CN208420719U - 一种流水线式快速棉花品级检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种流水线式快速棉花品级检测装置，包括输棉机构、检测机构、液压传动机构、机械传动机构，所述输棉机构包括履带架(1)、履带(2)和支撑座(10)，所述支撑座(10)位于履带架(1)下部，所述履带架(1)上安装有履带(2)，所述履带(2)外表面设置有多排棉框(4)，所述检测机构包括拍摄架、摄像头(21)和计算机(11)，所述摄像头(21)设置在所述拍摄架上，将拍摄数据传输至所述计算机(11)中进行检测分析，所述液压传动机构包括油泵(18)、液压油缸，所述机械传动机构包括棘轮和传动杆。本实用新型能显著提高棉花等级检测效率，降低检测误差，降低检验成本，有效减轻棉花飞絮对工作人员的健康危害。

Description

一种流水线式快速棉花品级检测装置

技术领域

本实用新型涉及棉花样品检测领域，具体涉及一种流水线式快速棉花品级检测装置。

背景技术

我国是全球最大的棉花消耗国和进口国，也是最主要的棉花生产国，每年国家棉花检验部门均需检验数量十分庞大的棉花样品。棉花质量检验包括马克隆值、纤维强度、纤维长度及长度整齐度、颜色等级及轧工杂质等项目。

棉花品级检验主要负责颜色等级和轧工杂质的检验，目前国内主要是采用人肉眼对比颜色检验，从业技术经验要求较高，而且检验过程需要反复翻腾样品会带来大量的“飞绒”，极易引起视疲劳和对人呼吸系统的损害，而且效率也不高。

棉纤维是极其细轻、且较短的纤维，在检验过程中稍受外力即会四处飘飞，形成“飞绒”，且无孔不入；同时，经过轧花机加工过的原棉中还会夹带着一些诸如沙土、棉枝、碎叶、铃壳、虫屎、破籽等非棉纤维性物质，甚至还会有带细菌或真菌的土壤等的灰尘，无疑给本已繁重的棉花检验又带来了十分严峻的考验，既包括检验环境的清洁，更包含对检验人员身体的健康。

但是，目前国际上可用于棉花颜色检验的仪器均为大型成套台式机，且要求处于恒温恒湿环境等限制条件，且价格昂贵，缺乏普及推广的可能性。

中国专利CN201310346636.7公开了一种棉花测色的方法，步骤如下：步骤一、搭建棉花测色的硬件平台；步骤二、对所述色彩色差计进行单机校正；步骤三、对棉花样本进行检测；步骤四、利用色彩色差计中存储的光学转换多元线性回归模型计算棉花评级的参数指标Rd色空间、+b色空间。上述专利能够用更普遍公认的颜色测量标准来测定棉花的颜色，使测定棉花颜色的仪器能用市场上的更普遍的测试仪代替，实现小型化；然而上述专利的主要优势是在评级模型上，而没有给出一种准确、高效检测棉花等级的装置，无法快速应用于工业生产。

中国专利CN201320486561.8公开了一种带无线传输功能的手持式棉花测色仪，包括现场无线数据传输模块双向连接的色彩色差计、条码扫描模块和监控室无线数据传输模块的计算机，将实时测得的检测数据通过现场无线数据传输模块将测定数据传输至监控室的远端计算机显示并存储。但是检测现场和监控室往往距离较远，中间采用无线数据传输容易受到外界杂波信号干扰，使数据丢失，影响检测结果。而且本使用新型无法完成大批量自动化操作，影响检测效率，检测成本较高。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种流水线式快速棉花品级检测装置，具体采用如下的技术方案：

一种流水线式快速棉花品级检测装置，包括输棉机构、检测机构、液压传动机构、机械传动机构，其特征在于，所述输棉机构包括履带架、履带和支撑座，所述支撑座位于履带架下部，所述履带架上安装有履带，所述履带外表面设置有多排棉框，所述检测机构包括拍摄架、摄像头和计算机，所述摄像头设置在所述拍摄架上，将拍摄数据传输至所述计算机中进行检测分析，所述液压传动机构包括油泵、液压油缸，所述机械传动机构包括棘轮和传动杆。

优选地，所述棉框呈槽状，所述棉框在所述履带上成组布置，每组所述棉框至少包括一排棉框，每排所述棉框至少包括三个棉框，每排所述棉框沿履带宽度方向均匀布置。

优选地，所述液压油缸包括第一液压油缸和第二液压油缸，所述第一液压油缸和所述第二液压油缸分别有两个，第一液压油缸和第二液压油缸均对称设置于履带架两侧，所述油泵能同时控制所有液压油缸的升降。

优选地，所述第一液压油缸穿过所述履带架连接所述拍摄架；所述第二液压油缸为具有上头液压杆和下头液压杆的双头液压油缸，所述上头液压杆穿过所述履带架连接所述拍摄架。

优选地，所述下头液压杆连接滑管，所述滑管内设置有滑杆，所述滑杆可沿滑管纵向自由滑动；所述滑杆一端与弹片接触，另一端与棘轮接触，滑杆的厚度小于棘轮槽的宽度，使得滑杆能够轻松滑入棘轮槽内。

优选地，所述弹片为弹性材质，其一端竖直固定在支撑座的底板上，另一端悬空，使弹片可沿支撑座底板固定点摆动；所述弹片设置在滑杆一端，弹片能够始终沿滑管纵向挤压滑杆，使滑杆与棘轮紧密接触。

优选地，所述传动杆包括第一传动杆、第二传动杆、履带传动杆；所述第一传动杆通过轴承固定在支撑座底板上，所述第一传动杆一端固定连接棘轮，另一端与所述第二传动杆一端通过固定连接的直齿锥型齿轮实现传动，所述第二传动杆另一端与所述履带传动杆一端通过固定连接的直齿锥型齿轮实现传动，所述履带传动杆另一端通过轴承固定在履带架上；所述履带传动杆设置在履带架端部，可带动履带绕履带架转动；当所述棘轮转动时经过所述第一传动杆、所述第二传动杆带动所述履带传动杆转动，进而带动履带转动。

优选地，所述拍摄架横跨在履带架上，包括第一拍摄架和第二拍摄架，所述第一拍摄架和所述第二拍摄架分别与第一液压油缸和第二液压油缸连接，第一拍摄架和第二拍摄架中心间距与相邻每组棉框中心间距相同。

优选地，所述拍摄架下部设置有橡胶槽，所述橡胶槽口部向下内部设置有摄像头和二维码扫描头，所述摄像头和所述二维码扫描头的数量与每组棉框内的棉框数量相同，所述摄像头的位置与每组棉框的中心位置对应，所述棉框旁边设置有二维码粘贴处，所述二维码扫描头设置位置与所述二维码粘贴处对应；所述摄像头(21)将采集到的图像数据传输至计算机(11)中进行图像分析评定棉花品级。

本实用新型所获得的有益技术效果：

1)本实用新型通过在拍摄架内设置多个摄像头，可同时对多个不同的待检棉花样品进行图像采集和分析检测，本实用新型的快速棉花品级检测装置相对USTER公司的棉花快速测试仪HVI显著提高了棉花等级检测效率，同时相对人工检测不需要经验丰富的检测员，没有视觉疲劳，其检测过程中只需要人工将棉花样品逐一放入履带上的棉框内及最终对检测后的棉花样品进行回收，有效的降低了人工成本，显著提高棉花样品检测效率。

2)本实用新型通过设置双排拍摄架，能对同一待检棉花样品进行两次检测，取其两次检测结果的平均值，最后评定棉花样品等级。可有效降低检测结果误差。

3)本实用新型在装置上设计了二维码扫描头和二维码粘贴处，工作人员只需将待检棉花样品编号生成二维码后，放入棉框，即可完成人工操作工序，之后的工序交由本实用新型完成。本实用新型有效简化了人工操作工序，降低检验成本，提高检测效率。

4)本实用新型由于自动化程度较高，最大限度减低棉花飞絮的产生，有效减轻工作人员吸入棉花飞絮所造成的健康危害。

5)本实用新型仅使用液压油泵提供动力，通过合理机械设计，完成拍摄架的升降和履带的转动，节省能耗，且相对于USTER公司的棉花快速测试仪HVI大大降低了检测成本。

6)本实用新型仅使用液压油泵提供动力，借助棘轮和传动杆的配合，使履带的间断式转动，并且转动速度相对较慢，所以使每个部件的转动或运动都较缓慢，避免飞絮在转动部件内积聚摩擦生热发生火灾。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。在附图中：

图1为本实用新型斜视示意图；

图2为本实用新型剖面示意图；

图3为本实用新型机械传动示意图；

图4为本实用新型橡胶槽内设备布置示意图。

其中：1—履带架，2—履带，3—二维码粘贴处，4—棉框，5—第一液压油缸，6—橡胶槽，7—第一拍摄架，8—第二液压油缸，9—第二拍摄架，10—支撑座，11—计算机，12—履带传动杆，13—第二传动杆，14—棘轮，15—滑杆，16—滑管，17—弹片，18—油泵，19—第一传动杆，20—直齿锥型齿轮，21—摄像头，22—二维码扫描头。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例1

一种流水线式快速棉花品级检测装置，包括输棉机构、液压传动机构、机械传动机构、检测机构。所述检测机构包括拍摄架、摄像头和计算机，所述输棉机构包括履带架1、履带2和支撑座10，所述履带架1上安装有履带2，所述履带2外表面设置有棉框4，所述棉框4呈方形槽状，所述棉框4为条状橡胶片拼接而成，所述条状橡胶片一端固定设置在履带2上，使条状橡胶片垂直履带2，条状橡胶片长度约为5cm。所述棉框4两排为一组，每排沿履带2横向均匀设置有三个棉框4，每组内两排棉框4间距较小，每组棉框4间距较大。所述棉框4旁边设置有二维码粘贴处3，用于辨识所述棉框4内的棉花样品。所述支撑座10整体为箱体结构，所述支撑座10位于履带架1下部，用于支撑履带架，所述支撑座10内部设置有液压传动机构和机械传动机构。所述液压传动机构包括油泵18、液压油缸，所述油泵18受计算机11控制按设定程序自动加压或泄压，所述油泵18和所述液压油缸固定在支撑座10底板上。所述液压油缸包括第一液压油缸5和第二液压油缸8，所述第一液压油缸5和所述第二液压油缸8分别有两个，第一液压油缸5和第二液压油缸8均设置在履带架1两侧。所述第一液压油缸5为单头液压油缸，所述第二液压油缸8为双头液压油缸，所述双头液压油缸包括上头液压杆和下头液压杆，所述双头液压油缸受所述油泵控制同时伸出或收缩。所述第一液压油缸5穿过所述履带架1连接所述第一拍摄架7，所述上头液压杆穿过所述履带架1连接所述第二拍摄架9，所述下头液压杆连接滑管16，所述上头液压杆长度大于所述下头液压杆。所述油泵18能同时控制所述第一液压油缸5和所述第二液压油缸8的升降或收缩。

实施例2

本实施例所述一种流水线式快速棉花品级检测装置与实施例1相比相同之处不再重复阐述，所不同在于，所述滑管16内设置有滑杆15，所述滑杆15可在滑管16内沿滑管16纵向自由滑动。所述滑杆15一端始终与弹片17接触，另一端与棘轮14接触，滑杆15的厚度小于棘轮14槽的宽度，使得滑杆15能够轻松滑入棘轮14槽内。所述弹片17一端垂直固定在支撑座10底板上，另一端悬空，所述弹片17为弹性材质，弹片17可沿支撑座10底板固定点摆动。所述弹片17设置在滑杆15一端，弹片17能够始终沿滑管16纵向挤压滑杆15，使滑杆15与棘轮14紧密接触。当油泵18控制第二液压油缸8伸长时滑杆15随即向下运动，由于滑杆15一端受弹片17挤压，使得滑杆15另一端滑入棘轮14槽内，当油泵18控制第二液压油缸8收缩时滑杆15带动棘轮14旋转，所述棘轮14只能单方向转动。所述机械传动机构包括棘轮14、第一传动杆19、第二传动杆13、履带传动杆12。所述第一传动杆19一端固定连接棘轮14，另一端固定连接直齿锥型齿轮20。所述第二传动杆13两端分别固定连接直齿锥型齿轮20。所述履带传动杆12一端固定连接直齿锥形齿轮，另一端通过轴承连接在履带架1上，所述履带传动杆12可带动履带2绕履带架1转动。所述履带传动杆12水平设置在履带架1端部，所述第一传动杆19与履带传动杆12平行，第一传动杆19和履带传动杆12通过第二传动杆13连接，所述第一传动杆19、所述第二传动杆13、所述履带传动杆12均通过直齿锥型齿轮20连接。当所述棘轮14转动时经过所述第一传动杆19、所述第二传动杆13带动所述履带传动杆12转动，进而带动履带2转动。

实施例3

本实施例所述一种流水线式快速棉花品级检测装置与实施例1和实施例2相比相同之处不再重复阐述，所不同在于，所述拍摄架包括第一拍摄架7和第二拍摄架9，所述第一拍摄架7和第二拍摄架9分别与第一液压油缸5和第二液压油缸8连接，第一拍摄架7和第二拍摄架9中心间距与相邻每组棉框4中心间距相同，所述拍摄架横跨在履带架1上。所述拍摄架下部设置有橡胶槽6，所述橡胶槽6口部向下，橡胶槽6壁高度大于棉框4壁高度，所述橡胶槽6宽度大于每组棉框4宽度，橡胶槽6长度大于每组棉框4长度，所述橡胶槽6下边缘与所述棉框4上边缘最近距离应大于所述下头液压杆长度。所述橡胶槽6内设置有摄像头21和二维码扫描头22，所述摄像头21和所述二维码扫描头22设置数量与每组内棉框4数量相同，所述摄像头21设置位置与每组棉框4中心位置对应，所述二维码扫描头22设置位置与所属二维码粘贴处3对应。所述摄像头(21)将采集到的图像数据传输至计算机(11)中进行图像分析评定棉花品级。

该实施例所述的流水线式快速棉花品级检测装置的检测原理如下：检测前工作人员将待检棉花样品编号，并生成二维码。然后将待检棉花样品放入所述棉框4内，并将对应二维码贴在对应二维码粘贴处3。启动所述计算机11，所述计算机11通过预先设定程序控制油泵18使液压油缸伸长，进而使得拍摄架上升，由于第二液压油缸8的伸长使得所述滑杆15滑入棘轮14槽内。当液压油缸伸长到设定值后，所述油泵18使液压油缸收缩，此时拍摄架向下移动，与此同时第二液压油缸8的收缩使得所述滑杆15带动棘轮14开始旋转一定角度，棘轮14经第一传动杆19和第二传动杆13带动履带传动杆12转动一定角度，进而履带传动杆12带动履带2绕履带架1旋转移动一定距离，即带动棉框4向前移动一定距离。滑杆15一次带动棘轮14旋转的角度，经计算能将棉框4向前移动距离与相邻每组棉框4中心间距相同，并且每次履带2停止移动时，都能将其中每两组棉框4横向中心线分别与第一拍摄架和第二拍摄架纵向中心线重合。由于所述上头液压杆长度大于所述下头液压杆，并且所述橡胶槽6下边缘与所述棉框4上边缘最近距离大于所述下头液压杆长度，所以下头液压杆停止收缩后，上头液压杆继续收缩，即所述棉框4停止移动后，拍摄架继续向下移动，直至橡胶槽6与履带2接触，上头液压杆停止收缩。此时拍摄架扣在位于拍摄架正下方的棉框4上。计算机11首先控制二维码扫描头22扫描二维码，并将扫描结果传至计算机11识别，然后计算机11控制摄像头21开始对棉花样品进行图像采集，并将采集图像传至计算机11，经计算机11进行图像分析后确定棉花样品的等级。图像采集完成后计算机11控制油泵18使液压油缸伸长，使得拍摄架上升，并使所述滑杆15滑入棘轮14槽内，重复上述液压传动和机械传动动作。经第一拍摄架7进行图像采集后的一组棉框4，随着履带的前移，移动到第二拍摄架9下进行再次图像采集，并将采集图像传至计算机11，经计算机11进行图像分析后确定棉花等级，计算机11将每个棉框4内的编号样品的两次检测结果综合，取其平均值，最终确定棉花等级。

上述对采集到的棉花样品的图像进行的检测分析，确定棉花等级可以采用USTER公司的棉花快速测试仪HVI的棉花图像分软件系统进行。对棉花样品编号标识采用在棉框4旁设置的对应二维码进行标识外，也可以采用其它形式的非接触式读取识别技术确定棉花样品的编号或者采用人工标记标识或对棉框进行预先编号将棉框编号储存在计算机中使其能够与待测棉花样品一一对应等方式对待检测的棉花样品进行检测前的标识。

如上所述，可较好地实现本实用新型。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本实用新型的保护范围内。本实用新型中未进行特殊说明或限定的部分，均采用现有技术实施。

Claims (9)

1.一种流水线式快速棉花品级检测装置，包括输棉机构、检测机构、液压传动机构、机械传动机构，其特征在于，所述输棉机构包括履带架(1)、履带(2)和支撑座(10)，所述支撑座(10)位于履带架(1)下部，所述履带架(1)上安装有履带(2)，所述履带(2)外表面设置有多排棉框(4)，所述检测机构包括拍摄架、摄像头(21)和计算机(11)，所述摄像头(21)设置在所述拍摄架上，将拍摄数据传输至所述计算机(11)中进行检测分析，所述液压传动机构包括油泵(18)、液压油缸，所述液压油缸包括第一液压油缸(5)和第二液压油缸(8)，所述机械传动机构包括棘轮和传动杆，所述传动杆包括第一传动杆(19)、第二传动杆(13)、履带传动杆(12)。

2.根据权利要求1所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述棉框(4)呈槽状，所述棉框(4)在所述履带(2)上成组布置，每组所述棉框(4)至少包括一排棉框(4)，每排所述棉框(4)至少包括三个棉框(4)，每排所述棉框(4)沿履带(2)宽度方向均匀布置。

3.根据权利要求1所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述第一液压油缸(5)和所述第二液压油缸(8)分别有两个，第一液压油缸(5)和第二液压油缸(8)均对称设置于履带架(1)两侧，所述油泵(18)能同时控制所有液压油缸的升降。

4.根据权利要求3所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述第一液压油缸(5)穿过所述履带架(1)连接所述拍摄架；所述第二液压油缸(8)为具有上头液压杆和下头液压杆的双头液压油缸，所述上头液压杆穿过所述履带架(1)连接所述拍摄架。

5.根据权利要求4所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述下头液压杆连接滑管(16)，所述滑管(16)内设置有滑杆(15)，所述滑杆(15)可沿滑管(16)纵向自由滑动；所述滑杆(15)一端与弹片(17)接触，另一端与棘轮(14)接触，滑杆(15)的厚度小于棘轮槽的宽度，使得滑杆(15)能够轻松滑入棘轮槽内。

6.根据权利要求5所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述弹片(17)为弹性材质，其一端竖直固定在支撑座(10)的底板上，另一端悬空，使弹片(17)可沿支撑座(10)底板固定点摆动；所述弹片(17)设置在滑杆(15)一端，弹片(17)能够始终沿滑管(16)纵向挤压滑杆(15)，使滑杆(15)与棘轮(14)紧密接触。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述第一传动杆(19)通过轴承固定在支撑座(10)底板上，所述第一传动杆(19)一端固定连接棘轮(14)，另一端与所述第二传动杆(13)一端通过固定连接的直齿锥型齿轮(20)实现传动，所述第二传动杆(13)另一端与所述履带传动杆(12)一端通过固定连接的直齿锥型齿轮(20)实现传动，所述履带传动杆(12)另一端通过轴承固定在履带架(1)上；所述履带传动杆(12)设置在履带架(1)端部，可带动履带(2)绕履带架(1)转动；当所述棘轮(14)转动时经过所述第一传动杆(19)、所述第二传动杆(13)带动所述履带传动杆(12)转动，进而带动履带(2)转动。

8.根据权利要求3-6任一项所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述拍摄架横跨在履带架(1)上，包括第一拍摄架(7)和第二拍摄架(9)，所述第一拍摄架(7)和所述第二拍摄架(9)分别与第一液压油缸(5)和第二液压油缸(8)连接，第一拍摄架(7)和第二拍摄架(9)中心间距与相邻每组棉框(4)中心间距相同。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种流水线式快速棉花品级检测装置，其特征在于，所述拍摄架下部设置有橡胶槽(6)，所述橡胶槽(6)口部向下内部设置有摄像头(21)和二维码扫描头(22)，所述摄像头(21)和所述二维码扫描头(22)的数量与每组棉框内的棉框数量相同，所述摄像头(21)的位置与每组棉框(4)的中心位置对应，所述棉框(4)旁边设置有二维码粘贴处(3)，所述二维码扫描头(22)设置位置与所述二维码粘贴处(3)对应；所述摄像头(21)将采集到的图像数据传输至计算机(11)中进行图像分析评定棉花品级。