CN207671235U - 容器朝向定向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种容器朝向定向装置，用于对由输送链道带动在输送链道延伸方向上移动的多个容器依次进行定向，使得多个容器的外周朝向同一预定方向，多个容器沿输送链道的延伸方向呈一列布置，装置包括第一相机组、图像处理单元、第一旋转机构、第二相机组和第二旋转机构。容器朝向定向装置通过采用第一相机组和第一旋转机构的配合，以及第二相机组和第二旋转机构的配合，可将在线移动的每个容器的外周朝向精确地调整为预定方向，实现了在线移动容器的自动定向，提高了容器定向准确性和定向速度。

Description

容器朝向定向装置

技术领域

本发明涉及包装检测技术领域，特别是涉及容器朝向定向装置。

背景技术

纵观市场上各种饮料、酒水，所用的硬质包装容器的外部均贴有形状不一、颜色多样的标签。有些容器的身部和盖子是有方向要求的，便于能按方向贴不同的标签。在生产过程中，为了使容器在压盖或套标签时容器的朝向符合要求，需要对容器朝向进行定向。

目前，容器朝向定向的传统处理方式多采用的是人工摆正或机械手操作。人工操作的劳动强度大、效率低；机械手操作的成本太大，且精度难以保证。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的是要提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的容器朝向定向装置。

本发明一个进一步的目的是提高容器朝向定向效率和提升容器朝向定向的精确性。

本发明提供了一种容器朝向定向装置，用于对由输送链道带动在输送链道延伸方向上移动的多个容器依次进行定向，使得多个容器外周朝向同一预定方向，多个容器沿输送链道的延伸方向呈一列布置，装置包括：

第一相机组，位于输送链道的上游，配置为对容器进行拍照，以获取容器的第一图像信息；

图像处理单元，配置为根据第一图像信息，确定容器的当前朝向，并根据预定方向和容器的当前朝向确定容器所需调整的旋转角度；

第一旋转机构，设置于第一相机组的下游，配置为对容器进行第一次旋转，以使得容器绕自身轴线旋转上述的旋转角度；

第二相机组，设置于第一旋转机构的下游，配置为对第一次旋转后的容器进行拍照，以获取容器的第二图像信息；图像处理单元还配置为根据第二图像信息，确定容器第一次旋转后的朝向，并将容器第一次旋转后的朝向与预定方向进行比对；

第二旋转机构，设置于第二相机组的下游，配置为在容器第一次旋转后的朝向超出预定方向的误差范围时，对容器进行再次旋转，从而将容器的朝向调整为预定方向。

可选地，定向装置还包括：

第一夹持机构，设置于第一旋转机构的上游，并与输送链道移动方向相同；

用第一夹持机构配置为夹持容器，以避免容器的朝向发生变化；第一相机组配置为对由第一夹持机构夹持的容器进行拍照，以获取第一图像信息；

第一夹持机构还配置为在容器进入第一旋转机构时夹持容器，以避免容器进入第一旋转机构时朝向发生变化；

第一夹持机构还配置为在容器进入第一旋转机构之后脱离容器，以便于第一旋转机构旋转容器。

可选地，定向装置还包括：

间距调整机构，设置于第一夹持机构的上游，并与输送链道移动方向和移动速度相同，间距调整机构配置为将多个容器等间距分离；并且

第一旋转机构还配置为在相邻的三个容器中的位于上游的容器未进入第一旋转机构且位于下游的容器已脱离第一旋转机构时对位于中游的容器进行旋转，以使得第一旋转机构对单个容器进行旋转；

第二旋转机构还配置为在相邻的三个容器中的位于上游的容器未进入第二旋转机构且位于下游的容器已脱离第二旋转机构时对位于中游的容器进行旋转，以使得第二旋转机构对单个所述容器进行旋转。

可选地，定向装置还包括：

第二夹持机构，设置于第一旋转机构的下游和第二旋转机构的上游，并与输送链道移动方向相同；

第二夹持机构配置为在容器经第一旋转机构旋转之后，在容器脱离第一旋转机构之前夹持容器，以避免容器在脱离第一旋转机构时朝向发生变化；第二相机组配置为对由第二夹持机构夹持的容器进行拍照，以获取容器的第二图像信息；

第二夹持机构还配置为在容器进入第二旋转机构时夹持容器，并在容器进入第二旋转机构之后脱离容器。

可选地，定向装置还包括：

第三夹持机构，设置于第二旋转机构的下游，配置为在容器脱离第二旋转机构之前夹持容器，并与输送链道移动方向相同；以避免容器在脱离第二旋转机构时朝向发生变化。

可选地，定向装置还包括：

第三相机组，配置为对由第三夹持机构夹持的容器进行拍照，以获取容器的第三图像信息；图像处理单元还配置为根据第三图像信息判断容器外周朝向是否超出预定方向的误差范围；

剔除单元，设置于第三夹持机构的下游，配置为在图像处理单元判断容器的朝向超出预定方向的误差范围时，将容器移出输送链道。

可选地，第一夹持机构、第二夹持机构和第三夹持机构均包括位于容器移动方向两侧的两个第一皮带轮组，每个第一皮带轮组包括一个第一主动轮、至少一个第一从动轮和卷绕在第一主动轮和至少一个第一从动轮上的第一皮带；

容器移动至两个第一皮带轮组中的两个第一皮带之间时，两个第一皮带夹持容器，并受控以相同速度移动。

可选地，装置还包括：

光电传感器，设置于第二旋转机构的下游，配置为检测相邻的两个容器的间距；

第三夹持机构还配置为在相邻的两个容器的间距小于或大于预设间距时，且相邻的两个容器中位于下游的容器脱离第三夹持机构后，调整第三夹持机构的输送速度，以修正位于上游的容器和位于下游的容器之间的间距。

可选地，第三夹持机构中的两个第一皮带轮组处于下游的一端相对于输送链道宽度方向的位置受控可调，以调整容器在输送链道宽度方向上的位置。

可选地，第一旋转机构和第二旋转机构均包括位于容器移动方向两侧的两个第二皮带轮组，每个第二皮带轮组包括一个第二主动轮、用于驱动第二主动轮转动的电机、至少一个第二从动轮和卷绕在第二主动轮和至少一个第二从动轮上的第二皮带；

第一旋转机构中的两个第二皮带配置为分别由对应的电机驱动以第一预设差速移动，以使得容器由第一旋转机构中的两个第二皮带带动绕自身轴线旋转上述旋转角度；

第二旋转机构中的两个第二皮带配置为在容器第一次旋转后的朝向超出预定方向的误差范围时，由对应的电机驱动以第二预设差速移动，以使得容器由第二旋转机构中的两个第二皮带带动绕自身轴线旋转至预定方向。

可选地，第一旋转机构中的每个第二皮带的夹持段包括在容器移动方向依次连接的第一平稳段、第一旋转段和第二平稳段；

在容器在移动至两个第一平稳段之间并由两个第一平稳段夹持时，两个第二皮带由对应的电机驱动以相同的速度移动；

在容器移动至第一旋转段时，两个第二皮带由对应的电机驱动以第一预设差速移动，以使得容器绕自身轴线旋转上述的旋转角度；

在容器移动至第二平稳段时，两个第二皮带由对应的电机驱动以与相同的速度移动，以使得容器平稳脱离第二皮带。

第二旋转机构中的每个第二皮带的夹持段包括在容器移动方向依次连接的第三平稳段、第二旋转段和第四平稳段；

在容器移动至两个第三平稳段之间并由两个第三平稳段夹持时，两个第二皮带由对应的电机驱动以相同的速度移动；

在容器移动至第二旋转段时，两个第二皮带由对应的电机驱动以第二预设差速移动，以使得容器绕自身轴线旋转至预定方向；

在容器移动至第四平稳段时，两个第二皮带由对应的电机驱动以相同的速度移动，以使得容器平稳脱离第二皮带。

可选地，每个第二皮带的夹持段的长度小于2倍的相邻两个容器的间距，以保证容器移动至第一旋转段或第二旋转段时，与该容器相邻并位于该容器上游的容器尚未进入第一平稳段或第三平稳段，且与该容器相邻的并位于该容器下游的容器已脱离第二平稳段或第四平稳段。

可选地，定向装置还包括：

至少一个第一光源，配置为照亮由第一夹持机构夹持的容器，以便于第一相机组获取清晰的第一图像信息；

至少一个第二光源，配置为照亮由第二夹持机构夹持的容器，以便于第二相机组获取清晰的第二图像信息；

至少一个第三光源，配置为照亮由第三夹持机构夹持的所述容器，以便于第三相机组获取清晰的第三图像信息。

本发明的容器朝向定向装置，由于采用第一相机组和第一旋转机构的配合，以及第二相机组和第二旋转机构的配合，可将在线移动的每个容器的朝向精确地调整为预定方向，实现了在线移动容器的自动定向，提高了容器定向准确性和定向速度。

进一步地，本发明的容器朝向定向装置中，利用第一夹持机构夹持输送链道上移动的容器，保持容器在进入第一旋转机构之前的朝向不会发生变化，便于第一相机组获取第一图像信息，为容器的旋转提供准确的参考数据。并且，在容器进入第一旋转机构时，第一夹持机构仍然夹持容器，避免容器在进入第一旋转机构时发生晃动或自转，提高容器定向的精确度。容器由第一旋转机构旋转后，脱离第一旋转机构之前，第二夹持机构夹持容器，避免容器在脱离第一旋转机构时发生晃动或自转，由此进一步提升了容器定向的精确度。

更进一步地，本发明的容器朝向定向装置中，第一旋转机构中的第二皮带的夹持段包括在容器移动方向依次连接的第一平稳段、第一旋转段和第二平稳段，容器由输送链道输送至两个第二皮带的第一平稳段之间时，两个第二皮带的移动速度相同，保持容器的平稳过渡到两个第二皮带之间，避免容器的晃动或自转；在容器移动至第一旋转段时，两个第二皮带产生第一预设差速，使得容器绕自身轴线旋转之前确定的旋转角度；在容器调旋转后，容器移动至第二平稳段，两个第二皮带的速度调整相同，使得容器平稳地脱离第二皮带。通过定向装置与输送链道的配合，实现了容器的在线定向，并解决了因容器在线移动而定向不准确的问题，极大地提高了容器定向的精确性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的容器朝向定向装置的电器部件的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的容器朝向定向装置的示意性结构图；以及

图3是根据本发明另一实施例的容器朝向定向装置的示意性结构图。

具体实施方式

纵观市场上各种饮料、酒水，所用的硬质包装容器的外部多贴有形状不一、颜色多样的标签。标签的图案需与容器的相应位置进行对应，不同的图案所对应的容器的位置也不同，例如，容器上有与标签的某一图案对应的凸起，在套标签时，容器上的凸起需与标签的某一图案对应，标签才能恰好地与容器的形状吻合。这就要求在套标签之前，需要根据容器的形状和标签的图案、形状将容器的朝向调整到一个合适的方向，便于套标签。

由于每个容器在输送链道上输送时的方向是不确定的，生产线上的容器处于持续移动中，容器在移动过程中也可能发生晃动，很难始终保持在一个预定的方向，影响后续套标签的准确性。

为此，本实施例提供了一种容器朝向定向装置100，图1是根据本发明一个实施例的容器朝向定向装置100的电器部件的示意图。

本实施例的容器朝向定向装置100，用于对由输送链道带动在输送链道延伸方向上移动的多个容器依次进行定向，使得多个容器外周朝向同一预定方向，多个容器在输送链道的延伸方向上呈一列布置，在输送链道上持续移动。

参见图1，本实施例的容器朝向定向装置100包括第一相机组160、图像处理单元170、第一旋转机构130、第二相机组161、第二旋转机构131和控制单元150。

第一相机组160位于输送链道的上游，配置为对容器进行拍照，获取容器的第一图像信息，并将第一图像信息发送至图像处理单元170，图像处理单元170根据第一图像信息确定容器当前的朝向，并根据容器的当前朝向和预定方向确定容器调整为预定方向所需旋转的角度。第一相机组160包括一个或多个相机，第一相机组160所包含的相机数量和位置根据容器外表面可用于确定容器朝向的标记点位置或可用于区分容器朝向的轮廓形状确定。

第一旋转机构130设置于输送链道的下游，容器移动至第一旋转机构130时，第一旋转机构130对容器进行第一次旋转，使得容器绕自身轴线旋转上述确定的旋转角度。

但容器在第一次旋转之后，往往不能很精确地旋转上述确定的旋转角度，容器的朝向未调整为上述的预定方向。为此，本实施例进一步对容器的朝向进行调整，具体地，第二相机组161设置于第一旋转机构130的下游，配置为对第一次旋转后的容器进行拍照，以获取容器的第二图像信息；图像处理单元170还配置为根据第二图像信息，确定容器第一次旋转后的朝向，并将容器第一次旋转后的朝向与预定方向进行比对。第二相机组161包括一个或多个相机，第二相机组161所包含的相机数量和位置根据容器外表面可用于确定容器朝向的标记点位置或可用于区分容器朝向的轮廓形状确定。

当容器第一次旋转后的朝向超出预定方向的误差范围时，第二旋转机构131对容器进行再次旋转，第二旋转机构131设置于第二相机组161的下游。图像处理单元170根据第二图像信息确定容器经过一次旋转后的朝向，并根据容器经过一次旋转后的朝向和预定方向确定容器需要第二次旋转的角度，在容器经过第二旋转机构131时，第二旋转机构131将容器进行第二次旋转，从而将容器的朝向精确地调整为预定方向。

为提高容器定向精度，本实施例的定向装置还包括第一夹持机构120。第一夹持机构120设置于第一旋转机构130的上游，第一夹持机构120的移动速度与输送链道的移动方向和移动速度相同。容器沿输送链道移动至第一夹持机构120时，第一夹持机构120夹持容器，使得容器平稳移动，避免容器发生晃动。第一夹持机构120可同时夹持一个或多个容器。

第一相机组160用于对第一夹持机构120夹持的容器进行拍照，获取容器处于稳定运行状态下的第一图像信息。在确定第一相机组160的布置位置之前，需要首先根据容器的特点选取一个标记点或称为旋转定向点，记为mark点，第一相机组160的布置位置可根据容器的形状和选取的mark点确定。例如，如果选取的mark点在容器的顶部，第一相机组160可布置在容器的顶部，拍摄容器顶部的图像，如果选取的mark点在容器的侧部，相机组可布置在容器的侧部，便于后续确定容器调整至预定方向所需旋转的角度。

第一相机组160可采用工业相机组，第一相机组160每次拍摄一个容器的图像，在容器移动至拍摄位置时，第一相机组160受控对容器进行拍照，获取容器的第一图像信息。本实施例中，选取的mark点在容器的顶部，第一相机组160包含一个相机，该相机位于容器的顶部，拍摄容器顶部的图像，以确定容器的初始朝向。

第一相机组160将其拍摄的容器的第一图像信息发送至图像处理单元170。图像处理单元170利用图像算法对容器图像进行处理，根据容器的第一图像信息，确定容器的朝向，该朝向记为容器的初始朝向。图像处理单元170根据容器的初始朝向和设定的容器的预定方向确定容器所需调整的旋转角度。容器的预定方向根据标签与容器的对应位置和选取的mark点预先确定。

第一旋转机构130设置于第一夹持机构120的下游，第一旋转机构130用于对进入其的容器进行旋转，使得容器绕自身轴线旋转上述确定的旋转角度。

容器在移动至第一旋转机构130时，第一夹持机构120仍然夹持容器，避免容器在移动至第一旋转机构130时发生晃动或由于与第一旋转机构130的碰撞发生自转而改变容器的初始方向，影响容器定向的准确性。容器进入第一旋转机构130之后，与第一夹持机构120脱离，容器在第一旋转机构130的作用下进行第一次旋转。

本实施例的定向装置还包括第二夹持机构121，设置于第一旋转机构130的下游和第二旋转机构131的上游，并与输送链道的移动方向相同。容器经第一旋转机构130旋转之后，在脱离第一旋转机构130之间由第二夹持机构121夹持，以避免容器在脱离第一旋转机构130时朝向发生变化，保持容器移动的稳定性。

第二相机组161对由第二夹持机构121夹持的容器进行拍照，获取容器的第二图像信息。本实施例中，选取的mark点在容器的顶部，第二相机组161包括一个相机，该相机位于容器的顶部，拍摄容器顶部的图像，便于确定容器经过一次旋转后的朝向。

当容器进入第二旋转机构131时，第二夹持机构121仍然夹持容器，保证容器平稳进入第二旋转机构131，避免容器进入第二旋转机构131时的朝向发生变化，当容器平稳进入第二旋转机构131之后，第二夹持机构121与容器脱离，第二旋转机构131对容器进行第二次旋转，使得容器旋转至使其朝向为预定朝向。由此实现了容器的精准定向，方便容器后续的套标作业。

第一夹持机构120、第一旋转机构130、第二夹持机构121和第二旋转机构131可采用机械臂或其他结构，通过第一夹持机构120和第一旋转机构130的配合以及第二夹持机构121和第二旋转机构131的配合，实现在连续输送容器的过程中对容器的精准定向。

由于输送链道上每个容器的初始方向可能不尽相同，第一旋转机构130每次需对一个容器进行旋转，保证按照每个容器的初始方向旋转至确定的角度。为此，第一旋转机构130配置为在相邻的三个容器中的位于上游的容器未进入第一旋转机构130且位于下游的容器已脱离第一旋转机构130时对位于中游的容器进行旋转，以使得第一旋转机构130每次对单个容器进行旋转，从而将每个容器的外周朝向依次单独进行调整。

同样地，在相邻的三个容器中的位于上游的容器未进入所述第二旋转机构131且位于下游的容器已脱离第二旋转机构131时，第二旋转机构131对位于中游的容器进行旋转，以使得第二旋转机构131对单个容器进行旋转，从而将每个容器的外周朝向依次调整为预定方向。

为避免相邻的容器之间的间隔过小，影响第一旋转机构130和第二旋转机构131对容器的旋转作业。定向装置还可包括间距调整机构110。间距调整机构110可为间距调整螺杆，间距调整机构110设置于第一夹持机构120的上游，用于将输送链道上的多个容器等间距分离。

特别地，对于容器上下直径大致相同的规则形状的容器，间距调整机构110可包括一个间距调整螺杆，间距调整螺杆与容器的大致中部的位置接触。对于不规则形状的容器，参见图3，间距调整机构110可包括两个间距调整螺杆，其中一个间距调整螺杆111b与容器的上部接触，另一个间距调整螺杆111a与容器的下部接触，以保持容器移动的稳定性。

为进一步提升容器101定向的准确性，定向装置还包括第三夹持机构122。第三夹持机构122设置于第二旋转机构131的下游，用于在容器调整至预定方向之后，在容器脱离第二旋转机构131之前夹持容器101，从而避免容器101在脱离第二旋转机构131时发生晃动而改变容器的朝向，以将容器的外周朝向稳定于预定方向。第三夹持机构122的移动方向与输送链道相同。

定向装置还包括第三相机组162和剔除单元180。第三相机组162用于对第三夹持机构122夹持的容器进行拍照，获取容器的第三图像信息。第三相机组162可采用工业相机组，第三相机组162每次拍摄一个容器的图像，在容器移动至拍摄位置时，第三相机组162受控对容器进行拍照，获取容器的第三图像信息。第三相机组162可包括一个或多个相机，第三相机组162所包含的相机数量和位置根据容器外表面可用于确定容器朝向的标记点位置或可用于区分容器朝向的轮廓形状确定。本实施例中，选取的mark点在容器的顶部，第三相机组162包括一个相机，该相机位于容器的顶部，拍摄容器顶部的图像，获取容器的第三图像信息，便于确定容器经过第二次旋转后的朝向。

图像处理单元170还配置为根据第三图像信息判断容器的外周朝向是否为预定方向。在判断容器的外周朝向未朝向预定方向时，将这一判断结果发送至剔除单元180。

剔除单元180设置于第三夹持机构122的下游，在图像处理单元170判断容器的外周朝向未朝向预定方向时，将容器移出输送链道。其中，容器的外周朝向未朝向预定方向是指容器的外周朝向超出预定方向的误差范围，当容器的外周朝向超过预定方向的误差范围时时，图像处理单元170判定容器的外周朝向未朝向预定方向，剔除单元180则将其剔除。

为便于获取清晰的容器图像，定向装置还可包括至少一个第一光源140，第一光源140用于照亮第一夹持机构120夹持的容器，在第一相机组160对容器进行拍照时，第一光源140亮起，便于第一相机组160获取清晰的第一图像信息。

第一光源140的位置和数量可根据第一相机组160的布置位置和容器的mark点的位置确定。若mark点在容器的顶部，第一光源140可为环形光源，布置于容器的上部，第一相机组160位于第一光源140的上部，并位于第一光源140的中心轴线上。若mark点在容器的侧部，第一光源140和第一相机组160可设置于容器的侧部。

定向装置还可包括至少一个第二光源(图中未示出)，第二光源用于照亮第二夹持机构121夹持的容器，在第二相机组161对容器进行拍照时，第二光源亮起，便于第二相机组161获取清晰的第二图像信息。

同样地，第二光源的位置也可根据第二相机组161的布置位置和容器的mark点的位置确定。第二光源可为环形光源，可布置于容器的上部，第二相机组161位于第二光源的上部，并位于第二光源的中心轴线上。若mark点在容器的侧部，第二光源和第二相机组161可设置于容器的侧部。

定向装置还可包括至少一个第三光源142，第三光源142用于照亮第三夹持机构122夹持的容器，在第三相机组162对容器进行拍照时，第三光源142亮起，便于第三相机组162获取清晰的第三图像信息。同样地，本实施例中，第三光源142为环形光源，布置于容器的顶部。容器朝向定向装置100中各部件的运行由控制单元150控制执行。

本实施例中，第一夹持机构120、第二夹持机构121和第三夹持机构122均可包括位于容器移动方向两侧的两个第一皮带轮组。每个第一皮带轮组包括一个第一主动轮、至少一个第一从动轮和卷绕在第一主动轮和至少一个第一从动轮上的第一皮带。

图2是根据本发明一个实施例的容器朝向定向装置100的结构示意图，图3是根据本发明另一实施例的容器朝向定向装置100的结构示意图。

参见图2和图3，第一夹持机构120、第二夹持机构121和第三夹持机构122夹持容器靠近下部的位置，第一旋转机构130和第二旋转机构131夹持容器靠近上部的位置使得容器旋转。例如，第一旋转机构130和第二旋转机构131夹持容器的颈部使得容器旋转。

第一夹持机构120包括两个第一皮带轮组120a，第二夹持机构121包括两个第一皮带轮组121a，第三夹持机构122包括两个第一皮带轮组122a。

在其中一个实施例中，每个第一皮带轮组120a均包括一个电机，每个第一皮带轮组120a中的第一主动轮由对应的电机带动。

在另一个实施例中，定向装置还可包括两个传动皮带轮组123，每个传动皮带轮组包括一个主动轮、一个从动轮和卷绕在主动轮和从动轮上的皮带。两个传动皮带轮组123分别由第二夹持机构121的对应的两个第一皮带轮组121a带动移动，第二夹持机构121的两个第一皮带轮组121a均包括一个电机124。在电机124的带动下，第二夹持机构121的两个第一皮带轮组121a以相同速度移动，两个第一皮带轮组121a的移动同时带动两个传动皮带轮组123的移动，两个传动皮带轮组123带动第一夹持机构120的两个第一皮带轮组120a以相同速度移动。

容器在移动至第一夹持机构120的两个第一皮带轮组120a中的两个第一皮带之间时，两个第一皮带夹持容器。两个第一皮带夹持容器的位置可根据实际情况进行调整，例如，两个第一皮带夹持容器靠下的位置。两个第一皮带的由相应的电机驱动以相反的方向，并以与输送链道的移动速度相同的速度移动，保持容器稳定地沿输送链道移动，容器在移动至与第一光源140对应的位置时，第一光源140和第一相机组160由控制单元150控制对容器进行拍照，获取容器的第一图像信息。

容器移动至第一旋转机构130，由第一旋转机构130进行第一次旋转。容器第一次旋转后，由第二夹持机构121的两个第一皮带夹持，两个第一皮带可夹持容器靠近下部位置，第二夹持机构121的两个第一皮带由相应的电机驱动以相反的方向，并以与输送链道的移动速度相同的速度移动，使得容器稳定地脱离第一旋转机构130。

容器由第二夹持机构121的两个第一皮带的夹持下被送入第二旋转机构131，容器进入第二旋转机构131后，第二夹持机构121的两个第一皮带与容器脱离，容器由第二旋转机构131进行第二次旋转，使得容器的朝向调整为预定方向，方便后续的套标作业。

容器由第二旋转机构131旋转后，在还未脱离第二旋转机构131时，被第三夹持机构122的两个第一皮带夹持，容器在第三夹持机构122的两个第一皮带的夹持下，脱离第二旋转机构131。

在本实施例中，第一旋转机构130和第二旋转机构131均包括位于容器移动方向两侧的两个第二皮带轮组，每个第二皮带轮组包括一个第二主动轮、用于驱动第二主动轮转动的电机、至少一个第二从动轮和卷绕在第二主动轮和至少一个第二从动轮上的第二皮带。

如图2、3所示，第一旋转机构130包括两个第二皮带轮组130a，第二旋转机构131包括两个第二皮带轮组131a。

第一旋转机构130中的两个第二皮带分别由对应的电机驱动以第一预设差速移动，以使得容器由第一旋转机构130的两个第二皮带带动绕自身轴线旋转确定的角度。第一旋转机构130的两个第二皮带的第一预设差速根据第一图像信息和容器需要调整的预定方向确定。

容器在由第一旋转机构130带动进行第一次旋转后，第二相机组161对其进行拍照，获得第二图像信息，图像处理单元170根据第二图像信息判断容器第一次旋转后的朝向，若容器第一次旋转后的朝向超出预定方向的误差范围，容器还需经第二旋转机构131的旋转。

第二旋转机构131的两个第二皮带由对应的电机驱动以第二预设差速移动，带动容器绕自身轴线旋转至预定方向。第二预设差速根据第二图像信息确定的容器第一次旋转后的朝向和容器的预定方向而确定。

第一旋转机构130中的每个第二皮带的夹持段可包括在容器移动方向依次连接的第一平稳段、第一旋转段和第二平稳段。容器在移动至两个第一平稳段之间并由两个第一平稳段夹持时，两个第二皮带由对应的电机驱动以与输送链道移动速度相同的速度移动，由此可将容器稳定地过渡至两个第二皮带之间，使得容器在由第一旋转机构130旋转之前保持其稳定地处于初始方向。

容器移动至第一旋转段时，两个第二皮带由对应的电机驱动以第一预设差速移动，使得容器绕自身轴线旋转上述确定的旋转角度。

容器在移动至第二平稳段时，两个第二皮带的移动速度调整为与输送链道移动速度相同的速度，第二夹持机构121中的两个第一皮带夹持住容器，容器平稳地脱离第二皮带，继续向前移动。

容器移动至第二平稳段时，第二相机组161和第二光源141受控拍摄容器此时的图像，获取容器的第二图像信息。若图像处理单元170根据第二图像信息判断容器的朝向超出预定方向的误差范围时，容器继续移动至第二旋转机构131。

同样地，第二旋转机构131中的每个第二皮带的夹持段包括在容器移动方向依次连接的第三平稳段、第二旋转段和第四平稳段，容器在移动至两个第三平稳段之间并由两个第三平稳段夹持时，两个第二皮带由对应的电机驱动以与输送链道移动速度相同的速度移动，由此可将容器稳定地过渡至两个第二皮带之间，使得容器在由第二旋转机构131旋转之前保持其稳定地处于初始方向。

容器移动至第二旋转段时，两个第二皮带由对应的电机驱动以第二预设差速移动，使得容器绕自身轴线旋转至预定方向。

容器在移动至第四平稳段时，两个第二皮带的移动速度调整为与输送链道移动速度相同的速度，第三夹持机构122中的两个第一皮带夹持住容器，容器平稳地脱离第二皮带，继续向前移动。

容器移动至第四平稳段时，第三相机组162和第三光源142受控拍摄容器此时的图像，获取容器的第三图像信息。若图像处理单元170根据第三图像信息判断容器朝向超出预定方向的误差范围时，容器由剔除单元180移出输送链道。若容器朝向在预定方向的误差范围内，容器继续移动至输送链道的下一个工位，进行套标作业。

其中，第三夹持机构的两个第一皮带的长度可满足将容器输送至下一个工位。

特别地，定向装置还包括光电传感器，设置于第二旋转机构131的下游。容器脱离第二旋转机构131由第三夹持机构122夹持向前移动的过程中，光电传感器判断相邻的两个容器的间距，若此时两个容器的间距大于或小于预设间距时，且相邻的两个容器中位于下游的容器脱离第三夹持机构122后，调整第三夹持机构122的两个第一皮带的移动速度，修正位于上游的容器和位于下游的容器之间的间距。具体地，若相邻的两个容器的间距大于预设间距时，当位于下游的容器脱离第三夹持机构122后，将第三夹持机构122的两个第一皮带的移动速度调整为大于输送链道的速度，使得位于上游的容器的移动速度大于位于下游的容器的移动速度，从而减小两个容器之间的间距，将两个容器的间距调整为预设间距。同理，若相邻的两个容器的间距小于预设间距，当位于下游的容器脱离第三夹持机构122后，将第三夹持机构122的两个第一皮带的移动速度调整为小于输送链道的速度，使得位于上游的容器的移动速度小于位于下游的容器的移动速度，从而增大两个容器之间的间距，将两个容器的间距调整为预设间距。

预设间距根据输送链道上处于定向装置下游的工位作业要求进行确定。例如，定向装置下游布置有套标机，若套标机要求相邻两个容器的间距必须保持在一定的距离，则当容器由第三夹持机构122夹持往前输送时，光电传感器检测的相邻两个容器的间距，若相邻的两个容器的间距小于套标机要求的间距，当位于下游的容器脱离第三夹持机构122后，则需要将第三夹持机构122的两个第一皮带的移动速度调整为小于输送链道的移动速度，由此增大相邻的两个容器的间距。

特别地，第一夹持机构120中的两个第一皮带的中轴线、第二夹持机构121中的两个第一皮带的中轴线、第一旋转机构130中两个第二皮带的中轴线以及第二旋转机构131中两个第二皮带的中轴线处于一条直线上，以使得容器在依次经过第一夹持机构120、第一旋转机构130、第二夹持机构121和第二旋转机构131时，容器的移动轨迹为一条直线，从而保证容器在由上游的机构进入下游的机构时，处于下游的机构中的两个皮带的中轴线上，避免容器偏向于其中一个皮带而导致与该皮带发生摩擦而偏转，由此提升了容器定位的精确度。

第三夹持机构122的两个第一皮带位于上游部分段的中轴线与第二旋转机构131的两个第二皮带的中轴线处于同一直线上，由此保证容器在进入第三夹持机构122时不会发生偏转，提升容器朝向的定向精确度。

特别地，第三夹持机构122中的两个第一皮带轮组122a处于下游的一端相对于输送链道宽度方向的位置受控可调。由此可改变由第三夹持机构122夹持的容器在将要脱离第三夹持机构122时，改变容器在输送链道宽度方向上的位置，便于容器适应下一个工位的作业要求。第三夹持机构122中的两个第一皮带轮组122a处于下游的一端相对于输送链道宽度方向的位置需要根据定向装置下游的工位要求而定，例如，定向装置下游布置有套标机，若套标机要求容器处于输送链道宽度方向上的特定位置(可能不是链道宽度方向的中心位置)，则当容器由第三夹持机构122夹持向下游输送时，改变第三夹持机构122中两个第一皮带轮组处于下游的一端相对于输送链道宽度方向的位置，由此改变由两个第一皮带轮组夹持的容器处于输送链道宽度方向的位置，从而满足套标机的作业要求。

为保证第一旋转机构130每次旋转单个容器时，不会影响其他容器。第二皮带的夹持段的长度可小于2倍的相邻两个容器的间距，以保证容器移动至第一旋转段时，与该容器相邻并位于该容器上游的容器尚未进入第一平稳段，且与该容器相邻的并位于该容器下游的容器已脱离第二平稳段。由此保证容器处于第一旋转段时，两个第二皮带之间只有一个容器，此时，两个第二皮带由对应的电机驱动以第一预设差速移动，将容器旋转确定的角度，相邻的容器不会对该容器的旋转产生影响。

同样地，第二旋转机构131中，第二皮带的夹持段的长度可小于2倍的相邻两个容器的间距，以保证容器移动至第二旋转段时，与该容器相邻并位于该容器上游的容器尚未进入第三平稳段，且与该容器相邻的并位于该容器下游的容器已脱离第四平稳段。由此保证容器处于第二旋转段时，两个第二皮带之间只有一个容器，此时，两个第二皮带由对应的电机驱动以第二预设差速移动，将容器旋转至预定方向，相邻的容器不会对该容器的旋转产生影响。

本实施例的容器朝向定向装置，由于采用第一相机组和第一旋转机构的配合，以及第二相机组和第二旋转机构的配合，可将在线移动的每个容器的外周朝向精确地调整为预定方向，实现了在线移动容器的自动定向，提高了容器定向准确性和定向速度。

进一步地，本实施例的容器朝向定向装置中，利用第一夹持机构夹持输送链道上移动的容器，保持容器在进入第一旋转机构之前的朝向不会发生变化，便于第一相机组获取第一图像信息，为容器的旋转提供准确的参考数据。并且，在容器进入第一旋转机构时，第一夹持机构仍然夹持容器，避免容器在进入第一旋转机构时发生晃动或自转，提高容器定向的精确度。容器由第一旋转机构旋转至预定方向后，脱离第一旋转机构之前，第二夹持机构夹持容器，避免容器在脱离第一旋转机构时发生晃动或自转，从而由此进一步提升了容器定向的精确度。

更进一步地，本实施例的容器朝向定向装置中，第一旋转机构中的第二皮带的夹持段包括在容器移动方向依次连接的第一平稳段、第一旋转段和第二平稳段，容器由输送链道输送至两个第二皮带的第一平稳段之间时，两个第二皮带的移动速度相同，保持容器的平稳过渡到两个第二皮带之间，避免容器的晃动或自转；在容器移动至第一旋转段时，两个第二皮带产生第一预设差速，使得容器绕自身轴线旋转之前确定的旋转角度；在容器调旋转后，容器移动至第二平稳段，两个第二皮带的速度调整相同，使得容器平稳地脱离第二皮带。通过定向装置与输送链道的配合，实现了容器的在线定向，并解决了因容器在线移动而定向不准确的问题，提高了容器定向的准确性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (14)

1.一种容器朝向定向装置，用于对由输送链道带动在所述输送链道延伸方向上移动的多个容器依次进行定向，使得所述多个容器的外周朝向同一预定方向，所述多个容器沿所述输送链道的延伸方向呈一列布置，所述装置包括：

第一相机组，位于所述输送链道的上游，配置为对所述容器进行拍照，以获取所述容器的第一图像信息；

图像处理单元，配置为根据所述第一图像信息，确定所述容器的当前朝向，并根据所述预定方向和所述容器的当前朝向确定所述容器所需调整的旋转角度；

第一旋转机构，设置于所述第一相机组的下游，配置为对所述容器进行第一次旋转，以使得所述容器绕自身轴线旋转所述旋转角度；

第二相机组，设置于所述第一旋转机构的下游，配置为对第一次旋转后的所述容器进行拍照，以获取所述容器的第二图像信息；所述图像处理单元还配置为根据所述第二图像信息，确定所述容器第一次旋转后的朝向，并将所述容器第一次旋转后的朝向与所述预定方向进行比对；

第二旋转机构，设置于所述第二相机组的下游，配置为在所述容器第一次旋转后的朝向超出所述预定方向的误差范围时，对所述容器进行再次旋转，从而将所述容器的朝向调整为所述预定方向。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括：

第一夹持机构，设置于所述第一旋转机构的上游，并与所述输送链道移动方向相同；

所述第一夹持机构配置为夹持所述容器，以避免所述容器的朝向发生变化；所述第一相机组配置为对由所述第一夹持机构夹持的所述容器进行拍照，以获取所述第一图像信息；

所述第一夹持机构还配置为在所述容器进入所述第一旋转机构时夹持所述容器，以避免所述容器进入所述第一旋转机构时朝向发生变化；

所述第一夹持机构还配置为在所述容器进入所述第一旋转机构之后脱离所述容器，以便于所述第一旋转机构旋转所述容器。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括：

间距调整机构，设置于所述第一夹持机构的上游，并与所述输送链道移动方向和移动速度相同，所述间距调整机构配置为将所述多个容器等间距分离；并且

所述第一旋转机构还配置为在相邻的三个所述容器中的位于上游的所述容器未进入所述第一旋转机构，且位于下游的所述容器已脱离所述第一旋转机构时对位于中游的所述容器进行旋转，以使得所述第一旋转机构对单个所述容器进行旋转；

所述第二旋转机构还配置为在相邻的三个所述容器中的位于上游的所述容器未进入所述第二旋转机构，且位于下游的所述容器已脱离所述第二旋转机构时对位于中游的所述容器进行旋转，以使得所述第二旋转机构对单个所述容器进行旋转。

4.根据权利要求2所述的装置，还包括：

第二夹持机构，设置于所述第一旋转机构的下游和所述第二旋转机构的上游，并与所述输送链道移动方向相同；

所述第二夹持机构配置为在所述容器经所述第一旋转机构旋转之后，在所述容器脱离所述第一旋转机构之前夹持所述容器，以避免所述容器在脱离所述第一旋转机构时朝向发生变化；所述第二相机组配置为对由所述第二夹持机构夹持的所述容器进行拍照，以获取所述容器的所述第二图像信息；

所述第二夹持机构还配置为在所述容器进入所述第二旋转机构时夹持所述容器，并在所述容器进入所述第二旋转机构之后脱离所述容器。

5.根据权利要求4所述的装置，还包括：

第三夹持机构，设置于所述第二旋转机构的下游，配置为在所述容器脱离所述第二旋转机构之前夹持所述容器，并与所述输送链道移动方向相同；以避免所述容器在脱离所述第二旋转机构时朝向发生变化。

6.根据权利要求5所述的装置，还包括：

第三相机组，配置为对由所述第三夹持机构夹持的所述容器进行拍照，以获取所述容器的第三图像信息；所述图像处理单元还配置为根据所述第三图像信息判断所述容器的外周朝向是否超出所述预定方向的误差范围；

剔除单元，设置于所述第三夹持机构的下游，配置为在所述图像处理单元判断所述容器的朝向超出所述预定方向的误差范围时，将所述容器移出所述输送链道。

7.根据权利要求5所述的装置，其中

所述第一夹持机构、所述第二夹持机构和所述第三夹持机构均包括位于所述容器移动方向两侧的两个第一皮带轮组，每个所述第一皮带轮组包括一个第一主动轮、至少一个第一从动轮和卷绕在所述第一主动轮和所述至少一个第一从动轮上的第一皮带；

所述容器移动至所述两个第一皮带轮组中的两个所述第一皮带之间时，两个所述第一皮带夹持所述容器，并受控以相同速度移动。

8.根据权利要求7所述的装置，还包括：

光电传感器，设置于所述第二旋转机构的下游，配置为检测相邻的两个所述容器的间距；

所述第三夹持机构还配置为在相邻的两个所述容器的间距小于或大于预设间距时，且相邻的两个所述容器中位于下游的容器脱离所述第三夹持机构后，调整所述第三夹持机构的输送速度，以修正位于上游的容器和位于下游的容器之间的间距。

9.根据权利要求7所述的装置，其中

所述第三夹持机构中的两个所述第一皮带轮组处于下游的一端相对于所述输送链道宽度方向的位置受控可调，以调整所述容器在所述输送链道宽度方向上的位置。

10.根据权利要求5所述的装置，其中

所述第一旋转机构和所述第二旋转机构均包括位于所述容器移动方向两侧的两个第二皮带轮组，每个所述第二皮带轮组包括一个第二主动轮、用于驱动所述第二主动轮转动的电机、至少一个第二从动轮和卷绕在所述第二主动轮和所述至少一个第二从动轮上的第二皮带；

所述第一旋转机构中的两个所述第二皮带配置为分别由对应的所述电机驱动以第一预设差速移动，以使得所述容器由所述第一旋转机构中的两个所述第二皮带带动绕自身轴线旋转所述旋转角度；

所述第二旋转机构中的两个所述第二皮带配置为在所述容器第一次旋转后的朝向超出所述预定方向的误差范围时，由对应的所述电机驱动以第二预设差速移动，以使得所述容器由所述第二旋转机构中的两个所述第二皮带带动绕自身轴线旋转至所述预定方向。

11.根据权利要求10所述的装置，其中

所述第一旋转机构中的每个所述第二皮带的夹持段包括在所述容器移动方向依次连接的第一平稳段、第一旋转段和第二平稳段；

在所述容器移动至两个所述第一平稳段之间并由两个所述第一平稳段夹持时，所述两个第二皮带由对应的所述电机驱动以相同的速度移动；

在所述容器移动至所述第一旋转段时，所述两个第二皮带由对应的所述电机驱动以所述第一预设差速移动，以使得所述容器绕自身轴线旋转所述旋转角度；

在所述容器移动至所述第二平稳段时，所述两个第二皮带由对应的所述电机驱动以相同的速度移动，以使得所述容器平稳脱离所述第二皮带。

12.根据权利要求11所述的装置，其中

所述第二旋转机构中的每个所述第二皮带的夹持段包括在所述容器移动方向依次连接的第三平稳段、第二旋转段和第四平稳段；

在所述容器移动至两个所述第三平稳段之间并由两个所述第三平稳段夹持时，所述两个第二皮带由对应的所述电机驱动以相同的速度移动；

在所述容器移动至所述第二旋转段时，所述两个第二皮带由对应的所述电机驱动以所述第二预设差速移动，以使得所述容器绕自身轴线旋转至所述预定方向；

在所述容器移动至所述第四平稳段时，所述两个第二皮带由对应的所述电机驱动以相同的速度移动，以使得所述容器平稳脱离所述第二皮带。

13.根据权利要求12所述的装置，其中

每个所述第二皮带的所述夹持段的长度小于2倍的相邻两个所述容器的间距，以保证所述容器移动至所述第一旋转段或第二旋转段时，与该容器相邻并位于该容器上游的容器尚未进入所述第一平稳段或所述第三平稳段，且与该容器相邻的并位于该容器下游的容器已脱离所述第二平稳段或所述第四平稳段。

14.根据权利要求6所述的装置，还包括：

至少一个第一光源，配置为照亮由所述第一夹持机构夹持的所述容器，以便于所述第一相机组获取清晰的所述第一图像信息；

至少一个第二光源，配置为照亮由所述第二夹持机构夹持的所述容器，以便于所述第二相机组获取清晰的所述第二图像信息；

至少一个第三光源，配置为照亮由所述第三夹持机构夹持的所述容器，以便于所述第三相机组获取清晰的所述第三图像信息。