CN219047290U - 一种烟叶晾制机器视觉监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其包括图像摄取装置和旋转伸缩支架，旋转伸缩支架的后端设置在巡检小车的小车本体上，图像摄取装置安装在旋转伸缩支架前端，利用旋转伸缩支架带动图像摄取装置的前后和上下移动，同时，图像摄取装置选择性的在在旋转伸缩支架前端左右移动，用于将图像摄取装置伸入烟叶之间的间隙对烟叶进行拍摄，其在巡检小车的小车本体上设置图像摄取装置，直接在巡检小车运行过程中，随时对晾制的烟叶做到实时的颜色变化和形态变化进行监测，通过上位机对比分析可及时得知晾制程度、检测晾制时烟叶表面质量，将图像摄取装置设置在旋转伸缩支架上，调节图像摄取装置角度、位置，可以伸入烟叶之间的间隙进行拍摄。

Description

一种烟叶晾制机器视觉监测系统

技术领域

本实用新型属于烟叶晾制技术领域，具体涉及一种烟叶晾制机器视觉监测系统。

背景技术

烟草在种植生产过程中,收获后就要对其进行晾制,称之为烟叶晾制,烟叶晾制是烟农最为辛苦也是最为重要的一个环节;烟叶晾制的结果直接关系到最终烟叶的质量,同时也直接关系到烟农的最终收益。目前在烟叶晾制时,通常都是采用将烟叶以2--3叶--束的方式,将其排列固定在晾杆上，称之为编杆，然后进入晾房（晾制仓库）进行晾制。为了节约晾制空间，需要设置多层晾制排布，由于人工低空作业的繁琐、不便以及巨大的工作量等，现在逐渐由人工搬运晾制转变到机械装置将编杆好的烟叶转移到高处进行晾制,如专利号CN202210467767.X公开的烟叶自动化批量运输晾制系统及晾制、下架方法，就是机械晾制的一种。

雪茄烟叶在晾制过程中，烟叶的颜色会由绿色-黄色-棕色或者褐色转化 ，引起烟叶颜色变化的原因很多 包括晾制环境的影响，烟叶内部色素降解和各种化学反应等，总之，烟叶的颜色变化能表征烟叶的晾制状态，烟叶的最终晾制颜色和烟叶品质有极大的关联。及时了解烟叶晾制期内的颜色变化，调整晾制环境，对烟叶质量的提高关系很大。

雪茄烟叶晾制房空间比较大，及时观察烟叶颜色对控制晾制环境非常重要，调配不好会会导致同一晾晒房的烟叶不一致，甚至引起整个晾晒房内的烟叶品质不佳。随着机械化的晾制技术的推进，烟叶之间密度更大、间距变小，人工进行晾制过程的检查面临难以通过狭小空间和安全风险，需要检查的数量过多等问题，导致难以得知不同位置的烟叶晾制的颜色变化，因此需要一个能够在晾制房内进行不间断巡视的设备装置。

发明内容

为克服上述存在之不足，本实用新型的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其在巡检小车的小车本体上设置图像摄取装置，直接在巡检小车运行过程中，随时对晾制的烟叶做到实时的颜色变化和形态变化进行监测，通过上位机对比分析可及时得知晾制程度、检测晾制时烟叶表面质量，同时自动巡检小车的存在使得无需人工巡查，减少人工消耗，提高巡检效率，避免人员在高层晾制架上巡检带来的低空危险作业风险，将图像摄取装置设置在旋转伸缩支架上，实现烟叶表面的完全拍照检查，通过调节图像摄取装置角度、位置，可以伸入烟叶之间的间隙进行拍摄，图像摄取装置还可以调节位置和方向，在下一层对上一层的烟叶进行拍摄，实现更大范围和角度的拍摄，利用图像对比技术可以实现烟叶晾制程度的自动判定，整个系统完全能够实现自主运行。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：提供一种烟叶晾制机器视觉监测系统。其包括图像摄取装置和旋转伸缩支架，旋转伸缩支架的后端设置在巡检小车的小车本体上，图像摄取装置安装在旋转伸缩支架前端，利用旋转伸缩支架带动图像摄取装置的前后和上下移动，同时，图像摄取装置选择性的在在旋转伸缩支架前端左右移动，用于将图像摄取装置伸入烟叶之间的间隙对烟叶进行拍摄。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：所述旋转伸缩支架为两段式支架，包括主轴、主轴连杆、副轴、副轴连杆、安装轴，主轴通过安装座安装在巡检小车的小车本体前部，主轴连接主轴电机，主轴通过两主轴连杆连接副轴，副轴连接副轴电机，副轴通过两个副轴连杆连接安装轴，安装轴连接有安装轴电机，在安装轴上设置图像摄取装置。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：所述图像摄取装置为色差仪、分光测色仪、摄像机、数字相机的任一种或任几种的组合。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：所述安装轴为开槽的长条形框，图像摄取装置安装在凹槽内起到保护作用。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：主轴与安装座之间、主轴连杆与副轴之间、副轴连杆与安装轴之间均设置轴承便于转动。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：副轴上安装的两个主轴连杆、两个副轴连杆错位设置。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：主轴电机连接主轴齿轮箱，主轴齿轮箱再连接主轴进行传动。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：所述安装座数量为两个或两个以上，在主轴两端至少分别设置一个安装座，主轴齿轮箱连接在安装座上。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：副轴电机连接副轴齿轮箱，副轴齿轮箱再连接副轴进行传动，副轴齿轮箱安装在主轴连杆上，副轴电机为永磁直流电机；安装轴电机连接安装轴齿轮箱，安装轴齿轮箱安装在副轴连杆上，安装轴齿轮箱再连接安装轴进行传动。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：设置有控制系统，控制系统控制旋转伸缩支架运动，控制系统连接图像摄取装置，接收图像数据并通过信号传输图像和数据到上位机，接受上位机命令控制旋转伸缩支架运动。

根据本实用新型所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其进一步的优选技术方案是：设置有控制系统，控制系统控制旋转伸缩支架运动，控制系统连接图像摄取装置，接收图像数据并通过信号传输图像和数据到上位机，接受上位机命令控制旋转伸缩支架运动。

相比现有技术，本实用新型的技术方案具有如下优点/有益效果：

1、在巡检小车的小车本体上设置图像摄取装置，直接在巡检小车运行过程中，随时对晾制的烟叶做到实时的颜色变化和形态变化进行监测，及时得知颜色变化，通过上位机的分析得知晾制程度、观测晾制时烟叶表面质量，同时自动巡检小车的存在使得无需人工巡查，减少人工消耗，提高巡检效率，避免人员在高层晾制架上巡检带来的低空危险作业风险。

2、将图像摄取装置设置在旋转伸缩支架上，实现烟叶的完全检查，通过调节图像摄取装置和角度、位置，可以伸入烟叶之间的间隙进行拍摄，还可以在下一层对上一层的烟叶进行拍摄，实现更大范围和角度的拍摄。

3、上位机利用图像对比技术可以实现通过烟叶的颜色变化，实现晾制程度的自动判定，实现完全自主运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型一种烟叶晾制拨动系统在巡检小车的小车本体上的结构示意图。

图2是本实用新型一种烟叶晾制拨动系统的结构示意图。

图3是本实用新型一种烟叶晾制拨动系统的旋转伸缩支架的结构示意图。

图4是图3的正视图。

图5是本实用新型一种烟叶晾制拨动系统的旋转伸缩支架伸入烟叶间隙的结构示意图。

图中标记分别为：100.视觉监测系统 110.图像摄取装置 120.旋转伸缩支架121.主轴 122.主轴连杆 123.副轴 124.副轴连杆 125.安装轴 126.安装座 127.主轴齿轮箱 128.副轴齿轮箱 129.安装轴齿轮箱

500.小车本体 510.信号传输装置 520.电源装置 600.轨道挂架 700.控制系统700。

具体实施方式

为使本实用新型目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。

实施例：

如图1-图5所示，一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其包括图像摄取装置110和旋转伸缩支架120，旋转伸缩支架120的后端设置在巡检小车的小车本体500上，最好是前端，图像摄取装置110安装在旋转伸缩支架120前端，利用旋转伸缩支架120带动图像摄取装置110的前后和上下移动，同时，图像摄取装置选择性的在在旋转伸缩支架前端左右移动，因为图像摄取装置110的价格可能较高，为了降低成本，可以设置为可左右移动拍摄的结构，与红外视觉识别的结构相似，该技术也较为成熟，在此不再赘述。旋转伸缩支架120用于将图像摄取装置110伸入烟叶之间的间隙对烟叶下部的叶、上部的茎分别进行拍摄，即视觉监测系统100用于对烟叶整体的表面状况进行拍摄，包括颜色变化、形态变化，并通过上述变化推断得知包含的其他信息，如含水率，它也能表征烟叶晾制过程中的一系列的生化反应，把这些信息上传到上位计算机系统，可以帮助上位计算机借助AI人工智能系统科学管理晾晒过程，提高产品质量。

所述旋转伸缩支架120为两段式支架，包括主轴121、主轴连杆122、副轴123、副轴连杆124、安装轴125，主轴121通过安装座126安装在巡检小车的小车本体500前部，主轴121连接主轴121电机，主轴121通过两主轴连杆122连接副轴123，副轴123连接副轴123电机，副轴123通过两个副轴连杆124连接安装轴125，安装轴125连接有安装轴125电机，在安装轴125上设置图像摄取装置110。旋转伸缩支架120可以将图像摄取装置110向巡检小车的小车本体500前端进行很大范围的移动，包括伸入下方进行拍摄，或提高进行大范围查看，远距离、近距离均可实现拍摄观察。

所述图像摄取装置110为色差仪、分光测色仪、摄像机、数字相机的任一种或任几种的组合，也可以是其他的能够获取烟叶表面颜色和烟叶表面状况（主要是形状）的其他摄像能力的装置，图像摄取装置110数量为一个或一个以上，沿巡检小车的小车本体500左右对称线均匀布置在安装轴125上。图像摄取装置110是机器视觉监测系统的传感器，机器视觉监测系统已经较为成熟，其后端的上位机等详细设备在此不再赘述。

所述图像摄取装置110为色差仪和/或分光测色仪，也可以是数字相机，图像摄取装置只是为了获取表面颜色以及其数量为一个或一个以上，沿巡检小车的小车本体500左右对称线均匀布置在安装轴125上，图像摄取装置110的数量和安装位置、安装间距均可以根据实际需求进行修改，安装轴125也可以旋转实现图像摄取装置110拍摄方向的改变，可以扫视，安装轴125可以进一步地设置为开槽的长条形框，图像摄取装置110安装在凹槽内起到保护作用，避免突出的图像摄取装置110被烟叶缠绕。卡入缝隙等，也起到防尘、防撞作用。

主轴121与安装座126之间、主轴连杆122与副轴123之间、副轴连杆124与安装轴125之间均设置轴承便于转动，轴承是采用套装的方式进行安装的。

副轴123上安装的两个主轴连杆122、两个副轴连杆124错位设置。

主轴121电机连接主轴齿轮箱127，主轴齿轮箱127再连接主轴121进行传动，主轴121电机为步进电机。

所述安装座126数量为两个或两个以上，在主轴121两端至少分别设置一个安装座126，主轴齿轮箱127连接在安装座126上，当然，安装座的形式可以根据实际需求进行设置，一个或多个均可，如采用一个，可以安排这一个电机横向移动来完成整杆烟的烟叶成像。

副轴123电机连接副轴齿轮箱128，副轴齿轮箱128再连接副轴123进行传动，副轴齿轮箱128安装在主轴连杆122上，副轴123电机为永磁直流电机；安装轴125电机连接安装轴齿轮箱129，安装轴齿轮箱129安装在副轴连杆124上，安装轴齿轮箱129再连接安装轴125进行传动，安装轴125电机为永磁直流电机。

设置有控制系统700，控制系统700控制旋转伸缩支架120运动，控制系统700连接图像摄取装置110，接收图像数据并通过信号传输图像和数据到上位机，接受上位机命令控制旋转伸缩支架120运动，在必要时，控制系统700还可以将数据输送到其他需要联动的其他装置的控制端，对应设置信号传输装置510和电源装置520，巡检小车运行在轨道挂架600上，轨道挂架是指同时用于承接巡检小车行走的挂架，晾杆悬挂在挂架上。

术语解释：机器视觉：用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，其包括图像摄取装置和旋转伸缩支架，旋转伸缩支架的后端设置在巡检小车的小车本体上，图像摄取装置安装在旋转伸缩支架前端，利用旋转伸缩支架带动图像摄取装置的前后和上下移动，同时，图像摄取装置选择性的在旋转伸缩支架前端左右移动，用于将图像摄取装置伸入烟叶之间的间隙对烟叶进行拍摄。

2.根据权利要求1所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，所述旋转伸缩支架为两段式支架，包括主轴、主轴连杆、副轴、副轴连杆、安装轴，主轴通过安装座安装在巡检小车的小车本体前部，主轴连接主轴电机，主轴通过两主轴连杆连接副轴，副轴连接副轴电机，副轴通过两个副轴连杆连接安装轴，安装轴连接有安装轴电机，在安装轴上设置图像摄取装置。

3.根据权利要求2所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，所述图像摄取装置为色差仪、分光测色仪、摄像机、数字相机的任一种或任几种的组合。

4.根据权利要求3所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，所述安装轴为开槽的长条形框，图像摄取装置安装在凹槽内起到保护作用。

5.根据权利要求2所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，主轴与安装座之间、主轴连杆与副轴之间、副轴连杆与安装轴之间均设置轴承便于转动。

6.根据权利要求2所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，副轴上安装的两个主轴连杆、两个副轴连杆错位设置。

7.根据权利要求2所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，主轴电机连接主轴齿轮箱，主轴齿轮箱再连接主轴进行传动。

8.根据权利要求2所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，所述安装座数量为两个或两个以上，在主轴两端至少分别设置一个安装座，主轴齿轮箱连接在安装座上。

9.根据权利要求1所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，副轴电机连接副轴齿轮箱，副轴齿轮箱再连接副轴进行传动，副轴齿轮箱安装在主轴连杆上，副轴电机为永磁直流电机；安装轴电机连接安装轴齿轮箱，安装轴齿轮箱安装在副轴连杆上，安装轴齿轮箱再连接安装轴进行传动。

10.根据权利要求1所述的一种烟叶晾制机器视觉监测系统，其特征在于，设置有控制系统，控制系统控制旋转伸缩支架运动，控制系统连接图像摄取装置，接收图像数据并通过信号传输图像和数据到上位机，接受上位机命令控制旋转伸缩支架运动。

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