CN210953829U - 一种基于视觉检测的摆动式自动取样机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种农副产品检测设备。目的是提供一种基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摆动式自动取样机，包括设置在茶叶传送带旁的机架；其特征在于：所述机架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、将完成检测的样品送回传送带的落料机构以及传动机构，所述传动机构为所述取样机构以及落料机构提供动力。

Description

一种基于视觉检测的摆动式自动取样机

技术领域

本实用新型涉及一种农副产品检测设备，具体是基于视觉图像检测的茶叶取茶样机。

背景技术

随着生活水平的提高，茶叶在越来越受到广大消费者青睐的同时，人们对茶叶的品质也越来越重视。近年来，茶叶的加工技术逐渐向绿色、环保、低碳、节能的方向发展，茶叶产业也不断引入茶叶机械，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，而且还需要有经验的工人师傅才能做到，这显然不利于茶叶加工的机械化、连续化、规模化发展。

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，提供一种基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摆动式自动取样机，包括设置在茶叶传送带旁的机架；其特征在于：所述机架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、将完成检测的样品送回传送带的落料机构以及传动机构，所述传动机构为所述取样机构以及落料机构提供动力；

所述取样机构包括可绕水平轴线摆动地定位在机架上的取料板以及驱动取料板的间歇摆动机构，所述间歇摆动机构包括由电机驱动的槽轮组件以及由槽轮组件驱动的摇摆组件；

所述落料机构包括可绕水平轴线摆动地定位在机架上的拍照平台以及推动所述拍照平台以使拍照平台上的茶叶样品返回至茶叶传送带的间歇摆动部件，所述拍照平台对应定位在取料板输出端的下边；

所述视觉检测机构包括安装在拍照平台上边以对拍照平台上的茶叶样品拍照的相机。

所述摇摆组件为带有传动销且由槽轮组件驱动的曲柄圆盘以及设置在取料板的侧边且与所述曲柄滑动配合的滑槽。

所述间歇摆动部件为凸轮；该凸轮可绕水平轴线转动地定位在拍照平台下边，以间歇往上推动所述拍照平台使其定时发生倾斜。

所述传动机构包括电机、将电机动力传递给槽轮组件的第一同步带组件、将槽轮组件动力传递给摇摆组件的齿轮组以及将第一同步带组件传递的电机动力传递给凸轮的第二同步带组件。

第一同步带组件、第二同步带组件均包括两个同步带以及在两个同步带之间传递动力的同步带。

所述槽轮组件包括可绕水平轴线转动的槽轮以及与带有圆柱销且与槽轮配合的拨盘。

所述槽轮为四槽均布的外槽轮。

所述相机通过相机安装板安装在拍照平台上边。

本实用新型的工作原理是：工作时，电机通过第一同步带组件带动拨盘转动，拨盘带动槽轮转动，槽轮的转动通过一对增速齿轮带动第三传动轴间歇转动，固定于第三传动轴的曲柄圆盘随之转动，曲柄圆盘上的传动销与取料板侧边的滑槽配合，对取料板施加驱动力，使得取料板绕其底端的水平线进行摆动(取料板底端通过水平轴定位在安装固定板上)；摆动的过程中取料板板面上采集的部分茶叶往下滑送到拍照平台上由相机进行图像采集。同时，第一同步带组件在带动槽轮机构的同时，也通过同轴(第一传动轴)布置的第二同步带组件驱动凸轮，凸轮转动会使拍照平台发生倾斜，从而在拍照平台上已经完成图像采集的茶叶会滑落回送到传送带上。

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，进而有效地满足了图像检测设备的有关动作配合要求，对基于机器视觉技术的茶叶检测设备的整机结构进行了完善，受到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为本实用新型中机架的立体结构示意图。

图4为本实用新型中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为本实用新型中落料机构的立体结构示意图。

图中有：安装固定板3-5、电机安装座3-2、电机4-1、第一同步带轮4-15、第二同步带轮4-5、第三同步带轮4-11、第四同步带轮4-9、第一同步带4-2、第二同步带4-10、拨盘4-7、槽轮4-3、大齿轮4-12、小齿轮4-14；曲柄圆盘5-2、取料板5-1、拍照平台平衡板5-3；相机6-1、相机安装板6-2；凸轮7-1、凸轮轴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。

附图所示的基于视觉检测的摆动式自动取样机，包括设置在茶叶传送带1-1旁的机架；所述机架上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、将完成检测的样品送回传送带的落料机构以及传动机构，所述传动机构为所述取样机构及落料机构提供动力。

机架(参阅图3)：安装固定板3-5通过螺栓和螺母固定在传送带两侧的框架上，电机安装座3-2、拨盘轴承座3-4、槽轮轴承座3-3、曲柄圆盘轴承座3-1、凸轮轴轴承座3-6、取样板和拍照平台安装座3-8均用螺栓和螺母固定在安装固定板上，拍照平台平衡板3-7用螺栓和螺母固定在拍照平台安装座3-8上。

取样机构(参阅图4、图5)中：取样机构包括可绕水平轴线摆动地定位在机架上的取料板5-1以及驱动取料板的间歇摆动机构；

所述间歇摆动机构包括由电机4-1驱动的槽轮组件以及由槽轮组件驱动的摇摆组件。槽轮组件(常规机构)包括可绕水平轴线转动的槽轮4-3(槽轮优选采用四槽均布的外槽轮)以及与带有圆柱销且与槽轮配合的拨盘4-7；摇摆组件中，曲柄圆盘5-2安装在第三传动轴4-13上，取样板5-1通过水平布置的转轴(转轴通过轴承安装)安装在取样板和拍照平台安装座3-8上，曲柄圆盘5-2上的传动销5-21插入取样板5-1侧边(平行于长度方向的侧边)的导槽5-11(导槽沿着取样板长度方向布置)中；曲柄圆盘在转动时，就可以带动取样板绕水平轴线摆动。拍照平台5-4通过水平轴(水平轴由轴承安装定位)可摆动地定位在取样板和拍照平台安装座上；取样板和拍照平台安装座上还安装有一块悬伸在拍照平台下边的拍照平台平衡板5-3，拍照平台可搁置在拍照平台平衡板从而保持水平状态。

视觉检测机构(参阅图6)中：相机安装板6-2用螺栓和螺母固定在取样板和拍照平台安装座3-8上，相机6-1安装固定在相机安装板上，相机处在拍照平台5-4的正上方。

落料机构(参阅图7)中：间歇摆动部件优选为凸轮7-1；该凸轮安装在凸轮轴7-2上。随着凸轮的转动，在某一个时间段内，凸轮往上推动拍照平台，使拍照平台发生倾斜，从而使拍照平台5-4上已经完成图像采集的茶叶滑落到下一个传送带1-2上；而在其余时间内，拍照平台由拍照平台平衡板5-3托持，保持着水平状态。

传动机构与传动关系(参阅图4)：电机4-1安装在电机安装座3-2上，拨盘4-7通过第一传动轴4-6安装在拨盘轴承座3-4上，槽轮4-3通过第二传动轴4-4安装在槽轮轴承座3-3上，第一同步带轮4-15安装在电机的输出轴上，第二同步带轮4-5、第三同步带轮4-11安装在第一传动轴上，第四同步带轮4-9安装在凸轮轴4-8上，第二传动轴上安装有大齿轮4-12，小齿轮4-14安装在第三传动轴4-13上。工作时，电机通过第一同步带4-2(第一同步带、第一同步带轮4-15以及第二同步带轮4-5组成第一同步带组件)带动拨盘4-7转动，拨盘上的圆柱销带动槽轮4-3转动，槽轮转动带动大齿轮4-12和小齿轮4-14(大齿轮4-12和小齿轮4-14组成增速齿轮组)转动，再驱动摇摆组件(带有传动销5-21的曲柄圆盘5-2以及设置在取料板的侧边且与所述曲柄滑动配合的滑槽5-11)使得取料板间歇地绕水平轴线摆动。拨盘转动的同时，又通过第二同步带4-10带动凸轮轴4-8转动(第二同步带、第三同步带轮4-11以及第四同步带轮4-9组成第二同步带组件)，使得落料机构动作，将完成图像采集的茶叶会滑落回送到传送带上。

本实用新型中，凡有与茶叶直接接触的部件均采用食品级的不锈钢材料制作，以确保安全卫生。

工作原理详述

整个机器安置于一个水平传送带的上方。从炒茶机出来的茶叶先落到水平传送带1-1上(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)，接着会经过彼此相接的若干传送带(如传送带1-2)把茶叶再送回到炒茶机中，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。传送带的运动方向如图1中箭头所示。

各机构都处于事先调试好的初始位置，取样板处于最大倾斜角的位置。启动电机，电机通过第一同步带传动(传动比为1：1)带动拨盘转动，拨盘上的圆柱销带动槽轮转动90°，槽轮转动会带动安装在槽轮安装轴上的大齿轮转动，这个大齿轮和一个小齿轮啮合传动(传动比为1：4)，带动小齿轮轴(第三传动轴)上的曲柄圆盘转动，曲柄圆盘上的传动销又与取样板侧边的滑槽配合，取样板开始向下摆动，摆动到一定位置后又开始往回摆动；槽轮转动90°，经过齿轮传动后，曲柄圆盘刚好转动一圈，取样板也刚好完成一次先往下摆动到最低点又往回摆动到最初位置的过程。取样板在往下摆动到最低点的过程中会接到部分从较高处的一个传送带流向较低处的另一个传送带的茶叶，在取样板往回摆动的过程中，随着取样板的倾斜角(取样板平面与水平面的夹角)不断变大，取样板上的茶叶就会滑落到拍照平台上。拨盘带动槽轮转动90°后，取样板刚好完成对茶叶的取样并将茶叶样片放到拍照平台上，由相机进行拍照采集图像(采集的图像信息随即输往图像检测系统进行分析鉴定)；拨盘继续转动，但此时拨盘不再对槽轮发生作用，槽轮保持静止。同时，拨盘在转动时，拨盘连接轴(第一传动轴)通过同步带传动(传动比为1：1)带动凸轮轴转动，也即凸轮和拨盘时同时发生转动。在拨盘带动槽轮转动90°完成茶叶取样时，凸轮也转过90°，此时凸轮还没有碰到拍照平台，凸轮继续跟随拨盘转动90°后，凸轮开始碰到拍照平台(此时相机已经完成对取样茶叶的拍照，图像采集已经完成)。凸轮继续跟随拨盘转动180°，在凸轮的作用下，拍照平台的倾斜角(拍照平台平面与水平面的夹角)先不断变大后不断变小，在拍照平台的倾斜角不断变大的过程中，拍照平台上的茶叶也就会从拍照平台滑落到传送带上。转动180°后，拨盘刚好转动一周，凸轮和拍照平台也刚好回到初始位置。这就是一个完整的工作过程。

定时或不定时反复以上循环，茶叶取样即图像检测工作定时或不定时循环进行。

Claims (8)

1.一种基于视觉检测的摆动式自动取样机，包括设置在茶叶传送带(1-1)旁的机架；其特征在于：所述机架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、将完成检测的样品送回传送带的落料机构以及传动机构，所述传动机构为所述取样机构以及落料机构提供动力；

所述取样机构包括可绕水平轴线摆动地定位在机架上的取料板(5-1)以及驱动取料板的间歇摆动机构，所述间歇摆动机构包括由电机驱动的槽轮组件以及由槽轮组件驱动的摇摆组件；

所述落料机构包括可绕水平轴线摆动地定位在机架上的拍照平台(5-4)以及推动所述拍照平台以使拍照平台上的茶叶样品返回至茶叶传送带的间歇摆动部件，所述拍照平台对应定位在取料板输出端的下边；

所述视觉检测机构包括安装在拍照平台上边以对拍照平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摆动式自动取样机，其特征在于：所述摇摆组件为带有传动销(5-21)且由槽轮组件驱动的曲柄圆盘(5-2)以及设置在取料板的侧边且与所述曲柄滑动配合的滑槽。

3.根据权利要求2所述的基于视觉检测的摆动式自动取样机，其特征在于：所述间歇摆动部件为凸轮(7-1)；该凸轮可绕水平轴线转动地定位在拍照平台下边，以间歇往上推动所述拍照平台使其定时发生倾斜。

4.根据权利要求3所述的基于视觉检测的摆动式自动取样机，其特征在于：所述传动机构包括电机(4-1)、将电机动力传递给槽轮组件的第一同步带组件、将槽轮组件动力传递给摇摆组件的齿轮组以及将第一同步带组件传递的电机动力传递给凸轮的第二同步带组件。

5.根据权利要求4所述的基于视觉检测的摆动式自动取样机，其特征在于：第一同步带组件、第二同步带组件均包括两个同步带以及在两个同步带之间传递动力的同步带。

6.根据权利要求5所述的基于视觉检测的摆动式自动取样机，其特征在于：所述槽轮组件包括可绕水平轴线转动的槽轮(4-3)以及与带有圆柱销且与槽轮配合的拨盘(4-7)。

7.根据权利要求6所述的基于视觉检测的摆动式自动取样机，其特征在于：所述槽轮为四槽均布的外槽轮。

8.根据权利要求7所述的基于视觉检测的摆动式自动取样机，其特征在于：所述相机通过相机安装板(6-2)安装在拍照平台上边。

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