TWI383844B - Quality inspection system of leaf quality - Google Patents

Description

葉材外觀品質分級檢測系統

本發明與用以檢測葉材外觀品質之技術有關，特別是指一種葉材外觀品質分級檢測系統。

近年來，電信蘭、山蘇、黃椰子等葉材因具有壽命長、葉形或葉色獨特、栽培管理容易，以及產期與產量穩定等特色，使得這些葉材的外銷工作已經受到農政單位的重視，並逐漸成為積極拓展的重點。

由於葉材的外型與色澤往往受到品種與栽培方式的影響而具有非常大的差異，再加上海外市場對葉材的外觀品質要求甚高，使得採收後之葉材必須再經過分級作業，以便檢出外觀具有瑕疵之葉材而提升葉材之外銷品質，但是目前都是以人工方式進行分級作業，不僅缺乏效率，更是需要耗費相當多的人力與時間。

為了解決上述問題，台灣專利第099101682號申請案已揭露出一種葉材外觀品質檢測系統，其主要是將待檢測葉材放置於一葉材夾持單元內，接著藉由設置在葉材夾持單元側邊之發光單元提供光線來源，最後再利用設置在葉材夾持單元上、下方之影像擷取單元進行葉材影像的擷取，以作為葉材分級的依據。然而，此申請案所使用的發光單元屬於側向光源的設計，其所能提供的照明效果有限，容易造成所擷取的葉材影像不夠清晰而影響後續的分級作業，另外，此申請案仍需要倚賴人工進行葉材夾持單元的開啟及蓋合，如此便無法有效提升作業效率。

本發明之主要目的提供一種葉材外觀品質分級檢測系統，其能提供均勻且高亮度的光線來源，以確保所擷取的葉材影像具有足夠的清晰度。

本發明之次要目的提供一種葉材外觀品質分級檢測系統，其具有自動化的作業流程，以提高葉材的分級作業效率。

為了達成上述目的，本發明之葉材外觀品質分級檢測系統包含有一葉材夾持單元、至少一影像擷取器，以及一背光單元。該葉材夾持單元具有一基板及一蓋板，該蓋板以其第一側緣與該基板樞接在一起，用以將待檢測之葉材夾持在該蓋板與該基板之間；該影像擷取器設於該葉材夾持單元的上方，用以擷取葉材之影像；該背光單元設於該葉材夾持單元的下方，用以提供均勻且高亮度的光線來源。

藉此，本發明之葉材外觀品質分級檢測系統便能利用該背光單元所提供之光線來源讓該影像擷取器所擷取葉材影像具有良好的清晰度。

另一方面，本發明更可提供一機台，該機台之上、下兩層分別區分成三個不同的區塊，每個區塊均可供該葉材夾持單元置放，而且，本發明更提供兩組平移單元及兩組升降單元，用以分別帶動該葉材夾持單元於不同區塊之間平移及升降；此外，該機台具有一橫桿，該葉材夾持單元之蓋板以其第二側緣具有一延伸部，並以該延伸部靠抵於該橫桿，使該蓋板與該基板在升降的過程中會自動開啟及蓋合，使用者只需將待檢測之葉材置放於該基板上或者從該基板上取下即可，如此的自動化設計便能讓本發明之葉材外觀品質分級檢測系統確實達到提高葉材分級作業效率的目的。

為了詳細說明本發明之結構、特徵及功效所在，茲列舉一較佳實施例並配合下列圖式說明如後。

請參閱第一及三圖，為本發明一較佳實施例所提供之葉材外觀品質分級檢測系統10，包含有四葉材夾持單元12a~12d、一機台20、二影像擷取器30、一背光單元32、一第一平移單元40、一第二平移單元50、一第一升降單元60、一第二升降單元70，一第一定位單元80，以及一第二定位單元90。

因每組葉材夾持單元12a~12d的結構完全相同，在此以其中一組作說明。如第三圖所示，葉材夾持單元12b具有一基板122及一蓋板124，蓋板124之一第一側緣與基板122樞接在一起，用以將待檢測之葉材夾持在中間，蓋板124之一第二側緣延伸出一延伸部126。

機台20為鋁擠型結構，主要的使用範圍區分為上、下兩層，機台20之下層具有依序排列之一第一區塊201、一第二區塊202，以及一第三區塊203，機台20之上層具有依序排列之一第四區塊204、一第五區塊205，以及一第六區塊206，其中，第四區塊204至第六區塊206分別鄰接第三區塊203至第一區塊201。機台20之第一區塊201、第二區塊202、第三區塊203，以及第五區塊205分別設有二相互平行之固定滑軌22，用以供葉材夾持單元12a~12d置放，各固定滑軌22之頂面及內側面分別具有複數個滾輪23，用以輔助葉材夾持單元12a~12d移動；再者，機台20具有一橫桿24由第一區塊201延伸至第三區塊203，用以供葉材夾持單元12a~12d之蓋板124的延伸部126靠抵，使蓋板124與基板122位在機台20之第一區塊201至第三區塊203時保持在開啟的狀態；此外，機台20之兩端又分別在第一區塊201、第三區塊203、第四區塊204，以及第六區塊206設有一擋止塊25，用以提供擋止效果給移動中的葉材夾持單元12；另外，機台20並於第一區塊201及第三區塊203分別設有一位於固定滑軌22下方之水平固定板26，而於第四區塊204及第六區塊206分別設有二相對之垂直固定板27，如第二及七圖所示，而且，機台20之第五區塊205設有一座體28，座體28之底部具有一通道29，用以供機台20之固定滑軌22設置，並供葉材夾持單元12a~12d容置，座體28之頂部供各影像擷取器30設置，使得葉材夾持單元12a~12d可利用各滾輪23的滾動而沿著固定滑軌22經由通道29進入座體28內，以便讓影像擷取器30對待檢測葉材進行影像的擷取。

如第二圖所示，背光單元32設置於影像擷取單元30之座體28底部而位於葉材夾持單元12a~12d的下方，並具有一光源34，光源34可選用複數個LED點光源或者複數根呈平行排列之LED燈管，並於上方搭配一塊導光板，用以提供均勻的光線來源，在本實施例中是採用後者的設計。

第一平移單元40設於機台20之下層，並具有一第一平移動力源41及一第一推動件42。第一平移動力源41為一氣壓缸而具有一可伸縮之活塞桿412；第一推動件42具有一第一轉接板43、一第一伸縮動力源44，以及一第一推塊45，其中，第一轉接板43連接第一平移動力源41之活塞桿412末端，可受其驅動而左右平移，第一伸縮動力源44為一氣壓缸設於該第一轉接板43而具有一可伸縮之活塞桿，第一推塊45連接第一伸縮動力源44之活塞桿末端，可受其驅動而上下移動，以避免與各葉材夾持單元12a~12d之間產生干涉。藉此，當第一推動件42受第一平移動力源41之活塞桿412驅動時，便能驅動第一推塊45於第一區塊201與第二區塊202之間移動，如第二及四圖所示。由於第二平移單元50的結構與第一平移單元40的結構完全相同，在此容不再贅述，惟其差異在於第二平移單元50設於機台20之上層，並能驅動第二推塊55於第四區塊204與第五區塊205之間移動，如第二及四圖所示。

第一升降單元60設於機台20之第三區塊203，並具有一第一升降動力源61、一第一承載件62，二第一垂直導桿63，以及二第一垂直導塊64。第一升降動力源61為一氣壓缸而具有一可伸縮之活塞桿612；第一承載件62用以承載葉材夾持單元12a~12d，並具有二相對之第一翼板622、一第一肋板624，以及四第一活動滑軌626，如第一、二及五圖所示，第一肋板624連接於該二第一翼板622之間且與第一升降動力源61之活塞桿612末端連接，各第一活動滑軌626連接於各第一翼板622之一端，並於其頂面及內側面分別具有複數個滾輪628，用以輔助葉材夾持單元12a~12d移動；該二第一垂直導桿63位於第一升降動力源61之兩側，係穿過機台20之水平固定板26且以其頂端連接第一肋板624；該二第一垂直導塊64分別設於該二水平固定板26，並可分別供該二第一垂直導桿63穿設。藉此，當第一承載件62受第一升降動力源61所驅動時，會藉由第一垂直導桿63及第一垂直導塊64的輔助而穩定地於第三區塊203至第四區塊204之間升降，如第二及五圖所示。由於第二升降單元70的結構與第一升降單元60的結構完全相同，在此容不再贅述，惟其差異在於第二升降單元70設於機台20之第一區塊201，可驅動第二承載件72於第一區塊201至第六區塊206之間升降，如第二及五圖所示。

第一定位單元80設於機台20之第四區塊204，並具有二相對之第一定位板81、二相對之第一定位動力源82、四第一水平導桿83，以及四第一水平導塊84，在此以其中一組作結構說明，如第七圖所示，第一定位板81用以承載葉材夾持單元12a~12d，並以其頂面及內側面分別設有複數個滾輪812，用以定位且輔助葉材夾持單元12a~12d移動；第一定位動力源82為一氣壓缸而具有一可伸縮之活塞桿822，係以活塞桿822穿過機台20之垂直固定板27且以其末端連接第一定位板81；該二第一水平導桿83位於第一定位動力源82的兩側，係分別穿過機台20之垂直固定板27且以其一端固定於第一定位板81；該二第一水平導塊84分別設於垂直固定板27，並可分別供該二第一水平導桿83穿設。藉此，當該二第一定位板81分別受該二第一定位動力源82所驅動時，便能藉助第一水平導桿83及第一水平導塊84的輔助而相互靠近或分離。由於第二定位單元90的結構與第一定位單元80的結構完全相同，在此容不再贅述，惟其差異在於第二定位單元90設於機台20之第六區塊206。

以上為本發明之葉材外觀品質分級檢測系統10的詳細結構，以下再就本發明之操作過程及特色進行說明。

當開始操作前，四組葉材夾持單元12a~12d分別位在機台20之第一區塊201、第二區塊202、第四區塊204及第五區塊205，如第二圖所示，其中，位於第一區塊201及第二區塊202之葉材夾持單元12a，12b是呈現開啟的狀態，如第三圖所示，操作人員可將待檢測之葉材放置於葉夾持單元12b的基板122上方。

當開始啟動時，第一平移單元40會以第一推塊45推動葉材夾持單元12a，使葉材夾持單元12a，12b藉由機台20之滾輪23而沿著機台20之固定滑軌22分別移動至第二區塊202及第三區塊203，同時地，第二平移單元50會以第二推塊55推動葉材夾持單元12c，使葉材夾持單元12c，12d分別移動至第五區塊205及第六區塊206，如第四圖所示；接著第一承載件62會受第一升降動力源61之驅動將葉材夾持單元12b從第三區塊203載送至第四區塊204，而第二承載件72會受第二升降動力源71之驅動從第一區塊201上升至第六區塊206，用以承載位於第六區塊206之葉材夾持單元12d，第五圖所示；當葉材夾持單元12b從第三區塊203上升至第四區塊204時，基板122便會逐漸朝蓋板124靠近而自動蓋合，之後該二第一定位板81便會受該二第一定位動力源82之驅動而相互靠近，用以承載且定位葉材夾持單元12b，該二第二定位板91則會受該二第二定位動力源92之驅動而相互分離，讓葉材夾持單元12d完全由第二承載件72所支撐住，接著第一承載件62及第二承載件72便會分別再下降至第三區塊203及第一區塊201，其中的第二承載件72會同時將葉材夾持單元12d載送至第一區塊201，如第六及七圖所示；接著第一平移單元40與第二平移單元50會分別再度推動葉材夾持單元12b，12d，如第八圖所示，讓夾持有葉材之葉材夾持單元12b進入影像擷取單元30之座體28內，此時，背光單元32之光源34所產生的光線便會均勻地照射葉材，操作人員即可利用該二影像擷取器30對葉材的影像進行擷取，並透過一電腦辨識分析該二影像擷取器30所擷取到的葉材影像，以作為葉材分級的依據。

待葉材的影像擷取完畢之後，操作人員可將另一待檢測葉材放置於位在第二區塊202之葉材夾持單元12d的基板122上，並重複前述的作業流程，讓位在第二區塊202之葉材夾持單元12d經由第三區塊203及第四區塊204進入影像擷取單元30之座體28內，以進行另一次的葉材影像擷取作業，同時讓已完成影像擷取之葉材夾持單元12b從影像擷取單元30之座體28經由第六區塊206及第一區塊201而再回到機台20之第二區塊202，在葉材夾持單元12b由第六區塊206下降至第一區塊201的過程中，蓋板124之延伸部126會抵靠著機台20之橫桿24，讓蓋板124與基板122之間呈現自動開啟的狀態，以便操作人員將葉材取出而完成該次的檢驗作業。

綜合以上可知，本發明之葉材外觀品質分級檢測系統利用背光單元作為影像擷取時的光線來源，可確保所擷取的葉材影像具有足夠的清晰度，此為本發明之核心特徵，同時再藉助平移單元、升降單元及夾持單元的設計，讓本發明之葉材外觀品質分級檢測系統的作業流程成為自動化的操作，並且不需要以人工進行葉材夾持單元的開啟及蓋合，可有效提高葉材分級作業的效率而達到本發明之目的。需要特別說明的是，只要是具有葉材夾持單元、影像擷取器與背光單元之結構，採用背光照明的方式進行葉材影像之擷取，即應為本發明申請專利範圍所保護，如請求項1所載，而不論是否有其他機構(如機台、平移單元、升降單元，或定位單元)的搭配，例如：使用者可手動開合葉材夾持單元將葉材置入，並將葉材夾持單元置於影像擷取器與背光單元之間，即可擷取影像進行分類。前述前他機構之搭配可使檢測流程自動化並提高作業效率。

本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

12a~12d．．．葉材夾持單元

122．．．基板

124．．．蓋板

126．．．延伸部

20．．．機台

201．．．第一區塊

202．．．第二區塊

203．．．第三區塊

204．．．第四區塊

205．．．第五區塊

206．．．第六區塊

22．．．固定滑軌

23．．．滾輪

24．．．橫桿

25．．．擋止塊

26．．．水平固定板

27．．．垂直固定板

28．．．座體

29．．．通道

30．．．影像擷取器

32．．．背光單元

34．．．光源

40．．．第一平移單元

41．．．第一平移動力源

412．．．活塞桿

42．．．第一推動件

43．．．第一轉接板

44．．．第一伸縮動力源

45．．．第一推塊

50．．．第二平移單元

55．．．第二推塊

60．．．第一升降單元

61．．．第一升降動力源

612．．．活塞桿

62．．．第一承載件

622．．．第一翼板

624．．．第一肋板

626．．．第一活動滑軌

628．．．滾輪

63．．．第一垂直導桿

64．．．第一垂直導塊

70．．．第二升降單元

71．．．第二升降動力源

72．．．第二承載件

80．．．第一定位單元

81．．．第一定位板

812．．．滾輪

82．．．第一定位動力源

822．．．活塞桿

83．．．第一水平導桿

84．．．第一水平導塊

90．．．第二定位單元

91．．．第二定位板

92．．．第二定位動力源

第一圖為本發明一較佳實施例之立體圖。

第二圖為本發明一較佳實施例之側視圖，主要顯示各葉材夾持單元尚未平移的狀態。

第三圖為本發明一較佳實施例之端視圖，主要顯示葉材夾持單元呈現開啟的狀態。

第四圖類同於第二圖，主要顯示各葉材夾持單元平移後的狀態。

第五圖類同於第四圖，主要顯示位於第三區塊之葉材夾持單元被第一升降單元或送至第四區塊的狀態。

第六圖類同於第五圖，主要顯示位於第六區塊之葉材夾持單元被第二升降單元或送至第一區塊。

第七圖為第六圖之俯視圖，主要顯示位於第四區塊之葉材夾持單元被第一定位單元定位後之狀態。

第八圖類同於第七圖，主要顯示位於第四區塊之葉材夾持單元平移至第五區塊的狀態。

10‧‧‧葉材外觀品質分級檢測系統

12a~12d‧‧‧葉材夾持單元

20‧‧‧機台

22‧‧‧固定滑軌

23‧‧‧滾輪

25‧‧‧擋止塊

28‧‧‧座體

29‧‧‧通道

30‧‧‧影像擷取器

40‧‧‧第一平移單元

50‧‧‧第二平移單元

55‧‧‧第二推塊

60‧‧‧第一升降單元

62‧‧‧第一承載件

622‧‧‧第一翼板

624‧‧‧第一肋板

626‧‧‧第一活動滑軌

628‧‧‧滾輪

70‧‧‧第二升降單元

80‧‧‧第一定位單元

90‧‧‧第二定位單元

Claims (8)

1. 一種葉材外觀品質分級檢測系統，包含有：一葉材夾持單元，具有一基板及一蓋板，該蓋板以其一第一側緣與該基板樞接在一起；至少一影像擷取器，設於該葉材夾持單元的上方；一背光單元，具有至少一光源設於該葉材夾持單元的下方；一座體，該座體以其頂、底部分別供該影像擷取器及該背光單元設置，並具有一通道供該葉材夾持單元容置；一機台，該機台區分成上、下兩層，用以供該葉材夾持單元置放，該機台之下層具有依序排列之一第一區塊、一第二區塊及一第三區塊，該機台之上層具有依序排列之一第四區塊、一第五區塊及一第六區塊，該第四區塊至該第六區塊分別鄰接該第三區塊至該第一區塊，且該第五區塊供該座體設置；二平移單元，該二平移單元分別設於該機台之上、下層，並分別具有一平移動力源及一推動件，該二推動件分別連接該二平移動力源，並可分別受其驅動而於該第四區塊至該第五區塊之間及該第一區塊至該第二區塊之間移動；二升降單元，該二升降單元分別設於該機台之第一區塊及第三區塊，並分別具有一升降動力源及一承載件，該二承載件分別連接該二升降動力源，並可分別受其驅動而於該第一區塊至該第六區塊之間及該第三區塊至該第四區 塊之間移動；以及二定位單元，該二定位單元設於該機台之第四區塊及第六區塊，並分別具有二定位板及二定位動力源，該二定位板分別與該二定位動力源連接，並可分別受其驅動而相互靠近或分離。
2. 如請求項1所述之葉材外觀品質分級檢測系統，其中該葉材夾持單元之蓋板之一第二側緣具有一延伸部，該機台具有一橫桿由該第一區塊延伸至該第三區塊，供該蓋板之延伸部靠抵，使該葉材夾持單元位於該機台之下層時保持在開啟的狀態。
3. 如請求項1所述之葉材外觀品質分級檢測系統，其中該機台之第一區塊及第三區塊分別設有一水平固定板，各該升降單元更具有至少一垂直導桿穿過該水平固定板且以其頂端連接該承載件，以及至少一垂直導塊設於該水平固定板且供該垂直導桿穿設。
4. 如請求項3所述之葉材外觀品質分級檢測系統，其中各該升降單元之承載件具有二相對之翼板、一肋板，以及四活動滑軌，該肋板連接於該二翼板之間且與該導桿之頂端連接，各該活動滑軌連接於各該翼板之一端，並於其頂面及內側面分別具有複數個滾輪。
5. 如請求項1所述之葉材外觀品質分級檢測系統，其中該機台之第四區塊及第六區塊分別設有二相對之垂直固定板，各該定位單元更具有至少二水平導桿分別穿過該二垂直固定板且以其一端固定於該定位板，以及至少二水平 導塊設於垂直固定板且供該二水平導桿穿設。
6. 如請求項1所述之葉材外觀品質分級檢測系統，其中各該定位單元之定位板的頂面及內側面分別設有複數個滾輪。
7. 如請求項1所述之葉材外觀品質分級檢測系統，其中該機台之第一區塊、第二區塊、第三區塊，以及第五區塊分別設有二相互平行之固定滑軌，各該固定滑軌之頂面及內側面分別具有複數個滾輪，供該葉材夾持單元靠抵，且位於該第五區塊之固定滑軌設置在該座體之通道內。
8. 如請求項1所述之葉材外觀品質分級檢測系統，其中各該平移單元之推動件具有一轉接板連接該平移動力源、一伸縮動力源連接該轉接板，以及一推塊連接該伸縮動力源且可受其驅動而移動。