一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机制造技术

本发明专利技术涉及一种人工智能机械。目的是提供一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，该机应能对茶叶进行自动取样以用于检测分析，以消除人为因素影响、提高检测率和检测工作效率的特点。技术方案是：一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，包括安装在茶叶传动带旁的机架；其特征在于：所述机架上安装有用于在茶叶传送带上提取茶叶样品的接物勺于检测接物勺上所采集茶叶的图像的视觉图像采集机构、驱使接物勺轮番进行横向伸出及回缩以配合茶叶图像采集的横向间歇伸缩机构、驱使接物勺旋转以将采集图像后的茶叶倒回传送带的纵向间歇旋转机构以及为横向间歇伸缩机构和纵向间歇旋转机构提供动力的传动机构。

An Automatic Sampling Machine for On-line Visual Inspection of Tea Fried Forming

【技术实现步骤摘要】
一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机
本专利技术涉及一种人工智能机械，尤其采用视觉检测的茶叶自动取样机
技术介绍
随着人们生活水平的提高，越来越多的人喜欢喝茶，品茶，这也促进了茶产业的发展。众所周知，茶叶质量与其炒制的过程有很大的关系；因此在炒茶的过程中，如何随时准确的知道茶叶的炒制情况就显得很重要了。传统的观察方法是人工进行取样，通过人眼的观察，凭借经验来进行判断，这对于茶叶企业化、规模化生产来说就是一大瓶颈问题。有经验的操作员工数量有限、工资成本高昂，还有工作时间限制，同时也不能兼顾大量的茶叶炒制机器。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，该机应能对茶叶进行自动取样以用于检测分析，以消除人为因素影响、提高检测率和检测工作效率的特点。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，包括安装在茶叶传动带旁的机架；其特征在于：所述机架上安装有用于在茶叶传送带上提取茶叶样品的接物勺于检测接物勺上所采集茶叶的图像的视觉图像采集机构、驱使接物勺轮番进行横向伸出及回缩以配合茶叶图像采集的横向间歇伸缩机构、驱使接物勺旋转以将采集图像后的茶叶倒回传送带的纵向间歇旋转机构以及为横向间歇伸缩机构和纵向间歇旋转机构提供动力的传动机构；所述横向间歇伸缩机构包括可转动地定位在机架上以引入传动机构动力的横向间歇齿轮组、前端连有所述接物勺且可绕水平轴线转动地定位在机架上的伸缩套筒、可沿着水平导向槽滑动的滑块、两端分别与滑块以及横向间歇齿轮组中的曲柄铰接的连杆以及一端连接滑块而另一端连接所述伸缩套筒的推拉杆；所述纵向间歇旋转机构包括可转动地定位在机架上以引入传动机构动力的一级间歇齿轮组以及将一级间歇齿轮组的运动传递至伸缩套筒的二级间歇齿轮组。所述传动机构包括安装在机架上的电机、将电机动力输至横向间歇伸缩机构的横向带轮组件、驱动一级间歇齿轮组的锥齿轮组以及将电机动力输至锥齿轮组的纵向带轮组件。所述横向间歇齿轮组包括固定在传动轴上的主动不完全齿轮、与主动不完全齿轮啮合的从动止锁完全齿轮以及固定着从动止锁完全齿轮和所述曲柄且与传动轴平行的曲柄轴。所述一级间歇齿轮组包括由锥齿轮组驱动的一级主动不完全齿轮以及与一级主动不完全齿轮啮合的一级从动止锁完全齿轮；所述二级间歇齿轮组包括与一级从动止锁完全齿轮同轴连接的二级主动不完全齿轮以及与二级主动不完全齿轮啮合且固定在伸缩套筒后端的二级从动止锁完全齿轮；固定一级主动不完全齿轮的第一轴、固定一级从动止锁完全齿轮与二级主动不完全齿轮的第二轴均与伸缩套筒的轴线相互平行。所述伸缩套筒中的前级套筒内壁上制作有环绕圆周方向的双圈壁环，所述推拉杆的前端固定着与所述双圈壁环插嵌配合的推拉块。所述视觉图像采集机构包括双目摄像头以及连通双摄像头与外部计算机的连接线。所述横向间歇伸缩机构、纵向间歇旋转机构均通过安装架固定在机架上。所述电机通过电机安装架固定在机架上。所述视觉图像采集机构通过视觉图像采集机构安装架固定在机架顶端。所述横向带轮组件包括分别固定在电机轴上以及传动轴上的两个带轮以及与两个带轮配合的V形带。所述纵向带轮组件包括分别固定在传动轴上与主动锥齿轮轴上的两个纵向带轮以及与两个纵向带轮配合的纵向V形带。本专利技术的工作原理是：电机启动，通过V形带轮带动横向间歇伸缩机构的曲柄作间歇性转动，通过连杆与滑块带动推拉杆沿着导向槽作间歇性的直线往返运动，推拉杆随之带动前级套筒和接物勺同时运动，实现了接物勺接住茶叶后间歇性的往返功能。在电机驱动横向间歇伸缩机构的同时，也带动纵向间歇旋转机构同步转动；纵向间歇旋转机构在经过两级止锁完全齿轮和不完全齿轮的变速下实现间歇性的转动，同时带动了伸缩传动轴和接物勺的间歇性旋转，从而实现了接物勺自动倒掉茶叶的功能。在每一个运动周期里，首先接物勺自动将茶叶带回停留在双目摄像机正下方，由摄像机进行拍照，然后另由检测仪器进行处理(图像处理、对茶叶的炒制情况进行检测分析)；拍照完成后，接物勺自动向前推，在推送的过程中接物勺发生90°的旋转，从而将茶叶倒入传送带，接物勺的另一面又进入下一周期的工作待命状态；以此周而复始循环运动。本专利技术的有益效果是：由于采用了基于视觉反馈的茶叶翻炒自动取样机构，可以脱离人工干预对茶叶进行自动摄像拍照取样，以配合检测仪器进行检测分析、得出检测结论，不但稳定提高了检测数据准确度，而且结构简单、占地面积小、大幅度节省了人工成本，能够极大地促进茶叶加工产业化、规模化。附图说明图1是本专利技术的工作状态示意图。图2是本专利技术中机架的立体结构示意图。图3是本专利技术中安装架的立体放大结构示意图。图4是本专利技术中电机的立体结构示意图。图5是本专利技术中横向间歇伸缩机构的立体放大结构示意图。图6是本专利技术中伸缩套筒与横向间歇伸缩机构的连接关系示意图。图7是本专利技术中伸缩套筒中一级套筒的立体放大结构示意图。图8是本专利技术中伸缩套筒中单个套筒的横截面结构示意图。图9是本专利技术中纵向间歇旋转机构的传动关系示意图。图10是本专利技术中接物勺与伸缩套筒的连接关系示意图。图11是本专利技术中双目摄像头的立体结构示意图。图12是本专利技术中相邻套筒之间防滑脱结构示意图。具体实施方式以下结合附图所示的实施例进一步说明。附图所示的茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，设置在茶叶传送带1-3旁，在茶叶从传送带上方的炒制机出口落到传送带上的过程中，用接物勺进行茶叶取样收集，对炒制的茶叶在线进行检测。本专利技术包括：机架1-1，固定在机架上的传动机构、横向间歇伸缩机构、纵向间歇旋转机构、视觉图像采集机构。横向间歇伸缩机构、纵向间歇旋转机构都直接固定在安装架1-2上，安装架又固定在机架上；视觉图像采集机构也通过视觉图像采集机构安装架2-4固定在机架上；传动机构为整个装置提供动力。机架1-1中(参阅图2)：机架中间层上固定有电机安装板2-1，电机安装板上分布有用于安装电机的若干个电机安装孔2-2；机架顶部还有若干个安装架安装孔2-3，机架顶部左侧固定有视觉图像采集机构安装架2-4。横向间歇伸缩机构中(参阅图5)：主动不完全齿轮5-6、带轮5-5同轴装配在传动轴5-3上；传动轴通过滚珠轴承5-2安装在安装架(定位在安装架的孔3-7、孔3-8中)上，带轮5-5与电机轴上的带轮4-3之间通过V形带4-1配合进行传动。与主动不完全齿轮啮合的从动止锁完全齿轮5-7，与曲柄5-8同轴固定在曲柄轴(曲柄轴定位在安装架的孔3-6中)上；连杆5-9的一端通过销钉与曲柄铰接，另一端与滑块连接板5-13铰接，滑块连接板与滑块5-12固定连接。导向槽3-5设置在安装架上(导向槽长度方向正对着茶叶传送带)，滑块5-13镶嵌在导向槽中，推拉块5-10通过细长的推拉杆5-11与滑块和滑块连接板连接。直径由大到小的一级套筒5-14、二级套筒5-15和三级套筒5-16配合连接在一起组成伸缩套筒；相邻套筒之间通过平行于母线的凸条5-19以及与凸条相配合的长槽滑动配合(参见图7、图8)，使得相邻套筒之间只能相互轴向滑动而不能相互转动。其中三级套筒(前级套筒；参见图11)的一端焊接有两面凹陷的接物勺5-1，另一端的内壁上固定着两个圆形壁环5-17、5-18(两圈壁环)，推拉块的直径略小于三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，包括安装在茶叶传动带(1‑3)旁的机架(1‑1)；其特征在于：所述机架上安装有用于在茶叶传送带上提取茶叶样品的接物勺(5‑1)、用于检测接物勺上所采集茶叶的图像的视觉图像采集机构、驱使接物勺轮番进行横向伸出及回缩以配合茶叶图像采集的横向间歇伸缩机构、驱使接物勺旋转以将采集图像后的茶叶倒回茶叶传送带的纵向间歇旋转机构以及为横向间歇伸缩机构和纵向间歇旋转机构提供动力的传动机构；所述横向间歇伸缩机构包括可转动地定位在机架上以引入传动机构动力的横向间歇齿轮组、前端连有所述接物勺且可绕水平轴线转动地定位在机架上的伸缩套筒、可沿着水平导向槽滑动的滑块(5‑13)、两端分别与滑块以及横向间歇齿轮组中的曲柄(5‑8)铰接的连杆(5‑9)以及一端连接滑块而另一端连接所述伸缩套筒的推拉杆(5‑11)；所述纵向间歇旋转机构包括可转动地定位在机架上以引入传动机构动力的一级间歇齿轮组以及将一级间歇齿轮组的运动传递至伸缩套筒的二级间歇齿轮组。所述传动机构包括安装在机架上的电机(4‑2)、将电机动力输至横向间歇伸缩机构的横向带轮组件、驱动一级间歇齿轮组的锥齿轮组以及将电机动力输至锥齿轮组的纵向带轮组件。...

【技术特征摘要】
1.一种茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，包括安装在茶叶传动带(1-3)旁的机架(1-1)；其特征在于：所述机架上安装有用于在茶叶传送带上提取茶叶样品的接物勺(5-1)、用于检测接物勺上所采集茶叶的图像的视觉图像采集机构、驱使接物勺轮番进行横向伸出及回缩以配合茶叶图像采集的横向间歇伸缩机构、驱使接物勺旋转以将采集图像后的茶叶倒回茶叶传送带的纵向间歇旋转机构以及为横向间歇伸缩机构和纵向间歇旋转机构提供动力的传动机构；所述横向间歇伸缩机构包括可转动地定位在机架上以引入传动机构动力的横向间歇齿轮组、前端连有所述接物勺且可绕水平轴线转动地定位在机架上的伸缩套筒、可沿着水平导向槽滑动的滑块(5-13)、两端分别与滑块以及横向间歇齿轮组中的曲柄(5-8)铰接的连杆(5-9)以及一端连接滑块而另一端连接所述伸缩套筒的推拉杆(5-11)；所述纵向间歇旋转机构包括可转动地定位在机架上以引入传动机构动力的一级间歇齿轮组以及将一级间歇齿轮组的运动传递至伸缩套筒的二级间歇齿轮组。所述传动机构包括安装在机架上的电机(4-2)、将电机动力输至横向间歇伸缩机构的横向带轮组件、驱动一级间歇齿轮组的锥齿轮组以及将电机动力输至锥齿轮组的纵向带轮组件。2.根据权利要求1所述的茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，其特征在于：所述横向间歇齿轮组包括固定在传动轴(5-3)上的主动不完全齿轮(5-6)、与主动不完全齿轮啮合的从动止锁完全齿轮(5-7)以及固定着从动止锁完全齿轮和所述曲柄且与传动轴平行布置的曲柄轴。3.根据权利要求2所述的茶叶炒制成形在线视觉检测的自动取样机，其特征在于：所述一级间歇齿轮组包括由锥齿轮组驱动的一级主动不完全齿轮(6-4)以及与一级主动不...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹浪，张雷，叶阳，武传宇，陈建能，
申请(专利权)人：浙江理工大学，中国农业科学院茶叶研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33