CN103792240A - 竹片智能检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹片智能检测***，用于对市面上麻将竹凉席所用竹片的正反面进行识别和挑选。该装置主要由竹片传动模块，图像采集模块，控制模块组成的双层相同结构***，该两层***一端与计算机相连，另一端通过竹片传动模块中的翻面装置相连接。该竹片智能检测***能够一次性筛选出正反两面都合格的竹片，检测速度快，识别准确率高，极大地缩短了检测的时间和成本，从而提高了竹凉席制造行业的生产效率。

Description

竹片智能检测***

技术领域

本发明涉及智能自动检测设备的制造技术领域，更具体地说涉及凉席竹片的智能检测***。

背景技术

目前国内生产麻将凉席所用的竹片大多是通过人工进行识别和挑选的，具有以下不足：(1)用人工进行识别和挑选增加生产成本。(2)人工作业劳动强度大，工作效率低。(3)不可避免的产生人为误差，有些细小的瑕疵人眼有时并不能发现，从而降低了竹凉席的品质。

国内有一些竹产品企业采用了智能分级分拣***，但是这个***不能用于检测类似方形的凉席竹片，适用范围窄，较为单一。

因此，发明一种识别正确率高，检测速度快的麻将凉席竹片智能检测装置显得十分重要，同时稍加改造即可用于其他行业的检测，使整个***具有一定的普遍性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有竹凉席企业竹片检测技术的缺点和不足，而提供一种能提高生产效率和检测速度的竹片智能检测***。

本发明通过下述技术方案来实现：

竹片智能检测***，主要由竹片传动模块，图像采集模块，控制模块组成的双层相同结构***；该两层***一端与计算机相连，另一端通过竹片传动模块中的翻面装置相连接。

所述竹片传动模块包括振动喂料装置、输送皮带、滚轮、姿态调整装置、翻面装置。振动喂料装置与输送皮带通过具有一定宽度的凹槽连接杆相连，姿态调整装置放置在皮带的正上方，中心线与输送皮带的前进方向上的中心线重合，并且放置在图像采集模块的前方。翻面装置通过压紧装置定位并与输送皮带近似相切但不接触。

所述竹片传动模块中的连接振动喂料装置以及输送皮带的凹槽连接杆的上方是封闭的，使连接杆的内部高度只足够容纳一个竹片通过，避免重叠，并能够保证竹片在连接杆中以较慢的速度向下移动。

所述竹片传动模块中振动喂料装置和第一层结构的输送皮带之间的连接杆的出口与皮带以近似相切但不接触的方式连接。

所述竹片传动模块中的翻面装置外观为两端开口的弧形管状结构；与检测***第二层结构相连的出口宽度和高度均比与检测***第一层结构相连的入口窄；入口位置与第一层结构的输送皮带连接处和出口位置与第二层结构的输送皮带连接处均以近似相切但不接触的方式连接。

所述竹片传动模块中的姿态调整装置放置在图像采集模块的前方，用于保证经过调整后的竹片的长度方向上的中心线与输送皮带的前进方向上的中心线重合，长度方向上整齐地在输送皮带上排列成一条直线，保证图像采集的最佳效果。

所述图像采集模块包括工业相机以及具有无影效果的环形光源装置，工业相机放置在皮带的正上方，环形光源放置在工业相机与皮带的中间，并以相机为中心成环绕放置，并与工业相机间隔一定距离，并且环形光源以及工业相机的中心线均与输送皮带的前进方向的中心线重合。图像采集模块通过USB传输与计算机相连，将拍摄到的图像送至计算机，通过计算机上的Labview软件进行图像的分析与识别。

所述控制模块包括通过控制电磁阀进行筛选动作的驱动模块、用于图像分析的计算机、用于整机运行控制和数据处理的主控模块、用于协助相机进行图像采集的电平转换模块、数据传输模块。电平转换模块包括红外接收端和发送端，接收端和发送端相对放置，发送电压信号给主控模块，由主控模块分析后提供一个上升沿信号触发相机拍照。数据传输模块连接计算机和主控模块，为主控模块提供分析数据。驱动模块接收来自主控模块的控制信号，并控制电磁阀进行相应的筛选动作。主控模块是以单片机为核心处理器，作为整个控制装置的中枢，连接数据传输模块、电平转换模块和驱动模块以及图像采集模块。

所述控制模块中数据传输模块接收和发送的数据采用crc校验的方法避免在传输过程中出错。

所述的控制模块中电平转换模块放置在图像采集模块与竹片传动装置中的姿态调整装置之间，在相机的正下方或者斜下方，电平转换模块中的红外接收端和红外发射端放置在输送传送皮带的两侧相对的位置。

与现有的技术相比，本发明具有以下优势：

1、本发明的检测***整个流程不需要耗费人力；

2、本发明的检测***能够一次性筛选出正反两面都合格的竹片；

3、本发明的检测***检测速度快，节省了时间和成本；

4、本发明的检测***识别准确率高，保证了整个***的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构及工作流程示意图；

图2为本发明的翻面装置的结构示意图；

图3为本发明的主控模块结构框图；

图4为本发明的控制模块工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

参照图1，竹片智能检测***，主要由竹片传动模块，图像采集模块，控制模块组成的双层相同结构***；该两层***一端与计算机相连，另一端通过竹片传动模块中的翻面装置相连接。

参照图1，竹片传动模块包括振动喂料装置、输送皮带、滚轮、姿态调整装置、翻面装置。振动喂料装置与输送皮带通过具有一定宽度的凹槽连接杆相连，姿态调整装置放置在皮带的正上方，中心线与输送皮带的前进方向上的中心线重合，并且放置在图像采集模块的前方。翻面装置通过压紧装置定位并与输送皮带近似相切但不接触。

参照图2，竹片传动模块中的翻面装置外观为两端开口的弧形管状结构；与检测***第二层结构相连的出口宽度和高度均比与检测***第一层结构相连的入口窄；入口位置与第一层结构的输送皮带连接处和出口位置与第二层结构的输送皮带连接处均以近似相切但不接触的方式连接。

图像采集模块包括工业相机以及具有无影效果的环形光源装置，工业相机放置在皮带的正上方，环形光源放置在工业相机与皮带的中间，并以相机为中心成环绕放置，并与工业相机间隔一定距离，并且环形光源以及工业相机的中心线均与输送皮带的前进方向的中心线重合。图像采集模块通过USB传输与计算机相连，将拍摄到的图像送至计算机，通过计算机上的Labview软件进行图像的分析与识别。

参照图3，控制模块包括通过控制电磁阀进行筛选动作的驱动模块、用于图像分析的计算机、用于整机运行控制和数据处理的主控模块、用于协助相机进行图像采集的电平转换模块、数据传输模块。电平转换模块包括红外接收端和发送端，接收端和发送端相对放置，发送电压信号给主控模块，由主控模块分析后提供一个上升沿信号触发相机拍照。数据传输模块连接计算机和主控模块，为主控模块提供分析数据。驱动模块接收来自主控模块的控制信号，并控制电磁阀进行相应的筛选动作。主控模块是以单片机为核心处理器，作为整个控制装置的中枢，连接数据传输模块、电平转换模块和驱动模块以及图像采集模块。

参照图1、4，接通所有电源开关后，***初始化，各个模块均自动复位，振动喂料装置从中间向两边的扩散式振动将竹片振动到内壁的移动平台上，并以一定的速度沿四周螺旋向上移动，经过多个压紧装置以及只允许一个竹片通过的轨道，竹片以后面推着前面为动力紧密排列移动到喂料装置的出口，出口位置在第一层结构的传送皮带的斜上方。

振动喂料装置与第一层结构的输送皮带传动通过一个只有一个竹片宽度的凹槽的连接杆相连，从喂料装置出口出来的竹片进入到连接杆中，连接杆具有一定的弧度，竹片在连接杆中较慢的向下移动，在移动过程中不会有重叠的现象发生。

连接杆出口与第一层结构的输送皮带以近似相切但不接触的方式连接，保证了竹片能够平稳的落到输送皮带上，电机驱动主动轮，主动轮带动从动轮，从而使放置在从动轮上的输送皮带能够匀速稳定运转。竹片在输送皮带上匀速稳定向前移动，经过姿态调整模块调整后，所有竹片的长度方向上的中心线均与输送皮带的前进方向的中心线重合，整齐地排列在输送皮带上。

电平转换模块中的红外接收端和红外发射端放置在输送传送皮带的两侧相对的位置，红外接收端接收到发射端的红外信号时，会产生一个4V左右的电压值；当接收端接收不到发射端的红外信号时，会产生一个5V左右的电压值，电平转换模块会将上述电压信号发送给主控模块。图像采集模块中的CCD工业相机进行拍照需要由主控模块提供一个低电平0到高电平1的上升沿触发信号，为了保证竹片图像采集达到最佳效果，主控模块分析到有竹片时给相机提供一个瞬间的上升沿信号触发拍照。

当没有竹片时，放置在输送皮带一侧的红外接收端能够接收到另一侧的红外发射端的红外信号，此时经过电平转换装置接收端内的LM393比较电路经过与设定好的基准电压比较得出输出为电压近似0V的电压信号，此时主控模块分析的结果：不需要拍照；当有竹片时，竹片挡住了红外信号的传输，此时电平转换模块的红外接收端接收不到发送端的红外信号，经过LM393比较器的比较电路，经过与设定好的基准电压比较后输出电压近似5V的电压信号，此时主控模块接收到这个电压信号，分析出此时需要进行拍照，则先给相机发送一个低电平0的信号，经过毫秒的延时以后立刻再发送一个高电平1的信号给相机，这个过程提供给相机的信号由低电平0变为高电平1，此时产生一个上升沿信号，工业相机检测到有上升沿信号，则进行拍照。在具有无影效果的环形光源的强光照射下能够最大限度的避免白天周围光线的干扰作用，使相机拍摄出来的图片保持清晰，便于分析。

图像采集模块采集到图像以后将图像通过USB传输到计算机上，此时计算机上的Labview软件程序则对接收到图像进行分析、匹配，得出竹片其中一个面的分析结果，将分析的结果以10为16进制数据（2位16进制的起始位，2位16进制的分析结果，2位16进制的返回信号，其余为crc校验位）通过数据传输模块发送至主控模块。

主控模块接收到数据以后，程序设定先判断数据的前两位16进制的起始位是否与预先在计算机设定好的起始位数据相同，如果不同，则其余8位数据不进行接收，此时计算机接收不到主控模块的返回信号，则会继续发送分析结果，直到收到主控模块的返回信号，当主控模块接收到正确的2位起始位16进制数据以后，再通过crc校验位判断数据在传输过程中是否发生错误，是否可靠，如果不可靠即传输过程中有数据丢失或被篡改，则仍然不会返回信号给计算机，如果接收到的数据的校验位正确，则说明数据可以使用，通过解析数据得到计算机发送的分析结果，主控模块提取2位16进制的分析结果，并将返回信号返回给计算机，此时计算机收到主控模块的正确返回信号以后则终止发送数据，准备下次的数据发送。

主控模块依据提取出来的分析结果发送5V或者0V的电压信号给驱动模块，驱动模块中的CMOS三极管的基极连接主控模块的一个I/O口，当主控模块发送5V的电压信号时，三极管基极电压是5V所以三极管电路导通，此时为电磁阀供电的24V电源电路闭合，电磁阀即可开始对竹片进行筛选动作：不合格的竹片进行剔除；当主控模块发送0V的电压信号时，三极管的基极电压是0V，三极管不能导通，电磁阀电源供电电路不闭合，此时电磁阀不工作，意思是合格的竹片允许通过。

此时合格的竹片仅仅是其中一个面合格，因为本发明要求对竹片的2个面都要进行检测，所以此时的竹片要通过翻面装置进入到第二层结构的检测***装置对另一个面进行分析识别。

单面合格的竹片经过输送皮带移动并以抛物线的方式进入翻面装置的入口，如图2所示，竹片在翻面装置里面受重力的作用沿着装置的内壁向下运动，翻面装置内部空间仅允许一次通过一个竹片并使竹片在翻面装置内部移动过程中不会翻滚，保证了翻面的效果，竹片在经过这个弧形的翻面装置到达装置的出口时，此时竹片顺利实现了翻面的作用，通过这个较窄的出口，竹片稳定进入的第二层结构的检测***装置的输送皮带上，继续随着输送皮带匀速移动。

之后的实施步骤与第一层结构的检测***的实施步骤一样。

经过第二层结构的检测***之后得到的竹片就是本发明要求得到的两个面都合格的竹片，可直接用于凉席生产厂家的凉席制造。

本发明将采集到的竹片的图像信息，传输到终端电脑上，在终端电脑上采用图像处理方法对获得的图像进行处理，识别出竹片的质量合格与否，并将信息返回到***中，对不合格的产品进行相应的剔除动作，经过2个面的2个阶段的识别和检测，最终筛选出2个面都合格的竹片用于直接进行再加工。

以上是本发明所述的竹片智能检测***的详细描述，包括***的各个硬件构成以及相应的控制程序的实现。本发明以图像采集以及控制处理为核心，结合机械传动相关知识，能够对麻将凉席的竹片进行智能化的识别检测筛选，能够减少人工产生的误差，有着较大的实用价值。

Claims (4)

1.一种竹片智能检测***，其特征在于：主要由竹片传动模块，图像采集模块，控制模块组成的双层相同结构***；所述竹片传动模块包括振动喂料装置、输送皮带、滚轮、姿态调整装置、压紧装置和翻面装置；所述图像采集模块包括工业相机以及具有无影效果的环形光源装置；所述控制模块包括通过控制电磁阀进行筛选动作的驱动模块、用于图像分析的计算机、作为整个控制装置中枢的主控模块、用于协助相机进行图像采集的电平转换模块、数据传输模块；该两层***一端与计算机相连，另一端通过竹片传动模块中的翻面装置相连接；振动喂料装置与输送皮带通过凹槽连接杆相连，翻面装置通过压紧装置定位并与输送皮带以近似相切但不接触方式连接；主控模块分别连接数据传输模块、电平转换模块和驱动模块以及图像采集模块；电平转换模块发送电压信号给主控模块，数据传输模块作为计算机和主控模块连接的桥梁，驱动模块接收来自主控模块的控制信号。

2.根据权利要求1所述的竹片智能检测***，其特征在于：所述竹片传动模块中的翻面装置外观为两端开口的弧形管状结构；其与检测***第二层结构相连的出口宽度和高度均比与检测***第一层结构相连的入口窄；入口位置与第一层结构的输送皮带连接处和出口位置与第二层结构的输送皮带连接处均以近似相切但不接触的方式连接。

3.根据权利要求1所述的竹片智能检测***，其特征在于：所述图像采集模块的环形光源以工业相机为中心环绕放置；环形光源以及工业相机均放置在输送皮带的正上方；二者的中心线均与输送皮带的中心线重合。

4.根据权利要求1所述的竹片智能检测***，其特征在于：所述的控制模块中的电平转换模块放置在图像采集模块的正下方或者斜下方；其包括比较电路、整形电路、红外接收端和发射端；红外接收端和红外发射端放置在输送皮带的两侧相对的位置。

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