CN110274915B - 一种条形样品盘式视觉检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种条形样品盘式视觉检测装置，包括主体支架、盘式机构，样品进入机构、样品出去机构、视觉检测机构和控制器，主体支架包括顶板、底板、支撑杆和中间板，盘式机构包括旋转盘、轴承座和驱动机构，视觉检测机构包括样品出去检测摄像头和样品进入检测摄像头，样品出去机构设置在样品出口外侧且通过支架固定在顶板下方，样品出去机构包括剔除电机和剔除轮，样品进入机构包括出库电机、主动轮和从动轮。本申请放置主体采用盘式结构用于放置对应条形样品，有2两个样品进入口和一个样品出去口，可以方便条形样品进入和不合格样品排出，通过摄像头进行样品识别，由于条形样品通过色差即可进行分类因此通过视觉检测即可进行分类。

Description

一种条形样品盘式视觉检测装置
技术领域
本发明涉及条形样品配套检测装置领域，特别是涉及一种条形样品盘式视觉检测装置。
背景技术
目前国内大部分样品例如验孕样本，通过色差即可进行分类因此通过视觉检测即可进行分类，传统的人工分类，效率低下出错率往往较高，因此可以考虑采用检测装置全自动分类，来解决以上问题，实际设计中需要考虑条形样品的进入，检测，不合格产品的排出，以及样品通风问题，综上所述申请人设计一种条形样品盘式视觉检测装置。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供一种条形样品盘式视觉检测装置，放置主体采用盘式结构用于放置对应条形样品，有2两个样品进入口和一个样品出去口，可以方便条形样品进入和不合格样品排出，通过摄像头进行样品识别，由于条形样品通过色差即可进行分类因此通过视觉检测即可进行分类，为达此目的，本发明提供一种条形样品盘式视觉检测装置，包括主体支架、盘式机构，样品进入机构、样品出去机构、视觉检测机构和控制器，所述控制器安装在主体支架的底板上，所述控制器通过连接线接各电器设备，所述主体支架包括顶板、底板、支撑杆和中间板，所述顶板、底板和中间板的四个角由支撑杆穿过进行支撑形成主体支架，所述中间板上有环形护栏，所述环形护栏上开有样品进口和样品出口，所述盘式机构包括旋转盘、轴承座和驱动机构，所述旋转盘在环形护栏内，所述驱动机构安装在中间板下方，所述中间板中间上方有轴承座，所述驱动机构的驱动轴穿过轴承座与旋转盘相连，所述视觉检测机构包括样品出去检测摄像头和样品进入检测摄像头，所述样品出去检测摄像头和样品进入检测摄像头均安装在顶板上，所述样品出去检测摄像头设置在对应样品出去机构位置的顶部，所述样品进入检测摄像头设置在对应样品进入机构位置的顶部，所述样品出去机构设置在样品出口外侧且通过支架固定在顶板下方，所述样品出去机构包括剔除电机和剔除轮，所述剔除轮的转轴穿过对应支架，所述剔除轮的转轴端部上安装有剔除轮，所述样品进入机构设置在样品进口外侧且通过支架固定在中间板上方，所述样品进入机构包括出库电机、主动轮和从动轮，所述出库电机的转轴穿过对应支架，所述出库电机的转轴端部上安装有主动轮，所述主动轮上方有一对从动轮，所述从动轮通过对应转轴安装在对应支架上，所述主动轮和从动轮之间有样品进入口。
本发明的进一步改进，所述样品进入机构还包括滑动挡板、滑杆、螺杆和螺杆电机，所述主动轮和从动轮前侧有滑动挡板，所述滑杆和螺杆穿过滑动挡板的弯折部分，所述螺杆上端有螺杆电机通过螺杆电机带动滑动挡板上下根据需要挡住主动轮和从动轮之间的样品进入口，通过滑动挡板挡住主动轮和从动轮之间的样品进入口可以防止旋转盘旋转过程中样品出入。
本发明的进一步改进，所述样品进入机构有一对，两个样品进入机构顶部分别安装有样品进入检测摄像头一和样品进入检测摄像头二，为了提高工作效率可以设置一对样品进入机构。
本发明的进一步改进，所述驱动机构包括驱动齿轮、辅助齿轮和主动电机，所述辅助齿轮的转轴为驱动机构的驱动轴，所述驱动齿轮与辅助齿轮啮合，所述驱动齿轮的转轴与主动电机的转轴相连，所述主动电机的主体安装在中间板底部，考虑旋转盘需要较大的力驱动，因此适应齿轮组辅助驱动。
本发明的进一步改进，所述样品进入机构的样品进入口外侧有条形样品初检传动支架，所述条形样品初检传动支架，包括摄像头支架、初检摄像头、滚轮、框架、带传动电机、拨物电机、拨板和传送带，所述传送带设置在框架内，所述框架两端内各有一个滚轮，一端的滚轮通过转轴安装在框架端部内，另一端的滚轮与带传动电机转轴相连，所述带传动电机的主体通过支架安装在框架上，所述传送带套装在两个滚轮上由传动电机驱动运动，所述初检摄像头通过摄像头支架安装在框架上，所述初检摄像头的镜头朝下，条形样品由传送带传动经过初检摄像头的镜头下方，所述拨物电机通过支架安装在框架上，所述拨物电机的转轴上安装有拨板，所述传送带带动条形样品从拨物电机下方经过，初检摄像头检测到条形样品不合格由拨物电机带动拨板将不合格条形样品拨离，本申请可以通过传动支架对样品进行初检，从而剔除一些明显不合格的样品。
本发明的进一步改进，所述框架内有落料盒，所述落料盒在传送带下方，设置落料盒用来接落下的样品。
本发明的进一步改进，所述拨物电机、主动电机、出库电机和剔除电机均为步进电机，所述步进电机型号为56BYG250C步进电机，本系统中选用小型56BYG250C步进电机，该电机为四相步进电机，采用单极性直流电源供电。步进电机步数小，0.9度转动一圈需要走400步，精确度较高能够很好地完成相关操作。
本发明的进一步改进，所述顶板和底板有成排的通孔，这样设计减轻实物重量，同时也能保证检测样本的通风效果，保障检测准确率。
本发明的进一步改进，所述控制器型号为台达DVP16ES2，本申请已经得到实践采用型号为台达DVP16ES2的控制器即可满足全部控制需求。
本发明的进一步改进，所述旋转盘有隔板，所述隔板可拆卸，相邻的隔板之间有放置槽用于放置样品，隔板可拆卸这样可以根据样品需要进行设置。
本申请一种条形样品盘式视觉检测装置，设计点如下：
1）本申请放置主体采用盘式结构，采用盘式结构用于放置对应条形样品，这样放置数较多，且便于旋转运动；
2）本申请有2两个样品进入口和一个样品出去口，可以两个样品进入口同时样品进入提高样品进入效率，当检测出不合格产品，通过排料机构排出，待放置盘放满合格产品后，再通过排料口全部排出；
3）本申请检测部分通过摄像头进行样品识别，由于条形样品通过色差即可进行分类因此通过视觉检测即可进行分类；
4）考虑条形样品需要进行通风，顶部和底部可以设置通风孔；
5）为了提高检测效率，本申请配套初检支架，初检支架中部有初检机构，通过支架在顶部设置摄像头进行初检，摄像头检测到明显不合格产品，由电机带动拨板将不合格产品打入到落料盒中。
附图说明
图1本申请实际工作示意图；
图2本申请检测装置示意图；
图3本申请检测装置样品进入部分局部示意图；
图4本申请检测装置样品出去部分局部示意图；
图5本申请检测装置样品出去进样品出去结构示意图；
图6本申请检测装置内部样品放置盘示意图；
图7本申请样品进入支架局部示意图；
图8本申请系统总体框图；
图9本申请PLC接线图
图10本申请电控实物图；
图11本申请视觉检测结果为OK情况示意图；
图12本申请视觉检测结果为NG情况示意图；
附图说明：
1，摄像头支架；2，初检摄像头；3，滚轮；4，框架；5，落料盒；6，带传动电机；7，拨物电机；8，拨板；9，传送带；10，顶板；11，控制器；12，底板；13，支撑杆；14，驱动齿轮；15，辅助齿轮；16，主动电机；17，样品出去检测摄像头；18，样品进入检测摄像头一；19，样品进入检测摄像头二；20，中间板；21，隔板；22，样品；23，旋转盘；24，出库电机；25，滑动挡板；26，主动轮；27，从动轮；28，滑杆；29，螺杆；30，螺杆电机；31，样品进口；32，剔除电机；33，轴承座；34，剔除轮；35，环形护栏；36，样品出口。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供一种条形样品盘式视觉检测装置，放置主体采用盘式用于放置对应条形样品，有2两个样品进入口和一个样品出去口，可以方便条形样品进入和不合格样品排出，通过摄像头进行样品识别，由于条形样品通过色差即可进行分类因此通过视觉检测即可进行分类。
作为本发明一种实施例，本发明提供如图1所示一种条形样品盘式视觉检测装置，包括主体支架、盘式机构，样品进入机构、样品出去机构、视觉检测机构和控制器11，所述控制器11安装在主体支架的底板12上，所述控制器11通过连接线接各电器设备，所述主体支架包括顶板10、底板12、支撑杆13和中间板20，所述顶板10、底板12和中间板20的四个角由支撑杆13穿过进行支撑形成主体支架，所述中间板20上有环形护栏35，所述环形护栏35上开有样品进口31和样品出口36，所述盘式机构包括旋转盘23、轴承座33和驱动机构，所述旋转盘23在环形护栏35内，所述驱动机构安装在中间板20下方，所述中间板20中间上方有轴承座33，所述驱动机构的驱动轴穿过轴承座33与旋转盘23相连，所述视觉检测机构包括样品出去检测摄像头17和样品进入检测摄像头，所述样品出去检测摄像头17和样品进入检测摄像头均安装在顶板10上，所述样品出去检测摄像头17设置在对应样品出去机构位置的顶部，所述样品进入检测摄像头设置在对应样品进入机构位置的顶部，所述样品出去机构设置在样品出口36外侧且通过支架固定在顶板10下方，所述样品出去机构包括剔除电机32和剔除轮34，所述剔除轮34的转轴穿过对应支架，所述剔除轮34的转轴端部上安装有剔除轮34，所述样品进入机构设置在样品进口31外侧且通过支架固定在中间板20上方，所述样品进入机构包括出库电机24、主动轮26和从动轮27，所述出库电机24的转轴穿过对应支架，所述出库电机24的转轴端部上安装有主动轮26，所述主动轮26上方有一对从动轮27，所述从动轮27通过对应转轴安装在对应支架上，所述主动轮26和从动轮27之间有样品进入口。
作为本发明一种具体实施例，本发明提供如图1-7所示一种条形样品盘式视觉检测装置，包括主体支架、盘式机构，样品进入机构、样品出去机构、视觉检测机构和控制器11，所述控制器11安装在主体支架的底板12上，所述控制器11通过连接线接各电器设备，所述主体支架包括顶板10、底板12、支撑杆13和中间板20，所述顶板10、底板12和中间板20的四个角由支撑杆13穿过进行支撑形成主体支架，所述顶板10和底板12有成排的通孔，这样设计减轻实物重量，同时也能保证检测样本的通风效果，保障检测准确率，所述中间板20上有环形护栏35，所述环形护栏35上开有样品进口31和样品出口36，所述盘式机构包括旋转盘23、轴承座33和驱动机构，所述旋转盘23在环形护栏35内，所述驱动机构安装在中间板20下方，所述中间板20中间上方有轴承座33，所述驱动机构的驱动轴穿过轴承座33与旋转盘23相连，所述旋转盘23有隔板21，所述隔板21可拆卸，相邻的隔板21之间有放置槽用于放置样品22，隔板可拆卸这样可以根据样品需要进行设置，所述驱动机构包括驱动齿轮14、辅助齿轮15和主动电机16，所述辅助齿轮15的转轴为驱动机构的驱动轴，所述驱动齿轮14与辅助齿轮15啮合，所述驱动齿轮14的转轴与主动电机16的转轴相连，所述主动电机16的主体安装在中间板20底部，考虑旋转盘需要较大的力驱动，因此适应齿轮组辅助驱动，所述视觉检测机构包括样品出去检测摄像头17和样品进入检测摄像头，所述样品出去检测摄像头17和样品进入检测摄像头均安装在顶板10上，所述样品出去检测摄像头17设置在对应样品出去机构位置的顶部，所述样品进入检测摄像头设置在对应样品进入机构位置的顶部，所述样品出去机构设置在样品出口36外侧且通过支架固定在顶板10下方，所述样品出去机构包括剔除电机32和剔除轮34，所述剔除轮34的转轴穿过对应支架，所述剔除轮34的转轴端部上安装有剔除轮34，所述样品进入机构设置在样品进口31外侧且通过支架固定在中间板20上方，所述样品进入机构有一对，两个样品进入机构顶部分别安装有样品进入检测摄像头一18和样品进入检测摄像头二19，为了提高工作效率可以设置一对样品进入机构，所述样品进入机构包括出库电机24、主动轮26和从动轮27，所述出库电机24的转轴穿过对应支架，所述出库电机24的转轴端部上安装有主动轮26，所述主动轮26上方有一对从动轮27，所述从动轮27通过对应转轴安装在对应支架上，所述主动轮26和从动轮27之间有样品进入口，所述样品进入机构还包括滑动挡板25、滑杆28、螺杆29和螺杆电机30，所述主动轮26和从动轮27前侧有滑动挡板25，所述滑杆28和螺杆29穿过滑动挡板25的弯折部分，所述螺杆29上端有螺杆电机30通过螺杆电机30带动滑动挡板25上下根据需要挡住主动轮26和从动轮27之间的样品进入口，通过滑动挡板挡住主动轮和从动轮之间的样品进入口可以防止旋转盘旋转过程中样品出入。
本申请所述样品进入机构的样品进入口外侧有条形样品初检传动支架，所述条形样品初检传动支架包括摄像头支架1、初检摄像头2、滚轮3、框架4、带传动电机6、拨物电机7、拨板8和传送带9，所述传送带9设置在框架4内，所述框架4两端内各有一个滚轮3，一端的滚轮3通过转轴安装在框架端部内，另一端的滚轮3与带传动电机6转轴相连，所述带传动电机6的主体通过支架安装在框架4上，所述传送带9套装在两个滚轮3上由传动电机6驱动运动，所述初检摄像头2通过摄像头支架1安装在框架4上，所述初检摄像头2的镜头朝下，条形样品由传送带9传动经过初检摄像头2的镜头下方，所述拨物电机7通过支架安装在框架4上，所述拨物电机7的转轴上安装有拨板8，所述传送带9带动条形样品从拨物电机7下方经过，初检摄像头2检测到条形样品不合格由拨物电机7带动拨板8将不合格条形样品拨离，本申请可以通过传动支架对样品进行初检，从而剔除一些明显不合格的样品，所述框架4内有落料盒5，所述落料盒5在传送带9下方，设置落料盒用来接落下的样品。
本申请所述拨物电机7、主动电机16、出库电机24和剔除电机32均为步进电机，所述步进电机型号为56BYG250C步进电机，本系统中选用小型56BYG250C步进电机，该电机为四相步进电机，采用单极性直流电源供电。步进电机步数小，0.9度转动一圈需要走400步，精确度较高能够很好地完成相关操作。
本申请所述控制器11型号为台达DVP16ES2，本申请已经得到实践采用型号为台达DVP16ES2的控制器即可满足全部控制需求。
本申请硬件结构主要由PLC、机器视觉、触摸屏、步进电机及其驱动器等元器件构成。系统以乙肝样本为例，分为初步检测和精确检测，系统倚靠机器视觉自动识别样本信息是否符合检测条件，将不合格的样本进行剔除，合格样本进入圆盘形检测区域中进行精确检测，并根据检测结果自动分类处理。经过双重检测从而达到提高检测精准度的目的，减少了容错率。本申请系统总体框图如图8所示。
PLC控制器及其外部器件接线图如图9所示。本系统用台达PLC作为核心控制器，首先将220V交流电到空气自动开关，然后再由空气开关接入PLC。输入主要接启动按钮、停止按钮，带旋转复位的急停按钮、光电传感器等；输出部分主要接的是步进电机驱动器、中间继电器等元器件。
本申请已经做出相应的实物，具体如下：
检测主要分为两个部分。一部分是依靠机器视觉进行初步检测，另一部分是更加精确的检测。初步检测部分由传送带、机器视觉、步进电机及其驱动器等元器件构成。精确检测则是通过圆盘形检测转盘进行检测。实物搭建前夕，首先要做的就是电路控制板的设计，将所需电气元器件安放在网孔板上，然后根据电路原理图进行接线。
完成实物电路的接线后，开始进行调试。在调试前认真对照接线原理图，用万用表再一次检查电路连接情况，查看是否有错接、漏接之处，看看是否有短路的地方，保证实验的安全性。确保电路检查无误后插上电源，进行通电试验。悉心调试，将系统调试至最佳状态。控制电路如图11所示，搭建完成实物后，进行检测操作，实际检测中视觉检测结果为OK情况如图12所示。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种条形样品盘式视觉检测装置，包括主体支架、盘式机构，样品进入机构、样品出去机构、视觉检测机构和控制器（11），所述控制器（11）安装在主体支架的底板（12）上，所述控制器（11）通过连接线接各电器设备，所述主体支架包括顶板（10）、底板（12）、支撑杆（13）和中间板（20），所述顶板（10）、底板（12）和中间板（20）的四个角由支撑杆（13）穿过进行支撑形成主体支架，所述中间板（20）上有环形护栏（35），所述环形护栏（35）上开有样品进口（31）和样品出口（36），所述盘式机构包括旋转盘（23）、轴承座（33）和驱动机构，所述旋转盘（23）在环形护栏（35）内，所述驱动机构安装在中间板（20）下方，所述中间板（20）中间上方有轴承座（33），所述驱动机构的驱动轴穿过轴承座（33）与旋转盘（23）相连，所述视觉检测机构包括样品出去检测摄像头（17）和样品进入检测摄像头，所述样品出去检测摄像头（17）和样品进入检测摄像头均安装在顶板（10）上，所述样品出去检测摄像头（17）设置在对应样品出去机构位置的顶部，所述样品进入检测摄像头设置在对应样品进入机构位置的顶部，所述样品出去机构设置在样品出口（36）外侧且通过支架固定在顶板（10）下方，所述样品出去机构包括剔除电机（32）和剔除轮（34），所述剔除轮（34）的转轴穿过对应支架，所述剔除轮（34）的转轴端部上安装有剔除轮（34），所述样品进入机构设置在样品进口（31）外侧且通过支架固定在中间板（20）上方，所述样品进入机构包括出库电机（24）、主动轮（26）和从动轮（27），所述出库电机（24）的转轴穿过对应支架，所述出库电机（24）的转轴端部上安装有主动轮（26），所述主动轮（26）上方有一对从动轮（27），所述从动轮（27）通过对应转轴安装在对应支架上，所述主动轮（26）和从动轮（27）之间有样品进入口；
所述样品进入机构还包括滑动挡板（25）、滑杆（28）、螺杆（29）和螺杆电机（30），所述主动轮（26）和从动轮（27）前侧有滑动挡板（25），所述滑杆（28）和螺杆（29）穿过滑动挡板（25）的弯折部分，所述螺杆（29）上端有螺杆电机（30）通过螺杆电机（30）带动滑动挡板（25）上下根据需要挡住主动轮（26）和从动轮（27）之间的样品进入口；
所述样品进入机构有一对，两个样品进入机构顶部分别安装有样品进入检测摄像头一（18）和样品进入检测摄像头二（19）；
所述驱动机构包括驱动齿轮（14）、辅助齿轮（15）和主动电机（16），所述辅助齿轮（15）的转轴为驱动机构的驱动轴，所述驱动齿轮（14）与辅助齿轮（15）啮合，所述驱动齿轮（14）的转轴与主动电机（16）的转轴相连，所述主动电机（16）的主体安装在中间板（20）底部；
所述样品进入机构的样品进入口外侧有条形样品初检传动支架，所述条形样品初检传动支架包括摄像头支架（1）、初检摄像头（2）、滚轮（3）、框架（4）、带传动电机（6）、拨物电机（7）、拨板（8）和传送带（9），所述传送带（9）设置在框架（4）内，所述框架（4）两端内各有一个滚轮（3），一端的滚轮（3）通过转轴安装在框架端部内，另一端的滚轮（3）与带传动电机（6）转轴相连，所述带传动电机（6）的主体通过支架安装在框架（4）上，所述传送带（9）套装在两个滚轮（3）上由传动电机（6）驱动运动，所述初检摄像头（2）通过摄像头支架（1）安装在框架（4）上，所述初检摄像头（2）的镜头朝下，条形样品由传送带（9）传动经过初检摄像头（2）的镜头下方，所述拨物电机（7）通过支架安装在框架（4）上，所述拨物电机（7）的转轴上安装有拨板（8），所述传送带（9）带动条形样品从拨物电机（7）下方经过，初检摄像头（2）检测到条形样品不合格由拨物电机（7）带动拨板（8）将不合格条形样品拨离。
2.根据权利要求1所述的一种条形样品盘式视觉检测装置，其特征在于：所述框架（4）内有落料盒（5），所述落料盒（5）在传送带（9）下方。
3.根据权利要求2所述的一种条形样品盘式视觉检测装置，其特征在于：所述拨物电机（7）、主动电机（16）、出库电机（24）和剔除电机（32）均为步进电机，所述步进电机型号为56BYG250C步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种条形样品盘式视觉检测装置，其特征在于：所述顶板（10）和底板（12）有成排的通孔。
5.根据权利要求1所述的一种条形样品盘式视觉检测装置，其特征在于：所述控制器（11）型号为台达DVP16ES2。
6.根据权利要求1所述的一种条形样品盘式视觉检测装置，其特征在于：所述旋转盘（23）有隔板（21），所述隔板（21）可拆卸，相邻的隔板（21）之间有放置槽用于放置样品（22）。
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