球形物料送检分类装置的分类机构的制作方法

本实用新型涉及球形物料生产设备，尤其是一种球形物料送检分类装置的分类机构。

背景技术：

至2005年，我国淡水珍珠年产量达到1500t左右，约占世界珍珠产量的95％以上。目前整个行业所采用的分级方法基本仍停留在人工检测阶段，企业需要大量人员以肉眼观察的方式对珍珠的等级进行分类。

然而珍珠体积小数量多，分级工作负荷大易疲劳，检测需要有经验的工人，且结果易受主观因素影响，增加了珍珠生产企业的成本，也不利于质量的控制。

养殖珍珠分级标准GB/T 187-2008明确了养殖珍珠的定义、分类、质量等标准，使出口分级检验制度成为可能，对珍珠的快速分级成为企业的重点之一。

这对基于视觉的检测分类提出了要求，然而目前缺乏经济实用并能有效结合视觉检测对球形物料进行分类的装置。

技术实现要素：

为了克服已有球形物料分类采用人工分拣方式的精度低、生产效率较低、成本较大的不足，本实用新型提供一种精度较高、生产效率较高、成本较低的球形物料送检分类装置的分类机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种球形物料送检分类装置的分类机构，包括分类通道，所述分类通道的入口与球形物料分类器的出料工位相接，所述分类通道内安装闸门，所述分类通道与输送橡胶软管连接，所述输送橡胶软管端部位于旋转臂上，所述旋转臂的转轴与用于带动旋转臂摆动的分类驱动组件连接，所述输送橡胶软管的出口与分类橡胶软管阵列相接，且所述分类橡胶软管阵列的上部开口以所述旋转臂的转轴为圆心呈弧形布置，所述分类橡胶软管阵列与不同型号球形物料对应的盒子阵列相接。

进一步，所述分类驱动组件包括第一同步轮、第二同步轮和分类电机，所述旋转臂的转轴上安装第一同步轮，所述第一同步轮通过同步带与所述第二同步轮连接，所述第二同步轮与所述分类电机的输出轴连接。

再进一步，所述出料工位一侧设置气嘴，所述出料工位的另一侧设置分类通道，所述气嘴固定在机架上，所述气嘴位于所述顶杆的侧边。

所述球形物料分类器为基于机器视觉的球形物料分类器，包括有外罩、光源、内镀膜镜片和摄像头，所述摄像头与用以根据球形物料不同角度的图片对球形物料进行分类的分类处理模块连接，所述分类处理模块的输出端与所述分类机构的执行器连接。

本实用新型的有益效果主要表现在：配合视觉检测完成对球形物料的检测和分类，实现了球形物料的自动化分拣，有效解决了目前球形物料加工过于依赖人工检测的问题，保证了分级质量，提高了生产效率并降低了企业成本。

附图说明

图1为球形物料送检分类装置的示意图；

图2为送检机构的示意图；

图3为分类机构示意图；

图4为分类通道中闸门开关状态示意图；

图5为送检机构的初始位置示意图；

图6为送检机构的上升到检测状态过程的位置示意图；

图7为送检机构的检测状态的位置示意图；

图8为应用机器视觉的球形物料分类检测器的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图8，一种球形物料送检分类装置分类机构，包括分类通道36，所述分类通道36的入口与球形物料分类器2的出料工位相接，所述分类通道内安装闸门33，所述分类通道与输送橡胶软管5连接，所述输送橡胶软管5端部位于旋转臂38上，所述旋转臂38的转轴与用于带动旋转臂摆动的分类驱动组件连接，所述输送橡胶软管5的出口与分类橡胶软管阵列8相接，且所述分类橡胶软管阵列8的上部开口以所述旋转臂的转轴为圆心呈弧形布置，所述分类橡胶软管阵列8与不同型号球形物料对应的盒子阵列10相接。

所述分类驱动组件包括第一同步轮6、第二同步轮和分类电机35，所述旋转臂38的转轴上安装第一同步轮，所述第一同步轮通过同步带与所述第二同步轮连接，所述第二同步轮与所述分类电机的输出轴连接。

所述出料工位一侧设置气嘴3，所述出料工位的另一侧设置分类通道36，所述气嘴3固定在机架上，所述气嘴3位于所述顶杆17的侧边。

所述球形物料分类器为基于机器视觉的球形物料分类器，包括有外罩39、光源40、内镀膜镜片44和摄像头47，所述摄像头47与用以根据球形物料不同角度的图片对球形物料进行分类的分类处理模块连接，所述分类处理模块的输出端与所述分类机构的执行器连接。

本实施例的分类机构实现的球形物料送检分类装置，包括用以对球形物料进行分类的球形物料分类器2，所述送检分类器还包括用以将待分类球形物料送入所述球形物料分类器的送检机构和用以将按照球形物料分类器确定的类型实现分类出料的分类机构；

所述送检机构包括斗状容器15、顶杆17和用以带动顶杆伸缩的送检驱动组件，所述顶杆15的上端设有供一颗球形物料放置的工位，所述斗状容器15用于放置待分类球形物料，所述斗状容器15位于所述球形物料分类器2的下方，所述顶杆17穿过所述斗状容器15的底部，上升后的顶杆17依次穿过所述斗状容器15的顶部开口与所述球形物料分类器2的底部送检入口到达所述球形物料分类器2的识别工位，所述顶杆17与所述送检驱动组件连接。

进一步，所述送检驱动组件为类曲柄滑块机构和送检电机16，所述类曲柄滑块机构包括连杆27和转轮26，所述送检电机16的输出轴上安装所述转轮26，所述转轮26上可转动地套装所述连杆27的下端，所述连杆27的上端可转动地套装在轴套29上，所述顶杆17的下部与所述轴套29连接。当然，也可以采用其他驱动方式。

再进一步，所述轴套29的内圈安装直线轴承30，所述顶杆17的下部可上下滑动地套装在所述直线轴承30上，所述顶杆17的中部套装弹簧31，所述弹簧31的下端抵触在所述直线轴承30的上端，所述弹簧31的上端抵触在所述顶杆17中部的台阶上。

更进一步，所述转轮26上拧有螺丝25，所述机架上安装用于与螺丝配合实现转轮位置检测的接近开关23。

所述顶杆17的顶部设有供球形物料放置的凹槽，所述顶杆17呈中空状，所述顶杆底部设有负压管，所述负压管通过电磁阀组12与真空发生器11连接。

所述斗状容器15的两侧装有用来使容器内球形物料均匀的震动电机18和用于检测容器内球形物料是否少于预设量的光电传感器19。

所述斗状容器15通过缓震器20固定在机架上，在斗状容器15中有一片用于卸料的插拔挡板。

所述分类装置还包括料盘1，所述料盘1的容器壁底部设有对应球形物料大小的通孔，所述料盘1底部设有旋转组件，所述料盘1底部的通孔位于斗状容器15的上部进料口上方。

本实施例中，下料机构是一个可由直流电机驱动底部旋转的容器，以下称料盘1。料盘的容器壁底部有对应球形物料大小的通孔，用于存储待检球形物料，底部旋转可使料盘内球形物料从通孔中流出。

送检机构是由斗状容器15和一类曲柄滑块机构组成。斗状容器15通过缓震器20固定在机架上，两侧装有振动电机18和光电传感器19，振动电机18用来使容器内球形物料均匀，光电传感器19用来使容器内保持有一定量的球形物料，在斗状容器15中有一片用于卸料的插拔挡板。类曲柄滑块送检机构由固定在机架上的直线轴承30、顶杆17、及连杆27和转轮26组成，由连接在转轮26上的送检电机16(选择部步进电机)驱动。顶杆17上有弹簧31。转轮26上拧有螺丝25，设置接近开关23进行检测以确定转轮位置。所述送检电机16安装在电机座24上，所述电机座24固定在机架上，所述接近开关安装在电机座24上。所述轴套29通过插销和轴承与所述连杆27的上端连接，所述顶杆靠近下端出设置垫片28。所述斗状容器15的底部设置法兰式直线轴承21，所述法兰式直线轴承21安装在轴承座32上，所述轴承座32固定在机架上，所述顶杆17穿过所述法兰式直线轴承21。

分类机构由气嘴3、微型气缸4、分类电机35、皮带和同步带轮6、橡胶软管5、分类通道36等组成。气嘴3固定在机架上，用于使球形物料进入分类通道。微型气缸4固定在分类通道36上，可带动连接在气缸头部闸门33，闸门33打开即分类通道36贯通。分类电机(选用步进电机)安装在机架上，通过同步带轮带动旋转臂38运动到分类通道中不同的位置完成通道出口的变换来实现分类的功能，其中橡胶软管5与分类通道和旋转臂相连。各分类通道出口装有容器来存储分完类的球形物料。

检测装置是一个基于视觉的球形物料检测装置，检测装置有外罩来隔绝外部光线，内有光源、内镀膜镜片、摄像头。检测时需要把球形物料送到检测位置，摄像头通过镜片反射获取包含球形物料不同角度的一幅图片。

机箱有上箱体和下箱体组成。上箱体用于机械机构、工控机与单片机等控制部分的安装，下箱体用于储物和作为上箱体支架的作用。

上述的球形物料送检分类机构，料盘的通孔与斗状容器连通。

本实施例的工作过程：斗状容器15内需要有一定量的球形物料，对射光电传感器19检测到斗状容器15内球形物料达不到需求的量时，料盘1的底部旋转使存储的待检球形物料掉入斗状容器15中，直到斗状容器内球形物料量满足工作要求。斗装容器15上装有震动电机18，使工作时容器内球形物料有良好的流动性，而不至于滞留在容器一边。

送检步进电机16接收到检测装置2的信号后开始工作，驱动转轮26旋转，带动类曲柄滑块送料机构(图二)运动，并通过接近开关23和螺钉25来确定转轮26每圈的绝对位置来消除运行位置的累积误差。类曲柄滑块送检机构由转轮25、插销与轴承22、连杆27、垫圈28、轴套29、直线轴承30、弹簧31、顶杆17组成，类曲柄滑块送检机构也可以是其它导轨式气缸式的上下送检机构。

顶杆17中心有通孔，顶端有凹槽，当送检机构位于状态一(图五)时，斗状容器中的一颗且只有一颗会被置于顶杆17顶部的凹槽上，此时真空发生器11工作，使顶杆17中的通孔带有负压，吸附球形物料。然后随着送检步进电机16的旋转，顶杆把凹槽上的球形物料从斗状容器送往检测装置2。当顶杆到达检测位置时，即状态二(图六)，顶杆17被检测装置2顶住，保持静止状态，此时检测装置开始检测。而送检步进电机16仍在转动，弹簧31被压缩，使顶杆在检测位置保持一段时间供检测装置2对球形物料进行检测。继而连杆27到达最高点(图七)，并随着送检步进电机16旋转，顶杆17下降并最终回到状态一(图五)，完成一次送检过程。

在如上所述的送检过程中，当顶杆17达到检测位置检测完毕后下降的过程中，气嘴3吹气，使顶杆17上的球形物料进入分类通道36中，最后到达分类通道延伸段37中等待检测结果。然后分类步进电机35根据检测结果通过同步带轮6转动旋转臂38使与之连接的橡胶软管5转动，并通过对射光电传感阵列7确定停止的位置，停止的位置对应橡胶软管阵列8中的一根软管，每一根软管对应一种球形物料所需分类的类别。旋转臂38到达停止位置时，微型气缸4通气打开闸门33，此状态如图四所示。当闸门33打开后球形物料落入橡胶软管5中，然后掉入橡胶软管阵列8中对应此类的软管中，然后调入到盒子阵列10中，即每一个盒子对应一类球形物料的存储。完成分类动作。