CN111972703A - 一种模块化烟支外观检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化烟支外观检测装置，包括安装架、位于烟支落料通道上且用于夹持烟支的夹盘组件、用于阻挡烟支下落的挡板组件、以及成像设备，所述夹盘组件、挡板组件和成像设备都安装于安装架，所述成像设备用于获取由夹盘组件夹持住的烟支的图像。本申请通过夹盘组件、挡板组件和成像设备之间的相互配合能够获取烟支的完整外观图像，进而可用于检测和评估烟支外观及钢印；特别地，本申请采用模块化设计，将各功能组件都集中在安装架上，可方便地将本申请扩展到烟支测试台中，利于烟支测试台的升级改造。

Description

一种模块化烟支外观检测装置

技术领域

本发明涉及烟支外观检测领域，特别是涉及一种模块化烟支外观检测装置。

背景技术

烟支生产过程中，常常伴随出现各种外观及钢印缺陷。目前，很多用于烟支检测的测试台都没有相应的烟支外观检测功能，故其不能对烟支外观缺陷及钢印缺陷的产品做一体化综合检测和评估。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种模块化烟支外观检测装置，用于检测和评估烟支外观及钢印，并能够扩展至烟支测试台。

为实现上述目的，本发明提供一种模块化烟支外观检测装置，包括安装架、位于烟支落料通道上且用于夹持烟支的夹盘组件、用于阻挡烟支下落的挡板组件、以及成像设备，所述夹盘组件、挡板组件和成像设备都安装于安装架，所述成像设备用于获取由夹盘组件夹持住的烟支的图像。

进一步地，所述夹盘组件包括沿烟支落料通道延伸方向上下排布的上夹盘和下夹盘，所述挡板组件包括上挡板和下挡板，所述上夹盘、上挡板、下夹盘和下挡板沿烟支落料通道的延伸方向从上至下依次排布。

进一步地，所述上挡板和下挡板都可伸缩的安装于安装架、都能够远离或靠近烟支落料通道。

进一步地，所述成像设备包括一台成像相机，该成像相机用于获取由上夹盘和/或下夹盘夹持住的烟支的图像。

进一步地，所述成像设备包括两台成像相机，其中一台成像相机用于获取由上夹盘夹持住的烟支的图像，其中另一台成像相机用于获取由下夹盘夹持住的烟支的图像。

进一步地，所述安装架包括相互固定的外框和固定架，所述外框水平设置，所述固定架竖直设置，所述成像设备安装于外框，所述上夹盘、上挡板、下夹盘和下挡板都安装于固定架。

进一步地，所述上夹盘和下夹盘都具有可转动的夹盘、两个都可转动地安装于夹盘的夹片、以及形成在两个夹片之间的夹持腔，所述夹持腔用于夹持烟支、并位于烟支落料通道上。

如上所述，本发明涉及的模块化烟支外观检测装置，具有以下有益效果：

本申请通过夹盘组件、挡板组件和成像设备之间的相互配合能够获取烟支的完整外观图像，进而可用于检测和评估烟支外观及钢印；特别地，本申请采用模块化设计，将各功能组件都集中在安装架上，可方便地将本申请扩展到烟支测试台中，利于烟支测试台的升级改造；当然，本申请也可作为一个独立的烟支外观检查单元进行使用。

附图说明

图1为本申请中模块化烟支外观检测装置实施例一的结构示意图。

图2和图3为本申请中模块化烟支外观检测装置实施例二的结构示意图。

图4为本申请中模块化烟支外观检测装置实施例三的结构示意图。

图5为本申请中上夹盘和下夹盘的结构示意图。

图6为图5中夹盘、夹片、以及驱动凸轮之间的连接关系图。

元件标号说明

100 安装架

11 外框

12 固定架

200 夹盘组件

21 上夹盘

22 下夹盘

300 挡板组件

31 上挡板

32 下挡板

400 成像设备

41 成像相机

42 上成像相机

43 下成像相机

500 柔性化烟支旋转夹盘

51 固定底座

52 夹盘

53 夹片

531 夹持面

532 突起部

54 弹性元件

55 凸轮座

56 驱动凸轮

57 复位扭簧

58 开关驱动源

59 凸轮拨杆

510 开关拨叉

511 旋转驱动源

512 主动带轮

513 从动带轮

514 传送皮带

515 传感器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本申请中提供一种模块化烟支外观检测装置，包括安装架100、位于烟支落料通道上且用于夹持烟支的夹盘组件200、用于阻挡烟支下落的挡板组件300、以及成像设备400，夹盘组件200、挡板组件300和成像设备400都安装于安装架100，成像设备400用于获取由夹盘组件200夹持住的烟支的图像。烟支落料通道即为允许烟支下落的一个通道，烟支经烟支下落通道落入夹盘组件200中、并被挡板组件300挡住，使烟支停留在夹盘组件200中，夹盘组件200夹持住烟支、并带动烟支360度旋转，由成像设备400获取烟支的360度图像。因此，本申请通过夹盘组件200、挡板组件300和成像设备400之间的相互配合能够获取烟支的完整外观图像，进而可用于检测和评估烟支外观及钢印。特别地，本申请采用模块化设计，将各功能组件都集中在安装架100上，可方便地将本申请扩展到现有的品牌物测综合测试台中完成物测外观一体化检测，利于综合测试台的升级改造；比如：将本申请涉及的模块化烟支外观检测装置扩展至SODIM卷烟在线综合测试台的升级改造，通过增加模块化烟支外观检测装置，实现测试台对烟支外观缺陷及钢印的检测，并生成相关的外观质量数据。当然，本申请涉及的模块化烟支外观检测装置也可作为一个独立的烟支外观检查单元，此时可配置自动取样或进料器，用于检测和评估烟支的外观及钢印的各类缺陷。

较优地，如图1所示，夹盘组件200包括沿烟支落料通道延伸方向上下排布的上夹盘21和下夹盘22，挡板组件300包括上挡板31和下挡板32，上夹盘21、上挡板31、下夹盘22和下挡板32沿烟支落料通道的延伸方向从上至下依次排布，故上挡板31位于上夹盘21的下方、使烟支停留在上夹盘21中由上夹盘21夹持住，下挡板32位于下夹盘22的下方、使烟支停留在下夹盘22中由下夹盘22夹持住。

进一步地，如图1所示，安装架100包括相互固定的外框11和固定架12，外框11水平设置，固定架12竖直设置，故外框11和固定架12相垂直，模块化烟支外观检测装置中的成像设备400安装于外框11，模块化烟支外观检测装置中的上夹盘21、上挡板31、下夹盘22和下挡板32都安装于固定架12。另外，上夹盘21和下夹盘22两者结构相同、且都被烟支落料通道上下贯通；如图5所示，上夹盘21和下夹盘22都具有可转动的夹盘52、两个都可转动地安装于夹盘52的夹片53、以及形成在两个夹片53之间的夹持腔，夹持腔用于夹持烟支、并位于烟支落料通道上。两个夹片53都可转动地安装于夹盘52，通过两个夹片53的转动可实现两个夹片53之间的关闭或打开，以使上夹盘21和下夹盘22夹持住烟支或松开烟支；通过上夹盘21中夹盘52的转动可使上夹盘21带动其夹持住的烟支一起360度旋转，结合成像设备400可获取到位于上夹盘21和上挡板31之间这一段烟支的360度图像；同理，通过下夹盘22中夹盘52的转动可使下夹盘22带动其夹持住的烟支一起360度旋转，结合成像设备400可获取到位于下夹盘22和下挡板32之间这一段烟支的360度图像。

进一步地，上挡板31和下挡板32都可伸缩的安装于安装架100，故上挡板31和下挡板32都能够远离或靠近烟支落料通道，以此来实现：1、上挡板31伸出时，烟支经烟支落料通道下落至上夹盘21中并被上挡板31挡住；2、上挡板31缩回、下挡板32伸出时，烟支继续下落，则烟支下落至下夹盘22中并被下挡板32挡住；3、下挡板32缩回时，烟支继续下落，则烟支从模块化烟支外观检测装置中移出。上挡板31和下挡板32的伸缩可以各自由一个电机通过传动机构驱动来实现，或者由气缸、电磁铁直接驱动来实现，此时，气缸中可伸缩的活塞杆或电磁铁中可伸缩的铁芯直接与上挡板31、下挡板32相连。

本申请中，成像设备400由至少一台成像相机41构成，基于成像设备400的不同结构、以及成像设备400获取一支烟支完整的360度图像的不同原理，使得本申请中的模块化烟支外观检测装置具有下述三个优选实施例。

模块化烟支外观检测装置实施例一、如图1所示，成像设备400包括两台成像相机41，两台成像相机41上下排布，分别为位于上方侧的上成像相机42、以及位于下方侧的下成像相机43。基于此，模块化烟支外观检测装置实施例一包括上夹盘21、下夹盘22、上挡板31、下挡板32、上成像相机42、下成像相机43、外框11和固定架12。其中，上夹盘21和下夹盘22上下并排在烟支落料通道上、且都安装于固定架12。上挡板31可伸缩地安装于固定架12、并位于上夹盘21的下方，上夹盘21和上挡板31之间保持相应的垂直距离；下落的烟支被上挡板31挡住，由上夹盘21夹持住并带动旋转。下挡板32可伸缩地安装于固定架12、并位于下夹盘22的下方，下夹盘22和下挡板32之间保持相应的垂直距离；下落的烟支被下挡板32挡住，由下夹盘22夹持住并带动旋转。上成像相机42和下成像相机43都安装于外框11，上成像相机42位于上夹盘21的上方或者下方、用于获取被上夹盘21夹持住的烟支的上部图像或下部图像，下成像相机43位于下夹盘22的上方或下方、用于获取被下夹盘22夹持住的烟支的上部图像或下部图像。该模块化烟支外观检测装置实施例一通过上成像相机42和下成像相机43获取整支烟支的360度外观图像的方法有以下两种：

方法一、上成像相机42位于上夹盘21上方、获取被上夹盘21夹持住的烟支的上部图像；下成像相机43位于下夹盘22下方、获取被下夹盘22夹持住的烟支的下部图像，也即获取位于下夹盘22和下挡板32之间这一段烟支的图像；再将同一支烟支的这两部分图像合并即可，裁切处理掉两者重叠的部分后拼接得到烟支完整的360度图像，再对合并后的图像依次进行分析、比对，即可生成相关的烟支外观质量数据。

方法二、上成像相机42位于上夹盘21下方、获取被上夹盘21夹持住的烟支的下部图像，也即获取位于上夹盘21和上挡板31之间这一段烟支的图像；下成像相机43位于下夹盘22上方、获取被下夹盘22夹持住的烟支的上部图像；再将同一支烟支的这两部分图像合并即可，再对合并后的图像依次进行分析、比对，即可生成相关的烟支外观质量数据。

上述两个方法中，上夹盘21和上成像相机42之间同步运转并独立成像，下夹盘22和下成像相机43之间同步运转并独立成像。另外，上夹盘21和上成像相机42、与下夹盘22和下成像相机43之间分别运行，对同一支烟支的上部和下部分别独立成像；或者，上夹盘21和上成像相机42、与下夹盘22和下成像相机43之间同时运行，对两支烟支的上部和下部分别独立成像。

模块化烟支外观检测装置实施例二、如图2和图3所示，成像设备400包括一台成像相机41。基于此，模块化烟支外观检测装置实施例二包括上夹盘21、下夹盘22、上挡板31、下挡板32、成像相机41、外框11和固定架12。其中，上夹盘21和下夹盘22上下并排在烟支落料通道上、且都安装于固定架12。上挡板31可伸缩地安装于固定架12、并位于上夹盘21的下方，上夹盘21和上挡板31之间保持相应的垂直距离；下落的烟支被上挡板31挡住，由上夹盘21夹持住并带动旋转。下挡板32可伸缩地安装于固定架12、并位于下夹盘22的下方，下夹盘22和下挡板32之间保持相应的垂直距离；下落的烟支被下挡板32挡住，由下夹盘22夹持住并带动旋转。成像相机41安装于外框11，成像相机41位于上夹盘21的下方、同时位于下夹盘22的上方，用于获取由上夹盘21夹持且位于上夹盘21和上挡板31之间这一段烟支、和由下夹盘22夹持且位于下夹盘22上方这一段烟支的图像。该模块化烟支外观检测装置实施例二通过成像相机41获取整支烟支的360度外观图像的方法为：

经烟支落料通道下落的烟支先被上挡板31挡住、由上夹盘21夹持住，如图2所示，上夹盘21带动该烟支旋转，成像相机41获取该烟支上位于上夹盘21和上挡板31之间这一段烟支下部的360度图像；之后，上挡板31缩进，烟支继续下落被下挡板32挡住，如图3所示，下夹盘22夹持住该烟支并带动该烟支旋转，成像相机41继续获取该烟支上位于下夹盘22上方的这一段烟支上部的360度图像；最后，将这两段属于同一支烟支的图像进行合并、分析、比对，即可生成相关的烟支外观质量数据。

模块化烟支外观检测装置实施例二中，上夹盘21和成像相机41之间同步运转并独立成像，下夹盘22和成像相机41之间同步运转并独立成像，上夹盘21与下夹盘22分别运行，由成像相机41分别对同一支烟支的上段部分和下段部分成像。

模块化烟支外观检测装置实施例三、如图4所示，成像设备400也包括一台成像相机41，故模块化烟支外观检测装置实施例三在结构上与模块化烟支外观检测装置实施例二相同，两者区别在于上夹盘21、上挡板31、下夹盘22和下挡板32四者之间的垂直距离不相同。使用时，模块化烟支外观检测装置实施例三成像相机41同时获取一支烟支的上段部分图像和另一支烟支的下段部分图像。具体为：经烟支落料通道下落的第N支烟支先被上挡板31挡住、由上夹盘21夹持住，上夹盘21带动该第N支烟支旋转，成像相机41获取该第N支烟支下段部分的360度图像；之后，经烟支落料通道下落的第N+1支烟支被上挡板31挡住、由上夹盘21夹持住，第N支烟支继续下落被下挡板32挡住、由下夹盘22夹持住，上夹盘21带动第N+1支烟旋转、同时下夹盘22带动第N支烟旋转，成像相机41获取第N+1支下段部分的360度图像、同时还获取第N支烟支上段部分的360度图像；最后，将属于同一支烟支的上段部分360度图像和下段部分360度图像进行合并、分析、比对，即可生成相关的烟支外观质量数据。

模块化烟支外观检测装置实施例三中，上夹盘21、下夹盘22和成像相机41三者同步运转成像，成像相机41分别对两支烟支的上部和下部成像，最后再各自截图合并处理成像。

上述模块化烟支外观检测装置的三个实施例中，还都还包括成像检测系统，成像检测系统与成像设备400相连，用于对成像设备400获取到的图片进行裁剪、合并、分析、比对、缺陷搜索判别、钢印检测等处理。另外，上述三个实施例都是将烟支的上段部分图像和下段部分图像合并后再进行分析、比对处理；或者，在其他实施例中，成像检测系统可以分别对烟支的上段部分图像和下段部分图像进行分析、比对、缺陷搜索判别、钢印检测等处理，免去图像的裁剪合并处理，分别进行烟支上段部分的外观检测和烟支下段部分的外观检测。

进一步地，上述模块化烟支外观检测装置的三个实施例中涉及的上夹盘21和下夹盘22都为柔性化烟支旋转夹盘500；如图5和图6所示，柔性化烟支旋转夹盘500包括固定于安装架100的固定底座51，夹盘52可转动地支承于固定底座51，两个夹片53之间通过弹性元件54相连。通过连接在两个夹片53之间的弹性元件54使得夹片53在夹持烟支时，夹片53能够轻柔接触烟支表面，实现柔性化夹持烟支，有效避免夹持烟支时对烟支产生破坏，从而保证烟支外观检测的准确度；另外，弹性元件54还能使夹持腔的大小可调，能够夹持不同直径和硬度的烟支，还能避免对烟支夹持太紧而损坏烟支、或夹持太松而无法带动烟支360度旋转。

较优地，如图5和图6所示，两个夹片53相对设置，两个夹片53的相对面上都具有凹入的夹持面531，两个夹片53的夹持面531形成用于夹持烟支的夹持腔。每个夹片53上的夹持面531呈半圆环状，能够增大夹持面531与烟支表面的接触面积，保证夹持效果。同时，弹性元件54有两个、对称分布在夹持腔的两侧，故两个夹片53的两端各通过一弹性元件54相连。弹性元件54为弹簧，优选选用夹紧力尽可能小的高精密弹簧，以保证夹片53轻柔接触烟支表面的同时还能够稳定地带动烟支360度旋转。为了能够精确地生成烟支的360度图像，形成在两个夹片53之间的夹持腔、夹盘52、以及烟支三者同心设置，从而保证夹盘52带动烟支360度旋转的同步性。夹盘52上一体地向上延伸出有两个旋转轴，两个夹片53分别可转动地安装于旋转轴，进而实现夹片53可转动地安装于夹盘52。

进一步地，柔性化烟支旋转夹盘500还具有用于使两个夹片53打开或者关闭的开闭机构；开闭机构的结构优选为：如图5和图6所示，柔性化烟支旋转夹盘500还包括安装于固定底座51的凸轮座55、可转动地套装在凸轮座55上部的驱动凸轮56、复位扭簧57、固定于固定架12的开关驱动源58、由开关驱动源58驱动转动的凸轮拨杆59、以及与驱动凸轮56相对固定的开关拨叉510，开关驱动源58与固定底座51相对固定，夹盘52可转动地套装在凸轮座55的下部，故夹盘52与驱动凸轮56沿凸轮座55的轴向并排设置、且驱动凸轮56位于夹盘52的上侧，夹盘52通过凸轮座55可转动地支承于固定底座51的夹盘52，夹盘52能够绕凸轮座55旋转，复位扭簧57的两端分别与夹盘52和驱动凸轮56相连，夹片53上设有突起部532。在初始状态下，复位扭簧57使两个夹片53之间为关闭的状态，凸轮拨杆59远离于开关拨叉510、两者不接触。开关驱动源58动作、驱动凸轮56拨杆转动，图和图所示的视图中，凸轮拨杆59为逆时针转动；则凸轮拨杆59与位于其逆时针转动方向侧的开关拨叉510相抵接，进而推动开关拨叉510和驱动凸轮56一起顺时针转动，复位扭簧57处于蓄能状态，驱动凸轮56与夹片53上的突起部532抵接，进而推动夹片53转动，从而带动两个夹片53打开，弹性元件54处于储能状态，此时可将烟支放入夹持腔中、或实现夹片53对烟支的松开将烟支从夹持腔中取出。待烟支放入夹持腔中后，开关驱动源58再动作、使凸轮拨杆59顺时针转动复位，复位扭簧57使驱动凸轮56和开关拨叉510各自复位，弹性元件54使得两个夹片53关闭，在此过程中，夹片53轻柔接触烟支表面、柔性化夹持住烟支，实现对烟支的夹紧。本实施例中，开关驱动源58为旋转电磁铁，凸轮拨杆59直接固定在旋转电磁铁的铁芯上；初始状态下，旋转电磁铁处于断电状态；旋转电磁铁通电后，其铁芯转过一个角度，带动凸轮拨杆59一起逆时针转过一个角度，进而推动开关拨叉510顺时针转过一个角度；旋转电磁铁断电后，其铁芯复位，带动凸轮拨杆59一起顺时针转过一个角度、复位。

进一步地，柔性化烟支旋转夹盘500还具有用于驱动夹盘52旋转的旋转驱动机构，旋转驱动机构的结构优选为：如图5和图6所示，柔性化烟支旋转夹盘500还包括固定于固定架12的旋转驱动源511、由旋转驱动源511驱动转动的主动带轮512、固定套装在夹盘52外周的从动带轮513、以及传送皮带514，旋转驱动源511与固定底座51相对固定，连接主动带轮512和从动带轮513通过传送皮带514相连。旋转驱动源511主动带轮512转动，主动带轮512通过传送皮带514带动从动带轮513和夹盘52一起旋转，夹盘52带动复位扭簧57、驱动凸轮56、夹盘52、以及由夹片53夹持的烟支一起360度旋转；在360度旋转过程中，开关拨叉510和凸轮拨杆59不接触。本实施例中，旋转驱动源511为电机，主动带轮512固定在电机的电机轴上，电机跟随模块化烟支外观检测装置中控制单元向其发送的同步脉冲信号转动。

如图5和图6所示，柔性化烟支旋转夹盘500还包括固定于固定架12的传感器515，故传感器515与固定底座51相对固定；夹盘52上设有被感应凸点；当旋转驱动机构驱动夹盘52转动到合适的位置后，传感器515能够感应到被感应凸点，此时，模块化烟支外观检测装置中控制单元根据传感器515的信号控制旋转驱动源511停止动作，夹盘52停止旋转、并保持在该位置；之后模块化烟支外观检测装置中控制单元再控制旋转电磁铁通电或断电，通过复位扭簧57和驱动凸轮56的转动关闭或打开两个夹片53，以实现对烟支的夹紧或松开。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种模块化烟支外观检测装置，其特征在于：包括安装架(100)、位于烟支落料通道上且用于夹持烟支的夹盘组件(200)、用于阻挡烟支下落的挡板组件(300)、以及成像设备(400)，所述夹盘组件(200)、挡板组件(300)和成像设备(400)都安装于安装架(100)，所述成像设备(400)用于获取由夹盘组件(200)夹持住的烟支的图像。

2.根据权利要求1所述的模块化烟支外观检测装置，其特征在于：所述夹盘组件(200)包括沿烟支落料通道延伸方向上下排布的上夹盘(21)和下夹盘(22)，所述挡板组件(300)包括上挡板(31)和下挡板(32)，所述上夹盘(21)、上挡板(31)、下夹盘(22)和下挡板(32)沿烟支落料通道的延伸方向从上至下依次排布。

3.根据权利要求2所述的模块化烟支外观检测装置，其特征在于：所述上挡板(31)和下挡板(32)都可伸缩的安装于安装架(100)、都能够远离或靠近烟支落料通道。

4.根据权利要求2所述的模块化烟支外观检测装置，其特征在于：所述成像设备(400)包括一台成像相机(41)，该成像相机(41)用于获取由上夹盘(21)和/或下夹盘(22)夹持住的烟支的图像。

5.根据权利要求2所述的模块化烟支外观检测装置，其特征在于：所述成像设备(400)包括两台成像相机(41)，其中一台成像相机(41)用于获取由上夹盘(21)夹持住的烟支的图像，其中另一台成像相机(41)用于获取由下夹盘(22)夹持住的烟支的图像。

6.根据权利要求2所述的模块化烟支外观检测装置，其特征在于：所述安装架(100)包括相互固定的外框(11)和固定架(12)，所述外框(11)水平设置，所述固定架(12)竖直设置，所述成像设备(400)安装于外框(11)，所述上夹盘(21)、上挡板(31)、下夹盘(22)和下挡板(32)都安装于固定架(12)。

7.根据权利要求2所述的模块化烟支外观检测装置，其特征在于：所述上夹盘(21)和下夹盘(22)都具有可转动的夹盘(52)、两个都可转动地安装于夹盘(52)的夹片(53)、以及形成在两个夹片(53)之间的夹持腔，所述夹持腔用于夹持烟支、并位于烟支落料通道上。

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