CN113820324A - 一种笔产品书写测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种笔产品书写测试装置，包括机架、具有六个自由度的机械手、夹持机构、进纸系统和视觉检测系统，机架具有一测试空间，机械手的固定端连接在测试空间的侧壁上，夹持机构连接在机械手的自由端，且用于夹持待检测的笔产品，进纸系统包括测试平台和输送机构，测试平台固定在测试空间的底部，测试平台的上表面具有一放置纸张的放置区域，放置区域具有一进纸口和出纸口，输送机构设置在测试平台上，且用于将纸张逐张由进纸口处输送至出纸口处，视觉检测系统设置在测试空间内，且用于拍摄书写完后的纸张，视觉检测系统还与计算机电连接；优点是达到使测试结果更加准确、测试更加符合标准、适用范围更广的目的。

Description

一种笔产品书写测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，尤其涉及一种笔产品书写测试装置。

背景技术

笔是一种供书写或绘画用的工具，其可以通过笔尖将带有颜色的固体或液体（墨水）在纸上或其他固体表面绘制符号或图画，目前我国生产的笔类产品不仅满足了国内消费市场，还远销世界100多个国家和地区，已成为世界笔类产品生产大国和出口大国，但是如何评价一支笔是否是“好笔”，在整个行业内却是一个欠缺。

对于文具产品，在欧美国家和地区的法规体系中，没有专门针对文具产品的法规标准，其将文具归到玩具一类。但国际上有关于笔类的相关标准，如：ISO14145-2-1998《滚珠笔和笔芯第2部分:文件用》、ISO12757-2-1998《圆珠笔和笔芯第2部分:文件用》、ISO27668-1-2017《凝胶球墨水笔和笔芯第1部分一般用途》、SANS27668-1-2009《中性墨水圆珠笔和笔芯第1部分：常规用途》、JISS6061-2010《中性圆珠笔和笔芯》、JISS6025-2002《自来水笔及笔尖》、KSG2202-2003《自来水钢笔》、IS2079-1982《石墨铅笔芯》等，也有少数测试方法标准，如：ASTMD3363-2005(2011)e2《通过铅笔试验测定漆膜硬度的试验方法》等，但基本都是具体产品标准和测试方法标准，并没有笔类书写评价的标准及检测设备。

而国内笔类产品主要的安全标准为GB21027-2007《学生用品的安全通用要求》，是国家强制性标准，该标准重点关注笔类产品可能存在的化学物理危害，主要包括可迁移元素、笔的上帽安全等项目。不同的笔产品种类还有相应的行业标准，大部分都是国家推荐性标准和轻工行业标准，主要规定产品的使用性能指标，如GB/T26717-2011《自来水笔及其笔尖》、QB/T2625-2011《中性墨水圆珠笔和笔芯》、GB/T32017-2015《水性墨水圆珠笔和笔芯》、GB/T26714-2011《油墨圆珠笔和笔芯》、QB/T2993-2015《可擦性圆珠笔和笔芯》、QB/T2625-2011《中性墨水圆珠笔和笔芯》、GB/T26714-2011《油墨圆珠笔和笔芯》、GB/T32017-2015《水性墨水圆珠笔和笔芯》、QB/T1655-2006《水性圆珠笔和笔芯》、GB/T26699-2011《考试用圆珠笔》、GB/T26711-2011《微孔笔头墨水笔》等。

综上所述，不管是国际笔类标准，还是国内笔类标准，大部分均为产品标准，主要关注的是笔类产品的基本性能要求，GB21027-2007虽是一部可用于笔类安全指标测定的强制性标准，但关注的主要是化学安全及物理安全项目。可见，国际国内都没有关于笔产品书写评价的具体标准，更没有可用于笔产品书写效果测试的检测设备，而怎样评价一支笔是“好笔”已经成为行业内众多知名企业希望得到的答案。所以研发制造一台可模仿人类真实书写状态进行书写，以利于后续书写效果进行评价的笔产品书写测试装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种笔产品书写测试装置，以达到使测试结果更加准确、测试更加符合标准、适用范围更广的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种笔产品书写测试装置，包括机架、具有六个自由度的机械手、夹持机构、进纸系统和视觉检测系统，所述的机架具有一测试空间，所述的机械手的固定端连接在所述的测试空间的侧壁上，所述的夹持机构连接在所述的机械手的自由端，且用于夹持待检测的笔产品，所述的进纸系统包括测试平台和输送机构，所述的测试平台固定在所述的测试空间的底部，所述的测试平台的上表面具有一放置纸张的放置区域，所述的放置区域具有一进纸口和出纸口，所述的输送机构设置在所述的测试平台上，且用于将纸张逐张由所述的进纸口处输送至所述的出纸口处，所述的视觉检测系统设置在所述的测试空间内，且用于拍摄书写完后的纸张，所述的视觉检测系统还与计算机电连接，所述的计算机固定在所述的机架的侧壁上。

所述的夹持机构包括连接座、固定盘和夹持笔筒，所述的连接座固定在所述的机械手的自由端，所述的固定盘连接在所述的连接座上，且与所述的连接座之间设置有缓冲单元，所述的夹持笔筒通过转盘可转动连接在所述的固定盘上，且所述的夹持笔筒内设置有一用于安装待检测笔产品的夹持腔，所述的夹持腔轴向贯通设置，所述的夹持笔筒的外侧设置有一锁紧螺栓，所述的锁紧螺栓的一端穿过所述的夹持笔筒后位于所述的夹持腔内，且所述的锁紧螺栓的一端连接有弧形片，所述的弧形片与待检测的笔产品相贴合。该结构中，连接座固定在机械手的自由端，其能随着机械手同步运动，固定盘与连接座之间设置有缓冲单元，能减少笔产品对纸张的冲击，以防止笔尖或纸张损坏，夹持笔筒通过转盘可转动连接在固定盘上，由此可以调节笔产品的书写角度，以进行更全面的测试，夹持笔筒内设置的夹持腔用于放置笔产品，笔产品通过锁紧螺栓与弧形片的配合固定在夹持腔内，由此可以适配不同直径的笔产品，使得夹持更为牢靠。

所述的连接座的下端设置有导向板，所述的固定盘通过滑块可滑动设置在所述的导向板上，所述的缓冲单元包括安装柱和套设在所述的安装柱上的弹簧，所述的安装柱垂直固定在所述的连接座的下端，所述的弹簧的一端连接在所述的连接座的下端，所述的弹簧的另一端连接在所述的固定盘的上端。该结构中，固定盘通过滑动可滑动设置在导向板上，由此能够在一定范围内移动，当笔产品受到冲击时，在弹簧的作用下，固定盘能够进行回退，从而实现笔尖与纸张的柔性接触，对笔和纸张都起到较好的保护作用。

所述的测试空间的底部设置有落料架，所述的落料架的左右两端和后端分别向上延伸固定有挡板，三块所述的挡板和所述的落料架的底部之间围设成一容纳空间，所述的容纳空间与所述的出纸口相对接，所述的落料架由倾斜部和收集部相互固定而成，所述的收集部固定在所述的测试空间的底部，且所述的收集部的一端延伸设置在所述的机架的外侧，所述的倾斜部与所述的收集部之间具有一倾斜角，且所述的倾斜部的进口与所述的出纸口相对接。该结构中，落料架与测试平台相对接，其用于接收由测试平台的出纸口下落的写好的纸张，以利于后续进行统一回收处理，落料架由倾斜部和收集部相互固定而成，倾斜部倾斜设置，且与出纸口相对接，收集部则水平分布，便于收纳纸张。

所述的测试平台上左右间隔固定有两块限位板，两块所述的限位板之间形成所述的放置区域，所述的输送机构包括多组输送单元，多组所述的输送单元沿所述的限位板的长度方向间隔分布。该结构中，两块限位板的设置对纸张的运动起到限制作用，以防止其产生较大位置的偏移，输送机构由多组输送单元组成，保障了纸张的顺利传输。

每组所述的输送单元包括转轴、电机、两块安装板和两个传输滚轮，两块所述的安装板左右间隔设置在所述的测试平台的上端，且所述的安装板位于对应所述的限位板的外侧，所述的转轴可转动连接在两块所述的安装板之间，且所述的转轴的一端伸出所述的安装板后与所述的电机的输出轴同轴固定，两个所述的传输滚轮同轴连接在所述的转轴上，且所述的传输滚轮靠近对应所述的限位板的内侧分布。该结构中，两块安装板分别位于放置区域的外侧，其中一块安装板上固定有电机，当电机转动时，驱动传输滚轮转动，这样利用滚轮与纸张之间的摩擦，能带动纸张向前移动，使得整个过程无需人工参与，大大提高了效率。

所述的进纸系统还包括一用于盛放纸张纸匣，所述的纸匣的出口与所述的进纸口相对接，所述的纸匣的出口设置有一用于从所述的纸匣中拾取纸张并送往所述的进纸口的取纸滚轮，所述的取纸滚轮横向可转动设置在所述的纸匣的下部，且所述的纸匣上设置有一用于驱动所述的取纸滚轮转动的驱动机构。该结构中，取纸滚轮通过驱动机构进行转动，其设置的目的在于能够自动拾取纸张并送往进纸口，以供传输机构进行后续输送，实现自动上料的目的。

所述的出纸口处设置有一避空槽，所述的测试平台的下端左右间隔固定有支板，两块所述的支板之间设置有转动轴，所述的转动轴上同轴固定有两个下料滚轮，两个所述的下料滚轮位于所述的避空槽的正下方，其中一个所述的支板上固定有用于驱动所述的下料滚轮转动的动力件。该结构中，下料滚轮通过动力件进行转动，去与传输机构配合将书写完的纸张由出纸口输出，实现自动下料的目的。

所述的测试平台上设置有用于压紧纸张的下压机构，所述的下压机构包括两个左右对称设置的下压单元，每个所述的下压单元包括固定座、升降杆和沿前后方向分布的压杆，所述的固定座固定在所述的测试平台的一侧，所述的升降杆通过升降组件可上下移动设置在所述的固定座上，所述的压杆固定在所述的升降杆的一端，且所述的压杆靠近所述的限位板。该结构中，当纸张位于放置区域内时，两个压杆在升降组件的控制下与纸张接触，使得纸张能够较为平整，以防止在书写的过程中产生褶皱，利于书写，其中升降组件可采用丝杆传动、气缸控制等形式。

所述的视觉检测系统包括检测相机，所述的检测相机固定在所述的测试空间的顶部，且所述的检测相机与所述的计算机电连接。该结构中，检测相机会拍每一张所要检测的项目，并把所拍的项目图片传至计算机中，计算机检测后发现有漏线，少字，多字，积墨，麻点等，会进行标记并进行显示，检测后自动统计各类检测数据并进行汇总。

与现有技术相比，本发明的优点在于：六个自由度的机械手的设置能够模拟人的手臂运动，更加灵活；夹持机构的设置用于夹持待检测的笔产品；放置区域用于放置待书写的纸张，其具有进纸口和出纸口，在输送机构的作用下纸张能够逐张输送，避免了人工取纸的麻烦；在使用时，首先将待检测的笔产品放置在夹持机构上，然后机械手根据事先制定的行程进行工作，使得笔产品能够在放置区域的空白纸张上进行书写，待书写完毕后，视觉检测系统进行拍摄储存，以利于后期评判，输送机构将写好的纸张由出纸口输出，便于统一回收利用；本发明能够达到使测试结果更加准确、测试更加符合标准、适用范围更广的目的。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的的立体结构示意图二；

图3为本发明中机械手的立体结构示意图；

图4为本发明中夹持机构的立体结构示意图；

图5为本发明中进纸系统的立体结构示意图；

图6为本发明中视觉检测系统与计算机配合时的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例一：如图所示，一种笔产品书写测试装置，包括机架1、具有六个自由度的机械手2、夹持机构3、进纸系统4和视觉检测系统5，机架1具有一测试空间11，机械手2的固定端连接在测试空间11的侧壁上，夹持机构3连接在机械手2的自由端，且用于夹持待检测的笔产品，进纸系统4包括测试平台41和输送机构，测试平台41固定在测试空间11的底部，测试平台41的上表面具有一放置纸张的放置区域411，放置区域411具有一进纸口412和出纸口413，输送机构设置在测试平台41上，且用于将纸张逐张由进纸口412处输送至出纸口413处，视觉检测系统5设置在测试空间11内，且用于拍摄书写完后的纸张，视觉检测系统5还与计算机6电连接，计算机6固定在机架1的侧壁上。

实施例二：如图所示，其他结构与实施例一相同，其不同之处在于，夹持机构3包括连接座31、固定盘32和夹持笔筒33，连接座31固定在机械手2的自由端，固定盘32连接在连接座31上，且与连接座31之间设置有缓冲单元34，夹持笔筒33通过转盘35可转动连接在固定盘32上，且夹持笔筒33内设置有一用于安装待检测笔产品的夹持腔331，夹持腔331轴向贯通设置，夹持笔筒33的外侧设置有一锁紧螺栓332，锁紧螺栓332的一端穿过夹持笔筒33后位于夹持腔331内，且锁紧螺栓332的一端连接有弧形片，弧形片与待检测的笔产品相贴合。该结构中，连接座31固定在机械手2的自由端，其能随着机械手2同步运动，固定盘32与连接座31之间设置有缓冲单元34，能减少笔产品对纸张的冲击，以防止笔尖或纸张损坏，夹持笔筒33通过转盘35可转动连接在固定盘32上，由此可以调节笔产品的书写角度，以进行更全面的测试，夹持笔筒33内设置的夹持腔331用于放置笔产品，笔产品通过锁紧螺栓332与弧形片的配合固定在夹持腔331内，由此可以适配不同直径的笔产品，使得夹持更为牢靠。

连接座31的下端设置有导向板311，固定盘32通过滑块321可滑动设置在导向板311上，缓冲单元34包括安装柱341和套设在安装柱341上的弹簧342，安装柱341垂直固定在连接座31的下端，弹簧342的一端连接在连接座31的下端，弹簧342的另一端连接在固定盘32的上端。该结构中，固定盘32通过滑动可滑动设置在导向板311上，由此能够在一定范围内移动，当笔产品受到冲击时，在弹簧342的作用下，固定盘32能够进行回退，从而实现笔尖与纸张的柔性接触，对笔和纸张都起到较好的保护作用。

实施例三：如图所示，其他结构与实施例二相同，其不同之处在于，测试空间11的底部设置有落料架7，落料架7的左右两端和后端分别向上延伸固定有挡板71，三块挡板71和落料架7的底部之间围设成一容纳空间72，容纳空间72与出纸口413相对接，落料架7由倾斜部73和收集部74相互固定而成，收集部74固定在测试空间11的底部，且收集部74的一端延伸设置在机架1的外侧，倾斜部73与收集部74之间具有一倾斜角，且倾斜部73的进口与出纸口413相对接。该结构中，落料架7与测试平台41相对接，其用于接收由测试平台41的出纸口413下落的写好的纸张，以利于后续进行统一回收处理，落料架7由倾斜部73和收集部74相互固定而成，倾斜部73倾斜设置，且与出纸口413相对接，收集部74则水平分布，便于收纳纸张。

测试平台41上左右间隔固定有两块限位板414，两块限位板414之间形成放置区域411，输送机构包括多组输送单元42，多组输送单元42沿限位板414的长度方向间隔分布。该结构中，两块限位板414的设置对纸张的运动起到限制作用，以防止其产生较大位置的偏移，输送机构由多组输送单元42组成，保障了纸张的顺利传输。

每组输送单元42包括转轴421、电机422、两块安装板423和两个传输滚轮424，两块安装板423左右间隔设置在测试平台41的上端，且安装板423位于对应限位板414的外侧，转轴421可转动连接在两块安装板423之间，且转轴421的一端伸出安装板423后与电机422的输出轴同轴固定，两个传输滚轮424同轴连接在转轴421上，且传输滚轮424靠近对应限位板414的内侧分布。该结构中，两块安装板423分别位于放置区域411的外侧，其中一块安装板423上固定有电机422，当电机422转动时，驱动传输滚轮424转动，这样利用滚轮与纸张之间的摩擦，能带动纸张向前移动，使得整个过程无需人工参与，大大提高了效率。

进纸系统4还包括一用于盛放纸张纸匣43，纸匣43的出口与进纸口412相对接，纸匣43的出口设置有一用于从纸匣43中拾取纸张并送往进纸口412的取纸滚轮44，取纸滚轮44横向可转动设置在纸匣43的下部，且纸匣43上设置有一用于驱动取纸滚轮44转动的驱动机构。该结构中，取纸滚轮44通过驱动机构进行转动，其设置的目的在于能够自动拾取纸张并送往进纸口412，以供传输机构进行后续输送，实现自动上料的目的。

出纸口413处设置有一避空槽415，测试平台41的下端左右间隔固定有支板416，两块支板416之间设置有转动轴45，转动轴45上同轴固定有两个下料滚轮46，两个下料滚轮46位于避空槽415的正下方，其中一个支板416上固定有用于驱动下料滚轮46转动的动力件47。该结构中，下料滚轮46通过动力件47进行转动，去与传输机构配合将书写完的纸张由出纸口413输出，实现自动下料的目的。

实施例四：如图所示，其他结构与实施例三相同，其不同之处在于，测试平台41上设置有用于压紧纸张的下压机构，下压机构包括两个左右对称设置的下压单元8，每个下压单元8包括固定座81、升降杆82和沿前后方向分布的压杆83，固定座81固定在测试平台41的一侧，升降杆82通过升降组件可上下移动设置在固定座81上，压杆83固定在升降杆82的一端，且压杆83靠近限位板414。该结构中，当纸张位于放置区域411内时，两个压杆83在升降组件的控制下与纸张接触，使得纸张能够较为平整，以防止在书写的过程中产生褶皱，利于书写，其中升降组件可采用丝杆传动、气缸控制等形式。

视觉检测系统5包括检测相机，检测相机固定在测试空间11的顶部，且检测相机与计算机6电连接。该结构中，检测相机会拍每一张所要检测的项目，并把所拍的项目图片传至计算机6中，计算机6检测后发现有漏线，少字，多字，积墨，麻点等，会进行标记并进行显示，检测后自动统计各类检测数据并进行汇总。

值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种笔产品书写测试装置，其特征在于：包括机架、具有六个自由度的机械手、夹持机构、进纸系统和视觉检测系统，所述的机架具有一测试空间，所述的机械手的固定端连接在所述的测试空间的侧壁上，所述的夹持机构连接在所述的机械手的自由端，且用于夹持待检测的笔产品，所述的进纸系统包括测试平台和输送机构，所述的测试平台固定在所述的测试空间的底部，所述的测试平台的上表面具有一放置纸张的放置区域，所述的放置区域具有一进纸口和出纸口，所述的输送机构设置在所述的测试平台上，且用于将纸张逐张由所述的进纸口处输送至所述的出纸口处，所述的视觉检测系统设置在所述的测试空间内，且用于拍摄书写完后的纸张，所述的视觉检测系统还与计算机电连接，所述的计算机固定在所述的机架的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的夹持机构包括连接座、固定盘和夹持笔筒，所述的连接座固定在所述的机械手的自由端，所述的固定盘连接在所述的连接座上，且与所述的连接座之间设置有缓冲单元，所述的夹持笔筒通过转盘可转动连接在所述的固定盘上，且所述的夹持笔筒内设置有一用于安装待检测笔产品的夹持腔，所述的夹持腔轴向贯通设置，所述的夹持笔筒的外侧设置有一锁紧螺栓，所述的锁紧螺栓的一端穿过所述的夹持笔筒后位于所述的夹持腔内，且所述的锁紧螺栓的一端连接有弧形片，所述的弧形片与待检测的笔产品相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的连接座的下端设置有导向板，所述的固定盘通过滑块可滑动设置在所述的导向板上，所述的缓冲单元包括安装柱和套设在所述的安装柱上的弹簧，所述的安装柱垂直固定在所述的连接座的下端，所述的弹簧的一端连接在所述的连接座的下端，所述的弹簧的另一端连接在所述的固定盘的上端。

4.根据权利要求1所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的测试空间的底部设置有落料架，所述的落料架的左右两端和后端分别向上延伸固定有挡板，三块所述的挡板和所述的落料架的底部之间围设成一容纳空间，所述的容纳空间与所述的出纸口相对接，所述的落料架由倾斜部和收集部相互固定而成，所述的收集部固定在所述的测试空间的底部，且所述的收集部的一端延伸设置在所述的机架的外侧，所述的倾斜部与所述的收集部之间具有一倾斜角，且所述的倾斜部的进口与所述的出纸口相对接。

5.根据权利要求1所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的测试平台上左右间隔固定有两块限位板，两块所述的限位板之间形成所述的放置区域，所述的输送机构包括多组输送单元，多组所述的输送单元沿所述的限位板的长度方向间隔分布。

6.根据权利要求5所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：每组所述的输送单元包括转轴、电机、两块安装板和两个传输滚轮，两块所述的安装板左右间隔设置在所述的测试平台的上端，且所述的安装板位于对应所述的限位板的外侧，所述的转轴可转动连接在两块所述的安装板之间，且所述的转轴的一端伸出所述的安装板后与所述的电机的输出轴同轴固定，两个所述的传输滚轮同轴连接在所述的转轴上，且所述的传输滚轮靠近对应所述的限位板的内侧分布。

7.根据权利要求1所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的进纸系统还包括一用于盛放纸张纸匣，所述的纸匣的出口与所述的进纸口相对接，所述的纸匣的出口设置有一用于从所述的纸匣中拾取纸张并送往所述的进纸口的取纸滚轮，所述的取纸滚轮横向可转动设置在所述的纸匣的下部，且所述的纸匣上设置有一用于驱动所述的取纸滚轮转动的驱动机构。

8.根据权利要求7所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的出纸口处设置有一避空槽，所述的测试平台的下端左右间隔固定有支板，两块所述的支板之间设置有转动轴，所述的转动轴上同轴固定有两个下料滚轮，两个所述的下料滚轮位于所述的避空槽的正下方，其中一个所述的支板上固定有用于驱动所述的下料滚轮转动的动力件。

9.根据权利要求1所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的测试平台上设置有用于压紧纸张的下压机构，所述的下压机构包括两个左右对称设置的下压单元，每个所述的下压单元包括固定座、升降杆和沿前后方向分布的压杆，所述的固定座固定在所述的测试平台的一侧，所述的升降杆通过升降组件可上下移动设置在所述的固定座上，所述的压杆固定在所述的升降杆的一端，且所述的压杆靠近所述的限位板。

10.根据权利要求1所述的一种笔产品书写测试装置，其特征在于：所述的视觉检测系统包括检测相机，所述的检测相机固定在所述的测试空间的顶部，且所述的检测相机与所述的计算机电连接。

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