CN112893370A - 一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置 - Google Patents

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CN112893370A CN202110311810.9A CN202110311810A CN112893370A CN 112893370 A CN112893370 A CN 112893370A CN 202110311810 A CN202110311810 A CN 202110311810A CN 112893370 A CN112893370 A CN 112893370A
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徐玮鑫
黄帅
雷磊
金尚忠
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Abstract

本发明公开了一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置，由：壳体，隔板，方型毛刷，球型毛刷，棍型毛刷，喷洗装置，电动机，联轴器，伸缩杆，密封垫片，转动杆，化学仪器固定器，转动块，固定块，伸缩夹，进水口，出水口，驱动电机，压力泵，伸缩弹簧，推杆，洗液腔，进液口，万向联轴器，摄像头，喷射口组成。该装置在设计结构基础上，利用摄像头提取仪器图像，将图像上传后，通过HOG特征提取优化喷射口喷射位置，达到高效快速节能的清洁。解决了目前化学仪器清洗装置功能单一，清洁效率低下等问题。具有很强的创新性和实用价值。

Description

一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置
技术领域
本发明涉及化学仪器清洗领域，具体为一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置。
背景技术
化学实验中使用到的仪器称为化学仪器，可以对材料进行计量或反应，主要分为计量仪器和反应仪器，将仪器以特定方式进行组合构成装置，实现实验目的。目前，化学实验中使用的化学仪器放置时间长，空气的浮尘颗粒都会落在上面，并且还容易散落于器械的缝隙之中，所以都需要经常除尘保养，在实验室中对于化学仪器的清洁一般采用普通的试管刷刷洗，或者抹布对仪器的表面进行擦拭，对于瓶口口径细，内腔粗的仪器清洁非常不便，也无法将缝隙之中的灰尘擦拭干净。因此，特别需要一种化学仪器清洗装置。
现阶段所使用的化学仪器清洗装置在功能上较为单一，固定口径的化学仪器只能使用固定的清洁装置，口径无法自由变更，同时只能针对一些直管，在一些特殊情况下的口径细，内腔粗，或口径弯曲的，普通的清洁装置无法清洁，且目前，已公开的专利CN201820896044.0中化学仪器清洗装备为固定式机芯结构，射流喷头位置固定，射流喷头喷射随机，清洗过程中，不能定位污垢位置，达到高效清洁，造成水资源浪费，同时，其喷射口与化学仪器内外壁的距离会随着仪器形状大小变化，不能保证射流一直保持最优。
针对现有技术的不足，本发明提出一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置。其首先设计了一套化学仪器清洗装置结构，该装置利用摄像头提取仪器图像，将图像上传后，采用HOG特征提取，提取图像污垢信息，从而优化喷射口喷射位置，达到高效快速节能的清洁。本发明使用时，简单快捷，不仅节约大量的时间，而且节约了大量的人力物力。
发明内容
为实现上述目的，本发明提出一种化学仪器清洗装置，以解决上述背景技术中提出现阶段所使用的化学仪器清洗装置在功能上较为单一，在喷射口位置固定，喷射口喷射随机的影响下，清洁效率低下，浪费水资源等问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：如图1所示：一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置：由：壳体1，隔板2，方型毛刷3，球型毛刷4，棍型毛刷5，喷洗装置6，电动机7，联轴器8，伸缩杆9，密封垫片10，转动杆11，化学仪器固定器12，转动块13，固定块14，伸缩夹15，进水口16，出水口17，驱动电机18，压力泵19，伸缩弹簧20，推杆21，洗液腔22，进液口23，万向联轴器24，摄像头25，喷射口26组成。其特征在于：所述壳体1是高效定位污垢的化学仪器清洗装置的主要组成部分，壳体1内设置有隔板2，进水口16，和出水口17。隔板2和密封垫片10防止引入壳体内的洗液损坏电动机7。壳体内安装方型毛刷3，球型毛刷4，棍型毛刷5，三个毛刷除了毛刷头形状不一样，其他部件均相同。毛刷头内部安有喷洗装置6。电动机7，联轴器8，伸缩杆9和转动杆11组合在一起控制毛刷转动移动，以适应清洗不同形状的化学仪器，伸缩杆9可使毛刷上下移动，转动杆11可以在电动机7的带动下带动毛刷头360°转动，清洗洗刷化学仪器。化学仪器固定器12通过伸缩夹15连接着一起，可夹住不同形状大小的待清洗的化学仪器，转动块13由固定块14固定在壳体1上，带动化学仪器固定器12转动。
所诉喷洗装置6装在毛刷头内部，如图2所示：喷洗装置6由驱动电机18，压力泵19，伸缩弹簧20，推杆21，洗液腔22，进液口23，万向联轴器24，摄像头25，喷射口26组成。其特征在于：清洗液由进液口23导入，洗液腔22用于储存清洗液，压力泵19压动推杆21将腔内的清洗液均匀的喷洒出去，对化学仪器进行清洗。驱动电机18在喷洗装置6的底部，喷射口26有三个，每个上面都安有摄像头25用于采集化学仪器图像，从而识别定位污垢所在位置。驱动电机18用来带动伸缩弹簧20和万向联轴器24，使得喷射口26到达优化的喷射位置，对化学仪器进行高效清洗。
本发明的有益效果是：本发明的一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置，其首先设计了一套化学仪器清洗装置结构，该装置利用摄实时采集待清洗化学仪器的图像，采用HOG特征提取，提取图像污垢信息，从而优化喷射口喷射位置，达到高效快速节能的清洁。解决了目前化学仪器清洗装置功能单一，在喷射口位置固定，射流喷头喷射随机的影响下，清洁效率低下，浪费水资源等问题。具有很强的创新性和实用价值，有良好的应用前景。
附图说明
图1为高效定位污垢的化学仪器清洗装置示意图。
图2为高效定位污垢的化学仪器清洗装置中喷洗装置示意图。
具体实施方式
一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置：由：壳体1，隔板2，方型毛刷3，球型毛刷4，棍型毛刷5，喷洗装置6，电动机7，联轴器8，伸缩杆9，密封垫片10，转动杆11，化学仪器固定器12，转动块13，固定块14，伸缩杆15，进水口16，出水口17，驱动电机18，压力泵19，伸缩弹簧20，推杆21，洗液腔22，进液口23，万向联轴器24，摄像头25，喷射口26组成。
具体高效定位污垢清洗过程如下：
所述污垢定位利用喷射口摄像头实时采集待清洗化学仪器的照片，而后采用HOG特征提取，提取图像污垢信息，从而优化喷射口位置，达到高效快速节能的清洁。具体算法步骤如下：
(1)图片标准化：由于明暗，对比度等各种问题，会提取尺度不一的化学仪器图片。因此，首先对摄像头提取到的化学仪器图像进行光的标准化，即零均值化，对于每一个元素减去本化学仪器图像的平均值即可，这样出来的分布符合标准正态分布。
(2)图片梯度化：标准化后的化学仪器图像函数f(x,y)在点(x,y)的梯度是一个具有大小和方向的矢量，设为Gx和Gy分别表示x方向和y方向的梯度，这个梯度的矢量可以表示为：
Figure BDA0002990088520000041
由此化学仪器图像梯度为：
G(x,y)＝dxi+dyi
dx(i,j)＝Img(i+1,j)-Img(i,j)
dy(i,j)＝Img(i,j+1)-Img(i,j)
Img(i，j)是化学仪器图像数值矩阵的像素值，(i，j)为像素相应坐标。gradient()函数求的是数值上的梯度，为得到化学仪器图像水平方向梯度Rx和垂直方向梯度Ry本发明中的计算方法为:
Figure BDA0002990088520000042
(3)对各块的梯度加权统计。在本发明中规定
Figure BDA0002990088520000043
其余8个加权系数之和为1/2。本发明定义除
Figure BDA0002990088520000044
以外，化学仪器图像矩阵内其他元素为：
Figure BDA0002990088520000045
其中，a,b不能同时为零。在此基础上，用窗口像素分别与相应位置上的权重因子相乘，积之和就是图像的平滑输出W(j,k)。
(4)生成HOG特征。对于得到的每一个的方向的W(j,k)进行归一化处理，并将化学仪器图片中所有的W(j,k)依次连接从而获得整幅化学仪器图像的方向梯度向量，即得到污垢特征。从而定位污垢位置。
驱动电机18根据喷射口26上面的摄像头25定位污垢位置带动伸缩弹簧20和万向联轴器24，使得喷射口26到达优化的喷射位置，对化学仪器进行高效清洗。

Claims (3)

1.一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置，其特征在于：由壳体(1)，隔板(2)，方型毛刷(3)，球型毛刷(4)，棍型毛刷(5)，喷洗装置(6)，电动机(7)，联轴器(8)，伸缩杆(9)，密封垫片(10)，转动杆(11)，化学仪器固定器(12)，转动块(13)，固定块(14)，伸缩杆(15)，进水口(16)，出水口(17)，驱动电机(18)，压力泵(19)，伸缩弹簧(20)，推杆(21)，洗液腔(22)，进液口(23)，万向联轴器(24)，摄像头(25)，喷射口(26)组成。
2.根据权利要求1所述的一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置，其特征在于：所述喷洗装置(6)装在毛刷头内部，喷洗装置(6)由驱动电机(18)，压力泵(19)，伸缩弹簧(20)，推杆(21)，洗液腔(22)，进液口(23)，万向联轴器(24)，摄像头(25)，喷射口(26)组成。驱动电机(18)在喷洗装置(6)的底部，喷射口(26)有三个，每个上面都安有摄像头(25)用于采集化学仪器图像，识别定位污垢所在位置。
3.根据权利要求1所述的一种高效定位污垢的化学仪器清洗装置，其特征在于：所述高效定位污垢采用摄像头实时采集待清洗化学仪器的图像，而后采用HOG特征提取，提取图像污垢信息，从而优化喷射口(26)位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113636208A (zh) * 2021-08-14 2021-11-12 扬州市钰翔轻工机械设备厂 一种日化洗涤用具有喷头清理机构的容器喷头

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