CN106442490A - 基于机器视觉的生肉兽药残留快速检测仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的快速检测仪，采用机器视觉技术，自动取试剂液、滴试剂液、搅拌粉碎、吸样品液、滴样品液，自动识别试纸条，自动判定检测结果，自动记录、储存、打印结果，自动连续完成检测过程中所涉及的一系列操作，包括定量吸液移液分配、样本粉碎、样品检测、吸管和刀头装卸过程的自动化及其检测等，实现了检测过程的自动化，避免人为和环境因素对检测结果的影响，操作简单、检测准确、速度快、省时省力，为生肉质量检测提供了一种很好的检测方法。

Description

基于机器视觉的生肉兽药残留快速检测仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体说是一种基于机器视觉的生肉兽药残留快速检测仪。

背景技术

肉类食品的安全供应关系到国计民生，其检测的质量和水平将直接影响食品的质量，密切关系着人们的生命安全，特别是在大型食堂、宾馆、饭店等就餐多的地方，应当对生肉进货质量进行检测，避免兽药残留等成分超标严重危害人们的身体健康。

动物中的兽药残留包括瘦肉精和抗生素等，瘦肉精检测主要有盐酸克伦特罗试纸条、莱克多巴胺试纸条和沙丁胺醇试纸条等，目前生肉兽药残留检测方法有很多，这些方法检测时间长、效率低、准确度不高。

肉中几乎包括了人体生长、发育和保健所需要的所有蛋白质、脂肪、碳水化合物、各种无机盐和维生素等主要营养物，肉类是人们极为重要的食物类别，目前肉类食品的需求量不断增大。随着畜牧业的现代化、集约化和规模化生产，兽药（包括兽药添加剂）在预防和治疗动物疾病，提高饲料利用率，促进生产和改善产品质量方面起到十分重要的作用，已成为畜牧业不可缺少的物质基础。由于使用不当和经济效益的驱使，畜牧业中滥用兽药的现象普遍存在，其后果导致兽药在动物源食品中残留，严重影响人类的健康。随着社会发展和生活水平的提高，人们对动物性食品质量安全的意识普遍提高，对肉类食品的品质要求也在进一步提升，必须对肉类质量进行快速、准确地检测。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种基于机器视觉的快速检测仪，特别提供了一种基于视觉技术的使用试纸条检测生肉中兽药残留的快速检测仪。

本发明另外提供了一种该基于机器视觉的快速检测仪的使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于机器视觉的快速检测仪，包括：机架；加液机构，所述加液机构包括设置在机架上的第一三维运动机构，所述第一三维运动机构与移液器座相连，移液器座上设有至少一个电动移液器；用于放置若干吸管的吸管放置区、吸管脱卸位、试剂放置区、样品放置区和试纸放置区，所述吸管放置区、吸管脱卸位、试剂放置区、样品放置区和试纸放置区排列在所述第一三维运动机构的下方且与电动移液器相对应；视觉识别系统，包括相机，所述相机设置在第一三维运动机构下方，或者机架上设有第二三维运动机构，所述机架设置在第二三维运动机构下方，所述相机与所述试纸放置区相对应；控制系统，所述控制系统与第一三维运动机构和/或第二三维运动装置、电动移液器、相机相连。

优选的，所述第一、第二三维运动机构均由设置在机架上的X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构组成。

优选的，所述X、Y、Z轴运动机构均包括电机、移动座及平行设置的丝杠和导向柱，其中丝杠与电机相连，移动座设置在丝杠和导向柱上，所述X轴运动机构的丝杠和导向柱设置在所述机架上，所述Y轴运动机构的丝杠和导向柱设置在X轴运动机构的移动座上，所述Z轴运动机构的丝框和导向柱设置在Y轴运动机构的移动座上。

优选的，所述移液器座设置在Z电动移液器的移动座上。

优选的，所述吸管脱卸位的上部装有吸管脱卸板，吸管脱卸板上加工有一排长槽，长槽的宽度大于吸液器下部的直径，但小于吸管的台阶面直径。

优选的，还包括吸管，所述吸管内或电动移液器下部的圆锥体上设置有微压传感器，所述微压传感器与控制系统相连。

优选的，还包括：

搅刀机构，包括所述第二三维运动机构；第二三维运动机构与搅刀座相连，搅刀座上端装有至少一个搅刀电机，搅刀电机的输出轴与搅刀连接件相连，搅刀连接件的下端用于连接搅刀；

搅刀放置区和搅刀脱卸位，所述搅刀放置区和搅刀脱卸位与搅刀连接件相对应，且所述第二三维运动机构和搅刀电机均与所述控制系统相连。

所述搅刀包括上部的搅刀柄和下部的搅刀头，所述搅刀头包括搅刀轴，搅刀轴上横向设置有若干搅刀片。

优选的，所述搅刀连接件下部轴向方向上设有内孔，搅刀连接件上设有横向圆孔，横向圆孔的里面装有钢球，钢球的外侧紧压有弹簧，弹簧的外端拧紧有螺钉；所述搅刀的上部具有与所述内孔相配合的搅刀柄，所述弹簧将钢珠挤住搅刀柄上，所述搅刀脱卸位包括长条孔，长条孔的宽度大于搅刀轴直径、小于搅刀头直径。

优选的，还包括放置在样品放置区的样品管，所述样品管内容设有滤网，

所述搅刀座上设有电磁装置，电磁装置与控制系统相连，电磁装置在通电时能够产生将滤网吸附在搅刀座上的电磁吸附力。

本发明还提供了上述基于机器视觉的快速检测仪的使用方法，包括以下步骤：

（1）该检测仪工作时，人工将若干个吸管放入吸管放置区，将一定量的试剂分别放入若干个试剂管放置区，将样品放在滤网中，将滤网连同样品对应放入样品管中，将若干个样品管连同样品、滤网放置到样品管放置区，将若干个搅刀放置到搅刀放置区，将若干个试纸放置到试纸放置区；

（2）装卸吸管和吸液滴液时，第一三维运动机构带动移液器座作在三维空间内移动，移液器座上装有若干个移液器，每个移液器上端装有微型电机，移液器的下部为圆锥形表面，当若干个移液器运动到吸管放置区的上部，移液器继续向下运动，移液器的下部圆锥形外表面与吸管的内圆锥表面楔紧，第一三维运动机构带动若干个吸管带入到试剂管放置区，继续向下运动，移液器上的微型电机启动，通过抽吸作用将一定量的试剂抽到试管中，运动到达样品管放置区的上部，继续向下运动，移液器上的微型电机再次启动，通过推动将一定量的试剂滴入到样品管中，吸管只能一次吸液，滴完后到达吸管脱卸位，在吸管脱卸位的上部装有吸管脱卸板，吸管脱卸板上加工有一排长槽，长槽的宽度大于吸液器下部的直径，但小于吸管的台阶面直径，一排吸管进入长槽后，吸液器向上移动，吸管上的台阶面被吸管脱卸板挡住，使得若干个吸管从移液器上卸下；

（3）装卸搅刀和搅刀工作时，第二三维运动机构带动搅刀座作在三维空间内移动，搅刀座上端装有搅刀电机，搅刀电机的输出轴与搅刀连接件相连，搅刀连接件的下部中心加工有长方形槽，搅刀的上部加工有长方体搅刀柄，搅刀柄插入搅刀连接件的中心长槽孔内，搅刀连接件上加工有横向圆孔，横向圆孔的里面装有钢球，钢球的外侧紧压有弹簧，弹簧的外端拧紧有螺钉；

当搅刀连接件到达搅刀放置区上若干个搅刀的位置时，继续下行，搅刀连接件的中心长槽孔与长方形搅刀柄垂直接触的长度越来越大，中心长槽孔的下端部与长方形搅刀柄的凸台接触后，下移结束，通过弹簧、钢球紧压搅刀柄，搅刀不会掉下来；若干个搅刀向上抬起并移动到样品管放置区，搅刀进入样品管中，启动搅刀电机，搅刀上的搅刀头转动，搅刀头逐渐搅碎样品；

样品搅碎后，利用电磁作用将滤网吸附在搅刀座上，将搅刀和滤网上提一定的高度，搅刀旋转将搅碎的样品中的液体从滤网中甩出，搅碎的样品保留在滤网中；然后将滤网及样品、搅刀与搅刀连接件一齐移动到搅刀脱卸位，电磁线圈断电，滤网及样品先卸下；

搅刀进入狭窄的长条孔中，长条孔的宽度大于搅刀直径，并小于搅刀头直径，当搅刀水平移动进入长条孔后，若干个搅刀连接件向上运动，由于搅刀头被挡，当向上的作用力大于钢球压紧力产生的轴向摩擦力时，若干个搅刀就会同时被卸下；

（4）视觉识别：第一三维运动机构带动移液器移动到吸管放置区时，移液器与吸管连接，然后一起移动到样品管放置区，吸管下移进入样品管的样品溶液中，移液器上的微型电机启动，通过抽吸作用将一定量的样品溶液抽到试管中，吸管继续运动到达试纸放置区，将样品溶液滴到试纸上，在吸管脱卸位卸下试管；经过短暂时间，样品溶液与试纸发生反应，根据兽药残留量的大小，试纸显示不同的颜色，经相机摄取图像、图像处理与识别，在检测仪面板上自动显示兽药残留值，并存入检测仪系统中。

本发明的快速检测仪采用机器视觉技术，自动取试剂液、滴试剂液、搅拌粉碎、吸样品液、滴样品液，自动识别试纸条，自动判定检测结果，自动记录、储存、打印结果，自动连续完成检测过程中所涉及的一系列操作，包括定量吸液移液分配、样本粉碎、样品检测、吸管和刀头装卸过程的自动化及其检测等，实现了检测过程的自动化，避免人为和环境因素对检测结果的影响，操作简单、检测准确、速度快、省时省力，为生肉质量检测提供了一种很好的检测方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明检测仪的三维结构图。

图2是本发明检测仪的主视结构图。

图3是本发明检测仪的俯视结构图。

图4是本发明卸试管时部分结构图。

图5是本发明搅刀座和搅刀的连接结构图。

附图标记说明：

搅刀臂电机1；加液臂电机2；加液臂丝杠3；加液臂导向柱4；搅刀臂5；搅刀臂导向柱6；搅刀座电机7；样品放置区8；吸管脱卸位9；试剂放置区10；吸管放置区11；搅刀臂丝杠12；加液臂13；加液柱电机14；龙门框架15；加液柱丝杠16；加液柱导向柱17；移液器电机18；加液柱19；移液器导向柱20；移液器座21；移液器22；吸管23；加液臂滑动架24；刀臂滑动架25；仪器机座26；搅刀柱导向柱27；搅刀柱丝杠28；搅刀脱卸位29；搅刀放置区30；试纸放置区31；搅刀柱电机32；搅刀柱33；搅刀座34；搅刀座丝杠35；搅刀36；搅刀柄36-1；搅刀头36-2；移液器丝杠37；吸管脱卸板38；搅刀电机39；搅刀连接件40；中心长槽孔40-1；横向圆孔40-2；钢球40-3；弹簧40-4；螺钉40-5；相机41。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例的基于机器视觉的生肉兽药残留快速检测仪。如图1-5所示，结构如下：

1.1 主要机械结构

该生肉兽药残留快速检测仪的机械结构包括机架和设置在机架上的加液机构和搅刀机构。机架包括龙门框架15和仪器机座26，龙门框架15固定在仪器机座26上。加液机构包括第一三维运动机构和移液器座21，移液器座21上设有至少一个电动的移液器22。搅刀机构包括第二三维运动机构和搅刀座34，搅刀座34上端装有至少一个搅刀电机39，搅刀电机39的输出轴与搅刀连接件40相连，搅刀连接件40的下端用于连接搅刀36。

第一、第二三维运动机构均由设置在机架上的X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构组成。

具体而言，第一三维运动机构包括平行设置在龙门框架15一端的加液臂丝杠3和加液臂导向柱4，加液臂丝杠3连接加液臂电机2，加液臂13（移动座）设置在加液臂丝杠3和加液臂导向柱4上。龙门框架15的另一端具有加液臂滑动架24，加液臂13延伸至龙门框架15的另一端，与加液臂滑动架24相连。加液臂13上平行设置有加液柱丝杠16和加液柱导向柱17，加液柱丝杠16与加液柱电机14相连。加液柱19（另一移动座）设置在加液柱丝杠16和加液柱导向柱17上。加液柱19向下伸出，加液柱19上下两端之间设置竖向的移液器丝杠37和移液器导向柱20，移液器丝杠37与移液器22电机18相连。移液器丝杠37和移液器导向柱20上设有移液器座21，移液器座21上设有若干电动移液器22。

第二三维运动机构包括平行设置在龙门框架15一端的搅刀臂丝杠12和搅刀臂导向柱6，搅刀臂丝杠12连接搅刀臂电机1，搅刀臂5（移动座）设置在搅刀臂丝杠12和搅刀臂导向柱6上。龙门框架15的另一端具有刀臂滑动架25，搅刀臂5延伸到龙门框架15的另一端，与刀臂滑动架25连接。搅刀臂5上平行设置有搅刀柱丝杠28和搅刀柱导向柱27，搅刀柱丝杠28与搅刀柱电机32相连。搅刀柱33（另一移动座）设置在搅刀柱丝杠28和搅刀柱导向柱27上。搅刀柱33向下伸出，搅刀柱33上下两端之间设置竖向的搅刀座丝杠35和搅刀座导向柱，搅刀座丝杠35与搅刀座电机7相连。搅刀座丝杠35和搅刀座导向柱上设有搅刀座34，搅刀座34上设有若干搅刀电机39，搅刀电机39的输出轴与搅刀连接件40相连，搅刀连接件40的下端用于连接搅刀36。

加液臂13和搅刀臂5分别沿着龙门框架15左右运动，加液柱19和搅刀柱33分别沿加液臂13和搅刀臂5沿前后运动，移液器座21和搅刀座34分别沿加液柱19和搅刀柱33上下运动。加液臂13、加液柱19和移液器座21分别由电机和滚珠丝杠带动，作三个相互垂直的直角坐标移动；搅刀臂5、搅刀柱33和搅刀座34同样分别由电机和滚珠丝杠带动，作三个相互垂直的直角坐标移动，两部分相互独立运动，相互不发生碰撞和干涉现象，该快速检测仪主要结构如图1~3所示。

1.2 吸液滴液装置

吸液滴液装置由若干移液器22和对应的吸管23组成，移液器22上装有吸管23，每个移液器22和吸管23都可以独立地吸液和滴液，也可以同时吸液和滴液。吸管23采用塑料材料制成，可以从市场上买到，移液器22上装有微型减速电机，通过移液器22内的活塞上、下移动，实现吸管23吸液和滴液，如图2所示。

仪器机座26上从左向右依次设置有吸管放置区11、试剂放置区10、吸管脱卸位9、样品放置区8、搅刀脱卸位29、搅刀放置区30和试纸放置区31。该吸液滴液装置的主要工作过程是：装载吸管、吸试剂液、滴试剂液、脱卸吸管、装载吸管、吸样品液、滴样品液、脱卸吸管等，可以实现一次吸液多次均匀分配滴液。

装载吸管23是依靠吸液滴液装置上的移液器22的下移，移液器22下部的圆锥体与吸管23上部的圆锥孔楔紧（吸管23放在吸管架上），将吸管23楔紧在移液器22上，随移液器22一起移动。吸液滴液装置上的移液器22的下移距离需要精确控制，使得楔紧力既能满足吸管23装载在移液器22上，又能方便地从移液器22上卸下吸管23。

在吸管脱卸位9，一排吸管23水平挤进长槽中，然后吸液滴液装置和移液器22向上移动，吸管23上的台阶面被挡住，使得吸管23从移液器22上卸下。

1.3 装载和脱卸搅刀36

搅刀柱33运动到搅刀放置区30，搅刀柱33端部的快装部件搅刀36快速结合，完成搅刀36的安装，具体结构是搅刀柱33的下部轴向方向上设有长方形内孔，在某一截面上加工有通孔，通孔内放有两个钢珠（钢球40-3）和弹簧40-4，搅刀柄36-1加工有长方体，该长方体装入搅刀柱33上的长方形内孔中，搅刀柱33上左右两个钢球40-3通过弹簧40-4挤进在搅刀柄36-1上的平面上，保证搅刀36不会从搅刀柱33上掉下来，长方体配合结构保证搅刀36不会相对搅刀柱33转动。

生肉样品搅碎后，搅刀36移动到分离区，搅刀36进入狭窄的长条孔中，长条孔的宽度大于搅刀36轴直径，并小于搅刀头36-2直径，当搅刀36水平移动进入长条孔后，若干个搅刀柱33向上运动，由于搅刀头36-2被挡，当向上的作用力大于钢球40-3压紧力产生的轴向摩擦力时，若干个搅刀36就会同时被卸下。

1.4 滤网的固定和脱卸

人工装检测的生肉样品时，将滤网放置到样本容器（样品管）中，再将生肉样品放置在滤网中，然后将生肉样品、滤网和容器一起放到该快速检测仪的样品容器工作位置。搅刀36在电机带动下高速旋转搅碎生肉样品，此时滤网固定不动。

当样品搅碎后，利用电磁作用将滤网吸附在搅刀座34上，将搅刀36和滤网上提一定的高度，搅刀36旋转将搅碎的生肉样品中的液体从滤网中甩出。然后将滤网、搅刀36与搅刀柱33一齐移动到滤网和搅刀脱卸位29，电磁线圈断电，滤网先卸下，再卸下搅刀36。

2 视觉识别试纸条

该检测仪采用机器视觉技术识别试纸条，生肉的兽药残留主要有盐酸克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇等成分，这些检测项目都有现成的试纸条，采用该检测仪就很方便快捷地检测生肉中的兽药残留。该检测仪具体工作过程是：将搅碎后的生肉样品溶液滴在试纸条上，如果生肉中带有兽药残留，滴上生肉样品溶液的试纸条就会根据兽药残留的浓度不同，显示不同的颜色，经过机器视觉识别颜色，即可判断是否有兽药残留或残留量的大小。检测仪将结果显示在控制面板上，并存入仪器系统中，也能打印出兽药残留结果。该仪器可以同时显示出多个不同的检测结果，并生成相应的检验报告单。

该检测仪的试纸条图像处理和识别系统的程序是：检测仪上的相机41获取滴液的试纸条的图像信息，然后进行图像平滑、图像分割、图像平滑、图像增强和图像模式识别，最后进行结果判定、信息存储和信息显示。由于工作时可以同时检测若干个试纸条，每个试纸条是等距离放置，所以要对每个试纸条中感兴趣的目标边界进行分割，采用Otsu自适应阈值法对分离的单个图像进行二值化处理，去除多余的无用的图像信息；使用自适应中值滤波器等去除图像采集中的脉冲噪声和高斯噪声；采用CLAHE等图像增强方法改善图像质量，使得图像信息量更加丰富；基于特征加权匹配模板算法对目标图像处理，确定出检测的兽药残留量。

3 仪器状态检测和报警系统

3.1 液面检测

为了使试管刚好插入试剂容器或样品容器中吸取溶液（试管插入过多时，试管外部有溶液容易在移动过程中滴下；试管插入过少时，影响试管吸液），该检测仪设置了液面检测功能，利用置于吸嘴内部的微压传感器进行试剂或样品液面的检测，根据吸嘴的吸取压力大小判定试剂和样品的液面高度。

3.2 吸管23吸液空吸和堵塞检测

由于吸管23空吸或堵塞与正常吸液产生的压力是不同，吸管23吸液空吸和堵塞的检测采用置于吸嘴内部的微压传感器进行检测判断。推液一般不会发生堵塞（每次所用吸管23都是新的，溶液能吸上来就能推出去），万一发生堵塞时，就会因推力过大从而报警。

3.3 吸管23或搅刀36装卸错误

加液柱19和搅刀柱33上都装有检测传感器，检测装/卸吸管23和搅刀36是否成功。若装/卸不正确，则在显示屏上显示报警信息，发出声光报警，检测仪就会自动停止工作。

3.4 吸管23不在脱卸位置脱卸

吸管23如果不在脱卸位置脱卸，加液柱19上的检测传感器就会检测到脱卸不正确，显示屏就会显示报警，检测仪自动停止工作。

3.5 滤网装脱错误

采用霍尔传感器检测滤网是否安放到搅刀座34上，在脱卸位置是否正确脱卸，若出现滤网装脱错误，仪器就会报警并停止工作。

4 使用方法

该检测仪工作时，人工将若干个吸管23放入吸管放置区11，将一定量的试剂分别放入若干个试剂管放置区（试剂放置区10），将生肉放在滤网中，将滤网连同生肉对应放入样品管中，将若干个样品管连同生肉、滤网放置到样品管放置区（样品放置区8），将若干个搅刀36放置到搅刀放置区30，将若干个试纸放置到试纸放置区31。

装卸吸管23和吸液滴液时，在加液臂导向柱4的导向下，加液臂电机2带动加液臂丝杠3使得加液臂13左右移动；在加液柱导向柱17导向下，加液柱电机14带动加液柱丝杠16使得加液柱19前后移动；在移液器导向柱20导向下，移液器电机18带动移液器丝杠37使得移液器座21上下移动。移液器座21上装有若干个移液器22，每个移液器22上端装有微型电机，移液器22的下部为圆锥形表面，当若干个移液器22通过三个相互垂直的运动到吸管放置区11的上部，移液器22继续向下运动，移液器22的下部圆锥形外表面与吸管23的内圆锥表面楔紧，通过三个相互垂直电机的带动将若干个吸管23带入到试剂放置区10，继续向下运动，移液器22上的微型电机启动，通过抽吸作用将一定量的试剂抽到试管中，三个相互垂直运动的电机继续运动到达样品放置区8的上部，继续向下运动，移液器22上的微型电机再次启动，通过推动将一定量的试剂滴入到样品管中（可以一次滴出，也可以几次定量滴出），吸管23只能一次吸液，滴完后三个相互直线移动使吸管23到达吸管脱卸位9，在吸管脱卸位9的上部装有吸管脱卸板38，吸管脱卸板38上加工有一排长槽，长槽的宽度大于吸液器下部的直径，但小于吸管23的台阶面直径，一排吸管23进入长槽后，吸液器向上移动，吸管23上的台阶面被吸管脱卸板38挡住，使得若干个吸管23从移液器22上卸下。

装卸搅刀36和搅刀36工作时，在搅刀臂导向柱6导向下，搅刀臂电机1带动搅刀臂丝杠12使得搅刀臂5左右移动；在搅刀柱导向柱27的导向下，搅刀柱电机32带动搅刀柱丝杠28使得搅刀柱33前后移动；在搅刀座导向柱导向下，搅刀座电机7带动搅刀座丝杠35使得搅刀座34上下移动。搅刀座34上端装有搅刀电机39，搅刀电机39的输出轴与搅刀连接件40相连，搅刀连接件40的下部中心加工有长方形槽，搅刀36的上部加工有长方体搅刀柄36-1，搅刀柄36-1插入搅刀连接件40的中心长槽孔40-1内，搅刀连接件40上加工有横向圆孔40-2，横向圆孔40-2的里面装有钢球40-3，钢球40-3的外侧紧压有弹簧40-4，弹簧40-4的外端拧紧有螺钉40-5。

在搅刀臂电机1、搅刀柱电机32、搅刀座电机7分别带动下搅刀连接件40在三维空间内移动，当搅刀连接件40到达搅刀放置区30上若干个搅刀36的位置时，继续下行，搅刀连接件40的中心长槽孔40-1与长方形搅刀柄36-1垂直接触的长度越来越大，中心长槽孔40-1的下端部与长方形搅刀柄36-1的凸台接触后，下移结束，通过弹簧40-4、钢球40-3紧压搅刀柄36-1，搅刀36不会掉下来。若干个搅刀36向上抬起并移动到样品管放置区8，搅刀36进入样品管中，启动搅刀电机39，搅刀36上的搅刀头（搅刀片）36-2转动，搅刀头36-2逐渐搅碎生肉样品。

生肉样品搅碎后，利用电磁作用将滤网吸附在搅刀座34上，将搅刀36和滤网上提一定的高度，搅刀36旋转将搅碎的生肉样品中的液体从滤网中甩出，搅碎的生肉样品保留在滤网中。然后将滤网及生肉样品、搅刀36与搅刀连接件40一齐移动到搅刀脱卸位29，电磁线圈断电，滤网及生肉样品先卸下。

搅刀36进入狭窄的长条孔中，长条孔的宽度大于搅刀36直径，并小于搅刀头36-2直径，当搅刀36水平移动进入长条孔后，若干个搅刀连接件40向上运动，由于搅刀头36-2被挡，当向上的作用力大于钢球40-3压紧力产生的轴向摩擦力时，若干个搅刀36就会同时被卸下。

视觉识别试纸条：加液臂13、加液柱19、、吸液滴液装置21、移液器22运动，当移动到吸管放置区11时，移液器22与吸管23连接，然后一起移动到样品管放置区8，吸管23下移进入样品管的生肉溶液中，移液器22上的微型电机启动，通过抽吸作用将一定量的生肉溶液抽到试管中，吸管23继续运动到达试纸放置区31，将生肉溶液滴到试纸上，在吸管脱卸位9卸下试管（试管只能用一次）。经过短暂时间，生肉溶液与试纸发生反应，根据兽药残留量的大小，试纸显示不同的颜色，经相机41摄取图像、图像处理与识别，在检测仪面板上自动显示兽药残留值，并存入检测仪系统中。该检测仪可以同时显示出多个不同的检测结果，并生成并打印相应的检测报告单。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例；本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型；本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于，包括：

机架；

加液机构，所述加液机构包括设置在机架上的第一三维运动机构，所述第一三维运动机构与移液器座相连，移液器座上设有至少一个电动移液器；

用于放置若干吸管的吸管放置区、吸管脱卸位、试剂放置区、样品放置区和试纸放置区，所述吸管放置区、吸管脱卸位、试剂放置区、样品放置区和试纸放置区排列在所述第一三维运动机构的下方且与电动移液器相对应；

视觉识别系统，包括相机，所述相机设置在第一三维运动机构下方，或者机架上设有第二三维运动机构，所述机架设置在第二三维运动机构下方，所述相机与所述试纸放置区相对应；

控制系统，所述控制系统与第一三维运动机构和/或第二三维运动装置、电动移液器、相机相连。

2.根据权利要求1所述的样品快速检测仪，其特征在于，所述第一、第二三维运动机构均由设置在机架上的X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构组成。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于，所述X、Y、Z轴运动机构均包括电机、移动座及平行设置的丝杠和导向柱，其中丝杠与电机相连，移动座设置在丝杠和导向柱上，所述X轴运动机构的丝杠和导向柱设置在所述机架上，所述Y轴运动机构的丝杠和导向柱设置在X轴运动机构的移动座上，所述Z轴运动机构的丝框和导向柱设置在Y轴运动机构的移动座上。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于，所述移液器座设置在Z电动移液器的移动座上。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于，所述吸管脱卸位的上部装有吸管脱卸板，吸管脱卸板上加工有一排长槽，长槽的宽度大于吸液器下部的直径，但小于吸管的台阶面直径。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于，还包括吸管，所述吸管内或电动移液器下部的圆锥体上设置有微压传感器，所述微压传感器与控制系统相连。

7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于，还包括：

搅刀机构，包括所述第二三维运动机构；第二三维运动机构与搅刀座相连，搅刀座上端装有至少一个搅刀电机，搅刀电机的输出轴与搅刀连接件相连，搅刀连接件的下端用于连接搅刀；

搅刀放置区和搅刀脱卸位，所述搅刀放置区和搅刀脱卸位与搅刀连接件相对应，且所述第二三维运动机构和搅刀电机均与所述控制系统相连。

8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于，所述搅刀连接件下部轴向方向上设有内孔，搅刀连接件上设有横向圆孔，横向圆孔的里面装有钢球，钢球的外侧紧压有弹簧，弹簧的外端拧紧有螺钉；所述搅刀的上部具有与所述内孔相配合的搅刀柄，所述弹簧将钢珠挤住搅刀柄上，所述搅刀脱卸位包括长条孔，长条孔的宽度大于搅刀轴直径、小于搅刀头直径。

9.根据权利要求7所述的基于机器视觉的快速检测仪，其特征在于：

还包括放置在样品放置区的样品管，所述样品管内容设有滤网，

所述搅刀座上设有电磁装置，电磁装置与控制系统相连，电磁装置在通电时能够产生将滤网吸附在搅刀座上的电磁吸附力。

10.权利要求9所述的基于机器视觉的快速检测仪的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）该检测仪工作时，人工将若干个吸管放入吸管放置区，将一定量的试剂分别放入若干个试剂管放置区，将样品放在滤网中，将滤网连同样品对应放入样品管中，将若干个样品管连同样品、滤网放置到样品管放置区，将若干个搅刀放置到搅刀放置区，将若干个试纸放置到试纸放置区；

（2）装卸吸管和吸液滴液时，第一三维运动机构带动移液器座作在三维空间内移动，移液器座上装有若干个移液器，每个移液器上端装有微型电机，移液器的下部为圆锥形表面，当若干个移液器运动到吸管放置区的上部，移液器继续向下运动，移液器的下部圆锥形外表面与吸管的内圆锥表面楔紧，第一三维运动机构带动若干个吸管带入到试剂管放置区，继续向下运动，移液器上的微型电机启动，通过抽吸作用将一定量的试剂抽到试管中，运动到达样品管放置区的上部，继续向下运动，移液器上的微型电机再次启动，通过推动将一定量的试剂滴入到样品管中，吸管只能一次吸液，滴完后到达吸管脱卸位，在吸管脱卸位的上部装有吸管脱卸板，吸管脱卸板上加工有一排长槽，长槽的宽度大于吸液器下部的直径，但小于吸管的台阶面直径，一排吸管进入长槽后，吸液器向上移动，吸管上的台阶面被吸管脱卸板挡住，使得若干个吸管从移液器上卸下；

（3） 装卸搅刀和搅刀工作时，第二三维运动机构带动搅刀座作在三维空间内移动，搅刀座上端装有搅刀电机，搅刀电机的输出轴与搅刀连接件相连，搅刀连接件的下部中心加工有长方形槽，搅刀的上部加工有长方体搅刀柄，搅刀柄插入搅刀连接件的中心长槽孔内，搅刀连接件上加工有横向圆孔，横向圆孔的里面装有钢球，钢球的外侧紧压有弹簧，弹簧的外端拧紧有螺钉；

当搅刀连接件到达搅刀放置区上若干个搅刀的位置时，继续下行，搅刀连接件的中心长槽孔与长方形搅刀柄垂直接触的长度越来越大，中心长槽孔的下端部与长方形搅刀柄的凸台接触后，下移结束，通过弹簧、钢球紧压搅刀柄，搅刀不会掉下来；若干个搅刀向上抬起并移动到样品管放置区，搅刀进入样品管中，启动搅刀电机，搅刀上的搅刀头转动，搅刀头逐渐搅碎样品；

样品搅碎后，利用电磁作用将滤网吸附在搅刀座上，将搅刀和滤网上提一定的高度，搅刀旋转将搅碎的样品中的液体从滤网中甩出，搅碎的样品保留在滤网中；然后将滤网及样品、搅刀与搅刀连接件一齐移动到搅刀脱卸位，电磁线圈断电，滤网及样品先卸下；

搅刀进入狭窄的长条孔中，长条孔的宽度大于搅刀直径，并小于搅刀头直径，当搅刀水平移动进入长条孔后，若干个搅刀连接件向上运动，由于搅刀头被挡，当向上的作用力大于钢球压紧力产生的轴向摩擦力时，若干个搅刀就会同时被卸下；

（4）视觉识别：第一三维运动机构带动移液器移动到吸管放置区时，移液器与吸管连接，然后一起移动到样品管放置区，吸管下移进入样品管的样品溶液中，移液器上的微型电机启动，通过抽吸作用将一定量的样品溶液抽到试管中，吸管继续运动到达试纸放置区，将样品溶液滴到试纸上，在吸管脱卸位卸下试管；经过短暂时间，样品溶液与试纸发生反应，根据兽药残留量的大小，试纸显示不同的颜色，经相机摄取图像、图像处理与识别，在检测仪面板上自动显示兽药残留值，并存入检测仪系统中。