一种基于机器视觉识别的物品分类装置的制作方法

本实用新型涉及机器视觉识别技术领域，特别涉及一种基于机器视觉识别的物品分类装置。

背景技术：

机器视觉是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科，主要利用计算机来模拟人或再现与人类视觉有关的某些智能行为，从客观事物的图像中提取信息进行处理，并加以理解，最终用于实际检测和控制。主要应用于如工业检测、工业探伤、精密测控、自动生产线、邮政自动化、粮食选优、显微医学操作以及各种危险场合工作的机器人等。

目前在工业领域，常常需要对物品进行分类，而目前的物品分类多是人工挑拣分类，这样不仅容易出错，而且效率很低，继而也影响生产效率。在机器视觉识别的迅速发展下，可以通过机器视觉识别代替人工识别来提高生产效率。为此设计一种基于机器视觉识别的物品分类装置。

技术实现要素：

本实用新型要解决现有技术中的物品分类时人工识别挑拣效率低的技术问题，提供一种基于机器视觉识别的物品分类装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案具体如下：

一种基于机器视觉识别的物品分类装置，包括：

主输送带，通过所述主输送带输送物品；

物品分类引导机构，所述物品分类引导机构设置在所述主输送带一侧，所述物品分类引导机构包括机器视觉识别模块、物品输送引导单元以及驱动单元，通过所述机器视觉识别模块辨识物品并分类，所述驱动单元通过驱动所述物品输送引导单元转动对物品进行输送引导；

副输送带，所述副输送带设置在所述主输送带另一侧且与所述物品分类引导机构位置相对，通过所述物品分类引导机构将物品引导到所述副输送带上进行输送；

转动限制机构，通过所述转动限制机构限制所述物品输送引导单元转动；

以及控制单元，所述控制单元包括控制器和市电接口，所述控制器和市电接口设置在所述主输送带一侧，所述市电接口的输出端通过导线与所述控制器的输入端电性连接，通过所述控制器控制所述主输送带、所述物品分类引导机构、所述副输送带以及所述转动限制机构运行。

优选的，所述机器视觉识别模块包括：

工业相机，通过所述工业相机采集物品图像；

以及计算机，所述计算机与所述工业相机之间通过数据线连接，通过所述计算机处理所述工业相机采集的物品图像，所述计算机通过数据线与所述控制器连接。

优选的，所述物品输送引导单元包括：

转动支撑轴，所述转动支撑轴通过所述轴承安装在所述主输送带一侧；

输送引导件，所述输送引导件连接在所述转动支撑轴一侧且位于所述主输送带上方；

以及安装板，所述安装板连接在所述转动支撑轴另一侧且与所述输送引导件位于同一竖直平面上，通过所述安装板对所述工业相机进行固定支撑。

优选的，所述输送引导件包括引导框架以及滚筒，所述滚筒安装在所述引导框架内侧并与输送的物品之间相对滚动；

所述滚筒的数量为多个且均匀排布在所述引导框架内侧。

优选的，所述驱动单元包括：

步进电机，所述步进电机安装在所述转动支撑轴一侧，所述控制器的输出端通过导线与所述步进电机的输入端电性连接；

以及主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮套装在所述步进电机的转动端，所述从动齿轮套装在所述转动支撑轴上，所述主动齿轮与所述从动齿轮之间相互啮合。

优选的，所述转动限制机构包括：

支撑板，所述支撑板设置在所述副输送带一侧；

引导件转动限制模块，所述引导件转动限制模块设置在所述支撑板的背对所述副输送带的一侧；

引导件限制转动感应模块，所述引导件限制转动感应模块设置在所述支撑板的背对所述副输送带的一侧，所述引导件限制转动感应模块在感应到所述输送引导件与所述支撑板接触后、所述引导件转动限制模块对所述输送引导件进行转动限制；

以及引导件转动限制解除感应模块；所述所述引导件限制转动感应模块设置在所述支撑板的朝向所述副输送带的一侧，所述引导件转动限制解除感应模块感应到物品位于所述副输送带上、所述引导件转动限制模块解除对所述输送引导件的转动限制。

优选的，所述引导件转动限制模块包括：

引导件限位件，通过所述引导件限位件限制所述输送引导件转动；

导向滑轨，所述导向滑轨安装在所述支撑板的背对所述副输送带的一侧，所述导向滑轨支撑所述引导件限位件沿竖直方向位移；

以及电控伸缩杆，所述电控伸缩杆安装在所述支撑板的背对所述副输送带的一侧，所述电控伸缩杆的伸缩端与所述引导件限位件连接并推动所述引导件限位件沿竖直方向位移，所述控制器的输出端通过导线与所述电控伸缩杆的输入端电性连接。

优选的，所述引导件限制转动感应模块包括压力传感器；

所述压力传感器设置在所述支撑板的背对所述副输送带的一侧并与所述输送引导件中的所述引导框架接触，所述压力传感器的输出端通过导线与所述控制器的输入端电性连接。

优选的，所述引导件转动限制解除感应模块包括红外传感器；

所述红外传感器设置在所述支撑板的正对所述副输送带的一侧，通过所述红外传感器感应货物是否通过所述副输送带输送，所述红外传感器的输出端通过导线与所述控制器的输入端电性连接。

优选的，所述物品分类引导机构的数量为多个，每个所述物品分类引导机构均对应设置一个所述副输送带和一个所述转动限制机构。

本实用新型具有以下的有益效果：

本实用新型的一种基于机器视觉识别的物品分类装置，在通过主输送带输送物品的过程中，利用物品分类引导机构中的机器视觉识别模块识别物品，继而利用驱动单元驱动物品输送引导单元对物品进行分类处理，继而再通过副输送带输送出分类完毕的物品，整个过程省去人工识别和挑拣，避免了人工操作的失误情况发生，也提高了生产效率；为了提高物品输送引导单元运行的稳定性，又通过转动限制机构中的电控伸缩杆驱动引导件限位件运动，并在物品输送引导单元中输送引导件中的引导框架转动后，利用引导件限位件对引导框架进行限位，防止其因为物品的运动惯性而无法稳定的阻挡和引导物品移动到副输送带上。综上所述，本装置能够稳定的对物品进行识别和分类，免去人工操作带来的失误，解放劳动力，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的一种基于机器视觉识别的物品分类装置的结构示意图；

图2为本实用新型的一种基于机器视觉识别的物品分类装置的正视图；

图3为本实用新型的一种基于机器视觉识别的物品分类装置的图1中的局部放大图。

图中的附图标记表示为：

1、主输送带；2、副输送带；3、控制器；4、市电接口；5、工业相机；6、计算机；7、转动支撑轴；8、安装板；9、引导框架；10、滚筒；11、步进电机；12、主动齿轮；13、从动齿轮；14、支撑板；15、引导件限位件；16、导向滑轨；17、电控伸缩杆；18、压力传感器；19、红外传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1-3，一种基于机器视觉识别的物品分类装置，包括：

主输送带1，通过主输送带1输送物品；

物品分类引导机构，物品分类引导机构设置在主输送带1一侧，物品分类引导机构包括机器视觉识别模块、物品输送引导单元以及驱动单元，通过机器视觉识别模块辨识物品并分类，驱动单元通过驱动物品输送引导单元转动对物品进行输送引导；

副输送带2，副输送带2设置在主输送带1另一侧且与物品分类引导机构位置相对，通过物品分类引导机构将物品引导到副输送带2上进行输送；

转动限制机构，通过转动限制机构限制物品输送引导单元转动；

以及控制单元，控制单元包括控制器3和市电接口4，控制器3和市电接口4设置在主输送带1一侧，市电接口4的输出端通过导线与控制器3的输入端电性连接，通过控制器3控制主输送带1、物品分类引导机构、副输送带2以及转动限制机构运行。

机器视觉识别模块包括：

工业相机5，通过工业相机5采集物品图像；

以及计算机6，计算机6与工业相机5之间通过数据线连接，通过计算机6处理工业相机5采集的物品图像，计算机6通过数据线与控制器3连接。

物品输送引导单元包括：

转动支撑轴7，转动支撑轴7通过轴承安装在主输送带1一侧；

输送引导件，输送引导件连接在转动支撑轴7一侧且位于主输送带1上方；

以及安装板8，安装板8连接在转动支撑轴7另一侧且与输送引导件位于同一竖直平面上，通过安装板8对工业相机5进行固定支撑。

输送引导件包括引导框架9以及滚筒10，滚筒10安装在引导框架9内侧并与输送的物品之间相对滚动；

滚筒10的数量为多个且均匀排布在引导框架9内侧。

驱动单元包括：

步进电机11，步进电机11安装在转动支撑轴7一侧，控制器3的输出端通过导线与步进电机11的输入端电性连接；

以及主动齿轮12和从动齿轮13，主动齿轮12套装在步进电机11的转动端，从动齿轮13套装在转动支撑轴7上，主动齿轮12与从动齿轮13之间相互啮合。

转动限制机构包括：

支撑板14，支撑板14设置在副输送带2一侧；

引导件转动限制模块，引导件转动限制模块设置在支撑板14的背对副输送带2的一侧；

引导件限制转动感应模块，引导件限制转动感应模块设置在支撑板14的背对副输送带2的一侧，引导件限制转动感应模块在感应到输送引导件与支撑板14接触后、引导件转动限制模块对输送引导件进行转动限制；

以及引导件转动限制解除感应模块；引导件限制转动感应模块设置在支撑板14的朝向副输送带2的一侧，引导件转动限制解除感应模块感应到物品位于副输送带2上、引导件转动限制模块解除对输送引导件的转动限制。

引导件转动限制模块包括：

引导件限位件15，通过引导件限位件15限制输送引导件转动；

导向滑轨16，导向滑轨16安装在支撑板14的背对副输送带2的一侧，导向滑轨16支撑引导件限位件15沿竖直方向位移；

以及电控伸缩杆17，电控伸缩杆17安装在支撑板14的背对副输送带2的一侧，电控伸缩杆17的伸缩端与引导件限位件15连接并推动引导件限位件15沿竖直方向位移，控制器3的输出端通过导线与电控伸缩杆17的输入端电性连接。

引导件限制转动感应模块包括压力传感器18；

压力传感器18设置在支撑板14的背对副输送带2的一侧并与输送引导件中的引导框架9接触，压力传感器18的输出端通过导线与控制器3的输入端电性连接。

引导件转动限制解除感应模块包括红外传感器19；

红外传感器19设置在支撑板14的正对副输送带2的一侧，通过红外传感器19感应货物是否通过副输送带2输送，红外传感器19的输出端通过导线与控制器3的输入端电性连接。

物品分类引导机构的数量为多个，每个物品分类引导机构均对应设置一个副输送带2和一个转动限制机构。

工作原理：

本装置安置的所有电器件与其相匹配的市电接口4以及控制器3，均由本领域人员通过导线电性连接，其中本装置中的计算机6用于运行openCV视觉库和素材库，并将工业相机5采集的物品图像传输至视觉库并与素材库对比，继而识别被检测物品，这是机器视觉识别领域公知技术，其中具体连接手段，应参考下述工作原理中，各电器件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。其中，本装置通过市电接口4接通电源并为装置进行供电，其中市电接口4的输出端通过导线与控制器3的输入端电性连接；计算机6与工业相机5之间通过数据线连接，计算机6通过数据线与控制器3连接；控制器3的输出端通过导线与步进电机11的输入端电性连接；控制器3的输出端通过导线与电控伸缩杆17的输入端电性连接；压力传感器18的输出端通过导线与控制器3的输入端电性连接；红外传感器19的输出端通过导线与控制器3的输入端电性连接。因此通过控制器3控制主输送带1、物品分类引导机构、副输送带2以及转动限制机构运行。在使用装置的过程中，首先通过主输送带1运输带分类的物品，其中主输送带1可以是圆形循环输送带也可以是直线型输送带。在主输送带1输送物品的过程中通过物品分类引导机构中的机器视觉识别模块识别物品种类，并由驱动单元驱动物品输送引导单元对物品进行分类处理。具体的，在物品被主输送带1输送到物品分类引导机构附近时，由安装板8支撑的工业相机5对物品进行图像采集，并通过数据线传输到计算机6，计算机6通过运行相关软件，如openCV视觉库和素材库，并将工业相机5采集的物品图像传输至视觉库并与素材库对比，继而识别被检测物品。当物品被识别出需要分拣出来的时候，则计算机6将传输信号到控制器3，使控制器3控制步进电机11启动并带动主动齿轮12转动适当角度，继而通过主动齿轮12与从动齿轮13之间的相互啮合，带动物品输送引导单元转动适当角度，具体的，将带动转动支撑轴7转动适当角度，继而使转动支撑轴7带动安装板8和输送引导件中的引导框架9同时转动适当角度，使引导框架9与转动限制机构中的支撑板14相搭接，此时与支撑板14相搭接的引导框架9将触碰到引导件限制转动感应模块中的压力传感器18，压力传感器18感应到压力变化，将信号传递到控制器3，由控制器3控制引导件转动限制模块其中，此时电控伸缩杆17将推动引导件限位件15位移，引导件限位件15利用导向滑轨16导向支撑并相对支撑板14滑动位移，在被电控伸缩杆17推动位移后将对引导框架9的一端进行限位，阻止其进行转动，此时被主输送带1输送并移动的物品将被引导框架9遮挡，并顺着引导框架9向着副输送带2的方向移动，直到物品完全落到副输送带2上并随之移动。其中物品顺着引导框架9向着副输送带2的方向移动过程中，引导框架9内侧的多个滚筒10与物品之间通过滚筒10的滚动减小摩擦，使引导框架9引导物品移动更加顺利。在物品随着副输送带2移动之后，经过支撑板14中支撑的引导件转动限制解除感应模块中的红外传感器19处时，将通过红外传感器19感应到，并传递信号到控制器3，使控制器3控制电控伸缩杆17带动引导件限位件15恢复到初始位置，此时引导件限位件15解除对引导框架9的限制，随后控制器3控制步进电机11反向转动适当角度，并带动引导框架9也回到初始位置，以便识别和分类后续物品。其中，物品分类引导机构的数量为多个，每个物品分类引导机构均对应设置一个副输送带2和一个转动限制机构，并且多个物品分类引导机构能够分别设置识别不同物品，这样就能在主输送带1输送物品运动过程中连续对多种物品进行识别和分类挑拣，并且免去人工操作带来的失误，解放劳动力，提高生产效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。