CN110238074B - 一种基于色彩识别的纽扣分选机及其分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于色彩识别的纽扣分选机及其分选方法，通过设置纽扣铺平组件和分选组件两大部分，尤其在分选组件中设置色彩识别仪和道岔变换器，利用色彩识别仪对纽扣进行色彩识别，并将识别到的颜色与数据库进行比对，最终由单片机驱动道岔变换器工作，将不同颜色的纽扣利用可变道岔分选至对应栅格中，最终落入收料盒。在进一步的实施例中，可变道岔的宽度为纽扣直径的1.3倍，能够使得纽扣依次按序通过道岔，在留给纽扣活动空间的同时有效弊端多个纽扣并排通过造成遗漏。通过将色标传感器与第二传送道之间形成75度夹角，有效防止垂直照射造成镜面反射影响颜色识别准确率，辅以遮光罩，避免环境光线对结果产生影响。

Description

一种基于色彩识别的纽扣分选机及其分选方法

技术领域

本发明涉及一种分选机，具体涉及一种基于色彩识别的纽扣分选机及其分选方法。

背景技术

分选机是一种将产品根据不同需求（如重量、金属、密度）分离出来的设备，分选机极大地减轻了工人负担，在实现高效率分选的同时保证了分选正确率。

在服装生产领域，服装厂需要对服装纽扣进行大规模生产以满足供给需求，针对不同颜色风格的服饰，纽扣的颜色也不同，这就需要对其按照颜色进行分选并存储。

现有技术中服装厂通常在一条生产线上生产纽扣，然后将纽扣按批次在不同颜色的染缸内染色，最终通过多条生产线运输并打包存储，这种方式对厂房的占用面积较大，不利于降低生产成本，而现有的分选机通常只能针对金属纽扣和塑料纽扣进行风力分选，对于同等材质、而不同颜色的纽扣分选显得力不从心。

发明内容

发明目的：提供一种基于色彩识别的纽扣分选机及其分选方法，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种基于色彩识别的纽扣分选机，包括纽扣铺平组件和分选组件两大部分。

其中，纽扣铺平组件，包括固定在地面上的振动发生器，以及安装在所述振动发生器上的第一传送道；

分选组件，包括若干支架，架设固定在所述支架上、且与所述第一传送道承接的第二传送道，分别通过龙门架架设在所述第二传送道上的色彩识别仪和道岔变换器，安装在所述第二传送道上、且位于所述色彩识别仪下方的汇料道，固定在所述第二传送道一侧的多个出料道，以及设置在地面上、且与所述出料道的末端承接的收料盒。

在进一步的实施例中，所述道岔变换器包括固定在所述龙门架上的基板，固定在所述基板上的舵机，固定在所述舵机的输出轴上的连杆，以及与所述连杆连接固定的可变道岔。舵机的动作迅速灵敏、能够快速响应带动可变道岔变轨。

在进一步的实施例中，所述连杆上设有预定长度及宽度的条形孔，所述可变道岔的宽度为纽扣直径的1.3倍，所述可变道岔的一端上部焊接有调节板，所述调节板上设有螺纹孔，所述条形孔与螺纹孔匹配，所述连杆与调节板通过螺栓锁紧。条形孔对调节板的位置起调整作用，将可变道岔的宽度设为直径的1.3倍能够使得纽扣恰好一次通过一个，便于纽扣依次有序通过可变道岔而不拥堵。

在进一步的实施例中，所述汇料道靠近第一传送道的一端呈扩张状，靠近道岔变换器的一端呈收敛状、且宽度与所述可变道岔的宽度相等。呈扩张状的一端用于汇聚从生产线上落入的纽扣，呈收敛状的一端用于与可变道岔接合。

在进一步的实施例中，所述出料道包括多个等间距固定的隔板，相临两个隔板构成栅格，栅格的间距为1.3倍的纽扣直径，所述隔板的一段位于第二传送道上，另一段伸出第二传送道。栅格用于与可变道岔接合，经过颜色识别而分选出的纽扣进入不同栅格，最终从对应栅格的末端落入收料盒中，1.3倍纽扣直径的栅格间距能够预留给纽扣依次通过的空间而不拥堵，有效防止多个纽扣并排通过造成遗漏。

在进一步的实施例中，所述隔板伸出第二传送道的部分设有两段斜率，远离收料盒的部分斜率为45度，靠近收料盒的部分斜率为20度。第一段斜率设为45度，用于为脱离第二传送道的纽扣提供预定的初始速度，第二段斜率设为20度用于减弱纽扣即将落入收料盒时的动能，引导纽扣恰好落入下方的收料盒内，完成收料工作。

在进一步的实施例中，所述色彩识别仪包括色标传感器，以及与所述色标传感器电性连接的STC89C52单片机，所述STC89C52单片机与所述舵机之间通过控制电路电性连接，所述色标传感器的镜头外围设有遮光罩。色标传感器用于分析被测物体的颜色，并将测得的数据与数据库中的颜色进行比对，将数据传输至STC89C52单片机，由单片机控制控制电路进而带动舵机做出相应动作。通过在色标传感器的镜头外围设置遮光罩，能够有效防止外部环境光线对测量值造成影响。

在进一步的实施例中，所述色标传感器与第二传送道之间形成75度夹角。采用75度夹角而非完全垂直呈90度鉴于以下情况考虑，如果色标传感器与第二传送道支架完全垂直，则色标传感器发出的调制光源回在纽扣表面形成镜面反射，反射回色标传感器的光线则会失真，导致最终测出的色彩值不准确；而采用75度则能够有效解决这一问题。

一种基于色彩识别的纽扣分选机的分选方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、第一传送道用于承接与传送从流水线上生产出的不同颜色的纽扣；

S2、振动发生器启动，带动第一传送道以预定振幅和频率不断振动，确保纽扣在第一传送道上处于平铺状态；

S3、不同颜色的纽扣进入第二传送道，并汇入汇料道；

S4、色彩识别仪全程启动，当纽扣流经色彩识别仪时，色彩识别仪对纽扣颜色实时采样，并根据采集到的颜色控制舵机工作，由舵机带动可变道岔摆动；

S5、可变道岔根据纽扣的不同颜色将其引导至出料道的对应栅格内；

S6、进入栅格后的纽扣前半段仍然利用第二传送道传送，直至进入后半段，利用栅格的两段斜率获得预定的加速度，最终将分选出的纽扣引导至对应收料盒中。

在进一步的实施例中，所述色彩识别仪包括以下步骤：

S401、利用色标传感器同时发出R、G、B三种标准色的调制光源；

S402、根据纽扣的实际颜色，调制光源的部分波段被接收，部分波段被反射回色标传感器；

S403、色标传感器根据接收光信号的值进行计算并与阈值对比，进而区分不同颜色。

有益效果：本发明涉及一种基于色彩识别的纽扣分选机及其分选方法，通过设置纽扣铺平组件和分选组件两大部分，尤其在分选组件中设置色彩识别仪和道岔变换器，利用色彩识别仪对纽扣进行色彩识别，并将识别到的颜色与数据库进行比对，最终由单片机驱动道岔变换器工作，将不同颜色的纽扣利用可变道岔分选至对应栅格中，最终落入收料盒。在进一步的实施例中，可变道岔的宽度为纽扣直径的1.3倍，能够使得纽扣依次按序通过道岔，在留给纽扣活动空间的同时有效弊端多个纽扣并排通过造成遗漏。通过将色标传感器与第二传送道之间形成75度夹角，有效防止垂直照射造成镜面反射影响颜色识别准确率，辅以遮光罩，避免环境光线对结果产生影响。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明中道岔变换器的结构示意图。

图3为本发明色彩识别仪的工作流程图。

图4为本发明中振动发生器的立体剖切图。

图5为本发明中振动发生器的截面图。

图6为本发明振动发生器中线性马达的结构示意图。

图7为本发明振动发生器中板簧的结构示意图。

图中各附图标记为：振动发生器1、基座101、活板102、压紧板103、板簧104、弹簧钢104a、缓冲垫104b、螺栓105、弹性垫圈106、配重块107、安装架108、电磁铁109、线性马达110、壳体110a、初级绕组110b、次级绕组110c、滚珠110d、筒体110e、弹簧110f、线圈110g、磁极110h、第一传送道2、纽扣3、第二传送道4、色彩识别仪5、龙门架6、道岔变换器7、舵机701、连杆702、条形孔703、可变道岔704、调节板705、出料道8、收料盒9、支架10、汇料道11。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图7所示，本发明公开了一种基于色彩识别的纽扣分选机及其分选方法，其中，一种基于色彩识别的纽扣分选机包括振动发生器1、第一传送道2、支架10、第二传送道4、色彩识别仪5、道岔变换器7、汇料道11、出料道8、收料盒9。所述振动发生器1固定在地面上，所述第一传送道2安装在所述振动发生器1上，所述支架10为若干个并固定在地面上、且位于所述振动发生器1的一侧，所述第二传送道4架设固定在所述支架10上、且与所述第一传送道2承接，所述第二传送道4上设有两个龙门架6，所述色彩识别仪5和道岔变换器7分别架设固定在所述龙门架6上，所述汇料道11安装在所述第二传送道4上、且位于所述色彩识别仪5的下方，所述出料道8固定在所述第二传送道4的一侧，所述收料盒9设置在地面上、且与所述出料道8的末端承接。所述道岔变换器7包括基板，所述基板固定在所述龙门架6上，所述基板上固定有舵机701，所述舵机701的输出轴上固定有连杆702，所述连杆702上连接固定有可变道岔704，所述连杆702上设有预定长度及宽度的条形孔703，所述可变道岔704的宽度为纽扣3直径的1.3倍，所述可变道岔704的一端上部焊接有调节板705，所述调节板705上设有螺纹孔，所述条形孔703与螺纹孔匹配，所述连杆702与调节板705通过螺栓105锁紧。所述汇料道11靠近第一传送道2的一端呈扩张状，靠近道岔变换器7的一端呈收敛状、且宽度与所述可变道岔704的宽度相等。所述出料道8包括多个等间距固定的隔板，相临两个隔板构成栅格，栅格的间距为1.3倍的纽扣3直径，所述隔板的一段位于第二传送道4上，另一段伸出第二传送道4。所述隔板伸出第二传送道4的部分设有两段斜率，远离收料盒9的部分斜率为45度，靠近收料盒9的部分斜率为20度。所述色彩识别仪5包括色标传感器，以及与所述色标传感器电性连接的STC89C52单片机，所述STC89C52单片机与所述舵机701之间通过控制电路电性连接，所述色标传感器的镜头外围设有遮光罩。所述色标传感器与第二传送道4之间形成75度夹角。所述振动发生器1包括基座101、活板102、板簧104、电磁铁109、衔铁、线性马达110、弹簧110f、配重块107，所述基座101固定在地面上，所述活板102平行设置在所述基座101上方并通过板簧104连接，所述板簧104连接在所述基座101和活板102两侧。所述电磁铁109设置在所述基础组件内部上端，所述衔铁设置在所述电磁铁109一侧、且与所述活板102焊接固定，所述线性马达110设置在所述电磁铁109上部，所述线性马达110的两端通过弹簧110f与所述活板102连接，所述线性马达110包括壳体110a、直线电机、滚珠滑筒，所述直线电机设置在所述壳体110a内，所述滚珠滑筒连接在所述直线电机的一端，所述配重块107设置在所述基础组件内部下端、且与所述板簧104连接。所述基座101、活板102、板簧104构成中空区域，所述电磁铁109和线性马达110并列设置、并通过安装架108固定在该中空区域内。所述板簧104包括多片弹簧钢104a，所述弹簧钢104a的两端设有穿孔，所述活板102和基座101的两端设有螺纹孔，所述板簧104的两端通过压紧板103和螺栓105将多片弹簧钢104a分别与基座101和活板102连接锁紧。所述直线电机包括相互平行设置、且留有预定间隙的初级绕组110b和次级绕组110c，所述次级绕组110c上缠绕有线圈110g，所述初级绕组110b上等距离内嵌有多个磁极110h。所述滚珠滑筒连接在所述初级绕组110b的一端，所述滚珠滑筒包括筒体110e，以及内嵌在所述筒体110e边缘处的多个滚珠110d，所述滚珠110d与所述壳体110a的内壁接触构成滚动摩擦。相邻两片弹簧钢104a之间垫设有缓冲垫104b，所述螺栓105与压紧板103之间设有弹性垫圈106。

根据上述技术方案，本发明具体的工作过程如下：第一传送道2用于承接与传送从流水线上生产出的不同颜色的纽扣3；振动发生器1启动，带动第一传送道2以预定振幅和频率不断振动，确保纽扣3在第一传送道2上处于平铺状态；振动发生器1的工作原理如下：首先对电磁铁109通电，电磁铁109是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈110g像磁铁一样具有磁性，当对电磁铁109通电时会产生磁性，断电后磁性立刻消失，当电磁铁109产生磁性时，磁力吸住衔铁，并由衔铁拉动活板102朝向电磁铁109的方向运动，当电磁铁109磁性消失时，活板102由板簧104蓄积的弹性势能回归初始状态。通过对电磁铁109不断通电与断电使得其磁性不断产生与消失，磁性产生与消失的时间为一个周期，一秒钟的周期数即为该磁性产生频率，该磁性产生的频率即为活板102的振动频率。与此同时，线性马达110与电磁铁109同步工作，当初级绕组110b通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级绕组110c在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力，通过将次级绕组110c固定，则初级绕组110b相对于次级绕组110c做直线往复运动。线性马达110的运动频率由通电电流控制，通过将线性马达110与电磁铁109的振动频率调整同步，使得两种振动叠加。所述滚珠滑筒连接在所述初级绕组110b的一端，所述滚珠滑筒包括筒体110e，以及内嵌在所述筒体110e边缘处的多个滚珠110d，所述滚珠110d与所述壳体110a的内壁接触构成滚动摩擦。滚珠滑筒用于连接直线电机和壳体110a，直线电机在工作时无法保证往复运动的直线度，故采用滚珠滑筒连接直线电机的输出端与弹簧110f，滚珠110d能够在接触内壁的同时提供滚动摩擦，确保直线电机运动的顺滑性。在上述活板102振动的同时，弹簧钢104a会随之发生形变，弹簧钢104a在受到形变时能够对弹性势能进行储能，在弹力消失后自动释放，利用多片弹簧钢104a叠加构成的板簧104能够为活板102的往复运动增加弹性并提供阻尼作用，使得活板102的运动更加轻巧灵活。相邻两片弹簧钢104a之间垫设有缓冲垫104b，所述螺栓105与压紧板103之间设有弹性垫圈106。缓冲垫104b用于在相邻两片弹簧钢104a之间形成缓冲消能。在活板102往复振动时容易使得螺栓105松脱，故通过在螺栓105与压紧板103之间设置弹性垫圈106，弹性垫圈106作用是拧紧螺母以后，弹性垫圈106给螺母一个弹力抵紧螺母，使其不易脱落。在所述基础组件内部下端设置配重块107，该配重块107的两端与弹簧钢104a连接，当活板102振动时，配重块107能够降低整体装置的重心，并减弱活板102的振幅，当活板102朝一侧移动时，配重块107由于惯性会产生一个与活板102运动方向相反的作用力，这种作用力能够抵消一部分活板102运动的幅度，使得活板102运动时不至于振幅太大而将纽扣3振出设备。不同颜色的纽扣3进入第二传送道4，并汇入汇料道11；所述汇料道11靠近第一传送道2的一端呈扩张状，靠近道岔变换器7的一端呈收敛状、且宽度与所述可变道岔704的宽度相等。呈扩张状的一端用于汇聚从生产线上落入的纽扣3，呈收敛状的一端用于与可变道岔704接合。色彩识别仪5全程启动，当纽扣3流经色彩识别仪5时，色彩识别仪5对纽扣3颜色实时采样，色标传感器同时发出R、G、B三种标准色的调制光源；根据纽扣3的实际颜色，调制光源的部分波段被接收，部分波段被反射回色标传感器；色标传感器根据接收光信号的值经过放大电路放大，将电路信号转变为电压信号，再由电压信号经过滤波电路滤波，后经A/D转换模块将模拟信号转换为信号数字，将该数字信号与阈值对比，进而区分不同颜色；利用色彩识别仪5对纽扣3进行色彩识别，并将识别到的颜色与数据库进行比对，最终由单片机驱动道岔变换器7工作；值得一提的是，所述色彩识别仪5包括色标传感器，以及与所述色标传感器电性连接的STC89C52单片机，所述STC89C52单片机与所述舵机701之间通过控制电路电性连接，所述色标传感器的镜头外围设有遮光罩。色标传感器用于分析被测物体的颜色，并将测得的数据与数据库中的颜色进行比对，将数据传输至STC89C52单片机，由单片机控制控制电路进而带动舵机701做出相应动作。通过在色标传感器的镜头外围设置遮光罩，能够有效防止外部环境光线对测量值造成影响。可变道岔704根据纽扣3的不同颜色将其引导至出料道8的对应栅格内；进入栅格后的纽扣3前半段仍然利用第二传送道4传送，直至进入后半段，利用栅格的两段斜率获得预定的加速度，最终将分选出的纽扣3引导至对应收料盒9中。所述隔板伸出第二传送道4的部分设有两段斜率，远离收料盒9的部分斜率为45度，靠近收料盒9的部分斜率为20度。第一段斜率设为45度，用于为脱离第二传送道4的纽扣3提供预定的初始速度，第二段斜率设为20度用于减弱纽扣3即将落入收料盒9时的动能，引导纽扣3恰好落入下方的收料盒9内，完成收料工作。可变道岔704的宽度为纽扣3直径的1.3倍，能够使得纽扣3依次按序通过道岔，在留给纽扣3活动空间的同时有效弊端多个纽扣3并排通过造成遗漏。通过将色标传感器与第二传送道4之间形成75度夹角，有效防止垂直照射造成镜面反射影响颜色识别准确率，辅以遮光罩，避免环境光线对结果产生影响。所述色标传感器与第二传送道4之间形成75度夹角。采用75度夹角而非完全垂直呈90度鉴于以下情况考虑，如果色标传感器与第二传送道4支架10完全垂直，则色标传感器发出的调制光源回在纽扣3表面形成镜面反射，反射回色标传感器的光线则会失真，导致最终测出的色彩值不准确；而采用75度则能够有效解决这一问题。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (8)

1.一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征是包括：

纽扣铺平组件，包括固定在地面上的振动发生器，以及安装在所述振动发生器上的第一传送道；

分选组件，包括若干支架，架设固定在所述支架上、且与所述第一传送道承接的第二传送道，分别通过龙门架架设在所述第二传送道上的色彩识别仪和道岔变换器，安装在所述第二传送道上、且位于所述色彩识别仪下方的汇料道，固定在所述第二传送道一侧的多个出料道，以及设置在地面上、且与所述出料道的末端承接的收料盒；

所述振动发生器包括基座、活板、板簧、电磁铁、衔铁、线性马达、弹簧、配重块，所述基座固定在地面上，所述活板平行设置在所述基座上方并通过板簧连接，所述板簧连接在所述基座和活板两侧；所述电磁铁设置在基础组件内部上端，所述衔铁设置在所述电磁铁一侧、且与所述活板焊接固定，所述线性马达设置在所述电磁铁上部，所述线性马达的两端通过弹簧与所述活板连接，所述线性马达包括壳体、直线电机、滚珠滑筒，所述直线电机设置在所述壳体内，所述滚珠滑筒连接在所述直线电机的一端，所述配重块设置在基础组件内部下端、且与所述板簧连接；所述基座、活板、板簧构成中空区域，所述电磁铁和线性马达并列设置、并通过安装架固定在该中空区域内；所述板簧包括多片弹簧钢，所述弹簧钢的两端设有穿孔，所述活板和基座的两端设有螺纹孔，所述板簧的两端通过压紧板和螺栓将多片弹簧钢分别与基座和活板连接锁紧；所述直线电机包括相互平行设置、且留有预定间隙的初级绕组和次级绕组，所述次级绕组上缠绕有线圈，所述初级绕组上等距离内嵌有多个磁极；所述滚珠滑筒连接在所述初级绕组的一端，所述滚珠滑筒包括筒体，以及内嵌在所述筒体边缘处的多个滚珠，所述滚珠与所述壳体的内壁接触构成滚动摩擦；相邻两片弹簧钢之间垫设有缓冲垫，所述螺栓与压紧板之间设有弹性垫圈。

2.根据权利要求1所述的一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征在于：所述道岔变换器包括固定在所述龙门架上的基板，固定在所述基板上的舵机，固定在所述舵机的输出轴上的连杆，以及与所述连杆连接固定的可变道岔。

3.根据权利要求2所述的一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征在于：所述连杆上设有预定长度及宽度的条形孔，所述可变道岔的宽度为纽扣直径的1.3倍，所述可变道岔的一端上部焊接有调节板，所述调节板上设有螺纹孔，所述条形孔与螺纹孔匹配，所述连杆与调节板通过螺栓锁紧。

4.根据权利要求2所述的一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征在于：所述汇料道靠近第一传送道的一端呈扩张状，靠近道岔变换器的一端呈收敛状、且宽度与所述可变道岔的宽度相等。

5.根据权利要求1所述的一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征在于：所述出料道包括多个等间距固定的隔板，相临两个隔板构成栅格，栅格的间距为1.3倍的纽扣直径，所述隔板的一段位于第二传送道上，另一段伸出第二传送道。

6.根据权利要求5所述的一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征在于：所述隔板伸出第二传送道的部分设有两段斜率，远离收料盒的部分斜率为45度，靠近收料盒的部分斜率为20度。

7.根据权利要求2所述的一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征在于：所述色彩识别仪包括色标传感器，以及与所述色标传感器电性连接的STC89C52单片机，所述STC89C52单片机与所述舵机之间通过控制电路电性连接，所述色标传感器的镜头外围设有遮光罩。

8.根据权利要求7所述的一种基于色彩识别的纽扣分选机，其特征在于：所述色标传感器与第二传送道之间形成75度夹角。

Images