CN205056491U

CN205056491U - 一种袋泡茶图像采集与分拣装置

Info

Publication number: CN205056491U
Application number: CN201520744076.5U
Authority: CN
Inventors: 杨庆华; 韩洪志; 王玲; 荀一
Original assignee: Co Ltd Of Yiwu Scientific And Technical Research Institute Of Zhejiang Polytechnical University
Current assignee: Co Ltd Of Yiwu Scientific And Technical Research Institute Of Zhejiang Polytechnical University; Yiwu Science and Technology Research Institute of ZJUT
Priority date: 2015-09-23
Filing date: 2015-09-23
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2025-09-23

Abstract

本实用新型公开了一种袋泡茶图像采集与分拣装置，包括机架模块、滑台模块、暗箱模块、图像采集模块和分拣模块。所述机架模块主要由四根不同长度的型材及底板搭接而成，用于支撑固定整个装置；所述滑台模块包括导向板和滑台；所述暗箱模块包括暗箱上壳体、暗箱下壳体和LED灯；图像采集模块包括上摄像头、下摄像头、PC和光电传感器；分拣模块包括PLC、气缸及分拣推板。本实用新型使用机器视觉和自动化控制技术，可实现对茶包的高速准确的分拣，有助于发现茶包包装中存在的问题，大大降低的劳动强度，提高了生产效率，克服了传统人工分拣的不足。

Description

一种袋泡茶图像采集与分拣装置

技术领域

本实用新型涉及茶叶包装技术领域，更具体的说，涉及用于袋泡茶的包装在线缺陷检测的一种袋泡茶图像采集与分拣装置。

背景技术

二十一世纪，袋泡茶横跨茶饮料、保健品、药茶三大黄金行业，既可品茗，又能保健，又可养生。随着人们养生意识的增强，袋泡茶慢慢的也受到了全国大众的喜爱，现在市场上袋泡茶种类繁多，现很多药店，商场，酒店，超市都已经有了袋泡茶，而现阶段很多袋泡茶生产厂家把袋泡茶生产成为保健茶。在茶饮料市场迅速扩大之后，以茶为原料，传统中草药为主要成分的保健茶已成为个大市场的新亮点，袋泡茶已是一个很大的发展趋势。

袋泡茶通过添加几种中草药诸如桑叶、松针等，生产出来的保健袋泡茶，具有较好的预防、保健、治疗的作用，是一种清洁卫生、用量标准、便于调味饮用、携带方便的茶叶深加工产品，适应了现代人们生活快节奏的要求。袋泡茶产量的增长率高于茶叶产量的增长率，成为茶叶消费的主趋势。市场的开阔自然使袋泡茶的需求量迅速增加，袋泡茶厂家生产的效率也急需提高。目前，袋泡茶加工后部分茶包存在着一些缺陷，存在缺陷的茶包主要有夹料包、破包、皱包、斜包、不对称的茶包、粘有异物的茶包以及封口不牢的茶包等。在加工过程中这些缺陷的检测主要由人工观测完成，并存在以下几点问题：效率低、工人成本大、劳动强度大、准确度不稳定，检测结果随着工人积极性与精神集中度而变化。人工分选袋泡茶存在一定的缺陷，而分选袋泡茶是其生产工艺中不可或缺的工序，茶包的好坏将直接影响产品的外观质量和保质期。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有袋泡茶检测分拣上的不足，使用机器视觉及自动化控制技术设计了一种自动化装置来检测茶包的缺陷并进行分拣操作，可以实现对袋泡茶进行在线图像采集和有缺陷的袋泡茶剔除，从而彻底解决人工分拣带来的一系列问题，提高分拣准确性，增加流水线的稳定性，大大提高生产效率。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种袋泡茶图像采集与分拣装置，包括机架模块、滑台模块、暗箱模块、图像采集模块和分拣模块，所述机架模块包括两对长度不同的支撑架和底板，两对长度不同的支撑架竖直固定在底板上；所述滑台模块包括滑台和导向板，滑台底面固接上述两对长度不同的支撑架的上端，使滑台形成倾斜的茶包滑道；所述暗箱模块包括暗箱上壳体、暗香下壳体和分别设在暗箱上壳体和暗箱下壳体内的多个LED灯，暗箱上壳体设在设在滑台上方，暗箱下壳体设在滑台下方，所述滑台与暗箱下壳体连接处设有透明有机玻璃板；所述分拣模块包括PLC、气缸和分拣推板，所述PLC与PC和气缸电连接，PC通过PLC对气缸进行控制，所述气缸固定在滑台的侧面，与气缸的活塞杆头部与固定连接的分拣推板位于滑台上方；所述图像采集模块包括上摄像头、下摄像头、PC、第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器，所述上摄像头固定在暗箱上壳体上且上摄像头与滑台垂直设置，所述下摄像头固定在暗箱下壳体上且下摄像头与滑台垂直设置，所述第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器分别设在滑台的暗箱上壳体入口、暗箱下壳体入口和分拣入口处；上摄像头和下摄像头分别与PC电连接并将拍摄到的画面传输到PC中，再有PC控制PLC，从而进行分拣入口处气缸的控制。

进一步的，所述暗箱上壳体和暗箱下壳体均为方形箱体，且暗箱上壳体和暗箱下壳体均通过螺栓固定在滑台上。

进一步的，所述暗箱上壳体内位于上摄像头的左右两侧的角落处均设有LED灯。

进一步的，所述暗箱下壳体内位于下摄像头的左右两侧的角落处均设有LED灯。

进一步的，所述气缸通过气缸固定座固定在滑台上。

进一步的，所述滑台的倾角为30到60°。

进一步的，所述支撑架上端通过螺栓与滑台固接。

进一步的，所述支撑架下端通过螺栓与底板固接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过机器视觉实现对袋泡茶的在线检测，及时对有夹料包、破包、皱包、斜包、不对称的茶包、粘有异物的茶包以及封口不牢的茶包进行分拣剔除。可实现对袋泡茶高速准确的分拣，大大降低的劳动强度，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型一种袋泡茶图像采集与分拣装置的组成示意图。

图2是本实用新型滑台、导向板及光电传感器的结构示意图。

图3是暗箱、摄像头及LED灯光的结构示意图。

图4是气缸及分拣推板的结构示意图。

图中，1-上摄像头、2-暗箱上壳体、3-分拣推板、4-气缸、5-支撑架、6-滑台、7-暗箱下壳体、8-下摄像头、9-底板、10-透明有机玻璃板、11-导向板、12-第一光电传感器、13-第二光电传感器、14-第三光电传感器、15-第一LED灯、16-第二LED灯、17-第三LED灯、18-第四LED灯、19-气缸固定座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种袋泡茶图像采集与分拣装置，机架模块包括支撑架5和底板9，所述支撑架5是由两两长度不同的支撑架组成，其下部与底板9通过螺栓连接固定，其上部与滑台6通过螺栓连接固定，因四根支撑架5的长度两两不同，滑台6相对于底板9有个相对倾斜角，在重力的作用下茶包通过导向板11的导向作用，调整茶包的姿态，茶包可沿着滑台的滑道向下滑动。

如图1和图2所示，图像采集模块包括上摄像头1、下摄像头8、PC(图中未画出)、第一光电传感器12、第二光电传感器13和第三光电传感器14，第一光电传感器12放置在滑台上，位于暗箱上壳体2入口处，用于检测茶包到来信号；第二光电传感器13放置在滑台上，位于暗箱下壳体7入口处，用于检测茶包到来信号；第三光电传感器14放置在滑台上，位于分拣推板3的入口处，用于检测茶包到来信号。上摄像头1、下摄像头8与PC电连接并用于将拍摄到的图片发送到PC上进行识别，从而判断茶包是否合格。

如图1和图3所示，暗箱模块包括暗箱上壳体2、暗香下壳体7和分别设在暗箱上壳体2和暗箱下壳体7内的多个LED灯；LED灯包括第一LED灯15、第二LED灯16、第三LED灯17和第四LED灯18,；暗箱上壳体2放置于滑台6的上方，与滑台6通过螺栓固定连接；所述上摄像头1放置于暗箱上壳体2上，摄像头朝向滑台6，相对于滑台6垂直布置，用于采集茶包的上表面图像信号；所述第一LED灯15和第二LED灯16放置于暗箱上壳体2内，用于照明；所述暗箱下壳体7放置于滑台6的下方，与滑台6通过螺栓连接固定；所述下摄像头8放置于暗箱下壳体7上，摄像头朝向滑台，相对于滑台垂直布置，摄像头中心对准与透明有机玻璃板10的中心位置，用于采集茶包的下表面图像信号；所述第三LED灯17和第四LED灯18放置于暗箱下壳体7内，用于照明。

如图1和图3所示，分解模块包括PLC、气缸4和分拣推板3，气缸4固定在气缸固定座19上，气缸4的活塞杆头部与分拣推板3固定连接，气缸固定座19通过螺栓与滑台6固定连接，用于对不良茶包的分拣剔除。

一种袋泡茶图像采集与分拣装置的主要工作流程：茶包进入此装置，在重力的作用下茶包沿滑台6下滑，经过导向板11时，导向板11起导向作用下，调整茶包的下滑姿态，更有利于后续茶包的检测；当茶包下滑经过第一光电传感器12时，传感器触发，检测到茶包的到来，将信号经PLC传输给PC，PC计数并延时启动上摄像头1，当茶包经过上摄像头1的拍摄范围时，在第一LED灯15和第二LED灯16的辅助照明下，拍摄出茶包的上表面图像，上摄像头1将采集到的图像传输给PC，经PC图像分析判断茶包是否合格，如果判断不合格，茶包继续下滑，PC将不再接受第二光电传感器13的信号，下摄像头8也不会启用，PC发出一控制信号至PLC，当PLC接收到第三光电传感器14的信号时，PLC将延时启动气缸4，气缸4推动分拣推板3，将不合格的茶包进行剔除，完成剔除后，气缸4立即复位等待下一次命令；如果判断合格，茶包继续下滑，当茶包下滑经过第二光电传感器13时，传感器触发，检测到茶包的到来，将信号经PLC传输给PC，PC计数并延时启动下摄像头8，当茶包经过下摄像头8的拍摄范围时，茶包位于透明有机玻璃板10上，在第三LED灯17和第四LED灯18的辅助照明下，拍摄出茶包的下表面图像，下摄像头8将采集到的图像传输给PC，经PC图像分析判断茶包是否合格，如果不合格PC发出一控制信号至PLC，当PLC接收到第三光电传感器14的信号时，PLC将延时启动气缸4，气缸4推动分拣推板3，将不合格的茶包进行剔除，完成剔除后，气缸4立即复位等待下一次命令；如果判断合格，PC将不再接受第三光电传感器14的信号，气缸4也不会启用，茶包将继续下滑至下一个生产流程。经过两次判断均合格的茶包才是合格的茶包，如果两次判断有一次判断为不合格，此茶包即被判为不合格茶包，将启动气缸4进行剔除。

PC会综合统计分析被茶包的总数，合格茶包数，不合格茶包数及各种不合格茶包的情况分布，有助于发现茶包包装中存在的问题，实现对袋泡茶高速准确的分拣，大大降低的劳动强度，提高了生产效率。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims

1.一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：包括机架模块、滑台模块、暗箱模块、图像采集模块和分拣模块，所述机架模块包括两对长度不同的支撑架和底板，两对长度不同的支撑架竖直固定在底板上；所述滑台模块包括滑台和导向板，滑台底面固接上述两对长度不同的支撑架的上端，使滑台形成倾斜的茶包滑道；所述暗箱模块包括暗箱上壳体、暗香下壳体和分别设在暗箱上壳体和暗箱下壳体内的多个LED灯，暗箱上壳体设在设在滑台上方，暗箱下壳体设在滑台下方，所述滑台与暗箱下壳体连接处设有透明有机玻璃板；所述分拣模块包括PLC、气缸和分拣推板，所述PLC与PC和气缸电连接，PC通过PLC对气缸进行控制，所述气缸固定在滑台的侧面，与气缸的活塞杆头部与固定连接的分拣推板位于滑台上方；所述图像采集模块包括上摄像头、下摄像头、PC、第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器，所述上摄像头固定在暗箱上壳体上且上摄像头与滑台垂直设置，所述下摄像头固定在暗箱下壳体上且下摄像头与滑台垂直设置，所述第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器分别设在滑台的暗箱上壳体入口、暗箱下壳体入口和分拣入口处；上摄像头和下摄像头分别与PC电连接并将拍摄到的画面传输到PC中，再有PC控制PLC，从而进行分拣入口处气缸的控制。

2.根据权利要求1所述的一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：所述暗箱上壳体和暗箱下壳体均为方形箱体，且暗箱上壳体和暗箱下壳体均通过螺栓固定在滑台上。

3.根据权利要求1所述的一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：所述暗箱上壳体内位于上摄像头的左右两侧的角落处均设有LED灯。

4.根据权利要求1所述的一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：所述暗箱下壳体内位于下摄像头的左右两侧的角落处均设有LED灯。

5.根据权利要求1所述的一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：所述气缸通过气缸固定座固定在滑台上。

6.根据权利要求1所述的一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：所述滑台的倾角为30到60°。

7.根据权利要求1所述的一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：所述支撑架上端通过螺栓与滑台固接。

8.根据权利要求1所述的一种袋泡茶图像采集与分拣装置，其特征在于：所述支撑架下端通过螺栓与底板固接。