一种用于棉花异纤检测的图像采集装置的制作方法

本实用新型涉及一种图像采集装置，尤其是一种用于棉花异纤检测的图像采集装置。

背景技术：

棉花是我国的主要经济作物之一，是纺织工业的重要原料，也是我国重要的出口创汇物质。国际上，一般将棉花杂质分为植物杂质和异物，包括棉花植物部分、杂草植物部分、合成材料、有机物质、昆虫和生理糖，以及非有机材料。危险性杂物是混入棉花中的对棉花加工，使用和棉花质量有严重影响的硬杂物和软杂物，如金属、砖石及化学纤维、丝麻、毛发、塑料绳、布块等异性纤维或色纤维等。将混入棉花中的非纤维杂物和不孕籽、棉籽、籽棉、破籽、籽屑上的棉纤维及异性纤维色纤维归为异性纤维。

棉花杂质含量不仅是棉花定级和定价的主要指标之一，而且直接影响棉花轧花和纱效果，最终影响机织产品质量。我国大部分棉花生产区域，棉花采收仍然以人工采摘为主，在采摘、装棉、晒棉、运棉和售棉等过程中，容易混入外来杂质，包括种棉花使用的地膜碎片，捡拾棉花时带入的塑料碎片，棉袋、手套和编制袋碎块，以及塑料绳和毛发等杂质，这些杂质的存在直接影响国内原棉出口。所以，异纤异物分拣是一个极其重要的研究领域，异纤异物是指混入棉花中的对棉花及其制品质量有严重影响的非棉纤维和非本色棉纤维。

异纤和异物可归为两种完全不同的类别：异物在颜色、对比度和结构方面与棉花有很大不同。异纤则由浅色和透明物体组成，通常是聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)膜，从颜色上很难与棉花区分开，无法被常规异物分离装置识别。针对在颜色和对比度上与棉花有很大区别的异物，采用白色光源照射和彩色ccd成像，从成像后的r、g、b信号上即可检测出异物。但异纤由于其本身是透明物体，在白光照射下从颜色上很难以与棉花区分。因此，有必要设计出一种用于棉花异纤检测的图像采集装置，能够便于拍摄到日光灯照射、荧光灯照射以及偏振光照射条件下的检测图像，从而便于后期对三种检测图像中的异纤进行综合识别分析。

技术实现要素：

实用新型目的：提供一种用于棉花异纤检测的图像采集装置，能够便于拍摄到日光灯照射、荧光灯照射以及偏振光照射条件下的采集图像，从而便于后期对三种采集图像中的异纤进行综合识别分析。

技术方案：本实用新型所述的用于棉花异纤检测的图像采集装置，包括矩形顶板、四块隔挡板、三个线阵ccd摄像机、两个环形日光灯、一个环形紫外灯以及三个悬吊调节机构；在矩形顶板的下侧面四个顶角处均竖向设置有一根竖向撑杆，并在竖向撑杆上间隔设置有各个定位销孔；在四根竖向撑杆的下端均套设有一根竖向套管；在竖向套管的下端部上设有底部安装板；在竖向套管的上端管壁上螺纹旋合安装有一根定位螺栓，且定位螺栓的螺杆端部伸入其中一个定位销孔中；四块隔挡板竖向安装在矩形顶板的下侧面上，且四块隔挡板等间隔平行设置，将矩形顶板的下方自左向右分隔成三个检测区间；三个悬吊调节机构均包括竖向调节管、调节螺母、竖向悬吊管以及设备安装板；三个悬吊调节机构的竖向调节管均竖向贯穿式安装在矩形顶板上，且分别位于三个检测区间的顶部中心处；竖向悬吊管插装在对应的竖向调节管中，并在竖向悬吊管的上端外管壁上设置有调节外螺纹；调节螺母螺纹旋合安装在调节外螺纹上，且调节螺母支撑在竖向调节管的上端管口上；设备安装板水平安装在竖向悬吊管的下端部上，且竖向悬吊管的下端贯穿设备安装板；三个线阵ccd摄像机分别固定安装在三个悬吊调节机构的设备安装板下侧面中心处；在三个设备安装板下方通过悬吊短杆固定安装有一个环形反光板；环形紫外灯固定安装在中间检测区间内的环形反光板下方；两个环形日光灯分别固定安装在左右两个检测区间内的环形反光板下方；线阵ccd摄像机的镜头伸至环形反光板的下方；在右侧检测区间内的环形日光灯以及对应的线阵ccd摄像机下方通过设置有偏振片；线阵ccd摄像机的电连接线缆、环形日光灯的电连接线缆以及环形紫外灯的电连接线缆沿对应位置处的竖向悬吊管向上伸出至矩形顶板外。

进一步地，在右侧检测区间内的设备安装板左右侧边的下方均竖向设置有一块侧边板，且侧边板的下侧边延伸至环形日光灯下方；在两块侧边板的下侧边相对内侧均设置有侧边凸条，在两个侧边凸条上均设置有条形插槽；偏振片的左右侧边分别插装在两个条形插槽中，且位于环形日光灯以及线阵ccd摄像机的镜头下方。

进一步地，在隔挡板的右侧面上垂直设置有两根锁紧固定螺杆；在隔挡板的右侧贴近设置有一块竖向延长板；在竖向延长板上竖向设置有两个条形导向孔，两根锁紧固定螺杆分别贯穿两个条形导向孔；在竖向延长板的下侧边设置有一个安装槽口；在安装槽口上旋转式安装有一根转棍；在两根锁紧固定螺杆的伸出端部上均螺纹旋合安装有一个蝶形螺母。

进一步地，在矩形顶板的前后侧边上均设有一个遮光机构；遮光机构包括卷轴、遮光布以及平衡拉杆；卷轴的两端通过两个支座旋转式安装在矩形顶板的侧边上，遮光布绕卷在卷轴上，平衡拉杆横向设置在遮光布的下侧边上。

进一步地，在矩形顶板的前后侧边上且位于四块隔挡板处均设置有压条机构；压条机构包括弧形弯折杆、压条以及磁吸条；弧形弯折杆的上端通过铰接座安装在矩形顶板的侧边上，且位于卷轴上方；压条的上端对接安装在弧形弯折杆的下端部上；磁吸条固定安装在压条相对隔挡板的侧面上。

进一步地，在竖向套管的下端外管壁上设有弯钩；平衡拉杆的两端横向伸出遮光布的左右侧边缘外；弯钩用于扣在对应位置处的平衡拉杆的伸出端上。

进一步地，在竖向调节管的管壁上竖向设置有条形限位孔；在竖向悬吊管的外管壁上设置有滑动式嵌入条形限位孔中的限位凸柱。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：利用环形日光灯与线阵ccd摄像机的组合能够满足棉花中有色异纤的检测图像拍摄，利用环形紫外灯与线阵ccd摄像机的组合同时配合带有偏振片的环形日光灯与线阵ccd摄像机的组合能够满足棉花中无色异纤的检测图像拍摄，从而能够在后期对检测图像进行识别处理时能够识别出检测图像中是否存在异纤；利用隔挡板能够实现检测区间的隔离，从而防止光线的相互影响；利用竖向套管、竖向撑杆以及定位螺栓的配合，能够调节矩形顶板的支撑高度，从而根据现场使用需要进行高度调节；利用竖向调节管、调节螺母、竖向悬吊管以及设备安装板构成的悬吊调节机构，能够实现对线阵ccd摄像机以及环形日光灯或环形紫外灯的高度调节，满足现场安装需要；利用环形日光灯或环形紫外灯能够确保光源的均匀性，且通过环形反光板的设置能够使得光线反射后与线阵ccd摄像机镜头朝向一致，确保线阵ccd摄像机的图像采集质量；利用竖向悬吊管能够便于电连接线缆向上走线。

附图说明

图1为本实用新型的前侧结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：

如图1所示，本实用新型公开的用于棉花异纤检测的图像采集装置，包括矩形顶板1、四块隔挡板3、三个线阵ccd摄像机8、两个环形日光灯29、一个环形紫外灯11以及三个悬吊调节机构；在矩形顶板1的下侧面四个顶角处均竖向设置有一根竖向撑杆2，并在竖向撑杆2上间隔设置有各个定位销孔19；在四根竖向撑杆2的下端均套设有一根竖向套管18；在竖向套管18的下端部上设有底部安装板17；在竖向套管18的上端管壁上螺纹旋合安装有一根定位螺栓20，且定位螺栓20的螺杆端部伸入其中一个定位销孔19中；四块隔挡板3竖向安装在矩形顶板1的下侧面上，且四块隔挡板3等间隔平行设置，将矩形顶板1的下方自左向右分隔成三个检测区间；三个悬吊调节机构均包括竖向调节管5、调节螺母9、竖向悬吊管7以及设备安装板27；三个悬吊调节机构的竖向调节管5均竖向贯穿式安装在矩形顶板1上，且分别位于三个检测区间的顶部中心处；竖向悬吊管7插装在对应的竖向调节管5中，并在竖向悬吊管7的上端外管壁上设置有调节外螺纹；调节螺母9螺纹旋合安装在调节外螺纹上，且调节螺母9支撑在竖向调节管5的上端管口上；设备安装板27水平安装在竖向悬吊管7的下端部上，且竖向悬吊管7的下端贯穿设备安装板27；三个线阵ccd摄像机8分别固定安装在三个悬吊调节机构的设备安装板27下侧面中心处；在三个设备安装板27下方通过悬吊短杆28固定安装有一个环形反光板26；环形紫外灯11固定安装在中间检测区间内的环形反光板26下方；两个环形日光灯29分别固定安装在左右两个检测区间内的环形反光板26下方；线阵ccd摄像机8的镜头伸至环形反光板26的下方；在右侧检测区间内的环形日光灯29以及对应的线阵ccd摄像机8下方通过设置有偏振片25；线阵ccd摄像机8的电连接线缆、环形日光灯29的电连接线缆以及环形紫外灯11的电连接线缆沿对应位置处的竖向悬吊管7向上伸出至矩形顶板1外。

利用环形日光灯29与线阵ccd摄像机8的组合能够满足棉花中有色异纤的检测图像拍摄，利用环形紫外灯11与线阵ccd摄像机8的组合同时配合带有偏振片25的环形日光灯29与线阵ccd摄像机8的组合能够满足棉花中无色异纤的检测图像拍摄，从而能够在后期对检测图像进行识别处理时能够识别出检测图像中是否存在异纤；利用隔挡板3能够实现检测区间的隔离，从而防止光线的相互影响；利用竖向套管18、竖向撑杆2以及定位螺栓20的配合，能够调节矩形顶板1的支撑高度，从而根据现场使用需要进行高度调节；利用竖向调节管5、调节螺母9、竖向悬吊管7以及设备安装板27构成的悬吊调节机构，能够实现对线阵ccd摄像机8以及环形日光灯29或环形紫外灯11的高度调节，满足现场安装需要；利用环形日光灯29或环形紫外灯11能够确保光源的均匀性，且通过环形反光板26的设置能够使得光线反射后与线阵ccd摄像机8镜头朝向一致，确保线阵ccd摄像机8的图像采集质量；利用竖向悬吊管7能够便于电连接线缆向上走线。

进一步地，在右侧检测区间内的设备安装板27左右侧边的下方均竖向设置有一块侧边板23，且侧边板23的下侧边延伸至环形日光灯29下方；在两块侧边板23的下侧边相对内侧均设置有侧边凸条24，在两个侧边凸条24上均设置有条形插槽；偏振片25的左右侧边分别插装在两个条形插槽中，且位于环形日光灯29以及线阵ccd摄像机8的镜头下方。利用侧边凸条24上的条形插槽来安装偏振片25方便快捷。

进一步地，在隔挡板3的右侧面上垂直设置有两根锁紧固定螺杆21；在隔挡板3的右侧贴近设置有一块竖向延长板4；在竖向延长板4上竖向设置有两个条形导向孔，两根锁紧固定螺杆21分别贯穿两个条形导向孔；在竖向延长板4的下侧边设置有一个安装槽口34；在安装槽口34上旋转式安装有一根转棍35；在两根锁紧固定螺杆21的伸出端部上均螺纹旋合安装有一个蝶形螺母22。利用锁紧固定螺杆21和蝶形螺母22的配合能够根据使用需要调节竖向延长板4的高度，从而在矩形顶板1高度调节后对应调节竖向延长板4的高度；利用转棍35的旋转式安装，能够对输送带上码放较高的棉花进行平整，防止被竖向延长板4的下边缘阻挡不前。

进一步地，在矩形顶板1的前后侧边上均设有一个遮光机构；遮光机构包括卷轴13、遮光布14以及平衡拉杆15；卷轴13的两端通过两个支座12旋转式安装在矩形顶板1的侧边上，遮光布14绕卷在卷轴13上，平衡拉杆15横向设置在遮光布14的下侧边上。利用遮光机构能够根据现场使用需要对检测区间的前后侧进行环境光线遮挡。

进一步地，在矩形顶板1的前后侧边上且位于四块隔挡板3处均设置有压条机构；压条机构包括弧形弯折杆31、压条32以及磁吸条33；弧形弯折杆31的上端通过铰接座30安装在矩形顶板1的侧边上，且位于卷轴13上方；压条32的上端对接安装在弧形弯折杆31的下端部上；磁吸条33固定安装在压条32相对隔挡板3的侧面上。利用各个压条机构上的磁吸条33能够吸附压条32和隔挡板3，从而对遮光布14进行夹持，使得遮光布14贴紧隔挡板3的侧边，确保遮光效果。

进一步地，在竖向套管18的下端外管壁上设有弯钩16；平衡拉杆15的两端横向伸出遮光布14的左右侧边缘外；弯钩16用于扣在对应位置处的平衡拉杆15的伸出端上。利用弯钩16能够对平衡拉杆15进行固定。

进一步地，在竖向调节管5的管壁上竖向设置有条形限位孔6；在竖向悬吊管7的外管壁上设置有滑动式嵌入条形限位孔6中的限位凸柱10。利用条形限位孔6和限位凸柱10的配合，能够防止竖向悬吊管7相对旋转。

本实用新型公开的用于棉花异纤检测的图像采集装置在使用时，首先根据现场安装需要，调节矩形顶板1的高度，再根据棉花输送带的高度调节各个竖向延长板4的高度，以及线阵ccd摄像机8的镜头高度；再将遮光布14拉下来，将平衡拉杆15两端扣在弯钩16上；再将各个压条机构放下，使得压条32按压在遮光布14上，并通过磁吸条33吸附到对应位置处的隔挡板3边缘上；线阵ccd摄像机8为可见光线阵ccd摄像机，用于进行图像采集，采集图像后期由fpga实时图像检测卡通过cameralink接口连续获取以“行”为单位的彩色数字图像；在环形日光灯29的光线下方设置偏振片25，从而形成线偏振光再照射被检测棉花上，异纤的光学各向异性特性使得o光和e光产生相位差；同样的偏振片25位于线阵ccd摄像机8镜头的下方，使得o光和e光在偏振方向上的分量发生干涉现象，异纤部分在线阵ccd摄像机8上便可观察到彩色图像，后期再由fpga实时图像处理采集图像中的彩色异纤部分。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。