一种快速、准确、可靠的能同时测量多个毛片的测试装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种羽毛球毛片测试装置，可实现快速准确的同时测试多个毛片。整个测试装置由毛片盒机构，传输机构，夹持机构，下毛机构，图像采集识别系统，控制系统组成。在控制器的协调下完成装毛片，送毛片，夹毛片，回原位，采图测试，测试完成下毛的操作，同时对多个毛片处理，同时采用机器视觉识别产生对应的规格号，快速准确完成多个毛片的测试。
【专利说明】一种快速、准确、可靠的能同时测量多个毛片的测试装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及毛片自动测试的方法及设备，属于羽毛球加工领域。
【背景技术】
[0002]在羽毛球的生产过程中，称用于羽毛球生产的羽毛片为毛片。需要根据毛片翘曲、外观等因素对其进行分类。毛片测试装置取得毛片，然后对毛片进行图像采集和识别，在识别完成后将毛片传输到毛片投递系统，投递系统完成根据测试结果将毛片投递到分类箱中，从而完成毛片自动化测试。现有的毛片测量系统目前还没有一次可测多个毛片的方法及设备。另外，由于毛片质量非常轻，大约0.1克；形状不规则，使得毛片的获取，传递，有很多困难；而且图像采集部分对毛片的夹持方向有严格要求，现有的系统可靠度较低，生产效率较低。
[0003]本发明实现了一种快速准确的能同时测量多个毛片的测试装置，解决了一次同时测量多个毛片的问题。
【发明内容】
[0004]鉴于以上情况，本发明目的在于提供一种毛片测试装置，可实现快速准确的同时测试多个毛片。
[0005]本发明是通过以下技术来实现的:毛片夹持技术，毛片限位技术，毛片传送技术。
[0006]整个测试装置由毛片盒机构，传输机构，夹持机构，下毛机构，图像采集识别系统，控制系统组成。
[0007]毛片盒机构是一个盒状的物体，由毛片盒、两组可活动挡板和毛根限位器构成；在毛片盒上开了多个槽位；每个槽位可存放1个毛片，这样毛片盒可同时存放多个毛片；槽位形状与毛片类似，但较毛片稍大；两组可活动挡板在初始位置时均限制毛片无法从毛片盒侧面开口处取出；在毛片盒侧面开口处靠上位置，有一组毛尖挡板挡住每个槽位中毛片的毛尖位置，该组挡板可向上移动，移动到位后对毛片盒中各毛片不形成阻挡；另一组毛杆挡板位于毛片盒侧面开口处的毛杆位置，该组挡板可向左移动，移动到位后对毛片盒中各毛片均不形成阻挡；毛根限位器位于毛片盒的底部，限位器保证毛片盒中的毛片杆底部均在同一个水平位置上，同时毛根限位器和毛片盒之间留有空隙，便于夹持装置的动夹头深入这个空隙夹持毛片；毛片盒机构固定在传输机构上。
[0008]传输机构用于将装满毛片的毛片盒机构从原位移动到夹持装置位置，待毛片被夹持后，再将空毛片盒移动回到原位进行装毛；这里定义原位为接受下毛机送来毛片的位置，夹持毛片的位置为测试位；在原位位置设计有一个额外的固定毛中挡板，当毛片盒机构停在原位时，配合毛尖挡板和毛杆挡板封闭毛片盒侧面开口处的的每个毛片槽的四周，确保毛片盒上部送来的多个毛片可靠的落入毛片槽中；在传输过程中，毛片盒的毛尖挡板和毛杆挡板阻止毛片从侧面掉出，同时由于毛片盒槽位的形状以及毛根限位器，阻止毛片不会从底面掉出，从而可靠完成毛片从原位和测试位置的传输。
[0009]夹持机构包括动夹头和固定夹头座，毛片盒到达测试位时，通过测试位置的行程挡块使毛片盒的毛尖挡板组和毛杆挡板移开，解除从毛片盒侧面取出毛片的阻挡，夹持装置的动夹头可从毛根限位器和毛片盒之间夹住毛杆根部，向离开毛片盒的水平方向运动，从毛片盒中侧面同时夹出多个毛片，移动到固定夹头座的采图位置；
下毛机构有活动的盒状挡板组和推毛杆；当夹持机构夹持毛片时，下毛机构为初始位置，此时不会对夹持装置及夹住的毛片的水平运行产生限制；当完成测量时下毛机构动作，盒状挡板合拢，在每个毛片周围形成独立的向下的导向通道，当夹头松开时，推毛杆推毛片离开夹头座，此时多片毛片将同时沿向下的导向通道可靠地定向落下；待毛片落下后，盒状挡板组回到初始位置。
[0010]图像采集识别系统包括图像采集模块，照明模块，图像识别模块；照明模块构造良好的光照环境，采集模块完成对多个毛片的图像采集，然后图像识别模块完成对采集图像的机器视觉处理，产生出对每个毛片的分类结果；分类结果输出给后续的投递装置，以进行后续的毛片分类投递。
[0011]控制系统协调测试装置的各个部件工作，按照既定的程序高效准确地完成羽毛片的测试任务。
[0012]结合系统的动作进行说明:
第一步装毛片:毛片盒机构在原位装毛片，毛片盒机构有两组活动挡板和一组固定挡板，同时在原位位置设计有一个额外的固定挡板，这个挡板位于毛片盒侧面中部，用于挡住毛尖挡板和毛杆挡板没挡住的羽毛盒侧面开口的空隙，这样在原位时毛片盒的每个毛片槽的的四周均完全封闭，确保毛片盒上部送来的多个毛片在这些挡板的限制下可靠的落入毛片槽中，同时在毛根限位器的限制下，所有的毛片根部均在同一个水平面上。
[0013]第二步送毛片:由传输机构快速送毛片盒到测试位的夹持机构处，毛片盒机构中的每个毛片有毛尖、毛杆挡板和毛根限位器限制，确保可靠运送，即运动过程中毛片不会从毛片盒掉落出来。
[0014]第三步夹毛片:毛片盒机构传送到测试位置时遇到行程挡块，使毛片盒可活动的毛尖、毛杆挡板移开，毛根限位器确保各个毛片根部位于同一个水平面上，夹持机构的动夹头组和固定夹头座也位于同一个水平面上，与毛片盒的槽位毛杆根部一一对应；夹持机构从毛片盒中夹紧毛片后，向固定夹头座方向水平运动，将多个毛片从侧面夹出毛片盒。
[0015]第四步回原位:然后空毛片盒在传输机构的带动下回到原位，在离开行程挡块后，毛尖挡板和毛杆挡板盖住毛片盒的毛尖和毛杆位置；回到原位后，与固定在原位的毛中挡板配合，空毛片盒做好准备装待测的新毛片。
[0016]第五步采图测试:夹好的毛片移动到固定夹头座的采图位置后，图像采集识别系统构造良好的光照环境，完成对多个毛片的图像采集，然后完成对采集图像的机器视觉处理，产生出对每个毛片的分类结果；分类结果输出给后续的投递装置，以进行后续的毛片分类投递。
[0017]第六步测试完成下毛:测试完毕，下毛机构的盒状挡板合拢，在每个毛片周围形成独立的向下的导向通道，然后夹持机构的动夹头松开，推毛杆推毛片离开夹头座，此时多片毛片将同时沿向下的导向通道可靠地定向落下。
[0018]本发明所述的是一种毛片测试装置，在控制器的合理协调下实现以上操作，分对多个毛片图像处理，取得对应的测试毛片的规格号，快速准确完成多个毛片的测试；适合与高效率生产羽毛球设备配套使用。
[0019]
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明测试系统结构示意图。
[0021]图2为本发明毛片盒部件结构示意图。
[0022]图3为本发明夹头部件结构示意图。
[0023]
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例，对本发明做进一步地详细说明。
[0025]图1是本发明一种毛片测试装置的外观示意图，图中测试系统由毛片盒机构1、夹持机构2、图像采集识别系统构成。其中3为镜子，4为图像采集模块。毛片盒设计为由4个槽位，可以装待测的4片毛片。这里图像采集模块采用一个摄像机和一个镜子的结构，在一幅图像中可以同时采集4片羽毛的正面和俯视面图像，用于识别。其他的可能的实现结构还包括:
I个正面独立摄像机同时采集4个毛片的正面图像，I个独立俯视面摄像机同时采集4个毛片的俯视面图像；
I个正面独立摄像机同时采集4个毛片的正面图像，I个独立俯视摄像机同时采集4个毛片的侧面图像；1个反面独立摄像机同时采集4个毛片的背面图像；
I个正面独立摄像机同时采集4个毛片的正面图像，4个独立光纤同时测量侧面图像；或通过光纤将俯视面图像与正面图像一起传递给正面摄像机。
[0026]4个独立光纤同时测量4个毛片的正面图像，4个独立光纤同时测量侧面图像； 本实施例中，采用计算机实现图像识别模块的功能，其它可能的实现方式还包括:计算机集群识别系统，嵌入式识别器，专用识别硬件。
[0027]图1中毛片盒所在位置为原位，传输机构通过高速直线驱动器滑块把毛片送到夹持机构2的测试区；夹头部件把4个毛片4送到夹头座夹好后，高速直线驱动器把空毛片盒复位装下一次待测毛片。测试完毕，下毛机构的盒状挡板合拢，在每个毛片周围形成独立的向下的导向通道，然后夹头松开，推毛杆推毛片离开夹头座，此时多片毛片将同时沿向下导向通道可靠地定向落下。高速直线驱动器可以采用直线电机，直线气缸，步进电机或者任意合适的驱动方式。
[0028]结合图2、图3可以看到更详细的实施方法和装置:
从图2中可看到，毛片盒16开有4个槽位，槽位形状与毛片相似，每个毛片26可垂直插放在槽位内；毛片盒下部开口比毛片根部大，这里设计为8毫米，也可根据实际情况调整；毛根限位器19限制毛片在槽位内的垂直方向的位置。4个毛片从毛片盒上方管道落下，毛片盒与毛尖挡板组13、毛杆挡板组15和固定在原位的固定挡板14共同作用，保证毛片可靠的落入毛片盒的槽中，而不会从侧面漏出。毛根限位器19直接固定在毛片盒16上，使得毛片盒中所有毛片的根部都在一个水平面上，同时毛片被槽位限制了方向，使得可以满足图像采集与识别系统对毛片的夹持方向的严格要求。通过控制机构12可使毛尖挡板13向上移动，四个毛杆挡板15与驱动杆18组合到一起联动。当毛片盒机构向右移动，遇到行程挡块29，此时驱动杆18向左移动，带动四个毛杆挡板向左移动，同时通过机构控制使得毛尖挡板13向上移动，使得毛片从侧面被夹出不受限制。弹簧17会被压缩，离开行程挡块后驱动毛尖挡板和毛杆挡板回原位。
[0029]毛片盒在原位状态；可以看到毛片盒下部的的毛根限位器19。毛片盒固定在高速直线驱动器10的滑块上，当驱动器滑块带动装有毛片的毛片盒从左向右运动时，毛根限位器一直在夹持机构夹头座21的槽20中运动，毛尖挡板和毛杆挡板一直挡住毛片盒侧面，确保运动过程中毛片不会从毛片盒侧面掉出来。
[0030]当毛片盒到测试位时，在行程挡块的限制下，毛尖挡板13向上运动，毛杆挡板15向左移动，毛片盒的开口处的挡板全部移开，只有毛根限位器19托住毛片盒中的毛片；夹持机构的气缸25动作使毛片厚度方向的厚动夹头23夹紧，气缸32动作使在直线轴承33中的轴连同毛片宽度方向的4个宽动夹头24夹紧，夹头固定滑块上，可沿直线导轨35、36中运动，夹毛片的夹紧力由弹簧34确定；动夹头从毛片盒开口处取出毛片送夹头座21夹好；4个毛片夹紧后，高速直线驱动器滑块带动空毛片盒从右向左运动回到的原位，离开行程挡块29时，在弹簧17的作用下，毛尖挡板组和毛杆挡板组恢复初始位置，毛片盒退回原位装毛片，为下一次测试做准备。
[0031]夹持机构的上部是夹好的并列的4个毛片，毛片间隔30毫米放置，夹的毛片根部高度一致，没有任何的阻挡物；等毛片夹好后，相机采集4个毛片26和毛片上部与夹头平面成45度镜子中的图像。
[0032]相机采图，完成对采集图像的机器视觉处理，产生出对每个毛片的分类结果；夹持机构气缸28动作，带动拨杆30使固定在支架22、29的毛片挡板27竖起合拢，在每个毛片周围形成独立的向下的导向通道，同时使推毛杆31推毛片离开夹头座；夹持机构的气缸25、32复位，使厚动夹头23和宽动夹头24松开；在毛片根部有夹头座21和厚动夹头23限制，毛片上部有毛片挡板27限制毛片在挡板的间隔空间，使夹持机构上的每个毛片26周围形成下毛通道，每个毛片能在自己下毛通道垂直落毛。通过4个下毛通道输出4个取得对应的规格号测试毛片，达到快速多片测试速度。适合与高效率生产羽毛球设备配套使用。
【权利要求】
1.一种快速准确的能同时测量多个毛片的测试装置，其特征在于整个测试装置由毛片盒机构，传输机构，夹持机构，图像采集识别系统，下毛机构，控制系统组成。
2.根据权利要求1所述的毛片盒机构是一个盒状的物体，由毛片盒、两组可活动挡板和毛根限位器构成；在毛片盒上开了多个槽位；每个槽位可存放I个毛片，这样毛片盒可同时存放多个毛片；槽位形状与毛片类似，但较毛片稍大；两组可活动挡板在初始位置时均限制毛片无法从毛片盒侧面开口处取出；在毛片盒侧面开口处靠上位置，有一组毛尖挡板挡住每个槽位中毛片的毛尖位置，该组挡板可向上移动，移动到位后对毛片盒中各毛片不形成阻挡；另一组毛杆挡板位于毛片盒侧面开口处的毛杆位置，该组挡板可向左移动，移动到位后对毛片盒中各毛片均不形成阻挡；毛根限位器位于毛片盒的底部，限位器保证毛片盒中的毛片杆底部均在同一个水平位置上，同时毛根限位器和毛片盒之间留有空隙，便于夹持装置的动夹头深入这个空隙夹持毛片；毛片盒机构固定在传输机构上。
3.根据权利要求1所述的传输机构用于将装满毛片的毛片盒机构从原位移动到夹持装置位置，待毛片被夹持后，再将空毛片盒移动回到原位进行装毛；这里定义原位为接受下毛机送来毛片的位置，夹持毛片的位置为测试位；在原位位置设计有一个额外的固定毛中挡板，当毛片盒机构停在原位时，配合毛尖挡板和毛杆挡板封闭毛片盒侧面开口处的的每个毛片槽的四周，确保毛片盒上部送来的多个毛片可靠的落入毛片槽中；在传输过程中，毛片盒的毛尖挡板和毛杆挡板阻止毛片从侧面掉出，同时由于毛片盒槽位的形状以及毛根限位器，阻止毛片不会从底面掉出，从而可靠完成毛片从原位和测试位置的传输。
4.根据权利要求1所述的夹持机构包括动夹头和固定夹头座，毛片盒到达测试位时，通过测试位置的行程挡块使毛片盒的毛尖挡板组和毛杆挡板移开，解除从毛片盒侧面取出毛片的阻挡，夹持装置的动夹头可从毛根限位器和毛片盒之间夹住毛杆根部，向离开毛片盒的水平方向运动，从毛片盒中侧面同时夹出多个毛片，移动到固定夹头座的采图位置； 根据权利要求1所述的下毛机构有活动的盒状挡板组和推毛杆；当夹持机构夹持毛片时，下毛机构为初始位置，此时不会对夹持装置及夹住的毛片的水平运行产生限制；当完成测量时下毛机构动作，盒状挡板合拢，在每个毛片周围形成独立的向下的导向通道，当夹头松开时，推毛杆推毛片离开夹头座，此时多片毛片将同时沿向下的导向通道可靠地定向落下；待毛片落下后，盒状挡板组回到初始位置。
5.根据权利要求1所述的图像采集识别系统包括图像采集模块，照明模块，图像识别模块；照明模块构造良好的光照环境，采集模块完成对多个毛片的图像采集，然后图像识别模块完成对采集图像的机器视觉处理，产生出对每个毛片的分类结果；分类结果输出给后续的投递装置，以进行后续的毛片分类投递。
6.根据权利要求1所述的控制系统协调测试装置的各个部件工作，按照既定的程序高效准确地完成羽毛片的测试任务。
7.根据权利要求1所述的能同时测量多个毛片的测试装置工作步骤为装毛片，送毛片，夹毛片，回原位，采图测试，测试完成下毛六个步骤。
8.根据权利要求7所述的装毛片动作特征为，毛片盒机构在原位装毛片，毛片盒机构有两组活动挡板和一组固定挡板，同时在原位位置设计有一个额外的固定挡板，这个挡板位于毛片盒侧面中部，用于挡住毛尖挡板和毛杆挡板没挡住的羽毛盒侧面开口的空隙，这样在原位时毛片盒的每个毛片槽的的四周均完全封闭，确保毛片盒上部送来的多个毛片在这些挡板的限制下可靠的落入毛片槽中，同时在毛根限位器的限制下，所有的毛片根部均在同一个水平面上。
9.根据权利要求7所述的送毛片动作特征为，由传输机构快速送毛片盒到测试位的夹持机构处，毛片盒机构中的每个毛片有毛尖、毛杆挡板和毛根限位器限制，确保可靠运送，即运动过程中毛片不会从毛片盒掉落出来。
10.根据权利要求7所述的夹毛片动作特征为，毛片盒机构传送到测试位置时遇到行程挡块，使毛片盒可活动的毛尖、毛杆挡板移开，毛根限位器确保各个毛片根部位于同一个水平面上，夹持机构的动夹头组和固定夹头座也位于同一个水平面上，与毛片盒的槽位毛杆根部一一对应；夹持机构从毛片盒中夹紧毛片后，向固定夹头座方向水平运动，将多个毛片从侧面夹出毛片盒。
11.根据权利要求7所述的回原位动作特征为，然后空毛片盒在传输机构的带动下回到原位，在离开行程挡块后，毛尖挡板和毛杆挡板盖住毛片盒的毛尖和毛杆位置；回到原位后，与固定在原位的毛中挡板配合，空毛片盒做好准备装待测的新毛片。
12.根据权利要求7所述的采图测试动作特征为，夹好的毛片移动到固定夹头座的采图位置后，图像采集识别系统构造良好的光照环境，完成对多个毛片的图像采集，然后完成对采集图像的机器视觉处理，产生出对每个毛片的分类结果；分类结果输出给后续的投递装置，以进行后续的毛片分类投递。
13.根据权利要求7所述的测试完成下毛动作特征为，测试完毕，下毛机构的盒状挡板合拢，在每个毛片周围形成独立的向下的导向通道，然后夹持机构的动夹头松开，推毛杆推毛片离开夹头座，此时多片毛片将同时沿向下的导向通道可靠地定向落下。
【文档编号】G01N21/95GK104267044SQ201410570471
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】汪锐, 汪仁煌 申请人:汪锐