CN209416941U - 透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，属于瓶装液体产品异物检测技术领域。本实用新型所述的自动检测系统，包括输送线、侧翻机构、图像采集装置和图像处理系统，所述输送线用于在线输送瓶体，在输送线的一端设有进料点，在输送线的另一端设有出料点，沿输送线设置有侧翻段，在所述侧翻段对应的区域内沿输送线设置有所述侧翻机构和所述图像采集装置，所述侧翻机构能够将沿输送线经过的瓶体侧翻，所述图像采集装置与所述图像处理系统信号相连。本实用新型通过设置侧翻机构实现了对瓶体沿输送线在线输送过程中的侧翻功能，进而实现在侧翻过程中对瓶体进行图像采集以检测瓶体内的异物。

Description

透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统

技术领域

本实用新型涉及瓶装液体产品异物检测技术领域，尤其涉及一种透明瓶装液体产品内异物在线自动检测方法以及检测系统。

背景技术

在瓶体类产品的生产过程中，例如瓶装酒水类产品等生产过程中，一般需要进行异物检测，以确保产品在生产过程中没有异物。目前，针对透明瓶装液体产品内异物的检测分为人工检测和自动检测；其中自动检测又分为静态检测和动态跟踪检测为主；静态检测和动态跟踪检测均需要采集相应的图像信息，然后对图像信息进行相应的算法处理后，根据处理结果判断瓶体内是否存在异物。

其中静态检测，一般为瓶体及其内部液体处于静止或者较为稳定的状态下采集图像信息，然后对图像信息进行处理以判断是否存在异物；而动态跟踪检测则是将瓶体内部液体扰动，驱动瓶体内液体连同异物一起移动，跟踪采集动态的图像信息，然后对图像信息进行处理以判断是否存在异物。

另外，针对瓶体内检测的异物对象所处位置的不同，异物检测通常又分为漂浮物检测、悬浮物检测和沉积异物检测；而不同位置的异物的检测由于成像效果的差异，目前很难使用单一检测方法检测瓶体内部不同位置的异物。

另外，现有的自动检测过程中，由于受限于瓶体在输送过程中的姿态，通常情况下瓶体在输送过程中为以竖直姿态位置沿输送线进行输送，即瓶体的头部在上，底部在下，瓶体轴线方向呈竖直状态进行输送；导致检测瓶体的图像采集方向主要为从水平方向或者上下倾斜的侧方向进行图像采集，因此对于液面的图像采集一般较难，导致对液面漂浮物的检测难度较大。

另外，由于通常情况下瓶体产品的头部和底部均为不平整或者不规则的结构，因此导致从瓶体头部或者底部方向或者侧方进行图像采集时对成像图像产生较大的扭曲影响，不利于进行图像处理和有效地检测出异物；尤其对于沉积在瓶体底部的异物，通常只能采用动态跟踪检测方法进行检测。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种新的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测方法以及实现该检测方法的检测系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：透明瓶装液体产品内异物在线自动检测方法，在瓶体沿输送线在线输送过程中将瓶体进行侧翻，在瓶体的侧翻过程中采集该瓶体的图像信息；将所述图像信息进行图像处理，然后判断瓶体内是否存在异物。

进一步的是：瓶体的侧翻过程包括如下过程：瓶体从初始姿态位置侧翻经过水平姿态位置；并且在瓶体侧翻经过水平姿态位置后继续同向侧翻一定角度α；其中α的取值范围为：0 ＜α＜90°，在上述继续侧翻角度α的过程中有采集该瓶体的图像信息。

进一步的是：瓶体的侧翻过程包括如下过程：在瓶体侧翻经过水平姿态位置并继续同向侧翻一定角度α后，反向侧翻瓶体至水平姿态位置，然后瓶体以水平姿态沿输送线输送一段距离；在瓶体以水平姿态沿输送线输送的过程中有采集该瓶体的图像信息。

进一步的是：在瓶体以水平姿态沿输送线输送过程中，瓶体波动侧翻，波动侧翻的幅度为以瓶体的水平姿态为中心上下各侧翻相应的角度θ，并且θ≤10°。

进一步的是：瓶体的侧翻过程还包括如下过程：在瓶体以水平姿态沿输送线输送一段距离后，将瓶体侧翻返回至初始姿态位置。

进一步的是：α的取值范围为：30＜α＜60°；所述瓶体的初始姿态位置为竖直姿态位置。

进一步的是：所述图像信息为从垂直于瓶体的轴线方向，且正对瓶体的瓶身部分进行采集以获取。

进一步的是：所述图像信息为同步跟踪图像采集方式采集以获取，并且在侧翻瓶体过程中对同一瓶体连续采集多次；所采集的图像信息包括前光源和背光源交替频闪所对应的图像信息。

进一步的是：在侧翻瓶体的过程中至少瓶体的瓶身部分对应的外周部始终为悬空状态；在侧翻瓶体的过程中驱动相应瓶体沿瓶体轴线自转，所述瓶体的自转速度不大于1000转/分钟。

进一步的是：所述瓶体沿输送线在线输送的速度不大于60米/分钟。

进一步的是：所述瓶体侧翻的最大角速度不大于180度/秒。

进一步的是：所述瓶体侧翻的最大角加速度不大于720度/秒·秒。

上述本实用新型所述检测方法可通过如下所述的检测系统实现：

透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，包括输送线、侧翻机构、图像采集装置和图像处理系统，所述输送线用于在线输送瓶体，在输送线的一端设有进料点，在输送线的另一端设有出料点，沿输送线设置有侧翻段，在所述侧翻段对应的区域内沿输送线设置有所述侧翻机构和所述图像采集装置，所述侧翻机构能够将沿输送线经过的瓶体侧翻，所述图像采集装置与所述图像处理系统信号相连。

进一步的是：所述输送线包括输送链条和瓶夹；所述瓶夹沿输送链条依次间隔设置有多个，每个瓶夹能够侧翻地铰接安装在输送链条上；所述侧翻机构为扭曲状的导向槽，所述导向槽沿输送链条设置，在瓶夹上设置有与导向槽导向配合的导向部；当瓶夹沿输送线在侧翻段内移动过程中，瓶夹上的导向部与导向槽移动配合并带动瓶夹连同被夹持瓶体侧翻。

进一步的是：所述侧翻段包括第一侧翻段，所述导向槽包括扭曲状的第一导向槽，并且第一导向槽与第一侧翻段对应。

进一步的是：第一导向槽包括顺向侧翻段和反向侧翻段，并且反向侧翻段与顺向侧翻段的部分呈“V形”对称结构；所述第二导向槽由波浪形扭曲状代替直线状。

进一步的是：在第一侧翻段下游依次设置有水平输送段和第二侧翻段，在第一导向槽的下游依次设置有直线状的第二导向槽和扭曲状的第三导向槽，并且第二导向槽和水平输送段对应，第三导向槽和第二侧翻段对应；在第一侧翻段、水平输送段和第二侧翻段内的至少一个区段内设置有图像采集装置。

进一步的是：沿输送线在侧翻段下游还设置有竖直输送段；所述图像采集装置包括第一图像采集装置、第二图像采集装置和第三图像采集装置；在水平输送段内设置有第一图像采集装置；在第一侧翻段和/或在第二侧翻段内设置有第二图像采集装置；在竖直输送段内设置有第三图像采集装置。

进一步的是：所述第一图像采集装置包括从水平姿态位置的瓶体的正上方竖向向下进行拍照的至少一个第一主采集装置；所述第一图像采集装置还包括从水平姿态位置的瓶体两侧以垂直于瓶体轴线方向进行拍照的至少一个辅采集装置；所述第二图像采集装置包括从竖直方向向下对倾斜姿态位置的瓶体进行拍照的至少一个第二主采集装置；所述第三图像采集装置从竖直姿态位置的瓶体的侧方水平方向进行拍照的至少一个第三主采集装置。

进一步的是：还包括同步跟踪机构、自转驱动机构、背光源和前光源；所述图像采集装置安装在对应的同步跟踪机构上；在与图像采集装置对应的位置设置有自转驱动机构，所述自转驱动机构用于驱动对应瓶体沿瓶体轴线自转；与每个图像采集装置对应地分别设置有能够交替频闪的背光源和前光源，所述背光源位于瓶体相对于对应图像采集装置的背侧，所述前光源位于瓶体相对于对应图像采集装置的前侧。

进一步的是：所述瓶夹包括安装座、驱动轴、左夹臂、右夹臂、左连杆和右连杆，左夹臂和右夹臂呈对称地铰接设置在安装座的底部，在左夹臂上设置有左夹持部，在右夹臂上设置有右夹持部，在左夹持部和右夹持部之间为夹持区；所述驱动轴为能够伸缩移动地贯穿设置于安装座内，左连杆和右连杆呈对称地铰接设置在驱动轴从安装座的底部穿出后的下端，左连杆上远离驱动轴的一端与左夹臂的中部铰接连接，右连杆上远离驱动轴的一端与右夹臂的中部铰接连接；在驱动轴从安装座的顶部穿出后的上端与安装座之间设置有处于压缩预紧状态的弹性件。

进一步的是：所述弹性件为弹簧；所述弹性件套设在驱动轴上。

进一步的是：在安装座内贯穿地设有可转动的轴套，所述轴套套设在所述驱动轴上；左夹臂和右夹臂呈对称地铰接安装在轴套上。

进一步的是：在轴套上设有与轴套固定连接的定向套，定向套的外周壁包括圆弧形的突起部和至少一个切平面状的定向部。

进一步的是：沿定向套的周向，在定向套的外周壁设置有两个成对称的定向部。

进一步的是：沿定向套的周向，在每个定向部的两端与对应端的突起部相接的位置分别设置有可滚动的滚轮，并且所述滚轮的滚动面突出于轴套上外周壁的壁面，所述滚轮的滚动方向与轴套的周向一致。

进一步的是：在轴套上设有与轴套固定连接的驱动套，驱动套的外周壁为与轴套同轴的滚动柱面。

进一步的是：在驱动轴的上端套设有导向轮；所述导向轮为同轴套设在驱动轴上的轴承；在驱动轴的顶端设置有万向滚动球。

进一步的是：所述瓶夹夹持瓶体的瓶颈区域，并使瓶体的瓶身和瓶底部分悬空，所述图像采集装置对应采集悬空的瓶体的瓶身部分对应的图像信息。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测方法，将瓶体进行相应的侧翻处理，同时在侧翻过程中进行相应的图像采集，以此可在侧翻过程中获取瓶体相应角度姿态对应的图像信息，进而实现对瓶体内异物的有效检测，可提高所采集的图像信息的针对性和有效性，进而提高图像检测效果。本实用新型所述的检测方法可通过相应的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统以实现，所述检测系统通过设置侧翻机构实现了对瓶体沿输送线在线输送过程中的侧翻功能，进而可通过相应的图像采集装置实现在侧翻过程中对瓶体进行图像采集以检测瓶体内的异物；而且通过采用相应的瓶夹可实现直接夹持瓶体的瓶颈部，因此在侧翻过程中使得瓶体的瓶身和瓶底部分均可成悬空状态，使得在侧翻过程中以及侧翻至水平姿态位置后的瓶体均可非常方便地通过设置相应的图像采集装置进行图像采集；可提高图像采集质量，进而提高异物检测效果。本实用新型所述的检测系统，结合输送线上相应的侧翻段设置，可根据需要实现分别针对瓶体内液面漂浮物、液体内悬浮物以及底部沉积异物的图像信息采集和检测，并且可根据需要满足静态检测和动态跟踪检测的图像采集需求。

附图说明

图1为本实用新型所述的检测系统的俯视图；

图2为图1中隐藏进料机构和出料机构后的立体示意图；

图3为图2的主视图；

图4为第一侧翻段、水平输送段和第二侧翻段对应部分的立体示意图；

图5为图4对应的部分机构的主视图；

图6为图2的侧视图；

图7为瓶夹的立体示意图；

图8为图7的主视图；

图9为图7的侧视图；

图10为图7的半剖视图；

图11为定向套的立体示意图；

图12为图11的俯视图；

图13为一段瓶体输送线的示意图；

图14为瓶夹侧翻时的受力状态示意图；

图15为瓶体从竖直姿态位置侧方至超过水平姿态位置的示意图；

图16为瓶体波动侧翻的示意图；

图17为具体实施例1中侧翻过程的示意图；

图18为具体实施例2中侧翻过程的示意图；

图19为具体实施例3中侧翻过程的示意图；

图20为具体实施例4中侧翻过程的示意图；

图21为具体实施例5中侧翻过程示意图；

图中标记为：瓶夹 1、安装座 101、轴套 102、驱动轴 103、左夹臂 104、右左夹持部 1041、夹臂 105、右夹持部 1051、左连杆 106、右连杆 107、弹性件 108、定向套 109、突起部 1091、定向部 1092、滚轮 1010、驱动套 1011、滚动柱面 10111、导向轮 1012、万向滚动球 1013、铰接悬臂 1014、输送链条 2、铰接座 201、瓶体 3、定向挡板 4、第一图像采集装置 5、第一主采集装置 501、辅采集装置 502、第一侧翻段 6、水平输送段 7、进料机构8、出料机构 9、第一导向槽 10、顺向侧翻段 1001、反向侧翻段 1002、第二侧翻段 11、第二导向槽 12、第二图像采集装置 13、第三导向槽 14、竖直输送段 15、第三图像采集装置16、同步跟踪机构 17、自转驱动机构 18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

本实用新型所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测方法，在瓶体3沿输送线在线输送过程中将瓶体3进行侧翻，在瓶体3的侧翻过程中采集该瓶体3的图像信息；将所述图像信息进行图像处理，然后判断瓶体3内是否存在异物。

其中目前对于图像处理的常规方式为：通过相应的图像处理程序对获取的相应图像进行位置相关性分组，再对图像进行滤波、位置矫正、检测区域确定等处理，然后根据异物的基本特征提取图像中可能是异物的区域及其特征，再根据区域的灰度特征、形状特征、时序特征和位置特征等去除非异物区域和相应的干扰项；最后判断是否存在异物。当然，不失一般性，根据具体检测所针对的异物类型的不同以及检测采用静态检测方法或动态跟踪检测方法的不同，对图像信息的处理方式也可随之改变，具体可根据所需处理目的，合理选择相应的处理手段或者多种处理法手段的组合对图像进行相应的处理。

另外，根据侧翻过程的不同，本实用新型所述的检测方法可分别针对检测瓶体3内不同类型的异物进行图像信息的采集，进而实现针对不同类型异物的检测判断。具体的，本实用新型所述的检测方法可通过如下所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统以实现。

如图1至图16中所示，本实用新型所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统：包括输送线、侧翻机构、图像采集装置和图像处理系统，所述输送线用于在线输送瓶体3，在输送线的一端设有进料点，在输送线的另一端设有出料点，沿输送线设置有侧翻段，在所述侧翻段对应的区域内沿输送线设置有所述侧翻机构和所述图像采集装置，所述侧翻机构能够将沿输送线经过的瓶体3侧翻，所述图像采集装置与所述图像处理系统信号相连。

其中，本实用新型中的输送线理论上可以是转盘式的圆形状输送线也可是如附图1中所示的包括左右两个链轮以及缠绕在链轮上的输送链条2所组成的主体区段成直线状的输送线。输送线为用于瓶体3的输送，瓶体3在进料点通过相应的进料机构8将瓶体3供给至输送线，然后瓶体3沿输送线在线输送并在经侧翻段对应的区域内时瓶体3通过侧翻机构被相应的侧翻，在侧翻过程中由相应的图像采集装置进行相应的图像采集，然后将采集的图像信息输送给图像处理系统进行相应的图像算法处理，以判断瓶体3内是否存在异物；最后从出料点通过相应的出料机构9将瓶体3输送至下一处理设备。

其中，图像采集装置为沿输送线在侧翻段内设置，并且理论上可根据瓶体3在侧翻过程的需要采集图像信息的位置进行合理设置。图像采集装置可以采用普通的拍照相机即可，相应的所采集的图形信息即为拍照所获得的图像。另外，本实用新型中理论上可在整个侧翻过程中连续进行多次图像信息的采集，然后将所有采集的图形信息输送给图像处理系统，由图像处理系统根据相应的算法，选取部分图像信息作为检测瓶内异物使用；并且可根据瓶体在不同角度姿态下所对应的图像信息，针对性的选取并用于检测瓶内不同类型异物。

另外，为了对同一瓶体3在侧翻段内实现跟踪图像采集，并实用新型中进一步设置有同步跟踪机构17，相应的将所述图像采集装置安装在对应的同步跟踪机构17上；通过同步跟踪机构17可实现相应的图像采集装置在采集相应瓶体3的图像信息过程中能够同步跟踪同一瓶体3移动，进而保持该图像采集装置与瓶体3的相对位置关系稳定，这样即可在同步跟踪过程中针对同一瓶体3进行多次图像信息的采集，以采集随时间变化的图像信息。并且通常情况下优选通过同步跟踪同一瓶体3并在同步跟踪过程采集获取不少于3次图像信息；这样可将采集的图像信息针对用于满足动态跟踪检测的要求，以利用动态跟踪检测方式检测瓶体内异物，提高异物检测效果。当然，不失一般性，同步跟踪机构17只需要保证在对相应的瓶体3进行所需的多次图像信息采集的时间范围内与该瓶体3保持同步移动即可；因此通常情况下同步跟踪机构17设置为往复式移动机构。

在上述设置有同步跟踪机构17的情况下，理论上同步跟踪机构17可用于实现相应的图像采集装置在多次采集同一瓶体3的图像信息时保持与该瓶体3完全相同的位置关系，即在瓶体3沿输送线输送并侧翻过程中，相应的图像采集装置也同步沿输送线移动和侧翻，以利于将对同一瓶体3多次采集的图像信息进行对比以判断异物的移动轨迹，进而有效地检测出异物。另外，考虑到本实用新型中的图像采集装置会针对侧翻过程中的瓶体3，因此在不同采集时间点瓶体3会侧翻到不同的角度位置；理论上可采用相应的同步跟踪机构17以将相应的图像采集装置与被采集瓶体3保持同步侧翻，以确保在采集图像信息过程中图像采集装置始终与被采集瓶体3保持相对静止的位置关系；但是，考虑到上述情况下实现图像采集装置与被采集瓶体3保持同步侧翻的机构往往较为复杂，为此本实用新型中对侧翻过程中的瓶体 3的图像采集装置在与被采集瓶体3保持同步跟踪时，设置其只需要使相应的图像采集装置与被采集瓶体3在沿输送线方向上的移动分量保持同步即可，即相应的图像采集装置无需与被采集瓶体3同步侧翻。

本实用新型中的侧翻机构是用于配套输送线，实现瓶体3在沿输送线输送过程中对瓶体 3进行侧翻处理。本实用新型采用如下具体的结构和配合关系实现对瓶体3的侧翻：所述输送线包括输送链条2和瓶夹1；所述瓶夹1沿输送链条2依次间隔设置有多个，每个瓶夹1 能够侧翻地铰接安装在输送链条2上；所述侧翻机构为扭曲状的导向槽，所述导向槽沿输送链条2设置，在瓶夹1上设置有与导向槽导向配合的导向部；当瓶夹1沿输送线在侧翻段内移动过程中，瓶夹1上的导向部与导向槽移动配合并带动瓶夹1连同被夹持瓶体3侧翻。理论上，根据导向槽的扭曲形状的不同，将对应实现不同程度的侧翻过程；并且通过对导向槽扭曲走向进行合理设置可实现瓶体3侧翻角度的控制；因此本实用新型中可根据需要设置不同形状的导向槽，进而实现对瓶体3的不同侧方过程；根据不同侧翻过程中瓶体3内不同类型异物展现的状态，能够分别针对不同的异物进行检测；例如具体实施例1至具体实施例5 所对应的侧翻过程。

参照附图中所示的具体结构，本实用新型中具体可设置所述侧翻段依次包括第一侧翻段 6，相应的所述导向槽包括扭曲状的第一导向槽10，并且第一导向槽10与第一侧翻段6对应。相应的，在瓶体经过第一侧翻段6时，将通过第一导向槽10实现对瓶体3的侧翻处理；此时，只需要在第一侧翻段6对应的位置上设置有相应的图像采集装置，即可实现对侧翻过程中的瓶体3的图像信息采集。

更具体的，本实用新型中可设置第一侧翻段6内对应的第一导向槽10的形状能够实现对瓶体3的如下侧翻过程：将瓶体3从初始姿态位置侧翻经过水平姿态位置。其中，初始姿态位置指的是瓶体3在未经过侧翻段侧翻前沿输送线输送过程中的姿态位置；并且通常情况下，瓶体3为以竖直姿态沿输送线被输送，具体如附图15中相应瓶体3所呈现的角度姿态位置。当然，不失一般性，瓶体3的初始姿态位置理论上也可为其它角度位置，例如呈一定的倾斜角度姿态。当然对于瓶体3处于不同的初始姿态位置，需要配套采用相应的导向槽以对应瓶体3侧翻的起始角度的不同。上述水平姿态位置，则是指的瓶体3呈平躺状态，其瓶体头部和瓶体底部所对应的轴线处于水平状态，具体如附图15中相应瓶体3所呈现的角度姿态位置。

通过上述第一导向槽10对瓶体3的侧翻过程，具有如下技术效果：当瓶体3侧翻经过水平姿态位置后，瓶体3将处于倾斜姿态，并且随着进一步的侧翻，其倾斜的角度将逐渐增大；此时在瓶体底部沉积的异物将沿倾斜的瓶身内壁向瓶体头部方向移动；这样，即可针对瓶体底部沉积的异物进行检测，提高对瓶体底部沉积异物的检测效果。并且由于沉积异物随着瓶身内壁移动，有效地避开了瓶体底部和瓶体头部的干扰，对图像信息的采集更加有利；另外，由于沉积异物处于移动状态，因此也可采用动态跟踪检测方法进行沉积异物的检测，以提高检测结果的准确性。当然，不失一般性，为了确保沉积异物的移动效果，可进一步在瓶体3 侧翻经过水平姿态位置后继续同向侧翻一定角度α；其中α的取值范围理论上可取为：0＜α＜90°，其中可优先取为30°＜α＜60°；当然，在上述继续侧翻角度α的过程中需要有采集该瓶体3的图像信息，以针对检测相应类型的异物。

更具体，本实用新型中的第一导向槽10可设置为包括顺向侧翻段1001和反向侧翻段 1002，并且反向侧翻段1002与顺向侧翻段1001的部分呈“V形”对称结构。通过上述结构的设置，其目的是为了通过第一导向槽10实现对瓶体3的侧翻过程包括如下过程：先将瓶体3 从初始姿态位置侧翻经过水平姿态位置，然后再将瓶体3返向侧翻返回至瓶体3的水平姿态位置；如附图15中所示的状态；瓶体3从最底部的竖直姿态位置侧翻至超过水平姿态位置后继续向上侧翻一定角度α后，再反向侧翻至水平姿态位置。采用上述侧翻过程的好处是：当瓶体3依靠顺向侧翻段1001顺向侧翻并超过水平姿态位置后，在瓶体底部沉积的异物将沿倾斜的瓶身内壁向瓶体头部方向移动，在沉积异物从瓶体底部移出后，再随着进一步的反向侧翻使瓶体3最终处于水平姿态位置，以此最终实现将沉积在瓶体底部的异物移动到水平姿态下的瓶体3的瓶身中部对应位置，这个位置可更有利于对沉积异物进行图像采集，进而确保对沉积异物的有效检测。当然，不失一般性，上述反向侧翻段1002和顺向侧翻段1001的连接位置，及上述“V形”结构的拐角位置应当对应瓶体3侧翻的最大角度，相应的该最大侧翻角度对应瓶体3所处的位置应当超过瓶体3的水平姿态位置，以使其瓶体底部侧翻至高于瓶体头部。

另外，本实用新型可进一步在第一侧翻段6下游依次设置有水平输送段7和第二侧翻段 11，在第一导向槽10的下游依次设置有直线状的第二导向槽12和扭曲状的第三导向槽14，并且第二导向槽12和水平输送段7对应，第三导向槽14和第二侧翻段11对应；在第一侧翻段6、水平输送段7和第二侧翻段11内的至少一个区段内设置有图像采集装置。通过第一侧翻段6实现将瓶体3从初始姿态位置第一次侧翻后进入水平姿态位置，然后沿水平输送段7 以水平姿态位置进行输送，之后再经过和第二侧翻段11侧翻返回至初始姿态位置；以此完整整个侧翻过程。当然，不失一般性，实现上述各区段的侧翻过程，相应的需要将导向槽与侧翻段内各区段对应的依次设置有扭曲状的第一导向槽10、直线状的第二导向槽12和扭曲状的第三导向槽14。

当然，在上述设置有相应的在第一侧翻段6、水平输送段7和第二侧翻段11时，在相应的区段内可更具需要选择性的设置有图像采集装置；并且在不同区段内的图像采集装置，其采集的图像信息将可以用于针对不同的异物检测需求。

另外，考虑到瓶体3在沿输送线被夹持输送过程中，瓶体3未在侧翻段内时通常会以竖直姿态位置沿输送线在线输送，即瓶体3在侧翻前的初始姿态位置为瓶体3位于竖直姿态位置，如附图15中相应的角度姿态。在此情况下，瓶体3在经过侧翻并最终返回至初始姿态位置后，将沿输送线以竖直姿态进行输送；这样，本实用新型中进一步可沿输送线在侧翻段下游还设置有竖直输送段15，并且可进一步在竖直输送段15内设置有相应的图像采集装置以对经过的瓶体3进行图像采集；由于上述瓶体3本身以竖直姿态沿输送线被输送，因此在竖直输送段15内无需设置相应的导向槽以保持瓶体3呈竖直姿态。

更具体的，本实用新型中可设置所述图像采集装置包括第一图像采集装置5、第二图像采集装置13和第三图像采集装置16；在水平输送段7内设置有第一图像采集装置5；在第一侧翻段6和/或在第二侧翻段11内设置有第二图像采集装置13；在竖直输送段15内设置有第三图像采集装置16。这样，分别通过上述各图像采集装置可对瓶体3在不同区段内的不同姿态分别进行图像采集，并且由于不同区段内的瓶体3所处的角度姿态不同，因此所采集的图像信息可分别用于检测瓶体3内不同的异物类型；例如对于瓶体3处于水平姿态位置时，其对于液面异物以及底部沉积异物的检测效果更佳；对于瓶体3处于倾斜姿态位置时，其对于液体底部沉积异物的检测效果更佳；而对于瓶体3处于竖直姿态位置时，其对于液体内悬浮物的检测效果更佳。这样，通过在同一输送线上同时设置针对各类异物的检测，可综合确保对瓶体内异物的总的检测效果，确保对各类异物的有效检测，提高检测的有效性。

更具体的，可进一步优选设置所述第一图像采集装置5包括从水平姿态位置的瓶体3的正上方竖向向下进行拍照的至少一个第一主采集装置501；而且通过第一主采集装置501所采集的图像信息，正好为从垂直液面的方向进行采集，因此对于液面的图像信息采集结果更加的清晰和准确，可更有利于对液面异物的准确检测。在上述设置有第一主采集装置501的情况下，考虑到在瓶身两侧的边沿由于瓶身弯曲结构的影响，导致在瓶身边沿会出现图像采集盲区；为此，本实用新型进一步设置所述第一图像采集装置5还包括从水平姿态位置的瓶体3两侧以垂直于瓶体轴线方向进行拍照的至少一个辅采集装置502；具体可参照附图4和图5中所示。每个第一主采集装置501以及每个辅采集装置502分别针对一个瓶体3进行图像信息的拍照采集；这样可确保图像采集信息的全面性，避免了瓶身弯曲导致的采集盲区问题。

另外，对于第二图像采集装置13则可仅设置从竖直方向向下对倾斜状态位置的瓶体3进行拍照的至少一个第二主采集装置；相应的第三图像采集装置16也可仅设置从竖直姿态位置的瓶体3的侧方水平方向进行拍照的至少一个第三主采集装置。

另外，在上述设置有直线状的第二导向槽12的情况下，瓶体3在沿输送线输送过程中将以水平姿态位置被大致平稳地输送；即此时瓶体3整体处于水平的平躺状态，瓶体3内的液面正对其上侧瓶身部分，因此此状态下对于液面的图像采集可非常容易地避开瓶体头部和底部的干扰；此时可通过设置相应的图像采集装置进行图像采集，可提高对液面漂浮物的检测和液体底部沉积异物的检测。

另外，本实用新型中的第二导向槽12也可优选由波浪形扭曲状代替直线状。采用波浪形扭曲状的第二导向槽12，其目的是为了使得瓶体3在经过第二导向槽12对应的区段内时，将为波动侧翻过程，即瓶体3沿输送线以波浪形上下侧翻摆动；这样的好处是可实现瓶体液面的往复晃动，进而带动瓶体液面异物的移动，这样即可通过相应的图像采集装置进行跟踪采集图像信息，进而可实现对液面异物的动态跟踪检测，提高液面异物的检测效果。当然，不失一般性，第二导向槽12内的波浪形扭曲状结构不宜过陡，即瓶体3在波动侧翻过程中不宜波动频率过快，波动侧翻角度也不宜过大，否则液面将产生较大的波浪和气泡干扰，影响检测效果。具体的，例如可设置波动侧翻的幅度为以瓶体3的水平姿态为中心上下各侧翻相应的角度θ，并且θ≤10°；如附图16中所示。

另外，本实用新型中进一步设置有相应的自转驱动机构18，通过自转驱动机构18实现在采集图像信息的过程中或之前驱动对应瓶体3沿瓶体轴线自转。通过驱动瓶体3自转，至少可实现如下效果之一：第一，在采集图像信息前驱动瓶体3自转，可带动瓶体3内的液体转动，然后可通过同步跟踪进行图像信息的采集，可获取针对异物的动态跟踪检测所需的图像信息，进而更有利于采用动态跟踪检测方式检测异物；第二，在采集图像信息过程中驱动瓶体3自转，可从瓶身周向的不同角度位置进行图像采集，这样可降低甚至消除在瓶身外表面附着有异物或者瓶身有缺陷等情况下的干扰。并且针对实现上述不同效果，对于驱动瓶体 3自转的速度也可优选设置不同的范围：若是为了实现前一技术效果，即带动瓶体3内的液体转动，则驱动瓶体3自转的最大速度可优选设置为600转/分钟；若是为了实现后一技术效果，即从瓶身周向的不同角度位置进行图像采集，则驱动瓶体3自转的最大速度可优选设置为500转/分钟。

另外，本实用新型中进一步可与每个图像采集装置对应地分别设置有能够交替频闪的背光源和前光源，所述背光源位于瓶体3相对于对应图像采集装置的背侧，所述前光源位于瓶体3相对于对应图像采集装置的前侧。通过交替频闪的背光源和前光源，可使得相应的图像采集装置采集获取包括背景光和前景光交替频闪所对应的图像信息；即可分别采集仅有背景光和仅有前景光的不同光照条件下的图像信息；这样可根据在仅有背景光和仅有前景光的不同光照情况下的异物状态差异，以去除部分干扰项，进而提高异物检测准确性。当然，不失一般性，为了采集仅有背景光和仅有前景光的不同图像信息，在采集针对同一瓶体3的相应图像信息时至少应当包括两次图像信息的采集。

另外，本实用新型中由于需要在瓶体3的侧翻过程进行图像采集，因此为了确保图像采集的有效性，本实用新型中的瓶体3沿输送线的输送速度不宜过快，具体可设置输送线的输送不大于60米/分钟，优选设置为：40米/分钟。同理，对于侧翻过程中瓶体3的侧翻最大角速度也不宜过大，具体可设置瓶体3侧翻的最大角速度不大于180度/秒，优选设置为：120度/秒。同理，对于瓶体3侧翻过程中的加速度也可设置有相应的限制，如具体可设置其侧翻的角度加速度不大于720度/秒·秒，优选为：600度/秒·秒。

另外，本实用新型中的瓶夹，包括安装座101，在安装座101内贯穿地套设有可转动的轴套102，在轴套102内套设有可伸缩移动的驱动轴103，在轴套102穿过安装座101后的下端呈对称地铰接设置有左夹臂104和右夹臂105，在左夹臂104上设置有左夹持部1041，在右夹臂105上设置有右夹持部1051，在左夹持部1041和右夹持部1051之间为夹持区；在驱动轴103穿过轴套102后的下端呈对称地铰接设置有左连杆106和右连杆107，左连杆106 上远离驱动轴103的一端与左夹臂104的中部铰接连接，右连杆107上远离驱动轴103的一端与右夹臂105的中部铰接连接；在驱动轴103穿过轴套102后的上端与轴套102之间设置有处于压缩预紧状态的弹性件108。

本实用新型的瓶夹1在自然状态下，由于设置有弹性件108，因此可自动保持夹持状态，实现对相应瓶体3的夹持，在夹持过程中无需外部提供动力。当需要松开夹持的瓶体3时，只需要克服弹性件108的弹力后，下压驱动轴103，使驱动轴130向下移动，进而带动左连杆106和右连杆107相应的转动，即可最终驱动左夹臂104和右夹臂105进行张开动作。有此可见，本实用新型中瓶夹1实现夹持状态和松开状态的切换的控制过程非常简单。

另外，参照附图中所示，本实用新型中的瓶夹1可用于与瓶体3的瓶颈部位配合进行夹持；相应的左夹持部1041和右夹持部1051应当设置为与被夹持瓶体3的瓶颈形状相互匹配的结构，以确保当左夹持部1041和右夹持部1051夹紧时能有效地夹持瓶体3。

具体的，弹性件108可优选为弹簧。另外，弹性件108可直接套设在驱动轴103上，相应的在驱动轴103的上端设置有用于与弹性件108的上端抵紧配合的限位台阶。

另外，考虑到在下压驱动轴103的过程中，相应的下压机构与驱动轴103的顶端将会接触；进而当下压机构与驱动轴103的顶端接触过程中由于瓶夹1整体会随着输送线移动，因此下压机构将会与驱动轴103的顶端为滑动配合，为了降低二者接触过程中的摩擦作用，进一步在驱动轴103的顶端设置有万向滚动球1013。

另外，轴套102为可自由转动地安装在安装座101内，因此整个轴套连同驱动轴103、左夹臂104和右夹臂105等均可自由转动；这样可在夹持瓶体3后，允许瓶体3也自由转动。具体的，轴套102可通过轴承安装在安装座101内。

另外，为了在需要时实现对瓶夹1以及瓶体3的自由转动的限制以及实现保持瓶夹1和瓶体3的角度姿态的统一；进一步在轴套102上设有与轴套固定连接的定向套109，定向套 109的外周壁包括圆弧形的突起部1091和至少一个切平面状的定向部1092。这样，当瓶夹1 以及瓶体3随输送线输送到需要调整角度姿态的位置时，通过在该输送线位置设置的定向调节机构与定向套109的配合，使得瓶夹1以及瓶体3自身转动到统一的角度姿态位置。具体的，定向调节机构可为一随输送线设置的定向挡板4，该定向挡板4与定向套109对应，当瓶夹1随输送线移动至与定向挡板4配合时，仅允许定向套109上的定向部1092与定向挡板 4对应配合才能通过定向挡板4，如附图11中所示；这样即可确保对瓶夹1的角度姿态进行统一的定向调节。

更具体的，考虑到瓶夹1以及瓶体3均呈对称的结构，因此可沿定向套109的周向，在定向套109的外周壁设置有两个成对称的定向部1092，如附图10和附图11中所示。

另外，为了使得定向套109与相应的定向调节机构具有更好的接触配合效果，进一步沿定向套109的周向，在每个定向部1092的两端与对应端的突起部1091相接的位置分别设置有可滚动的滚轮1010，并且所述滚轮1010的滚动面突出于轴套102上外周壁的壁面，所述滚轮1010的滚动方向与轴套102的周向一致。例如附图11中所示，当设置定向挡板4作为定向调节机构时，当定向部1092转动至与定向挡板4配合时，可通过滚轮1010与定向挡板 4滚动接触配合，这样可降低相互摩擦作用。

另外，为了实现在需要时能主动驱动被夹持的瓶体3转动，以在配套后能满足需要旋转瓶体产品的功能需求；进一步在轴套102上设有与轴套固定连接的驱动套1011，驱动套1011 的外周壁为与轴套102同轴的滚动柱面10111。这样，当需要驱动瓶体3自转时，只需要通过设置外部驱动机构与滚动柱面10111传动配合即可。如在上述设置有自转驱动机构18的情况下，可通过自转驱动机构18与该驱动套1011传动配合，以驱动瓶夹1连同被加持瓶体3 自转。更具体的，上述驱动机构18可采用皮带轮，通过皮带轮上的驱动皮带与滚动柱面10111 摩擦实现传动。另外，当同时设置有定向套109和驱动套1011时，可先将二者固定配合后再固定安装到轴套102上，只要确保三者为相互固定连接即可。另外，不失一般性，当需要通过驱动套1011驱动瓶体3自转时，定向套109自然应当未与相应的定向调节机构配合，否则瓶夹1以及瓶体3的角度姿态因被定向限制而无法转动。

如图12所示，本实用新型的输送线，在采用上述结构的瓶夹1后，进一步在每个瓶夹1 上位于安装座101的一侧设置有铰接悬臂1014，在输送链条2的上部沿输送链条2依次间隔地设置有铰接座201，所述瓶夹1通过其铰接悬臂1014铰接地安装到对应铰接座201上。通过上述具体的安装结构，即可允许瓶夹1相对于输送链条2进行侧翻；如附图13中所示，当向瓶夹1的上端施加侧向作用力F时，即可带动瓶夹1绕铰接悬臂1014与铰接座201之间的铰接轴转动。具体的，本实用新型在设置有导向槽结构时，上述作用力F实际则为通过相应导向槽施加，如通过第一导向槽10、第二导向槽12以及第三导向槽14的相对作用产生，以驱动瓶夹1侧翻。

更具体的，为了更加便于向瓶夹1的上端施加侧向作用力F，本实用新型中进一步在驱动轴103上端的导向部位置套设有导向轮1012；具体的，所述导向轮1012优选采用为同轴套设在驱动轴103上的轴承。其中导向轮1012对应的部位即为瓶夹1的导向部；这样当导向轮1012与相应的导向槽配合时，通过导向轮1012的滚动面与导向槽的相应内壁面接触，既可满足对瓶夹1产生侧翻作用力，又可通过导向轮1012的滚动降低瓶夹3相对导向槽移动的摩擦阻力作用。

参照附图17至附图21所示：为瓶体3以竖直姿态位置为初始姿态位置，对瓶体3采取不同侧翻过程的示意图，示意图中为瓶体3的侧翻总角度σ随时间t的变化关系；分别对应如下具体实施例：

具体实施例1，对应附图17

瓶体3从初始姿态位置开始侧翻经过水平姿态位置后继续同向侧翻一定角度α，其中α取值为30°。从瓶体3经过水平姿态位置后继续侧翻α角度的过程中，采集瓶体对应的图像信息，由于此时瓶体3侧翻超过水平姿态位置，因此此时位于瓶体底部的沉积异物将沿倾斜的瓶身底部移动；这样，通过在该过程中采集图像信息，可更为有效地采集获取到移动过程中的沉积异物，因此通过采集该图像信息并加以处理，可提高针对瓶体底部沉积异物的检测效果。

具体实施例2，对应附图18

瓶体3从初始姿态位置开始侧翻至水平姿态位置，然后瓶体3以水平姿态沿输送线输送一段距离；在瓶体3以水平姿态沿输送线输送的过程中采集该瓶体3的图像信息；将所述图像信息进行图像处理，然后判断瓶体3内是否存在异物。由于，瓶体3侧翻至水平姿态位置，因此瓶体3在水平姿态位置对应的状态非常利于从瓶身侧进行图像信息的采集，并且此时瓶内液面也刚好与瓶身对应，因此在此状态下采集的图像信息能更有效地针对瓶内液面进行异物检测；当然，在该状态下对于瓶体内的沉积异物或者悬浮异物也具有较好的检测效果。

具体实施例3，对应附图19

瓶体3从初始姿态位置开始侧翻经过水平姿态位置并继续同向侧翻一定角度α后，反向侧翻瓶体3至水平姿态位置，然后瓶体3以水平姿态沿输送线输送一段距离；在瓶体3以水平姿态沿输送线输送的过程中有采集该瓶体3的图像信息；其中α的取值为30°。通过侧翻将瓶体3超过水平姿态位置后在返回至水平姿态位置，其目的则是为了将瓶体底部的沉积异物侧翻移动到水平姿态位置的瓶体的瓶身位置，以便于在后续采集图像信息提高对沉积异物的图像信息采集质量，进而提高对该类异物的检测效果。

具体实施例4，对应附图20

瓶体3从初始姿态位置开始侧翻经过水平姿态位置并继续同向侧翻一定角度α后，再反向侧翻返回至初始姿态位置。在整个侧翻过程中，一方面瓶体侧翻经过水平姿态位置，因此可与具体实施例1起到相同的技术效果；另一方面，瓶体3的侧翻过程呈对称状态，瓶体3 会先后两次从不同方向侧翻经过水平姿态位置；这样可先后针对瓶体的相同角度姿态位置分别进行图像信息的采集，并将先后采集的图像信息进行对比，以提高对异物的检测效果。

具体实施例5，对应附图21

该实施例为具体实施例2的替代方案，即在具体实施例2中瓶体3以水平姿态沿输送线改为由瓶体3波动侧翻代替。通过波动侧翻，瓶体3内的液面可往复晃动，进而带动液面漂浮物移动，以此提高对液面漂浮物的检测效果；其次，通过波动侧翻也可一定程度上将瓶体底部沉积异物从瓶体底部晃动至瓶身中部位置，以提高对沉积异物的检测效果。

不失一般性，本实用新型中可在瓶体输送线上设置上述不同侧翻过程中的一种或者将多种侧翻过程结合设置，而且通过将多种侧翻过程结合，可在各侧翻过程中分别针对不同类型的异物进行图像采集以针对性的检测相应类型的异物；然后再结合各侧翻过程的检测判断结果综合判断瓶体3内是否存在异物，最终得出瓶装产品是否合格的综合结果，提高检测结果的准确性和有效性。

Claims (10)

1.透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：包括输送线、侧翻机构、图像采集装置和图像处理系统，所述输送线用于在线输送瓶体(3)，在输送线的一端设有进料点，在输送线的另一端设有出料点，沿输送线设置有侧翻段，在所述侧翻段对应的区域内沿输送线设置有所述侧翻机构和所述图像采集装置，所述侧翻机构能够将沿输送线经过的瓶体(3)侧翻，所述图像采集装置与所述图像处理系统信号相连。

2.如权利要求1所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：所述输送线包括输送链条(2)和瓶夹(1)；所述瓶夹(1)沿输送链条(2)依次间隔设置有多个，每个瓶夹(1)能够侧翻地铰接安装在输送链条(2)上；所述侧翻机构为扭曲状的导向槽，所述导向槽沿输送链条(2)设置，在瓶夹(1)上设置有与导向槽导向配合的导向部；当瓶夹(1)沿输送线在侧翻段内移动过程中，瓶夹(1)上的导向部与导向槽移动配合并带动瓶夹(1)连同被夹持瓶体(3)侧翻。

3.如权利要求2所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：所述侧翻段包括第一侧翻段(6)，所述导向槽包括扭曲状的第一导向槽(10)，并且第一导向槽(10)与第一侧翻段(6)对应。

4.如权利要求3所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：第一导向槽(10)包括顺向侧翻段(1001)和反向侧翻段(1002)，并且反向侧翻段(1002)与顺向侧翻段(1001)的部分呈“V形”对称结构。

5.如权利要求3所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：在第一侧翻段(6)下游依次设置有水平输送段(7)和第二侧翻段(11)，在第一导向槽(10)的下游依次设置有直线状的第二导向槽(12)和扭曲状的第三导向槽(14)，并且第二导向槽(12)和水平输送段(7)对应，第三导向槽(14)和第二侧翻段(11)对应；在第一侧翻段(6)、水平输送段(7)和第二侧翻段(11)内的至少一个区段内设置有图像采集装置。

6.如权利要求5所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：沿输送线在侧翻段下游还设置有竖直输送段(15)；所述图像采集装置包括第一图像采集装置(5)、第二图像采集装置(13)和第三图像采集装置(16)；在水平输送段(7)内设置有第一图像采集装置(5)；在第一侧翻段(6)和/或在第二侧翻段(11)内设置有第二图像采集装置(13)；在竖直输送段(15)内设置有第三图像采集装置(16)。

7.如权利要求6所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：所述第一图像采集装置(5)包括从水平姿态位置的瓶体(3)的正上方竖向向下进行拍照的至少一个第一主采集装置(501)；所述第一图像采集装置(5)还包括从水平姿态位置的瓶体(3)两侧以垂直于瓶体轴线方向进行拍照的至少一个辅采集装置(502)；所述第二图像采集装置(13)包括从竖直方向向下对倾斜状态位置的瓶体(3)进行拍照的至少一个第二主采集装置；所述第三图像采集装置(16)从竖直姿态位置的瓶体(3)的侧方水平方向进行拍照的至少一个第三主采集装置。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：还包括同步跟踪机构(17)、自转驱动机构(18)、背光源和前光源；所述图像采集装置安装在对应的同步跟踪机构(17)上；在与图像采集装置对应的位置设置有自转驱动机构(18)，所述自转驱动机构(18)用于驱动对应瓶体(3)沿瓶体轴线自转；与每个图像采集装置对应地分别设置有能够交替频闪的背光源和前光源，所述背光源位于瓶体(3)相对于对应图像采集装置的背侧，所述前光源位于瓶体(3)相对于对应图像采集装置的前侧。

9.如权利要求2所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：所述瓶夹(1)包括安装座(101)、驱动轴(103)、左夹臂(104)、右夹臂(105)、左连杆(106)和右连杆(107)，左夹臂(104)和右夹臂(105)呈对称地铰接设置在安装座(101)的底部，在左夹臂(104)上设置有左夹持部(1041)，在右夹臂(105)上设置有右夹持部(1051)，在左夹持部(1041)和右夹持部(1051)之间为夹持区；所述驱动轴(103)为能够伸缩移动地贯穿设置于安装座(101)内，左连杆(106)和右连杆(107)呈对称地铰接设置在驱动轴(103)从安装座(101)的底部穿出后的下端，左连杆(106)上远离驱动轴(103)的一端与左夹臂(104)的中部铰接连接，右连杆(107)上远离驱动轴(103)的一端与右夹臂(105)的中部铰接连接；在驱动轴(103)从安装座(101)的顶部穿出后的上端与安装座(101)之间设置有处于压缩预紧状态的弹性件(108)。

10.如权利要求9所述的透明瓶装液体产品内异物在线自动检测系统，其特征在于：在安装座(101)内贯穿地设有可转动的轴套(102)，所述轴套(102)套设在所述驱动轴(103)上；左夹臂(104)和右夹臂(105)呈对称地铰接安装在轴套(102)上；在轴套(102)上设有与轴套(102)固定连接的定向套(109)，定向套(109)的外周壁包括圆弧形的突起部(1091)和至少一个切平面状的定向部(1092)；沿定向套(109)的周向，在每个定向部(1092)的两端与对应端的突起部(1091)相接的位置分别设置有可滚动的滚轮(1010)，并且所述滚轮(1010)的滚动面突出于轴套(102)上外周壁的壁面，所述滚轮(1010)的滚动方向与轴套(102)的周向一致；在轴套(102)上设有与轴套固定连接的驱动套(1011)，驱动套(1011)的外周壁为与轴套(102)同轴的滚动柱面(10111)；在驱动轴(103)的上端套设有导向轮(1012)；所述导向轮(1012)为同轴套设在驱动轴(103)上的轴承；在驱动轴(103)的顶端设置有万向滚动球(1013)；所述瓶夹(1)夹持瓶体(3)的瓶颈区域，并使瓶体(3)的瓶身和瓶底部分悬空，所述图像采集装置对应采集悬空的瓶体(3)的瓶身部分对应的图像信息。