CN113156905B - 基于互联网的智能工业冰块制造机及其控制方法 - Google Patents

基于互联网的智能工业冰块制造机及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及互联网技术领域，具体涉及一种基于互联网的智能工业冰块制造机及其控制方法。本发明通过利用冰块的特性，将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；再获取分装板的电阻分布信息和压力分布信息；进而获取冰块分布信息；再基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域，最终将包装区域内的冰块装入冰块存储装置。实现了智能的将适合数量的冰块放入不同的冰块存储装置，无需人工操作。

Description

基于互联网的智能工业冰块制造机及其控制方法
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，具体涉及一种基于互联网的智能工业冰块制造机及其控制方法。
背景技术
工业冰块制造机是用人工制冷方法制造冰块的机器。适用于多个领域。
现有的工业冰块制造机智能化程度不高，在冰块制造完成后，需要人工将制造好的冰块放入不同规格的冰块存储装置中进行存储；
但当前采用的人工方式效率低下，不能很好适应互联网、智能化的发展需求。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于互联网的智能工业冰块制造机及其控制方法，解决了现有的工业冰块制造机智能化程度不高，无法智能的将制造好的冰块放入不同规格的冰块存储装置中进行存储的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
第一方面，提供了一种基于互联网的智能工业冰块制造机，包括用于制造冰块的造冰模块，还包括：
恒温干燥模块，用于在进行分装前使分装板表面保持干燥并以固定温度保存；
分装板驱动模块，用于将分装板从恒温干燥模块中取出和放回；
脱冰模块，用于将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；
分装板，用于获取在分装板上的冰块对应的电阻分布信息和压力分布信息，并通过互联网传输至冰块分布计算模块；
冰块分布计算模块，用于基于分装板的电阻分布信息和压力分布信息生成分装板的电阻分布图和压力分布图，并基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息；所述电阻分布信息为由热敏电阻值和第一坐标组成的若干第一标签的集合；所述压力分布信息为由压力传感器的压力值和第二坐标组成的若干第二标签的集合；所述第一坐标和第二坐标均为以分装板为平面的平面坐标系下的坐标；
冰块存储装置容量获取模块，用于获取冰块存储装置的冰块存储数量区间；
包装区域划分模块，用于基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域；
包装模块，用于通过互联网从包装区域划分模块获取包装区域，并将包装区域内的冰块装入冰块存储装置。
进一步的，所述分装板包括：固定框架、热敏电阻传感器阵列和柔性薄膜压力传感器阵列；
所述热敏电阻传感器阵列中的每个热敏电阻分别设置在固定框架的各个固定槽中，所述柔性薄膜压力传感器阵列铺设在固定框架的表面。
进一步的，所述热敏电阻传感器阵列的热敏电阻数量等于柔性薄膜压力传感器阵列的压力传感器数量。
第二方面，提供了一种基于互联网的智能工业冰块制造机的控制方法，该方法包括：
将干燥且为固定温度的分装板内取出；
将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；
获取分装板的电阻分布信息和压力分布信息；所述电阻分布信息为由热敏电阻值和第一坐标组成的若干第一标签的集合；所述压力分布信息为由压力传感器的压力值和第二坐标组成的若干第二标签的集合；所述第一坐标和第二坐标均为以分装板为平面的平面坐标系下的坐标；
基于电阻分布信息生成分装板的电阻分布图；基于压力分布信息生成分装板的压力分布图；并基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息；
获取冰块存储装置的冰块存储数量区间；
基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域；
将包装区域内的冰块装入冰块存储装置；
清洁分装板，并恒温干燥保存。
进一步的，所述基于电阻分布信息生成分装板的电阻分布图，包括：
构建像素对应热敏电阻数量的电阻分布图；
将电阻分布信息中的热敏电阻值根据第一坐标填入电阻分布图的像素。
进一步的，所述基于压力分布信息生成分装板的压力分布图，包括：
构建像素对应压力传感器数量的压力分布图；
将压力分布信息中的压力值根据第二坐标填入压力分布图的像素。
进一步的，所述基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息，包括：
获取电阻分布图中位于冰块标准电阻区间内的像素，将像素值标注为1，并将电阻分布图的其余像素的像素值标注为0，得到第一二值化图像；
获取第一二值化图像的边缘图像；
获取第一二值化图像的边缘图像中的闭合区域，若闭合区域的面积位于冰块标准侧面面积区间内，则将该闭合区域标注为第一备选位置；
获取压力分布图中位于冰块标准重量区间内的像素，将像素值标注为1，并将压力分布图的其余像素的像素值标注为0，得到第二二值化图像；
获取第二二值化图像的边缘图像；
获取第二二值化图像的边缘图像中的闭合区域，若闭合区域的面积位于冰块标准侧面面积区间内，则将该闭合区域标注为第二备选位置；
获取第一备选位置和第二备选位置的重合区域，若重合区域的面积大于预设阈值，则将对应的第二备选位置标记为冰块位置；其余第二备选位置标记为异常；
所有标记为冰块位置的第二备选位置作为冰块分布信息。
进一步的，所述基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域，包括：
基于冰块分布信息构建分区线；
所述分区线的两侧将分装板上的冰块划分为两个分区；
将冰块数量位于冰块存储数量区间内的分区作为包装区域。
进一步的，在将包装区域内的冰块装入冰块存储装置之前，从分装板上剔除包装区域内标记为异常冰块的冰块。
（三）有益效果
本发明通过利用冰块的特性，将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；再获取分装板的电阻分布信息和压力分布信息；进而获取冰块分布信息；再基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域，最终将包装区域内的冰块装入冰块存储装置。实现了智能的将适合数量的冰块放入不同的冰块存储装置，无需人工操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例的分装板的结构示意图；
图2为本发明实施例的分装板的局部剖视图；
图3为本发明实施例的控制方法的流程图；
图4为本发明实施例的电阻分布图的示意图；
图5为本发明实施例的第一二值化图像的示意图；
图6为本发明实施例的划分包装区域的示意图；
其中，分装板1、固定框架11、固定槽111、热敏电阻传感器阵列12、热敏电阻121、柔性薄膜压力传感器阵列13、压力传感器131。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中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作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。
本申请实施例通过提供一种基于互联网的智能工业冰块制造机及其控制方法，解决了现有的工业冰块制造机智能化程度不高，无法智能的将制造好的冰块放入不同规格的冰块存储装置中进行存储的问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1
本发明实施例提供了一种基于互联网的智能工业冰块制造机，包括用于制造冰块的造冰模块，还包括：
恒温干燥模块，用于在进行分装前使分装板表面保持干燥并以固定温度保存；
分装板驱动模块，用于将分装板从恒温干燥模块中取出和放回；
脱冰模块，用于将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；
分装板，用于获取在分装板上的冰块对应的电阻分布信息和压力分布信息，并通过互联网传输至冰块分布计算模块；
冰块分布计算模块，用于基于分装板的电阻分布信息和压力分布信息生成分装板的电阻分布图和压力分布图，并基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息；所述电阻分布信息为由热敏电阻值和第一坐标组成的若干第一标签的集合；所述压力分布信息为由压力传感器的压力值和第二坐标组成的若干第二标签的集合；所述第一坐标和第二坐标均为以分装板为平面的平面坐标系下的坐标；
冰块存储装置容量获取模块，用于获取冰块存储装置的冰块存储数量区间；
包装区域划分模块，用于基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域；
包装模块，用于通过互联网从包装区域划分模块获取包装区域，并将包装区域内的冰块装入冰块存储装置。
本发明实施例的有益效果为：
本发明实施例通过利用冰块的特性，将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；获取分装板的电阻分布信息和压力分布信息；进而获取冰块分布信息；再基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域，最终将包装区域内的冰块装入冰块存储装置。实现了智能的将适合数量的冰块放入不同的冰块存储装置，无需人工操作。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面对本发明实施例进行详细说明：
关于硬件部分，本发明提供了一种基于互联网的智能工业冰块制造机，包括用于制造冰块的造冰模块，具体结构本实施例不做限制，可批量的制造正方体的工业冰块即可。例如，可采用现有的冰块制造装置。
恒温干燥模块，用于在进行分装前使分装板表面保持干燥并以固定温度保存；其具体结构本实施例不做限制，可根据实际需要设置，能够实现干燥和存放分装板即可，而干燥温度需要根据预先测量的冰块标准温度区间设定，其差值应大于一定值，便于后期数据分析；具体的，恒温干燥模块可采用低温干燥箱实现。
分装板驱动模块，用于将分装板从恒温干燥模块中取出和放回；其具体结构本实施例不做限制，可根据实际需要设置，可实现分装板的取出和放回即可，例如，可采用机械臂或轨道机动装置实现。
脱冰模块，用于将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；其具体结构本实施例不做限制，可根据实际需要设置，例如，可通过旋转模具将冰块倒在导向槽中，冰块再由导向槽运动至分装板上。
分装板，用于获取在分装板上的冰块对应的电阻分布信息和压力分布信息，并通过互联网传输至冰块分布计算模块；其具体结构本实施例不做限制，可根据实际需要设置，
如图1~2所示，下面给出一种分装板可行的实现方式：
所述分装板（1）包括：固定框架（11）、热敏电阻传感器阵列（12）和柔性薄膜压力传感器阵列（13）；
所述热敏电阻传感器阵列（12）中的每个热敏电阻（121）分别设置在固定框架的各个固定槽（111）中，所述柔性薄膜压力传感器阵列（13）铺设在固定框架（11）的表面。
为了便于计算，优选的，所述热敏电阻传感器阵列（12）的热敏电阻数量等于柔性薄膜压力传感器阵列（13）的压力传感器（131）数量。
其中热敏电阻传感器阵列（12）和柔性薄膜压力传感器阵列（13）的元件密度越高，其精度也就越高，即能够适配边长更小的冰块。
冰块分布计算模块，用于基于分装板的电阻分布信息和压力分布信息生成分装板的电阻分布图和压力分布图，并基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息；所述电阻分布信息为由热敏电阻值和第一坐标组成的若干第一标签的集合；所述压力分布信息为由压力传感器的压力值和第二坐标组成的若干第二标签的集合；所述第一坐标和第二坐标均为以分装板为平面的平面坐标系下的坐标；
冰块存储装置容量获取模块，用于获取冰块存储装置的冰块存储数量区间；
包装区域划分模块，用于基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域；
更优的，冰块分布计算模块、冰块存储装置容量获取模块、包装区域划分模块均设置在云端，通过互联网获取电阻分布信息和压力分布信息。
包装模块，用于通过互联网从包装区域划分模块获取包装区域，并将包装区域内的冰块装入冰块存储装置，其具体结构本实施例不做限制，可根据实际需要设置，例如，可通过控制刮板的移动将包装区域内的冰块装入冰块存储装置，不考虑效率的情况下，也可以采用机械臂一个个夹取冰块，其中，冰块存储装置可以是塑料袋，保温桶等装置。
下面对上述的一种基于互联网的智能工业冰块制造机的控制方法进行详细说明，如图3所示，该方法包括：
S1、将干燥且为固定温度的分装板内取出；
S2、将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；
S3、获取分装板的电阻分布信息和压力分布信息；
所述电阻分布信息为由热敏电阻值ri和第一坐标（xi，yi）组成的若干第一标签的集合；例如，第一标签tag1（i）=（ri，xi，yi）；
所述压力分布信息为由压力传感器的压力值pi和第二坐标（xj，yj）组成的若干第二标签的集合；例如，第一标签tag2（j）=（pi，xj，yj）；
所述第一坐标和第二坐标均为以分装板为平面的平面坐标系X0Y下的坐标；例如以分装板的坐上角为坐标原点。
S4、基于电阻分布信息生成分装板的电阻分布图；基于压力分布信息生成分装板的压力分布图；并基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息；
下面对S4进行详细说明：包括S4-1至S4-12；
所述基于电阻分布信息生成分装板的电阻分布图，如图4所示，假设电阻数量为5*5的电阻分布图，对应的电阻分别为r11~r55，包括：
S4-1、构建像素对应热敏电阻数量的电阻分布图；
S4-2、将电阻分布信息中的热敏电阻值根据第一坐标填入电阻分布图的像素。
相似的，所述基于压力分布信息生成分装板的压力分布图，包括：
S4-3、构建像素对应压力传感器数量的压力分布图；
S4-4、将压力分布信息中的压力值根据第二坐标填入压力分布图的像素。
所述基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息，包括：
S4-5、获取电阻分布图中位于冰块标准电阻区间（预设经验值）内的像素，将像素值标注为1，并将电阻分布图的其余像素的像素值标注为0，得到如图5所示的第一二值化图像；显然图中，r22~r24，r32~r34，r42~r44符合冰块标准电阻区间，即为1；
S4-6、获取第一二值化图像的边缘图像；
S4-7、获取第一二值化图像的边缘图像中的闭合区域，若闭合区域的面积位于冰块标准侧面面积区间（预设经验值）内，则将该闭合区域标注为第一备选位置；
显然，每一个第一备选位置均可能对应一个冰块，但仅是从温度和大小维度符合冰块的特征，因此需要配合重量进一步判断，因此：
S4-8、获取压力分布图中位于冰块标准重量区间（预设经验值）内的像素，将像素值标注为1，并将压力分布图的其余像素的像素值标注为0，得到第二二值化图像；
S4-9、获取第二二值化图像的边缘图像；
S4-10、获取第二二值化图像的边缘图像中的闭合区域，若闭合区域的面积位于冰块标准侧面面积区间（预设经验值）内，则将该闭合区域标注为第二备选位置；相似的，每一个第二备选位置均可能对应一个冰块，但仅是从重量维度和大小符合冰块的特征，因此需要进一步判断。
S4-11、获取第一备选位置和第二备选位置的重合区域，若重合区域的面积大于预设阈值（预设经验值），说明误差符合设定，即可确认此处有一个冰块，则将对应的第二备选位置标记为冰块位置；其余第二备选位置标记为异常；
S4-12、所有标记为冰块位置的第二备选位置作为冰块分布信息，即冰块在分装板上的位置。
S5、获取冰块存储装置的冰块存储数量区间（预设经验值），不同的冰块存储装置有不同的冰块存储数量区间；
S6、基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域；如图6所示，具体包括：
S6-1、基于冰块分布信息构建分区线（图中虚线）；
S6-2、所述分区线的两侧将分装板上的冰块划分为两个分区；
S6-3、将冰块数量位于冰块存储数量区间内假设为5~7的分区作为包装区域（图中的上半区）。
S7、将包装区域内的冰块装入冰块存储装置；如果采用的是驱动刮板移动的方式，那么分区线就是刮板的分割位置。
优选的，采用的是机械臂打包时，将包装区域内的冰块装入冰块存储装置之前，可根据位置信息，从分装板上剔除包装区域内标记为异常冰块的冰块。
S8、清洁分装板，并恒温干燥保存。
至此完成一个存储装置的打包，下个存储装置打包只需要重复执行S6至S7即可。
综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明实施例通过利用冰块的特性，将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；获取分装板的电阻分布信息和压力分布信息；进而获取冰块分布信息；再基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域，最终将包装区域内的冰块装入冰块存储装置。实现了智能的将适合数量的冰块放入不同的冰块存储装置，无需人工操作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于互联网的智能工业冰块制造机，包括用于制造冰块的造冰模块，其特征在于，还包括：
恒温干燥模块，用于在进行分装前使分装板表面保持干燥并以固定温度保存；
分装板驱动模块，用于将分装板从恒温干燥模块中取出和放回；
脱冰模块，用于将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；
分装板，用于获取在分装板上的冰块对应的电阻分布信息和压力分布信息，并通过互联网传输至冰块分布计算模块；
冰块分布计算模块，用于基于分装板的电阻分布信息和压力分布信息生成分装板的电阻分布图和压力分布图，并基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息；所述电阻分布信息为由热敏电阻值和第一坐标组成的若干第一标签的集合；所述压力分布信息为由压力传感器的压力值和第二坐标组成的若干第二标签的集合；所述第一坐标和第二坐标均为以分装板为平面的平面坐标系下的坐标；
冰块存储装置容量获取模块，用于获取冰块存储装置的冰块存储数量区间；
包装区域划分模块，用于基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域；
包装模块，用于通过互联网从包装区域划分模块获取包装区域，并将包装区域内的冰块装入冰块存储装置；
所述分装板（1）包括：固定框架（11）、热敏电阻传感器阵列（12）和柔性薄膜压力传感器阵列（13）；
所述热敏电阻传感器阵列（12）中的每个热敏电阻（121）分别设置在固定框架的各个固定槽（111）中，所述柔性薄膜压力传感器阵列（13）铺设在固定框架（11）的表面。
2.如权利要求1所述的一种基于互联网的智能工业冰块制造机，其特征在于，所述热敏电阻传感器阵列（12）的热敏电阻数量等于柔性薄膜压力传感器阵列（13）的压力传感器（131）数量。
3.一种基于互联网的智能工业冰块制造机的控制方法，其特征在于，该方法包括：
将干燥且为固定温度的分装板内取出；
将冰块从造冰模块的模具中脱离并铺在分装板上；
获取分装板的电阻分布信息和压力分布信息；所述电阻分布信息为由热敏电阻值和第一坐标组成的若干第一标签的集合；所述压力分布信息为由压力传感器的压力值和第二坐标组成的若干第二标签的集合；所述第一坐标和第二坐标均为以分装板为平面的平面坐标系下的坐标；
基于电阻分布信息生成分装板的电阻分布图；基于压力分布信息生成分装板的压力分布图；并基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息；
获取冰块存储装置的冰块存储数量区间；
基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域；
将包装区域内的冰块装入冰块存储装置；
清洁分装板，并恒温干燥保存；
所述基于电阻分布信息生成分装板的电阻分布图，包括：
构建像素对应热敏电阻数量的电阻分布图；
将电阻分布信息中的热敏电阻值根据第一坐标填入电阻分布图的像素；
所述基于压力分布信息生成分装板的压力分布图，包括：
构建像素对应压力传感器数量的压力分布图；
将压力分布信息中的压力值根据第二坐标填入压力分布图的像素。
4.如权利要求3所述的一种基于互联网的智能工业冰块制造机的控制方法，其特征在于，所述基于电阻分布图和压力分布图获取冰块分布信息，包括：
获取电阻分布图中位于冰块标准电阻区间内的像素，将像素值标注为1，并将电阻分布图的其余像素的像素值标注为0，得到第一二值化图像；
获取第一二值化图像的边缘图像；
获取第一二值化图像的边缘图像中的闭合区域，若闭合区域的面积位于冰块标准侧面面积区间内，则将该闭合区域标注为第一备选位置；
获取压力分布图中位于冰块标准重量区间内的像素，将像素值标注为1，并将压力分布图的其余像素的像素值标注为0，得到第二二值化图像；
获取第二二值化图像的边缘图像；
获取第二二值化图像的边缘图像中的闭合区域，若闭合区域的面积位于冰块标准侧面面积区间内，则将该闭合区域标注为第二备选位置；
获取第一备选位置和第二备选位置的重合区域，若重合区域的面积大于预设阈值，则将对应的第二备选位置标记为冰块位置；其余第二备选位置标记为异常冰块；
所有标记为冰块位置的第二备选位置作为冰块分布信息。
5.如权利要求4所述的一种基于互联网的智能工业冰块制造机的控制方法，其特征在于，所述基于冰块存储数量区间和冰块分布信息划分包装区域，包括：
基于冰块分布信息构建分区线；
所述分区线的两侧将分装板上的冰块划分为两个分区；
将冰块数量位于冰块存储数量区间内的分区作为包装区域。
6.如权利要求4所述的一种基于互联网的智能工业冰块制造机的控制方法，其特征在于，还包括在将包装区域内的冰块装入冰块存储装置之前，从分装板上剔除包装区域内标记为异常冰块的冰块。
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