CN112147155A - 一种布面预检机构及包含其的验布装置、验布方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于织染设备技术领域，具体涉及一种布面预检机构及包含其的验布装置、验布方法。该布面预检机构的面光源含有波长电控层，在2‑苯基嘧啶基母核上引入1‑苯基‑1H‑吡咯基，形成偶极矩较大的化合物，介电各向异性腔，再通过在2‑苯基嘧啶基上连接不同的极性端基，对母核偶极矩进行微调节，从而实现对介电各向异性的微调节，继而实现折射率的微调节，则可对面光源光线波长进行微调节，改善面光源对布匹的照射效果，提高摄像机获取布面信息的可靠性。本发明提供的验布装置其尺寸可以定制，不受特殊场地约束，兼顾了适应性及经济性，维护方便安全，与传统人工验布方法相比，可对布匹连续稳定地检测，提高了验布的效率和精确性。

Description

一种布面预检机构及包含其的验布装置、验布方法

技术领域

本发明属于织染设备技术领域，具体涉及一种布面预检机构及包含其的验布装置、验布方法。

背景技术

在织染行业，织物瑕疵点检测是织物质量控制的关键环节。传统的检测方法是验布工人依据经验直接裸眼判断由验布机传送的布面上是否存在瑕疵点并对瑕疵点进行分类，但因受人眼生理结构所限及布面瑕疵点细小等因素，人工验布无法实现连续、高速的检测，且易导致检验质量不稳定、一致性差的问题。

近年来，随着图像处理技术的发展，其应用范围越来越广泛。在织染行业中，人工智能视觉验布比传统的人眼验布方法拥有更高的准确度和效率，是织染行业未来发展的方向。目前，在研发人工智能视觉验布装置时，其思路有两种：(1)淘汰原有验布机，提供整套全新的人工智能视觉验布设备，但会产生厂房面积、设备设施需重新适配问题，并需要工人重新学习新设备操作方法；(2)保留原有验布机，通过架设摄像单元实现人工智能视觉验布改进，但受原设备影响(如空间位置、机械振动等)，可能存在设备撞件、摄像失焦及不利于清洁维护等问题。

再者，不同布料的组织、花型、颜色、幅宽、匹长等均不相同，在摄像过程中，现有光源在照射区域、光线均匀性以及波长范围等方面不能满足摄像要求，使得摄像单元获取的布面信息失真，容易发生瑕疵点误判。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有验布机不方便增设智能视觉验布设备以及智能视觉验布设备中的光源不能满足摄像要求的缺陷，从而提供一种能够提供合适光线并能与现有验布机配套使用的布面预检机构以及包含该预检机构的验布装置、验布方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种布面预检机构，包括预检机架以及设置在所述预检机架上用于展平布匹的预检辊组件、朝向布匹设置并用于检验布面的光电组件；

所述光电组件包括至少一个面光源和至少一个摄像机，所述面光源包括波长电控层，所述波长电控层的材质具有如式(Ⅰ)所示的结构：

R1选自C1～C10的烷基，R2为极性端基。

优选地，该布面预检机构，所述极性端基选自-CHO、-SH、-F、-Br、-Cl中任一种。

进一步优选地，该布面预检机构，所述波长电控层的材质具有如式(Ⅰ-1)～(Ⅰ-5)所示的结构：

优选地，该布面预检机构，所述预检机架还包括预检框架、设置在所述预检框架上的承重梁以及设置在所述承重梁上的若干光源支架和若干摄像支架；

所述预检辊组件包括共面设置在所述预检框架上的至少两个预检布辊；

所述面光源呈矩形并阵列共面设置，按照布匹运动方向，位于进布端的所述面光源一侧边缘与对应侧的所述预检布辊之间的距离大于位于出布端的所述面光源一侧边缘与对应侧的所述预检布辊之间的距离。

进一步优选地，该布面预检机构，所述面光源与所述预检布辊所在平面的夹角为10～20°。

进一步优选地，该布面预检机构，在所述面光源几何中心设置有供所述摄像机安装的通孔；

所述摄像机设置在所述通孔以及相邻两个所述面光源之间。

本发明还提供一种验布装置，包括：

上述的布面预检机构；

设置在所述布面预检机构上游的放卷机构；

验布机构。

优选地，该验布装置，所述预检布辊设置四个，每两个所述预检布辊为一组并并列设置在预检辊架上，所述预检辊架与所述预检框架可转动连接；

所述验布机构包括验布辊组件、与所述光电组件连接的操作平台以及收卷组件。

本发明还提供一种利用上述的验布装置的验布方法，包括以下步骤：

S1.将待验布匹依次通过所述放卷机构、所述布面预检机构和所述验布机构展平，并通过所述预检框架调节布匹与所述面光源之间的高度差、夹角；

S2.调节所述波长电控层的折射率，改善光线对布匹的照射效果；

S3.通过所述收卷组件驱动，使布匹依次经过所述面光源照射区，并通过所述摄像机获取布面情况。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的布面预检机构，包括预检机架以及设置在预检机架上用于展平布匹的预检辊组件、朝向布匹设置并用于检验布面的光电组件；光电组件包括至少一个面光源和至少一个摄像机，面光源包括波长电控层。

该布面预检机构的面光源含有的波长电控层，以2-苯基嘧啶基为母核，引入1-苯基-1H-吡咯基形成偶极矩较大的化合物，介电各向异性强，再通过在2-苯基嘧啶基上连接不同的极性端基，对母核偶极矩进行微调节，从而实现对介电各向异性的微调节，继而实现该波长电控层折射率的微调节，则通过该波长电控层可对面光源光线波长进行微调节，改善面光源对布匹的照射效果，提高摄像机获取布面信息的可靠性。

2.本发明提供的布面预检机构，预检辊组件包括共面设置在预检框架上的至少两个预检布辊，供布匹穿入和穿出，并自动把布匹整理平整，消除不平整等因素对拍摄效果的影响。

3.本发明提供的验布装置，预检布辊设置四个，每两个预检布辊为一组并并列设置在预检辊架上，预检辊架与预检框架可转动连接，通过预检框架可实现布匹与面光源之间的高度差、夹角，调节照射效果，改善拍摄效果。

4.本发明提供的验布装置，其尺寸可以定制，不受特殊场地约束，不存在设备撞件和不利于清洁维护等问题，兼顾了适应性及经济性，维护方便安全。

5.本发明提供的验布方法，与传统人工验布方法相比，减少了对人眼的伤害，降低验布工人的劳动强度，可对布匹连续稳定地检测，提高了验布的效率和精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的布面预检机构结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的面光源和摄像机布置结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的面光源器件结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的如式(Ⅰ-1)所示结构的化合物氢核磁图谱；

图5为本发明实施例1提供的如式(Ⅰ-2)所示结构的化合物氢核磁图谱；

图6为本发明实施例1提供的如式(Ⅰ-3)所示结构的化合物氢核磁图谱；

图7为本发明实施例1提供的如式(Ⅰ-4)所示结构的化合物氢核磁图谱；

图8为本发明实施例1提供的如式(Ⅰ-5)所示结构的化合物氢核磁图谱；

图9为本发明实施例1提供的预检辊组件设置结构示意图；

图10为本发明实施例2提供的验布装置结构示意图；

附图标记说明：

1-布面预检机构；11-预检机架；111-预检框架；112-承重梁；113-光源支架；114-摄像支架；115-万向轮；12-预检辊组件；121-预检布辊；122-预检辊架；13-光电组件；131-面光源；1311-基板；1312-全反射层；1313-白色发光层；1314-光提取层；1315-半反半透层；1316-波长电控层；1317-封装层；1318-间隙；1319-通孔；132-摄像机；

2-放卷机构；

3-验布机构；31-验布机架；32-验布辊组件；32-操作平台；34-收卷组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种布面预检机构1，如图1所示，包括预检机架11、预检辊组件12和光电组件13。预检辊组件12设置在预检机架11上，用于将布匹展平；光电组件13朝向布匹设置以用于检验布面是否有瑕疵。

如图1所示，光电组件13包括至少一个面光源131和至少一个摄像机132，通过面光源131照射布匹表面，摄像机132对布匹拍摄并传输至终端。如图2所示，该面光源131为矩形面光源，发光面为(40～60)×(40～60)cm，能够提供均匀的光线，且照射区域大。

如图3所示，面光源131包括依次层叠设置的基板1311、全反射层1312、白色发光层1313、光提取层1314、半反半透层1315、波长电控层1316以及封装层1317。

其中，基板1311包括衬底、薄膜晶体管(TFT)阵列层和平坦层，薄膜晶体管(TFT)阵列设置在衬底上，平坦层设置在薄膜晶体管(TFT)阵列结构上。全反射层1312设置在基板1311上，用于将白色发光层1313发出的光尽可能全部反射，以提高面光源131的出光效率。白色发光层1313采用OLED发光层，包括依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。光提取层1314用于提高出光效率；半反半透层1315用于将白色发光层1313发出的光进行部分反射，并与全反射层1312形成光学微腔，改变光线干涉条件，提高光线纯度。封装层1317设置在最外层，包括交替层叠设置的无机材料钝化层和有机材料缓冲层，无机材料钝化层起阻隔水氧作用，有机材料缓冲层起包覆以及平坦化作用，无机材料钝化层和有机材料缓冲交交替设置以改善封装效果，防止有机材料老化，延长OLED器件寿命。

波长电控层1316设置在半反半透层1315和封装层1317之间，对其施加电压即可调控所含化合物分子的介电各向异性，从而改变该波长电控层1316对光线的折射率，从而调控面光源131的波长，为照射布匹提供多种光线条件，解决布匹因其组织、花型、颜色、幅宽、匹长等因素不同而造成拍摄失真的问题。该化合物具有如式(Ⅰ)所示的结构：

R1选自C1～C10的烷基，R2为极性端基。

上述极性端基选自-CHO、-SH、-F、-Br、-Cl中任一种。

由2-苯基嘧啶基为母核，引入1-苯基-1H-吡咯基可形成偶极矩较大的结构，使得该化合物表现出较强的介电各向异性，在电压下可实现分子的有序排列，灵敏度高，稳定性好，对光线折射角度范围广；在2-苯基嘧啶基上连接不同的极性端基和烷基，可对上述化合物的偶极矩进行微调节，从而实现介电各向异性的微调节，继而实现该波长电控层1316折射率的微调节，则通过该波长电控层1316可对面光源131光线波长进行微调节，改善面光源131对布匹的照射效果，提高了摄像机获取布面信息的可靠性。

具体地，波长电控层的材质具有如式(Ⅰ-1)～(Ⅰ-5)所示的结构：

上述具有如式(Ⅰ)所示结构的化合物的合成方法为：

将2-苯基嘧啶通过常规傅克烷基化反应得到如式(Ⅰ-A)所示的化合物；

在无水条件下，将式(Ⅰ-A)所示的化合物、对氟苯甲醛、三氟甲磺酸按照摩尔比3:3:0.5溶于甲苯，待搅拌溶解后加入吡咯，对氟苯甲醛(mol):吡咯(mL)＝10:1；加热至125℃，回流反应4小时；自然冷却至室温，加入饱和碳酸氢钠溶液，并用二氯甲烷萃取，减压蒸馏得到如式(Ⅰ-B)的化合物；

将如式(Ⅰ-B)的化合物通过常规取代反应在嘧啶环上引入R1、在苯环上引入极性基团R2，分别得到如式(Ⅰ-1)～(Ⅰ-5)所示的结构，其氢核磁图谱如图4～图8所示。

为实现面光源131和摄像机132的安装，减少与原有验布机撞件等问题，如图1所示，该预检机架11设置成可移动式立体框架结构，包括预检框架111、承重梁112、光源支架113、摄像支架114和万向轮115。预检框架111长、宽、高为(250～270)×(50～70)×(120～130)cm，承重梁112沿其长度方向设置在预检框架111顶层，光源支架113、摄像支架114设置在承重梁112上；预检辊组件12至少包括两个预检布辊121，并沿长度方向设置在预检框架111中层，即位于承重梁112下方。

为创造更好的光照条件并获得更好的拍摄效果，面光源131和摄像机132设置若干，优选面光源131设置4个，摄像机132设置7个，如图2所示。在预检机架11上的设置方式为：面光源131共面阵列设置，相邻两个面光源131之间预留间隙1318，该间隙1318宽度不超过5cm，在每个面光源131的几何中心设置通孔1319，摄像机132设置在上述间隙1318和通孔1319内。

每个光源支架113、每个摄像支架114与承重梁112可活动调节，可实现每个面光源131、每个摄像机132角度的调节。

在布匹展平过程中，为实现布匹高度和角度调节，预检辊组件12包括预检布辊121和预检辊架122。如图9所示，预检辊架122设置两个，为矩形框，其两短框边的中段通过紧固件固定在预检框架111，并可通过紧固件调节预检辊架122在预检框架111上的倾斜程度；预检布辊121设置四个，分别设置在两个预检辊架122的长框边上，布匹S型依次绕过四个预检布辊121，可实现布匹的展平，再通过调节紧固件，可调节布匹与面光源131的高度差和角度，继而调节光照效果，并改善拍照效果。

按照布匹运动方向，位于进布端的面光源131一侧边缘与对应侧的预检布辊121之间的距离大于位于出布端的面光源131一侧边缘与对应侧的预检布辊121之间的距离。

作为优选的实施方式，通过对面光源131角度调节，再通过预检辊组件12高度差、角度调节，面光源131与预检布辊121所在平面的夹角为10～20°。

该结构的布面预检机构1，通过施加电压对波长电控层1316折射率调节，继而调节光线波长，为摄像机132提供良好的光线条件；通过对每个光源支架113、每个摄像支架114调节，可分别实现对面光源131照射角度、摄像机132拍摄角度的调节，为获得更好光照和拍摄环境提供更丰富的方案；调节预检辊架122在预检框架111上的倾斜程度，继而调节光照效果，改善拍摄效果，上述三个环节可单独操作，也可配合使用，最终可实现光照条件的微调节，使得拍摄效果更逼真，提高了验布信息的可靠性和精确性，避免瑕疵误判。

实施例2

本实施例提供一种验布装置，如图10所示，包括实施例1的布面预检机构1、放卷机构2和验布机构3。

放卷机构2设置在布面预检机构1的上游，用于卷置待验布匹；

布面预检机构1的预检布辊121设置四个，每两个预检布辊121为一组并并列设置在预检辊架122上，该预检辊架122与预检框架111可转动连接。布匹由放卷机构2S型依次绕过四个预检布辊121，形成检验平面。

验布机构3为常规验布装置，包括验布机架31、验布辊组件32、操作平台33和收卷组件34。操作平台33与光电组件13电连接，用于对光电组件13电压调节、光强调节、信息存储等；收卷组件34用于将布匹收卷。

该验布装置，其尺寸可以定制，不受特殊场地约束，不存在设备撞件和不利于清洁维护等问题，兼顾了适应性及经济性，维护方便安全。

实施例3

本实施例提供一种验布方法，包括以下步骤：

S1.将待验布匹经放卷机构2放卷，再依次布面预检机构1、验布机构3实现布匹的展平，通过调节预检框架111、调节每个光源支架113和每个摄像支架114，实现布匹与面光源131之间高度差、夹角的调节；

S2.通过电压调节波长电控层1313的折射率，继而调节光线波长，进一步改善光线对布匹的照射效果；

S3.启动收卷组件33，通过收卷组件33驱动布匹依次经过面光源131照射区，并通过摄像机132获取布面情况，布面信息存储至操作平台32。

与传统人工验布方法相比，减少了对人眼的伤害，降低验布工人的劳动强度，可对布匹连续稳定地检测，提高了验布的效率和精确性。

测试例1

将实施例1提供的如式(Ⅰ-1)～(Ⅰ-5)所示结构的化合物制备波长电控层并进行折射率测试：

	5V	10V	15V	20V	25V	30V
							(Ⅰ-1)	1.95	1.67	1.34	0.95	0.61	0.30
(Ⅰ-2)	1.94	1.59	1.30	0.98	0.65	0.31
							(Ⅰ-3)	1.89	1.52	1.21	0.90	0.54	0.29
(Ⅰ-4)	1.85	1.48	1.16	0.82	0.50	0.22
							(Ⅰ-5)	1.88	1.52	1.20	0.88	0.52	0.25

根据上表数据知，由如式(Ⅰ-1)～(Ⅰ-5)所示结构的化合物制备的波长电控层在不同电压下表现出良好的折射率可调控性，随着激励电压的增大，其折射率降低，这说明，该分子在没有激励电压存在时是呈杂乱无章排列的，在有电压激励下，其排列次序逐渐规整化。

上述测试中，所用激励电压较低，属于安全范围，这说明该分子对激励电压的灵敏度高，在较低范围电压激励下即可得到折射率较大范围的变化；而且，折射率大小与激励电压大小几乎为直线关系，提高了电压调节折射率的可操控性，可较好用于验布设备中光源光线波长的调节。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种布面预检机构，其特征在于，包括预检机架以及设置在所述预检机架上用于展平布匹的预检辊组件、朝向布匹设置并用于检验布面的光电组件；

所述光电组件包括至少一个面光源和至少一个摄像机，所述面光源包括波长电控层，所述波长电控层的材质具有如式(Ⅰ)所示的结构：

R1选自C1～C10的烷基，R2为极性端基。

2.根据权利要求1所述的布面预检机构，其特征在于，所述极性端基选自-CHO、-SH、-F、-Br、-Cl中任一种。

3.根据权利要求2所述的布面预检机构，其特征在于，所述波长电控层的材质具有如式(Ⅰ-1)～(Ⅰ-5)所示的结构：

4.根据权利要1-3任一所述的布面预检机构，其特征在于，所述预检机架还包括预检框架、设置在所述预检框架上的承重梁以及设置在所述承重梁上的若干光源支架和若干摄像支架；

所述预检辊组件包括共面设置在所述预检框架上的至少两个预检布辊；

所述面光源呈矩形并阵列共面设置，按照布匹运动方向，位于进布端的所述面光源一侧边缘与对应侧的所述预检布辊之间的距离大于位于出布端的所述面光源一侧边缘与对应侧的所述预检布辊之间的距离。

5.根据权利要求4所述的布面预检机构，其特征在于，所述面光源与所述预检布辊所在平面的夹角为10～20°。

6.根据权利要求5所述的布面预检机构，其特征在于，在所述面光源几何中心设置有供所述摄像机安装的通孔；

所述摄像机设置在所述通孔以及相邻两个所述面光源之间。

7.一种验布装置，其特征在于，包括：

权利要求4-6任一所述的布面预检机构；

设置在所述布面预检机构上游的放卷机构；

验布机构。

8.根据权利要求7所述的验布装置，其特征在于，所述预检布辊设置四个，每两个所述预检布辊为一组并并列设置在预检辊架上，所述预检辊架与所述预检框架可转动连接；

所述验布机构包括验布辊组件、与所述光电组件连接的操作平台以及收卷组件。

9.一种利用权利要求8所述的验布装置的验布方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将待验布匹依次通过所述放卷机构、所述布面预检机构和所述验布机构展平，并通过所述预检框架调节布匹与所述面光源之间的高度差、夹角；

S2.调节所述波长电控层的折射率，改善光线对布匹的照射效果；

S3.通过所述收卷组件驱动，使布匹依次经过所述面光源照射区，并通过所述摄像机获取布匹情况。

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