基于光学测量的皮带称重系统的制作方法

1.本实用新型涉及物料称重技术领域，尤其涉及一种基于光学测量的皮带称重系统。


背景技术：

2.电子皮带秤作为连续累计称重的自动衡器，广泛应用于皮带输送机系统中，其对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量，其工作原理是将电子皮带秤的称重桥架安装于输送机架上，该承重架主要由称重传感器和计量托辊构成，当物料经过时，计量托辊检测到皮带上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号即称重信号，之后称重传感器将检测到的称重信号送入称重仪表，同时由测速传感器测得皮带输送机的速度信号也送入称重仪表，称重仪表将速度信号与称重信号进行积分处理，得到瞬时流量及累计量。
3.目前市场上的电子皮带秤普遍存在体积较大，结构复杂且价格较高的问题，特别是称重长度长且精度高的电子皮带秤价格非常昂贵，众多中小型企业无力购买。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种基于光学测量的皮带称重系统，其体积小，结构简单，且成本较低，能够实现传送皮带上散装物料的实时精确称量。
5.本实用新型实施例提供了一种基于光学测量的皮带称重系统，包括：压力弹簧组，设置于传送皮带的称重区域的下方；
6.刚性承载棒，沿传送皮带宽度方向设置于所述压力弹簧组的下方并与所述压力弹簧组刚性连接，所述刚性承载棒用于承托所述压力弹簧组；
7.标志物，安装于所述刚性承载棒的远离传送皮带的外侧面上，所述标志物能够呈现预设形状和/或预设颜色；
8.以及，立体视觉采集装置，位于所述标志物的下方，所述立体视觉采集装置用于采集传送皮带载物时所述标志物所在区域的三维立体图像信息以得到所述标志物的高度变化值，所述标志物的高度变化值等于所述压力弹簧组的实时形变量。
9.在一些实施例中，所述刚性承载棒的数量为多个，多个所述刚性承载棒沿传送皮带长度方向均匀间隔设置。
10.在一些实施例中，所述刚性承载棒的长度大于或等于传送皮带宽度。
11.在一些实施例中，每个所述刚性承载棒的两端部外侧面上均安装有标志物。
12.在一些实施例中，所述标志物为固定形状的标志物，所述标志物的形状包括圆形、方形或者椭圆形。
13.在一些实施例中，所述标志物为红外发光二极管。
14.在一些实施例中，所述立体视觉采集装置包括立体视觉相机和与所述立体视觉相机连接的主控机，所述立体视觉相机为双目立体相机、结构光相机或者tof相机。
15.在一些实施例中，所述基于光学测量的皮带称重系统还包括支撑架，所述刚性承载棒架设在所述支撑架上。
16.本实用新型的有益效果：本实用新型实施例的基于光学测量的皮带称重系统中刚性承载棒与压力弹簧组刚性连接，压力弹簧组产生的弹性形变能够无损失的传导到刚性承载棒上，并在刚性承载棒的外侧面上安装标志物，刚性承载棒运动带动标志物相应运动，再通过立体视觉采集装置获取标志物所在区域的三维立体图像信息以获取三维点云数据，进而从三维点云数据中获取标志物的实时高度值，根据标志物的实时高度值和初始高度值得到标志物的高度变化值即压力弹簧组的实时形变量，最后利用胡克公式计算得到压力弹簧组的弹力，进而得到传送皮带上实时的物料重量。本实用新型实施例的基于光学测量的皮带称重系统体积小，结构简单，且成本较低，基于立体视觉原理能够精确测量压力弹簧组的实时形变量，实现传送皮带上散装物料的实时精确称量。
附图说明
17.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
18.图1为本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统的一些实施例的结构示意图；
19.图2为本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统的另一些实施例的结构示意图。
20.附图标记说明：
21.100-基于光学测量的皮带称重系统；
22.1-压力弹簧组；2-传送皮带；3-刚性承载棒；4-标志物；
23.5-立体视觉采集装置；6-支撑架。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.参见图1所示，本实用新型实施例提供了一种基于光学测量的皮带称重系统100，该系统包括：压力弹簧组1，设置于传送皮带2的称重区域的下方；刚性承载棒3，沿传送皮带宽度方向设置于压力弹簧组1的下方并与压力弹簧组1刚性连接，刚性承载棒3用于承托压力弹簧组1；标志物4，安装于刚性承载棒3的远离传送皮带的外侧面上，标志物4能够呈现预设形状和/或预设颜色；以及，立体视觉采集装置5，位于标志物4的下方，立体视觉采集装置 5用于采集传送皮带载物时标志物4所在区域的三维立体图像信息以得到标志物4的高度变化值，标志物4的高度变化值等于压力弹簧组1的实时形变量。
26.需要说明的是，本实施例中标志物在外界场景光线亮时可为自身不发光的标志物，在外部场景光线暗时，可采用特定颜色的光标志物。标志物的形状根据实际需求设定，
在此不做具体限定。
27.需要说明的是，本实施例中的压力弹簧组由多个压力弹簧构成，多个压力弹簧均匀分布传送皮带的称重区域下方，当传送皮带上传送散装物料时会产生向下的压力，产生的压力压在多个压力弹簧上会使压力弹簧产生弹性形变。
28.需要说明的是，本实施例中刚性承载棒采用刚性材料，其在外力作用下变形很小或者可以忽略不计；由于刚性承载棒与压力弹簧组刚性连接，压力弹簧组产生的弹性形变能够无损失的传导到刚性承载棒上，刚性承载棒在压力的作用下向下移动一段距离，而向下移动的距离等效于压力弹簧组产生的实时形变量。
29.为了方便且准确的测量刚性承载棒向下移动的距离即压力弹簧组的实时形变量，本实施例中在刚性承载棒的外侧面上安装标志物，刚性承载棒运动带动标志物相应运动，再通过立体视觉采集装置获取标志物所在区域的三维立体图像信息以获取三维点云数据，进而从三维点云数据中获取标志物的实时高度值，根据标志物的实时高度值和初始高度值得到标志物的高度变化值即压力弹簧组的实时形变量，最后利用胡克公式计算得到压力弹簧组的弹力，进而得到传送皮带上实时的物料重量。
30.综上所述，本实用新型实施例的基于光学测量的皮带称重系统体积小，结构简单，且成本较低，基于立体视觉原理能够精确测量压力弹簧组的实时形变量，实现传送皮带上散装物料的实时精确称量。
31.在一些实施例中，参见图2所示，本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统100中刚性承载棒3的数量为多个，多个刚性承载棒3沿传送皮带长度方向均匀间隔设置。本实施例中为了测量传送皮带称重区域各个位置的实时物料重量需要设置多个刚性承载棒，其中刚性承载棒的数量和位置设置根据实际设计需求确定，在此不做具体限定。
32.在一些实施例中，参见图1和图2所示，本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统100中刚性承载棒3的长度大于或等于传送皮带宽度。本实施例中刚性承载棒的长度可以等于或者略大于传送皮带宽度，在此不做具体限定。
33.在一些实施例中，参见图2所示，本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统100中每个刚性承载棒3的两端部外侧面上均安装有标志物4。本实施例中可以同时获取每个刚性承载棒上两端的标志物的三维立体图像信息以同时得到两个标志物的实时高度值，进而通过两个实时高度值值进行相互校验，发现系统运行异常以便及时维护。
34.在一些实施例中，本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统100中标志物4为固定形状的标志物，标志物4的形状包括圆形、方形或者椭圆形。需要说明的是，本实施例中标志物还可以为其他形状，在此不一一例举说明。
35.可选的，本实用新型实施例的基于光学测量的皮带称重系统100中标志物4为红外发光二极管。本实施例中采用红外发光二极管作为标志物，免受外界环境光线的影响。需要说明的是，当标志物为红外发光二极管时，立体视觉采集装置中包含有滤光片以滤除其他光线。当然，本实施例中标志物还可以为发射其他颜色的发光二极管，例如绿色、黄色等等，在此不一一例举说明。
36.在一些实施例中，本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统100中立体视觉采集装置5包括立体视觉相机和与立体视觉相机连接的主控机，立体视觉相机为双目立体相机、结构光相机或者tof相机。需要说明的是，本实施例中立体视觉采集装置为市面上具有
立体图像采集功能并集成有立体图像处理、数据计算功能的视觉装置，能够处理三维立体图像信息得到三维点云数据以提取实时高度值，并计算高度变化值和实时物料重量。
37.优选地，本实用新型实施例的基于光学测量的皮带称重系统100中立体视觉采集装置5的立体视觉相机为双目立体相机。需要说明的是，立体视觉采集装置可采用线激光双目立体相机或者rgb双目立体相机，根据实际需求确定，在此不做具体限定。
38.在一些实施例中，参见图1所示，本实用新型的基于光学测量的皮带称重系统100还包括支撑架6，刚性承载棒3架设在支撑架6上。
39.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。