一种自适应传输检测装置的制作方法

本发明涉及机电领域，尤其涉及一种自适应传输检测装置。

背景技术：

目前，传输装置仅仅是对传输的物品进行传输，不能有效对所传输的产品的质量进行准确、快速、高效的检测，现有技术中存在两个问题制约了传输装置的自适应性，所谓自适应性就是指传输装置能够自动根据其所传输的物品对其进行准确、快速、高效的检测，检测过程中并不需要将传输装置进行停运，或者是在将传输装置进行正常运行时对其所传输的物品中不合格的进行提示或剔除，上述两个问题是，第一如何保障对传输装置进行检测的精度，做到不误判，第二个是如何对合格的和不合格的所传输物品进行有效标记或区分。

技术实现要素：

因此，为了克服上述问题，本发明提供了一种自适应传输检测装置，其包括第一激光发射装置、图像获取设备、光源、主控装置、第二传输带、第二激光发射装置、计数显示器、第二激光控制装置、第一传输带、第三传输带、压力传感器；主控装置包括信号处理电路、图像边缘提取装置、图像边缘比较装置、集成处理器、压力比较器、计数器以及无线网络，通过图像获取设备和图像边缘提取装置对待传输产品或零件的外形进行精准校对，再使用压力传感器和信号处理电路对传输产品或零件的质量进行精准校对，结合第一激光发射装置、第二激光控制装置、第二激光发射装置以及计数器有效对合格的传输产品或零件和不合格的传输产品或零件进行区分。

本发明提供了的自适应传输检测装置，其包括第一激光发射装置、图像获取设备、光源、主控装置、第二传输带、第二激光发射装置、计数显示器、第二激光控制装置、第一传输带、第三传输带、压力传感器；主控装置包括信号处理电路、图像边缘提取装置、图像边缘比较装置、集成处理器、压力比较器、计数器以及无线网络。

其中，将待传输产品或零件放置于第一传输带，第一激光发射装置设置于第一传输带上，第一激光发射装置的输出端与集成处理器的输入端连接，当待传输产品或零件经过第一激光发射装置下方时，第一激光发射装置发出高电平信号和第一触发信号至集成处理器，计数器的输入端与集成处理器的输出端连接，集成处理器将接收到的高电平信号传输至计数器。

集成处理器将接收到的第一触发信号传输至图像获取设备和光源，图像获取设备设置于第一传输带上，光源接收到第一触发信号后打开光源，图像获取设备接收到第一触发信号后采集由第一传输带传输至图像获取设备正下方的待传输产品或零件的图像信息，图像获取设备的输出端与图像边缘提取装置的输入端连接，图像边缘提取装置的输出端与集成处理器的输入端连接，图像获取设备将采集到的图像信息传输至图像边缘提取装置，图像边缘提取装置对接收到的图像信息进行图像边缘提取，并将提取出的图像边缘信息传输至集成处理器，集成处理器的输出端与图像边缘比较装置连接，集成处理器将接收到的图像边缘信息传输至图像边缘比较装置，图像边缘比较装置内存储有与待传输产品或零件的标准图像边缘信息，图像边缘比较装置将接收到的图像边缘图像信息与其存储的待传输产品或零件的标准图像边缘信息进行比对，若图像边缘比较装置接收到的图像边缘图像信息与其存储的待传输产品或零件的标准图像边缘信息一致，则图像边缘比较装置发出第二触发信号至压力传感器，若图像边缘比较装置接收到的图像边缘图像信息与其存储的待传输产品或零件的标准图像边缘信息不一致，则图像边缘比较装置发出第三触发信号至第二激光控制装置，第二激光发射装置设置于第三传输带上，第二激光控制装置接收到第三触发信号后控制第二激光发射装置关闭，同时控制第二激光发射装置发送低电平信号至集成处理器，集成处理器将接收到的低电平信号传输至计数器，第二激光发射装置的输出端与集成处理器的输入端连接。

压力传感器设置于第二传输带上，压力传感器在接收到第二触发信号后开始作业，第一传输带将待传输产品或零件传输至第二传输带，压力传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与集成处理器的输入端连接，压力传感器用于检测第二传输带上的待传输产品或零件的压力信号，压力传感器将检测到的压力信号传输至信号处理电路，信号处理电路将接收到的压力信号进行信号处理后传输至集成处理器，集成处理器将接收到的压力信号传输至压力比较装置，压力比较装置内存储有与待传输产品或零件对应的标准压力范围，压力比较装置将接收到的压力信号与其存储的与待传输产品或零件对应的标准压力范围进行比较，若压力比较装置接收到的压力信号不在待传输产品或零件对应的标准压力范围内，则压力比较装置控制第二激光控制装置发出第四触发信号，第二激光控制装置接收到第四触发信号后控制第二激光发射装置关闭，同时，第二激光发射装置发送低电平信号至集成处理器，集成处理器将接收到的低电平信号传输至计数器，若压力比较装置接收到的压力信号在待传输产品或零件对应的标准压力范围内，则压力比较装置控制第二激光控制装置发出第五触发信号，第二激光控制装置接收到第五触发信号后控制第二激光发射装置开启，在待传输产品或零件经过第二激光发射装置下方时，第二激光发射装置发送高电平信号至集成处理器，集成处理器将接收到的高电平信号传输至计数器，计数器通过接收到的信号对待传输产品或零件进行计数，并将计数值传输至计数显示器进行显示，集成处理器将接收到的图像边缘信息、压力信号均通过无线网络传输至远程设备。

优选的是，计数器通过接收到的信号对待传输产品或零件进行计数，计数器内包括一与门电路，若待传输产品或零件从第一传输带上方的第一激光发射装置下方传输至第三传输带上方的第二激光发射装置下方的时间为t，则计数器以t时间为一周期，在t周期内将接收到的电平信号传输至与门电路，若与门电路结果为高电平，则计数器为合格产品或零件数量累积加1，若与门电路结果为低电平，则计数器为不合格产品或零件数量累积加1。

优选的是，主控装置还包括显示器和存储器，显示器的输入端与集成处理器的输出端连接，存储器的输入端与集成处理器的输出端连接；集成处理器将接收到的图像信息和压力信号传输至显示器进行显示，集成处理器将接收到的图像信息和压力信号传输至储存器进行存储。

优选的是，将图像获取设备传输至图像边缘提取装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，图像边缘提取装置对接收到的图像进行边缘提取，步骤如下：

步骤1：提取图像边缘提取装置接收到的图像信息的图像水平检测的梯度幅值，其中gx(i,j)为图像的水平检测的梯度幅值，g(i,j)为图像边缘提取装置接收到的图像的灰度值，i、j∈[x，y]，则有，

；

步骤2：提取图像边缘提取装置接收到的图像信息的图像垂直检测的梯度幅值，其中gy(i,j)为图像的垂直检测的梯度幅值，g(i,j)为图像边缘提取装置接收到的图像的灰度值，i、j∈[x，y]，则有，

；

步骤3：求取图像边缘提取装置接收到的图像信息的图像梯度幅值g(i,j)，则有，

；

步骤4：图像边缘提取装置的边缘检测卷积核为：

、；

步骤5：图像边缘提取装置把图像获取设备采集到的图像f(x,y)与边缘检测的卷积核进行卷积后，求得图像的梯度幅值g(x,y)，然后选择预设门限阈值th对幅值进行判断，若g(x,y)大于th，则阶跃状边缘点(x,y)的集合｛g(x,y)｝为所求的边缘图像。

优选的是，压力传感器用于检测第二传输带上的待传输产品或零件的压力信号，将采集的压力信号转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至信号处理电路，v1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，压力传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与集成处理器的输入端连接。

优选的是，信号放大单元包括电容c1-c3、场效应管t1、三极管t2和电阻r1-r7。

其中，压力传感器的输出端与电容c1的一端连接，电阻r3的一端接地，电阻r3的一端还与电阻r4的一端连接，电阻r3的另一端与电阻r2的一端连接，电阻r4的另一端与电阻r1的一端连接，电阻r4的另一端还与电容c2的一端连接，电阻r3的另一端与电容c2的另一端连接，电阻r5的一端与电容c2的一端连接，电阻r5的另一端与电阻r6的一端连接，电容c1的另一端与电阻r1的另一端连接，电容c1的另一端与场效应管t1的栅极连接，电阻r2的另一端与场效应管t1的源极连接，场效应管t1的漏极与三极管t2的基极连接，场效应管t1的漏极与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端与三极管t2的发射极连接，电容c3的一端连接，电容c3的另一端与电阻r7的另一端连接，场效应管t1的源极与三极管t2的集电极连接，三极管t2的集电极与信号滤波单元的输入端连接，电阻r6的另一端与电容c3的另一端连接。

优选的是，信号滤波单元包括电阻r8-r10、电容c4-c6以及运算放大器a1。

其中，信号放大单元的输出端与运算放大器a1的同相输入端连接，电容r8的一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电容c4的一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电容c4的另一端与电容c5的一端连接，电容c4的另一端电阻r10的一端连接，电容c5的另一端与运算放大器a1的输出端连接，电阻r10的一端与电容c6的一端连接，电容c6的一端接地，电容c6的另一端与电阻r8的另一端连接，电阻r8的另一端与电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端与电容c5的另一端连接，电容c5的另一端与集成处理器的输入端连接，信号滤波单元将电压信号v1传输至集成处理器。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供了一种自适应传输检测装置，其包括第一激光发射装置、图像获取设备、光源、主控装置、第二传输带、第二激光发射装置、计数显示器、第二激光控制装置、第一传输带、第三传输带、压力传感器；主控装置包括信号处理电路、图像边缘提取装置、图像边缘比较装置、集成处理器、压力比较器、计数器以及无线网络，通过图像获取设备和图像边缘提取装置对待传输产品或零件的外形进行精准校对，再使用压力传感器和信号处理电路对传输产品或零件的质量进行精准校对，结合第一激光发射装置、第二激光控制装置、第二激光发射装置以及计数器有效对合格的传输产品或零件和不合格的传输产品或零件进行区分。

（2）本发明的发明点还在于，信号处理电路的噪声在2.15nv以内，漂移为1.85μv/℃，信号滤波单元对经过放大后的电压信号进行滤波处理，从而大大提高了压力检测的精度。

附图说明

图1为本发明的自适应传输检测装置的结构图；

图2为本发明的自适应传输检测装置的示意图；

图3为本发明的信号处理电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的自适应传输检测装置进行详细说明。

如图1-2所示，本发明提供的自适应传输检测装置包括第一激光发射装置1、图像获取设备2、光源3、主控装置4、第二传输带5、第二激光发射装置6、计数显示器7、第二激光控制装置8、第一传输带9、第三传输带10、压力传感器；主控装置4包括信号处理电路、图像边缘提取装置、图像边缘比较装置、集成处理器、压力比较器、计数器以及无线网络。

其中，将待传输产品或零件放置于第一传输带9，第一激光发射装置1设置于第一传输带9上，第一激光发射装置1的输出端与集成处理器的输入端连接，当待传输产品或零件经过第一激光发射装置1下方时，第一激光发射装置1发出高电平信号和第一触发信号至集成处理器，计数器的输入端与集成处理器的输出端连接，集成处理器将接收到的高电平信号传输至计数器。

集成处理器将接收到的第一触发信号传输至图像获取设备2和光源3，图像获取设备2设置于第一传输带9上，光源3接收到第一触发信号后打开光源，图像获取设备2接收到第一触发信号后采集由第一传输带9传输至图像获取设备2正下方的待传输产品或零件的图像信息，图像获取设备2的输出端与图像边缘提取装置的输入端连接，图像边缘提取装置的输出端与集成处理器的输入端连接，图像获取设备2将采集到的图像信息传输至图像边缘提取装置，图像边缘提取装置对接收到的图像信息进行图像边缘提取，并将提取出的图像边缘信息传输至集成处理器，集成处理器的输出端与图像边缘比较装置连接，集成处理器将接收到的图像边缘信息传输至图像边缘比较装置，图像边缘比较装置内存储有与待传输产品或零件的标准图像边缘信息，图像边缘比较装置将接收到的图像边缘图像信息与其存储的待传输产品或零件的标准图像边缘信息进行比对，若图像边缘比较装置接收到的图像边缘图像信息与其存储的待传输产品或零件的标准图像边缘信息一致，则图像边缘比较装置发出第二触发信号至压力传感器，若图像边缘比较装置接收到的图像边缘图像信息与其存储的待传输产品或零件的标准图像边缘信息不一致，则图像边缘比较装置发出第三触发信号至第二激光控制装置8，第二激光发射装置6设置于第三传输带10上，第二激光控制装置8接收到第三触发信号后控制第二激光发射装置6关闭，同时控制第二激光发射装置6发送低电平信号至集成处理器，集成处理器将接收到的低电平信号传输至计数器，第二激光发射装置6的输出端与集成处理器的输入端连接。

压力传感器设置于第二传输带5上，压力传感器在接收到第二触发信号后开始作业，第一传输带9将待传输产品或零件传输至第二传输带5，压力传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与集成处理器的输入端连接，压力传感器用于检测第二传输带5上的待传输产品或零件的压力信号，压力传感器将检测到的压力信号传输至信号处理电路，信号处理电路将接收到的压力信号进行信号处理后传输至集成处理器，集成处理器将接收到的压力信号传输至压力比较装置，压力比较装置内存储有与待传输产品或零件对应的标准压力范围，压力比较装置将接收到的压力信号与其存储的与待传输产品或零件对应的标准压力范围进行比较，若压力比较装置接收到的压力信号不在待传输产品或零件对应的标准压力范围内，则压力比较装置控制第二激光控制装置8发出第四触发信号，第二激光控制装置接收到第四触发信号后控制第二激光发射装置6关闭，同时，第二激光发射装置6发送低电平信号至集成处理器，集成处理器将接收到的低电平信号传输至计数器，若压力比较装置接收到的压力信号在待传输产品或零件对应的标准压力范围内，则压力比较装置控制第二激光控制装置发出第五触发信号，第二激光控制装置8接收到第五触发信号后控制第二激光发射装置6开启，在待传输产品或零件经过第二激光发射装置6下方时，第二激光发射装置6发送高电平信号至集成处理器，集成处理器将接收到的高电平信号传输至计数器，计数器通过接收到的信号对待传输产品或零件进行计数，并将计数值传输至计数显示器7进行显示，集成处理器将接收到的图像边缘信息、压力信号均通过无线网络传输至远程设备。

上述实施方式中，本发明提供的自适应传输检测装置，其包括第一激光发射装置1、图像获取设备2、光源3、主控装置4、第二传输带5、第二激光发射装置6、计数显示器7、第二激光控制装置8、第一传输带9、第三传输带10、压力传感器；主控装置4包括信号处理电路、图像边缘提取装置、图像边缘比较装置、集成处理器、压力比较器、计数器以及无线网络，通过图像获取设备2和图像边缘提取装置对待传输产品或零件的外形进行精准校对，再使用压力传感器和信号处理电路对传输产品或零件的质量进行精准校对，结合第一激光发射装置1、第二激光控制装置8、第二激光发射装置6以及计数器有效对合格的传输产品或零件和不合格的传输产品或零件进行区分。

上述实施方式中，第一传输带9与第二传输带5连接，第二传输带5与第三传输带10连接，第三激光控制装置8与第二激光发射装置6连接，第三激光控制装置8与第二激光发射装置6均设置于第三传输带10上方。

更进一步地，第一激光发射装置1内存储有其激光发射端与第一传输带9之间的距离信息，第一激光发射装置1用于监测其激光发射端与第一传输带9之间的距离信息，若第一激光发射装置1采集的距离信息小于其存储的激光发射端与第一传输带9之间的距离信息，则说明，第一激光发射装置1下有待传输产品或零件经过，则第一激光发射装置1发出高电平信号和第一触发信号至集成处理器。

更进一步地，第二激光发射装置6内存储有其激光发射端与第三传输带10之间的距离信息，第二激光发射装置6用于监测其激光发射端与第三传输带10之间的距离信息，若第二激光发射装置6采集的距离信息小于其存储的激光发射端与第三传输带10之间的距离信息，则说明，第二激光发射装置6下有待传输产品或零件经过，则第二激光发射装置6发出高电平信号至集成处理器。

更进一步地，计数器通过接收到的信号对待传输产品或零件进行计数，计数器内包括一与门电路，若待传输产品或零件从第一传输带9上方的第一激光发射装置1下方传输至第三传输带10上方的第二激光发射装置6下方的时间为t，则计数器以t时间为一周期，在t周期内将接收到的电平信号传输至与门电路，若与门电路结果为高电平，则计数器为合格产品或零件数量累积加1，若与门电路结果为低电平，则计数器为不合格产品或零件数量累积加1。

上述实施方式中，若待传输产品或零件的数量为n，则计数器的整体计数时间为nt，在nt时间内，计数器计算得到合格产品或零件数量为n，不合格产品或零件数量为m（m+n=n），则计数显示器7上显示为“合格：n”、“不合格：m”。

更进一步地，主控装置4还包括显示器和存储器，显示器的输入端与集成处理器的输出端连接，存储器的输入端与集成处理器的输出端连接；集成处理器将接收到的图像信息和压力信号传输至显示器进行显示，集成处理器将接收到的图像信息和压力信号传输至储存器进行存储。

上述实施方式中，集成处理器将接收到的图像信息和压力信号按照第n个t周期进行编号，例如，在第3个t周期内，若集成处理器仅接收到图像信息，则将该图像信息标记为3，若集成处理器接收到图像信息和压力信号，则将压力信号标记为3。因为，若集成处理器仅接收到图像信息，则说明该图像信息即为不合格的待传输产品或零件的图像信息，对其进行标号能够便于剔除，若集成处理器接收到图像信息和压力信号，则说明待传输产品或零件可能为合格也可能为不合格，但是待传输产品或零件的外形，即图像边缘肯定是合格的，因此，此时仅需对压力信号进行标记，以便于对不合格品进行剔除。

更进一步地，显示器按照n个t周期一一对应显示图像信息和压力信号及其编号，存储器也按照n个t周期一一对应存储图像信息和压力信号及其编号。

更进一步地，将图像获取设备2传输至图像边缘提取装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，图像边缘提取装置对接收到的图像进行边缘提取，步骤如下：

步骤1：提取图像边缘提取装置接收到的图像信息的图像水平检测的梯度幅值，其中gx(i,j)为图像的水平检测的梯度幅值，g(i,j)为图像边缘提取装置接收到的图像的灰度值，i、j∈[x，y]，则有，

；

步骤2：提取图像边缘提取装置接收到的图像信息的图像垂直检测的梯度幅值，其中gy(i,j)为图像的垂直检测的梯度幅值，g(i,j)为图像边缘提取装置接收到的图像的灰度值，i、j∈[x，y]，则有，

；

步骤3：求取图像边缘提取装置接收到的图像信息的图像梯度幅值g(i,j)，则有，

；

步骤4：图像边缘提取装置的边缘检测卷积核为：

、；

步骤5：图像边缘提取装置把图像获取设备2采集到的图像f(x,y)与边缘检测的卷积核进行卷积后，求得图像的梯度幅值g(x,y)，然后选择预设门限阈值th对幅值进行判断，若g(x,y)大于th，则阶跃状边缘点(x,y)的集合｛g(x,y)｝为所求的边缘图像。

如图3所示，压力传感器用于检测第二传输带5上的待传输产品或零件的压力信号，将采集的压力信号转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至信号处理电路，v1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，压力传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与集成处理器的输入端连接。

更进一步地，信号放大单元包括电容c1-c3、场效应管t1、三极管t2和电阻r1-r7。

其中，压力传感器的输出端与电容c1的一端连接，电阻r3的一端接地，电阻r3的一端还与电阻r4的一端连接，电阻r3的另一端与电阻r2的一端连接，电阻r4的另一端与电阻r1的一端连接，电阻r4的另一端还与电容c2的一端连接，电阻r3的另一端与电容c2的另一端连接，电阻r5的一端与电容c2的一端连接，电阻r5的另一端与电阻r6的一端连接，电容c1的另一端与电阻r1的另一端连接，电容c1的另一端与场效应管t1的栅极连接，电阻r2的另一端与场效应管t1的源极连接，场效应管t1的漏极与三极管t2的基极连接，场效应管t1的漏极与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端与三极管t2的发射极连接，电容c3的一端连接，电容c3的另一端与电阻r7的另一端连接，场效应管t1的源极与三极管t2的集电极连接，三极管t2的集电极与信号滤波单元的输入端连接，电阻r6的另一端与电容c3的另一端连接。

更进一步地，信号滤波单元包括电阻r8-r10、电容c4-c6以及运算放大器a1。

其中，信号放大单元的输出端与运算放大器a1的同相输入端连接，电容r8的一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电容c4的一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电容c4的另一端与电容c5的一端连接，电容c4的另一端电阻r10的一端连接，电容c5的另一端与运算放大器a1的输出端连接，电阻r10的一端与电容c6的一端连接，电容c6的一端接地，电容c6的另一端与电阻r8的另一端连接，电阻r8的另一端与电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端与电容c5的另一端连接，电容c5的另一端与集成处理器的输入端连接，信号滤波单元将电压信号v1传输至集成处理器。

上述实施方式中，信号处理电路的噪声在2.15nv以内，漂移为1.85μv/℃，运算放大器a1的型号为lt1192。

在信号放大单元中，电容c1的电容值为100pf，电容c2的电容值为10μf，电容c3的电容值为100μf，电阻r1的电阻值为100mω，电阻r2的电阻值为5.1kω，电阻r3的电阻值为180kω，电阻r4的电阻值为20mω，电阻r5的电阻值为20mω，电阻r6的电阻值为15kω，电阻r7的电阻值为40kω。

信号放大单元为一种高阻抗放大器，从电路结构上看，用场效应管与晶体管复合组成放大电路的主体，不仅能够大大降低对压力传感器采集的信号的噪声，还能有效抑制放大电路的漂移。

在信号放大单元中，在如上述电阻、电容的设置中，r4∥r5＞＞r3,r3＞＞r2，因此压力传感器采集的信号传输至场效应管t1时，经过场效应管t1后的信号得到有效的噪声抑制。

在信号滤波单元中，设置r8=r9=2r10，电容c4=c5=2c6，因此信号滤波单元能够对信号放大单元输出信号进行滤波。

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