CN117571710B - 一种基于机器视觉的品检设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及产品检测生产技术领域，公开了一种基于机器视觉的品检设备，包括工作台，工作台底部开设有检测槽，工作台上安装有围档，围档上开设有波浪形滑道，工作台上安装有拱形框架，工作台上分别安装有俯视检测单元、侧向检测单元和仰视检测单元。本发明，侧向检测单元内部的调节电机启动后，带动调节电机整体做圆周运动，带动导向块此时沿着波浪形滑道滑动，而第二检测相机安装在导向块上，从而对第二检测相机的高度进行调节，可以检测到被测物体侧壁的各个位置，且在导向块上下移动的过程中，第二检测相机的外壳在第一凹槽和第二凹槽内部移动，带动第二检测相机发生翻转，从而将第二检测相机的仰角进行改变，进而提高了所检测的范围。

Description

一种基于机器视觉的品检设备

技术领域

本发明属于产品检测生产技术领域，具体地说，涉及一种基于机器视觉的品检设备。

背景技术

在各种产品设备的生产过程中，外观视觉检测室一项必不可少的检测项目。

CN116183602A公开了一种基于机器视觉的品检设备，此设备通过电磁块的带动，第一检测相机随产品同步前行，能稳定的检测到产品的顶面视觉质量，第二检测相机随视觉检测车移动而同步环绕产品检测，能在产品的行进过程中，对产品的四周进行视觉检测，此设备在行进过程中进行产品的各表面检测，检测视觉稳定顺滑，并且检测效率高。

但是该技术方案仍然存在至少以下缺陷：

在实际使用中发现，检测相机始终位于同一平面，当被测物体的外表面的面积很大的时候，检测相机的位置需要向外移动，从而可以增大所捕捉的画面，但是当画面完全进入镜头内部后，检测物体中的某一部分在画面中会显示的更加小，影响后期的外观检测。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种基于机器视觉的品检设备，包括工作台，所述工作台底部开设有检测槽，所述工作台上安装有围档，所述围档上开设有波浪形滑道，所述工作台上安装有拱形框架，所述工作台上分别安装有俯视检测单元、侧向检测单元和仰视检测单元；

所述俯视检测单元包括定位罩，所述定位罩顶部安装有检测电机，所述检测电机输出轴安装有转盘，所述转盘上滑动安装有插杆，且插杆与定位罩底部开设的螺旋滑道滑动连接，所述插杆底部安装有第一检测相机；

所述侧向检测单元包括调节电机，所述调节电机外壳滑动设置在定位罩上，所述调节电机上安装有侧板，且侧板底部设置有导向块，所述导向块滑动连接在波浪形滑道上，所述导向块末端安装有第二检测相机，所述第二检测相机上安装有仰角调节单元；

所述仰角调节单元包括一对限位板，一对所述限位板上开设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽与第二检测相机滑动连接；

仰视检测单元包括第三检测相机，所述第三检测相机外壳安装有十字支架，所述十字支架焊接在检测槽上，所述检测槽上投放有被测物体，且第三检测相机对准十字支架底部。

作为本发明的一种优选实施方式，所述工作台底部安装有四个支撑腿，所述检测槽上设置有支撑杆，被测物体搭接在所述支撑杆上，所述拱形框架顶部安装有竖杆，所述竖杆末端安装有加强筋，且加强筋底部与拱形框架固定连接，所述加强筋呈倾斜状态。

作为本发明的一种优选实施方式，所述转盘底部安装有一对连接座，一对所述连接座之间贯穿设置有限位杆，所述限位杆上滑动安装有滑套，所述滑套底部安装有插杆，所述限位杆上套接设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端卡接在连接座上，所述复位弹簧另一端卡接在滑套侧壁。

作为本发明的一种优选实施方式，所述插杆上安装有滑座，所述滑座滑动设置在螺旋滑道上，所述插杆底部螺纹拧合有安装座，且安装座底部安装有第一检测相机，所述第一检测相机与被测物体顶部对齐。

作为本发明的一种优选实施方式，所述调节电机输出轴末端安装有定位齿轮，所述定位齿轮上啮合有定位齿圈，所述定位齿圈焊接在定位罩上，且定位齿轮的半径小于定位齿圈的半径，所述定位齿轮中心轴末端活动设置有定位块，所述定位块滑动设置在定位滑槽上，且定位滑槽开设在拱形框架底部，所述定位罩上设置有定位导轨，所述定位导轨与调节电机外壳活动连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述侧板底部设置有弹簧套，所述弹簧套内部活动插接有顶杆，且弹簧套内部设置有弹簧，且顶杆末端与弹簧连接，所述顶杆底部与导向块固定连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述导向块侧壁安装有U形支架，所述U形支架上活动安装有旋转轴，所述旋转轴上安装有第二检测相机，所述第二检测相机对准被测物体侧壁，所述第二检测相机上和U形支架之间设置有扭簧，所述U形支架侧壁安装有固定块，所述第二检测相机搭接在固定块上。

作为本发明的一种优选实施方式，所述第二检测相机外壳安装有安装板，所述安装板上贯穿设置有滑杆，所述滑杆滑动设置在第一凹槽内部。

作为本发明的一种优选实施方式，所述第一凹槽为直线滑槽，所述第二凹槽为倾斜滑槽，所述第一凹槽和第二凹槽相互连通，所述第二凹槽顶部有着朝被测物体倾斜的趋势。

作为本发明的一种优选实施方式，一对所述限位板夹持设置在导向块两侧，所述限位板底部安装有移动滑块，且移动滑块滑动设置在工作台上所开设的圆形移动滑槽中，所述移动滑块上竖直设置有导向杆，所述导向杆顶部活动插接在导向块底部，且导向块和移动滑块之间安装有挤压弹簧。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

通过设置有俯视检测单元，其中俯视检测单元的检测电机启动后，带动转盘开始旋转，而转盘表面的插杆同步发生旋转，插杆在螺旋滑道上滑动，从而将插杆逐渐向外推动，且插杆末端安装有第一检测相机，此时的第一检测相机可以不断旋转，并且旋转半径逐渐增大，从而可以对被测物体的顶部进行检测，可以对被测物体的各个部分进行检查，提高了检测的效率和质量；

同时设置有侧向检测单元，其中侧向检测单元内部的调节电机启动后，带动调节电机整体做圆周运动，带动导向块此时沿着波浪形滑道滑动，而第二检测相机安装在导向块上，从而对第二检测相机的高度进行调节，可以检测到被测物体侧壁的各个位置，并且还设置有仰角调节单元，其中在导向块上下移动的过程中，第二检测相机的外壳在第一凹槽和第二凹槽内部移动，带动第二检测相机发生翻转，从而将第二检测相机的仰角进行改变，进而提高了所检测的范围，提高了检测速度。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

在附图中：

图1为一种基于机器视觉的品检设备的三维结构示意图；

图2为一种基于机器视觉的品检设备的仰视图；

图3为一种基于机器视觉的品检设备的定位罩的剖视图；

图4为一种基于机器视觉的品检设备的正面结构示意图；

图5为一种基于机器视觉的品检设备的图4中A处放大图；

图6为一种基于机器视觉的品检设备的仰角调节单元的三维图；

图7为一种基于机器视觉的品检设备的仰角调节单元的局部剖视图；

图8为一种基于机器视觉的品检设备的第二检测相机移动状态图。

图中：

101、工作台；1011、支撑腿；1012、检测槽；1013、支撑杆；102、拱形框架；1021、竖杆；1022、加强筋；103、围档；1031、波浪形滑道；

200、被测物体；

300、俯视检测单元；301、定位罩；3011、定位齿圈；3012、定位导轨；3013、螺旋滑道；302、检测电机；3021、转盘；3022、连接座；3023、限位杆；3024、复位弹簧；303、插杆；3031、滑套；3032、滑座；304、安装座；3041、第一检测相机；

400、侧向检测单元；401、调节电机；4011、定位齿轮；4012、定位块；4013、定位滑槽；402、侧板；4021、弹簧套；4022、顶杆；403、导向块；4031、U形支架；4032、固定块；404、第二检测相机；4041、扭簧；4042、旋转轴；405、安装板；4051、滑杆；

500、仰角调节单元；501、限位板；5011、第一凹槽；5012、第二凹槽；502、移动滑块；5021、移动滑槽；503、导向杆；5031、挤压弹簧。

600、仰视检测单元；601、第三检测相机；6011、十字支架。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。

实施例1

如图1至图8所示，一种基于机器视觉的品检设备，包括工作台101，工作台101底部开设有检测槽1012，工作台101上安装有围档103，围档103上开设有波浪形滑道1031，工作台101上安装有拱形框架102，工作台101上分别安装有俯视检测单元300、侧向检测单元400和仰视检测单元600；

俯视检测单元300包括定位罩301，定位罩301顶部安装有检测电机302，检测电机302输出轴安装有转盘3021，转盘3021上滑动安装有插杆303，且插杆303与定位罩301底部开设的螺旋滑道3013滑动连接，插杆303底部安装有第一检测相机3041，定位罩301与拱形框架102顶部固定连接；检测电机302启动后，带动转盘3021开始旋转，而转盘3021表面的插杆303同步发生旋转，插杆在螺旋滑道3013上滑动，从而将插杆303逐渐向外推动，且插杆303末端安装有第一检测相机3041，此时的第一检测相机3041可以不断旋转，并且旋转半径逐渐增大，从而可以对被测物体200的顶部进行检测，可以对被测物体200的各个部分进行检查，提高了检测的效率和质量；

侧向检测单元400包括调节电机401，调节电机401外壳滑动设置在定位罩301上，调节电机401上安装有侧板402，且侧板402底部设置有导向块403，导向块403滑动连接在波浪形滑道1031上，导向块403末端安装有第二检测相机404，第二检测相机404上安装有仰角调节单元500；调节电机401启动后，带动调节电机401整体做圆周运动，带动导向块403此时沿着波浪形滑道1031滑动，而第二检测相机404安装在导向块403上，从而对第二检测相机404的高度进行调节，可以检测到被测物体200侧壁的各个位置。

仰角调节单元500包括一对限位板501，一对限位板501上开设有第一凹槽5011和第二凹槽5012，第一凹槽5011和第二凹槽5012与第二检测相机404滑动连接；在导向块403上下移动的过程中，第二检测相机404的外壳在第一凹槽5011和第二凹槽5012内部移动，带动第二检测相机404发生翻转，从而将第二检测相机404的仰角进行改变，进而提高了所检测的范围，提高了检测速度。

仰视检测单元600包括第三检测相机601，第三检测相机601外壳安装有十字支架6011，十字支架6011焊接在检测槽1012上，检测槽1012上投放有被测物体200，且第三检测相机601对准十字支架6011底部。第三检测相机601可以对被测物体200底部的外观进行检测。

如图1至图8所示，在具体实施方式中，工作台101底部安装有四个支撑腿1011，支撑腿1011提高了稳定性，检测槽1012上设置有支撑杆1013，被测物体200搭接在所述支撑杆1013上，支撑杆1013用于放置被测物体200，拱形框架102顶部安装有竖杆1021，竖杆1021末端安装有加强筋1022，且加强筋1022底部与拱形框架102固定连接，加强筋1022呈倾斜状态。加强筋1022提高了设备的承载能力。

如图1至图8所示，进一步的，转盘3021底部安装有一对连接座3022，一对连接座3022之间贯穿设置有限位杆3023，限位杆3023上滑动安装有滑套3031，滑套3031底部安装有插杆303，限位杆3023上套接设置有复位弹簧3024，复位弹簧3024一端卡接在连接座3022上，复位弹簧3024另一端卡接在滑套3031侧壁。插杆303上安装有滑座3032，滑座3032滑动设置在螺旋滑道3013底部，插杆303底部螺纹拧合有安装座304，且安装座304底部安装有第一检测相机3041，第一检测相机3041与被测物体200顶部对齐。

启动检测电机302，其中检测电机302输出轴末端所连接的转盘3021开始旋转，而转盘3021表面的限位杆3023上活动插接设置有滑套3031，且滑套3031底部安装有插杆303，且插杆303上的滑座3032在螺旋滑道3013上滑动，由于是螺旋滑道3013，当转盘3021带动插杆303旋转后，插杆303通过螺旋滑道3013的限位，插杆303不断向外侧旋转，且推动插杆303底部的第一检测相机3041旋转且向外移动，从而可以逐渐从被测物体200的中心位置，移动到边缘位置，从而完成检测操作，在插杆303向外移动的过程中，复位弹簧3024被挤压，通过复位弹簧3024方便后期进行复位操作。

实施例2

基于上述实施例与本实施例不同的是：如图1至图8所示，调节电机401输出轴末端安装有定位齿轮4011，定位齿轮4011上啮合有定位齿圈3011，定位齿圈3011焊接在定位罩301上，且定位齿轮4011的半径小于定位齿圈3011的半径，定位齿轮4011中心轴末端活动设置有定位块4012，定位块4012滑动设置在定位滑槽4013上，且定位滑槽4013开设在拱形框架102底部，定位罩301上设置有定位导轨3012，定位导轨3012与调节电机401外壳活动连接。调节电机401带动输出轴所连接的定位齿轮4011发生旋转，而定位齿轮4011侧壁啮合在已经固定安装的定位齿圈3011上，从而带动安装有定位齿轮4011的调节电机401此时沿着定位导轨3012旋转，且顶部定位块4012沿着定位滑槽4013旋转，调节电机401侧壁的侧板402同步进行旋转运动。

如图1至图8所示，在具体实施方式中，侧板402底部设置有弹簧套4021，弹簧套4021内部活动插接有顶杆4022，且弹簧套4021内部设置有弹簧，且顶杆4022末端与弹簧连接，顶杆4022底部与导向块403固定连接。侧板402通过弹簧套4021和顶杆4022与导向块403连接，带动导向块403沿着波浪形滑道1031上滑动，从而可以带动导向块403此时上下移动，进而推动顶杆4022向弹簧套4021内部压缩，通过弹簧套4021内部的弹簧方便后期导向块403向下运动。

如图1至图8所示，进一步的，导向块403侧壁安装有U形支架4031，U形支架4031上活动安装有旋转轴4042，旋转轴4042上安装有第二检测相机404，第二检测相机404对准被测物体200侧壁，第二检测相机404上和U形支架4031之间设置有扭簧4041，U形支架4031侧壁安装有固定块4032，第二检测相机404搭接在固定块4032上。扭簧4041发生扭转，通过扭簧4041方便第二检测相机404进行复位。

实施例3

基于上述实施例与本实施例不同的是：如图1至图8所示，第二检测相机404外壳安装有安装板405，安装板405上贯穿设置有滑杆4051，滑杆4051滑动设置在第一凹槽5011内部。第一凹槽5011为直线滑槽，第二凹槽5012为倾斜滑槽，第一凹槽5011和第二凹槽5012相互连通，第二凹槽5012顶部有着朝被测物体200倾斜的趋势。导向块403向上移动的时候，滑杆4051沿着第一凹槽5011上进行移动，当移动到第二凹槽5012上后，由于第二凹槽5012是倾斜的，推动滑杆4051有着逆时针旋转的趋势，而与滑杆4051末端相连的第二检测相机404同步逆时针旋转，进而对第二检测相机404的仰角发生改变，提高了检测的范围。

如图1至图8所示，在具体实施方式中，一对限位板501夹持设置在导向块403两侧，限位板501底部安装有移动滑块502，且移动滑块502滑动设置在工作台101上所开设的圆形移动滑槽5021中，移动滑块502上竖直设置有导向杆503，导向杆503顶部活动插接在导向块403底部，且导向块403和移动滑块502之间安装有挤压弹簧5031。限位板501夹持在导向块403两侧，当导向块403旋转后，可以带动限位板501同步旋转，保证了导向块403和安装有限位板501的仰角调节单元500始终是接触的状态，保证了导向块403在移动过程中，第二检测相机404的仰角始终是改变的。

本实施例的一种基于机器视觉的品检设备的实施原理如下：

当需要使用该装置的时候，首先将被测物体200放置在工作台101上，并且将被测物体200底部置于支撑杆1013上方，使得第三检测相机601与被测物体200底部竖直对应。

当对被测物体200顶部进行检测的时候，启动检测电机302，其中检测电机302输出轴末端所连接的转盘3021开始旋转，而转盘3021表面的限位杆3023上活动插接设置有滑套3031，且滑套3031底部安装有插杆303，且插杆303上的滑座3032在螺旋滑道3013上滑动，由于是螺旋滑道3013，当转盘3021带动插杆303旋转后，插杆303通过螺旋滑道3013的限位，插杆303不断向外侧旋转，且推动插杆303底部的第一检测相机3041旋转，且向外移动，从而可以逐渐从被测物体200的中心位置，移动到边缘位置，从而完成检测操作，在插杆303向外移动的过程中，复位弹簧3024被挤压，通过复位弹簧3024方便后期进行复位操作。

当对被测物体200侧壁进行检测的时候，启动调节电机401，其中调节电机401带动输出轴所连接的定位齿轮4011发生旋转，而定位齿轮4011侧壁啮合在已经固定安装的定位齿圈3011上，从而带动安装有定位齿轮4011的调节电机401此时沿着定位导轨3012旋转，且顶部定位块4012沿着定位滑槽4013旋转，调节电机401侧壁的侧板402同步进行旋转运动。

侧板402通过弹簧套4021和顶杆4022与导向块403连接，带动导向块403沿着波浪形滑道1031上滑动，从而可以带动导向块403此时上下移动，进而推动顶杆4022向弹簧套4021内部压缩，通过弹簧套4021内部的弹簧方便后期导向块403向下运动。其中导向块403末端连接设置有第二检测相机404，进而可以对不同侧壁的位置进行检测，提高了检测的范围。

当导向块403向上移动的时候，滑杆4051沿着第一凹槽5011上进行移动，当移动到第二凹槽5012上后，由于第二凹槽5012是倾斜的，推动滑杆4051有着逆时针旋转的趋势，而与滑杆4051末端相连的第二检测相机404同步逆时针旋转，进而对第二检测相机404的仰角发生改变，提高了检测的范围，且第二检测相机404旋转后，扭簧4041发生扭转，通过扭簧4041方便后期复位。

且限位板501夹持在导向块403两侧，当导向块403旋转后，可以带动限位板501同步旋转，保证了导向块403和安装有限位板501的仰角调节单元500始终是接触的状态，保证了导向块403在移动过程中，第二检测相机404的仰角始终是改变的。

当对被测物体200底部进行检测的时候，通过第三检测相机601被测物体200底部直接进行拍摄检测。

将第一检测相机3041、第二检测相机404和第三检测相机601的检测结果进行汇总，从而完成产品的外观品质检测。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的品检设备，包括工作台（101），其特征在于，所述工作台（101）底部开设有检测槽（1012），所述工作台（101）上安装有围档（103），所述围档（103）上开设有波浪形滑道（1031），所述工作台（101）上安装有拱形框架（102），所述工作台（101）上分别安装有俯视检测单元（300）、侧向检测单元（400）和仰视检测单元（600）；

所述俯视检测单元（300）包括定位罩（301），所述定位罩（301）顶部安装有检测电机（302），所述检测电机（302）输出轴安装有转盘（3021），所述转盘（3021）上滑动安装有插杆（303），且插杆（303）与定位罩（301）底部开设的螺旋滑道（3013）滑动连接，所述插杆（303）底部安装有第一检测相机（3041）；

所述侧向检测单元（400）包括调节电机（401），所述调节电机（401）外壳滑动设置在定位罩（301）上，所述调节电机（401）上安装有侧板（402），且侧板（402）底部设置有导向块（403），所述导向块（403）滑动连接在波浪形滑道（1031）上，所述导向块（403）末端安装有第二检测相机（404），所述第二检测相机（404）上安装有仰角调节单元（500）；

所述仰角调节单元（500）包括一对限位板（501），一对所述限位板（501）上开设有第一凹槽（5011）和第二凹槽（5012），所述第一凹槽（5011）和第二凹槽（5012）与第二检测相机（404）滑动连接；

仰视检测单元（600）包括第三检测相机（601），所述第三检测相机（601）外壳安装有十字支架（6011），所述十字支架（6011）焊接在检测槽（1012）上，所述检测槽（1012）上投放有被测物体（200），且第三检测相机（601）对准十字支架（6011）底部。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述工作台（101）底部安装有四个支撑腿（1011），所述检测槽（1012）上设置有支撑杆（1013），被测物体（200）搭接在所述支撑杆（1013）上，所述拱形框架（102）顶部安装有竖杆（1021），所述竖杆（1021）末端安装有加强筋（1022），且加强筋（1022）底部与拱形框架（102）固定连接，所述加强筋（1022）呈倾斜状态。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述转盘（3021）底部安装有一对连接座（3022），一对所述连接座（3022）之间贯穿设置有限位杆（3023），所述限位杆（3023）上滑动安装有滑套（3031），所述滑套（3031）底部安装有插杆（303），所述限位杆（3023）上套接设置有复位弹簧（3024），所述复位弹簧（3024）一端卡接在连接座（3022）上，所述复位弹簧（3024）另一端卡接在滑套（3031）侧壁。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述插杆（303）上安装有滑座（3032），所述滑座（3032）滑动设置在螺旋滑道（3013）上，所述插杆（303）底部螺纹拧合有安装座（304），且安装座（304）底部安装有第一检测相机（3041），所述第一检测相机（3041）与被测物体（200）顶部对齐。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述调节电机（401）输出轴末端安装有定位齿轮（4011），所述定位齿轮（4011）上啮合有定位齿圈（3011），所述定位齿圈（3011）焊接在定位罩（301）上，且定位齿轮（4011）的半径小于定位齿圈（3011）的半径，所述定位齿轮（4011）中心轴末端活动设置有定位块（4012），所述定位块（4012）滑动设置在定位滑槽（4013）上，且定位滑槽（4013）开设在拱形框架（102）底部，所述定位罩（301）上设置有定位导轨（3012），所述定位导轨（3012）与调节电机（401）外壳活动连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述侧板（402）底部设置有弹簧套（4021），所述弹簧套（4021）内部活动插接有顶杆（4022），且弹簧套（4021）内部设置有弹簧，且顶杆（4022）末端与弹簧连接，所述顶杆（4022）底部与导向块（403）固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述导向块（403）侧壁安装有U形支架（4031），所述U形支架（4031）上活动安装有旋转轴（4042），所述旋转轴（4042）上安装有第二检测相机（404），所述第二检测相机（404）对准被测物体（200）侧壁，所述第二检测相机（404）上和U形支架（4031）之间设置有扭簧（4041），所述U形支架（4031）侧壁安装有固定块（4032），所述第二检测相机（404）搭接在固定块（4032）上。

8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述第二检测相机（404）外壳安装有安装板（405），所述安装板（405）上贯穿设置有滑杆（4051），所述滑杆（4051）滑动设置在第一凹槽（5011）内部。

9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，所述第一凹槽（5011）为直线滑槽，所述第二凹槽（5012）为倾斜滑槽，所述第一凹槽（5011）和第二凹槽（5012）相互连通。

10.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的品检设备，其特征在于，一对所述限位板（501）夹持设置在导向块（403）两侧，所述限位板（501）底部安装有移动滑块（502），且移动滑块（502）滑动设置在工作台（101）上所开设的圆形移动滑槽（5021）中，所述移动滑块（502）上竖直设置有导向杆（503），所述导向杆（503）顶部活动插接在导向块（403）底部，且导向块（403）和移动滑块（502）之间安装有挤压弹簧（5031）。