托盘的山字形边方向，长度等于塑料托盘山字形边的边长；
作为优选，压力源的底面积尺寸为100毫米X1000毫米；重量为500公斤；
所述扫描组件包括激光表面扫描仪和扫描机架，其中扫描机架由扫描仪横梁、横梁升降槽和横梁立柱轨道槽实现激光表面扫描仪在塑料托盘上方任何位置的定位；
激光表面扫描仪发射激光光束，逐点扫描塑料托盘的左侧上表面和右侧上表面的表面结构；
作为优选，激光表面扫描仪采用漫反射聚焦成像三角测量法进行表面测量，激光光束以50度夹角范围在塑料托盘表面进行扫描测量；
作为优选，选用激光光束的波长为655纳米。
综上所述，本发明显著的技术效果在于：采用恒压外力和支撑托架模拟塑料托盘满负载时的受力情况，并由激光表面扫描仪测量塑料托盘上表面结构，以此检测塑料托盘内部物理特征的改变，具有测量精度高，自动化程度高，简单易行，非接触测量，对塑料托盘损伤小的优点，可广泛应用于烟草物流等行业的在用塑料托盘的物理特征检测。
附图说明
图1是本发明一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置的系统结构图。
具体实施方式
下面参考附图，对本发明技术方案进行详细描述。
如图1所示，本发明一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置系统结构图，系统结构由压力组件和扫描组件构成；
所述压力组件包括托盘支架102和压力源101，模拟塑料托盘100满负载受力情况；托盘支架102为两根条柱状支架，长度略大于塑料托盘100山字形边111的边长，选用实心钢材等坚固的材料，分别支撑在塑料托盘100山字形边111的两侧；
作为优选，托盘支架102的底面积尺寸为50毫米X1000毫米；间距为1100毫米；
压力源101为一根条柱状重物，产生的恒压外力110作用位置为塑料托盘100的正中间，且沿塑料托盘100的山字形边111方向，长度等于塑料托盘100山字形边111的边长；
作为优选，压力源101的底面积尺寸为100毫米X1000毫米；重量为500公斤；
由此在压力源101产生的恒压外力110和两个托盘支架102共同作用下，塑料托盘100将产生向下的弯曲弧度，测量该弧度的大小，以及塑料托盘100在满载受力情况下，左侧上表面112和右侧上表面113的表面结构形变，以检测塑料托盘100内部物理特征的变化情况；
所述扫描组件包括激光表面扫描仪103和扫描机架，其中扫描机架由扫描仪横梁104、横梁升降槽106和横梁立柱轨道槽107实现激光表面扫描仪103在三维空间中的扫描自由度；
具体地说，激光表面扫描仪103沿扫描仪横梁104上的扫描仪轨道槽105作直线移动，整个扫描仪横梁104沿横梁升降槽106作上下移动，整个横梁立柱114沿横梁立柱轨道槽107作直线移动，三个移动方向在立体空间中互相垂直；由此扫描机架的运动满足激光表面扫描仪103在塑料托盘100上方的任何位置的定点；
激光表面扫描仪103发射激光光束108，沿扫描坐标系109逐点扫描塑料托盘100的左侧上表面112和右侧上表面113的表面结构；
作为优选，激光表面扫描仪103采用漫反射聚焦成像三角测量法进行表面测量，激光光束108以50度夹角范围在塑料托盘100表面进行扫描测量；
作为优选，选用激光光束108的波长为655纳米。
本发明实施例优选参数均以适用于符合《烟草行业联运通用平托盘》(YC/T215-2007)标准的塑料托盘尺寸而设定。

Claims (5)

1.一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置，其特征在于：系统结构包括：压力组件和扫描组件；
所述压力组件包括托盘支架和压力源；托盘支架为两根条柱状支架，长度略大于塑料托盘山字形边的边长，以实心钢材为材料，分别支撑在塑料托盘山字形边的两侧；
所述压力源为一根条柱状重物，产生的恒压外力的作用位置为塑料托盘的正中间，且沿塑料托盘的山字形边方向，长度等于塑料托盘山字形边的边长；
所述扫描组件包括激光表面扫描仪和扫描机架，其中扫描机架由扫描仪横梁、横梁升降槽和横梁立柱轨道槽实现激光表面扫描仪在塑料托盘上方任何位置的定位；
所述激光表面扫描仪发射激光光束，逐点扫描塑料托盘的左侧上表面和右侧上表面的表面结构。
2.如权利要求1所述的一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置，其特征在于：所述托盘支架的底面积尺寸为50毫米X1000毫米；间距为1100毫米。
3.如权利要求1所述的一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置，其特征在于：所述压力源的底面积尺寸为100毫米X1000毫米；重量为500公斤。
4.如权利要求1所述的一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置，其特征在于：激光表面扫描仪采用漫反射聚焦成像三角测量法进行表面测量，激光光束以50度夹角范围在塑料托盘表面进行扫描测量。
5.如权利要求1所述的一种基于激光扫描的塑料托盘物理特征检测装置，其特征在于：所述激光表面扫描仪选用激光光束的波长为655纳米。
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