CN210893726U - 一种基于视觉检测的偏心轮自动取样机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种茶叶加工检测设备。目的是提供一种用于视觉检测的摆动式自动取样机，该机应能承担图像检测所需的对炒制过程中的茶叶自动取样、将拾取到的茶叶送至图像检测部位、而后将采集图像检测后的茶叶送回原处等配套辅助工作，以实现检测自动化、提高检测工作效率。技术方案是：一种基于视觉检测的偏心轮自动取样机，包括设置在茶叶传送带上边的安装底板；其特征在于：所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种茶叶加工检测设备，具体是基于视觉图像检测的茶叶取样样机。
背景技术
茶是人们非常喜欢的一种饮品。随着经济的不断发展，茶叶市场也越来越壮大，促进了茶产业的发展。传统的制茶方法已经不能满足市场的需求，茶叶的加工技术逐渐向智能、绿色、环保、节能的方向发展，人工制茶逐渐被机械制茶取代，实现机械化发展。在茶叶的加工中，干燥是一道重要的加工工序，且在茶叶干燥的过程中，经常需要提取部分茶叶来检测其水分，观察其颜色变化、卷曲程度等，从而了解茶叶的炒制进展情况；其过程不仅繁琐，而且只有少数经验的员工才能做到；该种状况迫切需要加以解决。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于视觉检测的摆动式自动取样机，该机应能承担图像检测所需的对炒制过程中的茶叶自动取样、将拾取到的茶叶送至图像检测部位、而后将采集图像检测后的茶叶送回原处等配套辅助工作，以实现检测自动化、提高检测工作效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种基于视觉检测的偏心轮自动取样机，包括设置在茶叶传送带上边的安装底板；其特征在于：所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构；
所述取样机构包括可竖直滑动地定位在安装底板上的取样台以及驱动取样台的间歇摆动机构，所述间歇摆动机构包括可绕水平轴线摆动地定位在安装底板上的摆杆、由间歇动力机构驱动且施力于摆杆一端使其摆动的偏心轮以及将摆杆另一端与取料台连接使取料台进行竖直运动的滑动结构；
所述清扫机构包括可绕竖直轴线摆动地定位在安装底板上的扫把以及间歇推动所述扫把以使取样台上的茶叶样品返回至茶叶传送带的间歇动力机构；
所述视觉检测机构包括安装在取样台上边以对取样台上的茶叶样品拍照的相机。
所述间歇动力机构包括电机、由电机驱动的不完全齿轮以及由不完全齿轮轮流间隔驱动的第一正齿轮和第二正齿轮；所述第一正齿轮与偏心轮轮轴同轴固定，以为取料台竖直运动提供动力；所述第二正齿轮通过带轮组件以及锥齿轮组为所述扫把提供动力。
所述滑动结构包括沿着摆杆长度方向开设在摆杆另一端的滑槽，以及水平布置且可滑动地插入所述滑槽的取样台滑杆。
所述不完全齿轮固定在第一传动轴上，所述第一正齿轮与偏心轮同轴固定在第二传动轴上，所述第二正齿轮与带轮组件中的第一带轮同轴固定在第三传动轴上；第四传动轴上同轴固定着带轮组件中的第二带轮以及锥齿轮组中的第一锥齿轮。
所述第一传动轴轴线、第二传动轴轴线、第三传动轴轴线以及第四传动轴轴线相互平行布置。
所述第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴以及第四传动轴均通过轴承可转动地定位在安装底板上。
本实用新型的工作原理是：工作时，电机带动不完全齿轮转动，不完全齿轮先与一个正齿轮啮合带动偏心轮转动，偏心轮转动使摆杆在竖直面上摆动，摆杆在摆动过程中带动取样台在竖直方向上下移动，取样台在上下移动的过程中就会从传送带流出的茶叶流中取到茶叶。取样台的初始位置处于最高点，且取样台位于相机的正下方。当取样台往下移动取到茶叶再回到最高点时，不完全齿轮与正齿轮脱离啮合，取样台不再移动，且不完全齿轮开始与另一个正齿轮啮合传动，再通过同步带和锥齿轮带动扫杆转动，扫杆转动的过程中会把取样台上的茶叶扫到下一级传送带上。在扫杆转动但还没扫到取样台上的茶叶的时间段中，相机完成了对取样茶叶的图像采集。当扫杆转动一圈回到初始位置时，就完成了一个工作周期。
本实用新型的有益效果是：该机能够代替人工自动完成茶叶取样、取样茶叶自动送至图像采集设备、采集图像后的茶叶自动送回等多个完整衔接的操作动作，进而对基于视觉检测的茶叶图像检测工作进行了有效配合和完善，大幅度提高了检测工作效率，受到了茶叶领域相关企业的欢迎。
附图说明
图1为本实用新型的安装位置示意图。
图2为本实用新型的立体结构示意图。
图3为本实用新型中安装底板的立体结构示意图。
图4为本实用新型中间歇传动机构的立体结构示意图。
图5为本实用新型中取样机构的立体结构示意图。
图6为本实用新型中视觉检测机构的立体结构示意图。
图7为本实用新型中清扫机构的立体结构示意图。
图中有：安装底板3-4、电机安装座3-1、轴承座(3-2、3-3、3-5、3-6)；电机4-1、联轴器4-3、不完全齿轮4-4、第一正齿轮4-5、第二正齿轮4-9、第一锥齿轮4-12、第二锥齿轮4-10、第一带轮4-2、第二带轮4-14、同步带4-15(第一带轮、第二带轮以及同步带组成带轮组件)、偏心轮5-1、摆杆5-2、取样台5-3、直线轴承5-4、滑槽5-22、滑杆5-23、相机6-2、相机固定板6-1、扫杆7-1和扫头7-2。
具体实施方式
为实现本实用新型的技术手段，创作特征，达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。
基于视觉检测的偏心轮自动取样机，包括设置在茶叶传送带1-1上边(图中显示是设置在两个茶叶传送带交汇处)的安装底板；所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构。
总体结构：请参阅附图1和附图2，图1中的传送带1—1属于本实用新型之外，是为了说明本实用新型而设计的。本实用新型主要分为如下几个部分：机架、间歇动力机构、取样机构、视觉检测机构、清扫机构。
安装底板(参阅图3)：安装底板3-4通过螺栓和螺母固定在传送带1-1的输出末端，电机安装座3-1和4个轴承座(3-2、3-3、3-5、3-6)用螺栓和螺母固定在安装底板3-4上。
取样机构(参阅图5)：偏心轮5-1固定在第二传动轴4-6上，第二传动轴又通过轴承可转动地定位在轴承座3-3上；摆杆5-2一端通过销轴可摆动地定位在轴承座3-3上(轴孔3-31部位)，另一端和取样台5-3滑动配合连接(取样台上水平布置的滑杆5-23插入摆杆上的滑槽5-22，并且两者滑动配合组成滑动结构)，摆杆在摆动的时候带动取样台5-3上下移动。取样台5-3通过直线轴承5-4安装在安装底板3-4上。
视觉检测机构(参阅图6)：相机固定板6-1用螺栓和螺母固定在安装底板3-4上，相机6-2安装在相机固定板上，相机处在取样台5-3的正上方。
清扫机构(参阅图7)：清扫机构中的扫把由扫杆7-1和扫头7-2组成。扫头(优选柔性材料制作，例如橡胶片)通过螺钉固定在扫杆上，扫杆水平布置，且通过联接套7-3固定在第五传动轴4-11(锥齿轮组中的第二锥齿轮固定在第五传动轴上)的底端，随着第五传动轴的转动而转动，在转动的过程中可以把取样台5-3上已经完成图像采集的茶叶扫出取样台，落在下一级的传送带上。
间歇动力机构(参阅图4)：电机4-1安装在电机安装座3-1上，并通过联轴器4-3连接第一传动轴4-7，第一传动轴上安装有不完全齿轮4-4；第二传动轴4-6上的第一正齿轮4-5和第三传动轴4-8上的第二正齿轮4-9分别与不完全齿轮进行配合传递动力。第一带轮4-2安装在第三传动轴4-8上，第二带轮4-14、第一锥齿轮4-12同轴固定在第四传动轴4-13上，第二锥齿轮4-10安装在第五传动轴4-11上。第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴以及第四传动轴的轴线相互平行。
本实用新型中，凡有与茶叶有直接接触的部件均采用食品级的不锈钢材料制作，以确保卫生安全。
一个工作周期的传动过程为：电机4-1通过联轴器4-3传输至第一传动轴4-7，使不完全齿轮4-4开始转动，不完全齿轮先和第一正齿轮4-5开始啮合(传动比为1：2)，不完全齿轮转动半圈，带动第一正齿轮转动一圈后，它们脱离啮合，第一正齿轮停止转动，同时不完全齿轮4-4与第二正齿轮4-9开始啮合(传动比为1：2)，带动第三传动轴4-8转动，第三传动轴4-8通过同步带轮(4-2、4-14)和同步带4-15传输至第四传动轴4-13(传动比为1：1)，第四传动轴通过第一锥齿轮4-12和第二锥齿轮4-10带动第五传动轴4-11转动。不完全齿轮4-4转动半圈，第五传动轴4-11刚好转动一圈。
工作原理详述
从炒茶机出来的茶叶会落在一个水平传送带上(水平传送带运动方向如图1中箭头所示)，由这个水平传送带再把茶叶输送到其它传送带(水平传送带的输出末端高于其它传送带，利用高度落差进行茶叶的转运；为图面清晰，图中省略其它传送带)，其它传送带会把茶叶再送到炒茶机中，形成循环往复的炒茶过程。本实用新型安装在水平传送带的输出末端，利用与其它传送带的高度差进行取样。
在初始状态，取样台处于最高位置，扫杆所处的位置与传送带长度方向平行且指向与传送带的传送方向一致。启动电机，电机通过联轴器带动不完全齿轮转动，不完全齿轮开始带动正齿轮1转动(传动比为1：2)，从而使偏心轮开始转动，偏心轮的转动使摆杆开始摆动，与摆杆连接的取样台开始向下移动(取样台向下移动至低于上一级传动带传送的茶叶流时，部分茶叶就会落在取样台上)。随着偏心轮继续转动，取样台向下移动一定距离后会开始往上移动，当取样台回到最高位置时，偏心轮刚好转动一圈。取样台向下移动再向上移动回到最高点的过程中，取样台会从由水平传送带流向下一级传送带的茶叶流中取到茶叶。偏心轮转动一圈后，不完全齿轮刚好转动半圈，此时不完全齿轮开始与第一正齿轮脱离啮合，偏心轮不再继续转动，取样台在最高位置(相机拍照采集信息位置)保持静止，此时相机开始拍照采集信息。同时，当不完全齿轮与第一正齿轮脱离啮合时，不完全齿轮会马上与第二正齿轮啮合(传动比为1：2)，再经过同步带传动(传动比为1：1)和两个锥齿轮的配合传动(传动比为1：1)，使扫杆开始发生转动，扫杆大概转动半圈之后，扫杆上的扫头会开始扫到取样板上的茶叶，随后将取样板上的茶叶扫落使之回到下一级传送带上；而在扫杆开始转动到扫头开始扫到取样板上的茶叶的这段时间里，相机已经完成对茶叶的图像采集(采集的图像信息随即输往图像检测系统进行分析鉴定；图像检测系统为常规设备，不再详述)。当扫杆转动一圈之后，不完全齿轮刚好转动半圈，并且扫头把取样板上已经完成图像采集的茶叶扫出取样台，落在下一级的传送带上。该机器完成一次提取茶叶并进行图像采集工作，不完全齿轮刚好转动一圈，即电机刚好转动一圈。
定时或不定时地反复以上循环，茶叶取样即图像检测工作就定时或不定时循环进行。
Claims (6)
1.一种基于视觉检测的偏心轮自动取样机，包括设置在茶叶传送带(1-1)上边的安装底板(3-4)；其特征在于：所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构；
所述取样机构包括可竖直滑动地定位在安装底板上的取样台(5-3)以及驱动取样台的间歇摆动机构，所述间歇摆动机构包括可绕水平轴线摆动地定位在安装底板上的摆杆(5-2)、由间歇动力机构驱动且施力于摆杆一端使其摆动的偏心轮(5-1)以及将摆杆另一端与取料台连接使取料台进行竖直运动的滑动结构；
所述清扫机构包括可绕竖直轴线摆动地定位在安装底板上的扫把以及推动所述扫把以使取样台上的茶叶样品返回至茶叶传送带的间歇动力机构，所述拍照平台对应定位在安装底板的上边；
所述视觉检测机构包括安装在取样台上边以对取样台上的茶叶样品拍照的相机(6-1)。
2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的偏心轮自动取样机，其特征在于：所述间歇动力机构包括电机(4-1)、由电机驱动的不完全齿轮(4-4)以及由不完全齿轮轮流间隔驱动的第一正齿轮(4-5)以及第二正齿轮(4-9)；所述第一正齿轮与偏心轮轮轴同轴固定，以为取料台竖直运动提供动力；所述第二正齿轮通过带轮组件以及锥齿轮组为所述扫把提供动力。
3.根据权利要求2所述的基于视觉检测的偏心轮自动取样机，其特征在于：所述滑动结构包括沿着摆杆长度方向开设在摆杆另一端的滑槽(5-22)，以及水平布置且可滑动地插入所述滑槽的取样台滑杆(5-23)。
4.根据权利要求3所述的基于视觉检测的偏心轮自动取样机，其特征在于：所述不完全齿轮固定在第一传动轴(4-7)上，所述第一正齿轮与偏心轮同轴固定在第二传动轴(4-6)上，所述第二正齿轮与带轮组件中的第一带轮同轴固定在第三传动轴(4-8)上；第四传动轴(4-13)上同轴固定着带轮组件中的第二带轮(4-14)以及锥齿轮组中的第一锥齿轮(4-12)。
5.根据权利要求4所述的基于视觉检测的偏心轮自动取样机，其特征在于：所述第一传动轴轴线、第二传动轴轴线、第三传动轴轴线以及第四传动轴轴线相互平行布置。
6.根据权利要求5所述的基于视觉检测的偏心轮自动取样机，其特征在于：所述第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴以及第四传动轴均通过轴承可转动地定位在安装底板上。
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2019
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