光电检测的鹅毛烫整分拣装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种光电检测的鹅毛烫整分拣装置，烫整板上方设置传输鹅毛的传输带，传输带上方设置鹅毛杆夹持装置，鹅毛杆夹持装置后设置对鹅毛进行烫整加工的压烫平整装置；在鹅毛杆夹持装置前上方设置用于鹅毛分拣作业的摄像机A，在传输带侧面设置用于对烫整加工后的鹅毛进行质量检测的摄像机B，摄像机A、摄像机B与FPGA连接，FPGA与单片机连接；在鹅毛杆夹持装置后，设置将不合格鹅毛吹走的吹气系统；烫整板中间位置开孔安装与单片机连接的光电检测开关。本发明结构紧凑且简单、自动化程度高、测控系统结构合理且智能化程度高。
【专利说明】光电检测的觀毛烫整分栋装置
[0001] 本申请是申请号"201310060881. 1"、名称"全自动鶴毛分栋烫整一体化系统"、申 请日=2013. 2. 27专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种全自动鶴毛分栋烫整一体化系统，属于机电一体化、传感与测控
【技术领域】。
【背景技术】
[0003] 全世界90%的鶴毛種球由中国制造，鶴毛種球运动主要在欧州。鶴毛種球对飞行 的平稳性和耐打度要求很高。鶴毛種球的质量与鶴羽毛的分栋精度、烫整质量有很大的关 系。鶴毛種球是劳动密集型产品，从鶴羽毛的分栋、烫整到成品鶴毛種球的检测，大约有十 来道工序。其中，鶴羽毛的分栋烫整直接影响鶴毛種球的外观、耐打度W及飞行轨迹。因 此，它是能否生产出合格甚至优质产品的关键环节。目前鶴毛種球分栋还是采用人工目测 分栋，人工烫整，存在劳动强度高、分栋及烫整质量差的问题。
[0004] 鶴的羽毛比较厚实，它的纤维的丝比较丰富，绒含量比较高，很密集，挑选出上等 的鶴毛，把它做成一个鶴毛種球，它的飞行会很稳定，很结实。而且鶴毛的外观也更加美观， 乳白色的鶴毛还可W发射出亮丽的油光。毛片的末梢宽而齐呈方园形。羽面光泽柔和，轴 管有一簇较密而清晰的羽丝，羽轴粗而根软。高质量鶴毛種球的羽毛都必须采用优质鶴毛， 鶴毛的强度、初性都特别适合鶴毛種球的要求。在制作鶴毛種球的过程中，羽毛的挑选和处 理最为困难。因为羽毛都是天然而成的，就难免有厚的和薄的，有往左弯或往右弯，有上翅 或者下翅。经过分栋和烫整挑选出来的鶴羽毛要均匀，它的重要相当，体积相当，形状相当， 该样做出来的球飞行才是稳定的。
[0005] 在鶴毛分栋领域，国内外有较多研究，最新的研究方向和研究成果集中 在基于机器视觉的鶴毛图像处理与缺陷识别上。识别的缺陷主要有W下几点： ①霉变，主要体现为白毛变黄，灰毛发乌。在图像处理中多体现在局部或全局羽毛色彩的 改变。質虫蚀，主要体现为毛丝脱落、毛片呈银齿状。在图像处理中主要体现为局部色彩 或灰度改变、羽毛边缘形状改变。感弯拱，主要体现为羽毛过度弯曲、翅起。在图像处理中 体现为羽毛边缘形状改变。并通过特征提取和模式识别可实现弯拱分类。感毛杆伤痕。毛 杆是鶴毛的主干，毛杆损伤对羽毛强度和质量影响最大。在图像处理中，可进行边缘识别， 然后对边缘辨识后毛杆进行跟踪拟和确定毛杆的具体位置，通过对拟和曲线的分析可W得 到毛杆的粗细和弯度，在毛杆范围内对边缘识别后的图像进行分析，确定毛杆上是否存在 伤痕。度）受潮。主要体现为毛发堆积。图像识别特征为色彩或灰度值的改变。由于后续 的烫整工序，会使羽毛塑形，因此在毛发堆积的情况下进行烫整，会使羽绒产生形状崎变。
[0006] 为了实现羽毛的平整，弯鶴毛用胶水拉直是常见的方法，但按该种方法加工的鶴 毛種球的毛片，大多有损伤，影响鶴毛種球质量。烫整是实现鶴毛平整的有效手段，国内外 对于皮革、衣料等自动烫整机研究较多，但未见对鶴毛自动烫整装置研究。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种鶴毛分栋烫整一体化、结构紧凑且简单、自动化程度 高的全自动鶴毛分栋烫整一体化系统。
[0008] 本发明的技术解决方案是： 一种全自动鶴毛分栋烫整一体化系统，其特征是：包括基座，基座上设置烫整板，烫整 板上方设置传输鶴毛的传输带，传输带上方设置鶴毛杆夹持装置，鶴毛杆夹持装置后设置 对鶴毛进行烫整加工的压烫平整装置；在鶴毛杆夹持装置前上方设置用于鶴毛分栋作业的 摄像机A，在传输带侧面设置用于对烫整加工后的鶴毛进行质量检测的摄像机B，摄像机A、 摄像机B与FPGA连接，FPGA与单片机连接；在鶴毛杆夹持装置后，设置将不合格鶴毛吹走 的吹气系统； 单片机通过IO 口线启动FPGA图像采集处理流程，FPGA将彩色摄像机A的图像采集并 存储为RGB格式，通过彩色图像边缘提取和边缘识别，分别得到羽绒和毛杆的边缘轮廓，并 对轮廓内的彩色像素进行分析；两个彩色像素H维空间的欧几里德距计算公式为：
【权利要求】
1. 一种光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是：包括基座，基座上设置烫整板，烫整 板上方设置传输鶴毛的传输带，传输带上方设置鶴毛杆夹持装置，鶴毛杆夹持装置后设置 对鶴毛进行烫整加工的压烫平整装置；在鶴毛杆夹持装置前上方设置用于鶴毛分栋作业的 摄像机A，在传输带侧面设置用于对烫整加工后的鶴毛进行质量检测的摄像机B，摄像机A、 摄像机B与FPGA连接，FPGA与单片机连接；在鶴毛杆夹持装置后，设置将不合格鶴毛吹走 的吹气系统； 单片机通过IO 口线启动FPGA图像采集处理流程，FPGA将彩色摄像机A的图像采集并 存储为RGB格式，通过彩色图像边缘提取和边缘识别，分别得到羽绒和毛杆的边缘轮廓，并 对轮廓内的彩色像素进行分析；两个彩色像素H维空间的欧几里德距计算公式为： i = pi, -R,f+(Gi-〇2? + (A -B2)' … d值代表了两个彩色像素接近程度，R1、G1、B1代表为第一个彩色像素的RGB H分量值， R2、G2、B2代表为第二个彩色像素的RGBH分量值，在FPGA中内置一参考色彩R、G、B，内置 d的阔值，计算羽绒及毛杆轮廓内每个彩色像素和给定彩色像素之间的欧几里德距，得到欧 几里德距大于阔值的像素个数n，n大于一定设置量，作为不合格鶴毛，则单片机启动吹气 系统，剔除该鶴毛； 鶴毛通过分栋流程后，单片机启动鶴毛杆夹持装置夹持鶴毛杆；夹持完成后，单片机启 动压烫平整装置， 当压烫平整装置烫整一次后，自动抬起，FPGA启动烫整质量检测流程，采集摄像机B 的图像，由于白色鶴毛与背景图像有较大差别，通过彩色图像灰度化、值化、中值滤波、前景 图像获取，并采用闭运算，填充物体内细小空洞，连接邻近物体和平滑边界，采用开运算，消 除细小物体，并在纤细处分离物体和平滑较大物体边界，提取鶴毛边缘，通过连续边缘点特 征，识别鶴毛是否在烫整后还有翅起，如果还有翅起，则再运行一次烫整流程，并检测翅起， H次烫整依然有翅起的鶴毛，作为不合格鶴毛，夹持机构松开，采用吹气系统将该鶴毛剔 除； 烫整板中间位置开孔安装与单片机连接的光电检测开关，工作时，单片机循环检测光 电开关状态，当光电开关状态改变，被加工鶴毛到达作业位置后，单片机控制传输带驱动电 机停止运转，鶴毛停止传输，启动分栋和烫整作业。
2. 根据权利要求1所述的光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是；摄像机B的光轴 垂直于Z轴，并与传输带在一水平面内，通过侧面拍摄识别鶴毛烫整后的平整度。
3. 根据权利要求1或2所述的光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是；鶴毛杆夹持 装置包括装于基座上的左、右固定块，左、右固定块上分别装自动滑块A、自动滑块B，自动 滑块A、自动滑块B由电机和齿轮丝杆传动装置驱动，在固定块上沿着X轴向运动，自动滑块 A与自动滑块B运动速度大小一致，运动方向相反；当鶴毛运动时，自动滑块A、B分离，向外 侧运动，不阻挡鶴毛传输；当鶴毛停止加工时，自动滑块A、B向内侧运动，合塊并夹持住鶴 毛的毛杆。
4. 根据权利要求3所述的光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是；在自动滑块A、B 夹持面均安装两片弹黃片，用于夹持鶴毛的毛杆，其中自动滑块A的两片弹黃片背面均贴 有应变片，通过检测弹黃片变形来控制夹持压力大小。
5. 根据权利要求I或2所述的光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是；所述压烫平 整装置包括平整头支架，平整头支架上装由Z轴电机驱动、通过丝杆上下移动的平整头；平 整头支架可在Y轴电机驱动下，通过同步轮、同步带及导轨装置，沿着Y轴方向移动。
6. 根据权利要求5所述的光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是；平整头在Y、Z轴 上的位移大小通过行程开关限制。
7. 根据权利要求5所述的光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是；平整头压附力通 过其调整弹黃进行调整，保证平整头与被烫物鶴毛全面接触。
8. 根据权利要求5所述的光电检测的鶴毛烫整分栋装置，其特征是；平整头的温度由 加热棒提供，平整头内置热电偶测温，平整头工作温度可自行设定，保证平整头在一定温度 范围内工作，温度达不到设定范围，烫整作业暂停。
【文档编号】B07C5/342GK104259111SQ201410383994
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年2月27日 优先权日:2013年2月27日
【发明者】周根荣, 钱晓菲, 钟永彦 申请人:南通大学