一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备的制作方法

本发明涉及珍珠分拣技术领域，具体为一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备。

背景技术：

珍珠是一种古老的有机宝石，主要产在珍珠贝类和珠母贝类软体动物体内，种类丰富，形状各异，色彩斑斓，具有瑰丽色彩和高雅气质的珍珠，象征着健康、纯洁、富有和幸福，自古以来为人们所喜爱，中国淡水珍珠产量占世界珍珠产量的95%以上，但由于珍珠的分拣工作大多为人工操作，效率低下分拣正确率较低，人力成本高，使得产值仅占全球珍珠总产值的10%，目前的珍珠自动分拣设备普遍利用不同孔径的筛子对珍珠的大小进行分拣，该方法容易划伤珍珠表面且筛子的筛孔易被珍珠卡死，导致故障率较高，维护成本较大，而且大部分设备采用由机械视觉控制的机械臂对珍珠进行形状分拣工作，导致设备成本较高，本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。

技术实现要素：

技术问题：珍珠的分拣工作大多为人工操作，效率低，分拣正确率较低且人力成本高，目前的珍珠自动分拣设备容易划伤珍珠表面故障率较高，维护成本较大且设备成本较高。

为解决上述问题，本例设计了一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备，本例的一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备，包括分拣箱，所述分拣箱内自前向后阵列发布有开口朝右的三个分拣腔，所述分拣腔内设有为整个装置提供动力的动力装置，所述动力装置下侧设有珍珠形状分拣装置，所述珍珠形状分拣装置通过转动连接于所述分拣腔内且上下延伸的拨杆轴，固定连接于所述拨杆轴上的拨杆带轮，滑动连接于所述拨杆轴且位于所述拨杆带轮下侧的拨杆，固定连接于所述拨杆远离对称中心一端且上下延伸的圆柱销，滑动连接于所述分拣腔下侧内壁的连杆，固定连接于所述连杆右端的滑块，所述拨杆转动并通过所述圆柱销带动所述连杆前后移动，所述连杆带动所述滑块前后移动从而实现对圆度不足的珍珠进行分拣的功能，所述动力装置右侧设有可与所述珍珠形状分拣装置配合实现分度进给功能的分度装置，所述分度装置右侧设有能与所述分度装置配合实现珍珠有序输送的输送装置，所述分拣箱上侧端面固定连接有落料箱，所述落料箱内自前向后阵列分布有三个与所述分拣腔相通的第一落料腔，所述落料箱内设有位于后侧的所述第一落料腔后侧的用于收集直径过大的珍珠的第二落料腔，所述落料箱上侧设有用于分拣珍珠大小并将珍珠输送到所述第一落料腔内的珍珠大小分拣装置。

有益地，所述落料箱前侧端面上固定连接有连接台，所述连接台上侧端面固定连接有可储存并将珍珠输送到所述珍珠大小分拣装置上的原料箱，所述第一落料腔下侧端面上固定连接有位于所述第一落料腔与所述分拣腔相通处左侧的固定杆，所述固定杆下侧端面上固定连接有滑道，所述分拣腔开口处转动连接有箱门。

其中，所述动力装置包括转动连接于所述分拣腔内且左右延伸的电机轴，所述电机轴上固定连接有驱动带轮，所述电机轴上固定连接有位于所述驱动带轮右侧的主锥齿轮，前侧的所述电机轴上动力连接有固定连接于所述分拣腔左侧内壁上的电机，所述电机位于所述驱动带轮左侧，所述分拣腔内转动连接有上下延伸的转轴，所述转轴上固定连接有与所述主锥齿轮啮合连接的副锥齿轮，所述转轴上固定连接有位于所述副锥齿轮下侧的传动带轮。

其中，所述珍珠形状分拣装置包括固定连接于所述拨杆轴上且位于所述拨杆带轮下侧的电磁铁，所述拨杆带轮与所述传动带轮之间连接有传动带，所述拨杆轴上滑动连接有位于所述电磁铁下侧的永磁铁，所述永磁铁下侧端面与所述拨杆固定连接，所述拨杆轴上固定连接有位于所述拨杆下侧的限位盘，所述连杆位于所述拨杆下侧，所述连杆上设有上下贯通且可与所述圆柱销滑动连接的滑槽，所述分拣腔前侧内壁上固定连接有前后延伸且与所述滑块滑动连接的滑轴，所述滑块后侧端面上固定连接有推头。

其中，所述分度装置包括转动连接于所述分拣腔内且上下延伸的槽轮轴，所述槽轮轴位于所述拨杆轴右侧，所述槽轮轴上固定连接有分度带轮，所述槽轮轴上固定连接有位于所述分度带轮下侧的槽轮，所述槽轮上环向阵列分布有上下贯通且可与所述圆柱销抵接的四个槽孔，所述分拣腔内转动连接有位于所述槽轮轴右侧的联动轴，所述联动轴上固定连接有联动带轮，所述联动带轮与所述分度带轮之间连接有联动带，所述联动轴上固定连接有位于所述联动带轮下侧的传动锥齿轮，所述拨杆转动一圈可通过所述圆柱销带动所述槽轮转动四分之一圈。

其中，所述输送装置包括转动连接与所述分拣腔后侧内壁上且前后延伸的传动轴，所述传动轴上固定连接有与所述传动锥齿轮啮合连接的锥齿轮，所述传动轴上固定连接有位于所述锥齿轮后侧的v带轮，所述分拣腔后侧内壁上转动连接有位于所述传动轴右侧的分拣轴，所述分拣轴上固定连接有复合带轮，所述复合带轮与所述v带轮之间连接有v带，所述分拣轴上固定连接有位于所述复合带轮前侧且位于所述滑道上侧的分拣轮，所述分拣轮上环向阵列均布有四个凹槽，所述分拣腔内壁上转动连接有前后延伸且左右对称的两个输送轴，所述输送轴上固定连接有输送带轮，左右两侧的所述输送带轮之间连接有输送带，前侧的所述输送轴上固定连接有位于所述输送带轮后侧的同步带轮，所述同步带轮与所述复合带轮之间连接有位于所述v带后侧的同步带，所述滑轴位于左右两侧的所述输送轴之间，所述分拣腔后侧内壁上固定连接有位于所述左侧输送轴与所述滑轴之间的固定台，所述固定台左侧端面上及位于所述固定台左侧的所述分拣腔后侧内壁上分别固定连接有用于检测珍珠圆度的视觉模块。

可优选地，所述分拣腔内设有位于右侧的所述输送带轮右侧的开口朝上的用于收集合格珍珠的储存腔，所述分拣腔内设有位于输送带后侧且位于左右两侧所述输送带轮之间的用于回收圆度不达标的珍珠的收集腔，所述收集腔开口朝上，所述视觉模块通过控制电磁铁通断电来实现珍珠形状的分拣功能。

其中，所述珍珠大小分拣装置包括分别固定连接于所述落料箱左右两侧端面上的固定座，所述固定座上设有左右贯通的可用于调整槽，所述固定座上自前向后分布有间距依次增大的四个辊筒座，所述辊筒座与所述固定座滑动连接且可通过螺栓固定在所述固定座上，所述辊筒座可通过滑动改变所述辊筒座之间距离从而适应不同直径范围的珍珠分拣工作，左右两侧的所述辊筒座上转动连接有向左延伸出左侧的所述辊筒座左侧端面外的辊筒轴，所述辊筒轴上固定连接有位于左右两侧的所述辊筒座之间的辊筒，所述辊筒轴上固定连接有位于左侧的所述辊筒座左侧端面外的联动带轮，所述联动带轮与所述驱动带轮之间连接有驱动带，四个所述联动带轮均铰接于同一根联动杆上。

本发明的有益效果是：本发明为一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备，采用辊筒式的珍珠大小分拣装置，不易划伤珍珠表面且不易被珍珠卡住，辊筒之间距离可快速调整，从而适应不同直径范围的珍珠大小分拣工作，也可通过改变辊筒之间距离取出被卡住的珍珠，从而具有较低故障率和维护方便的特点，其中的联动分拣装置，可通过视觉模块判断珍珠形状后控制推杆装置是否动作将珍珠推入不合格储存腔中，从而通过较为简单的执行装置实现珍珠形状分拣功能，使得本发明设备成本较低。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备的整体结构示意图；

图2为图1的“a-a”方向的结构示意图；

图3为图1的“b-b”方向的结构示意图；

图4为图1的“c-c”方向的结构示意图；

图5为图1的“d-d”方向的结构示意图；

图6为图1的“e”处的结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合图1-图6对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

本发明涉及一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备，主要应用于珍珠形状大小的分拣，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：

本发明所述的一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备，包括分拣箱11，所述分拣箱11内自前向后阵列发布有开口朝右的三个分拣腔12，所述分拣腔12内设有为整个装置提供动力的动力装置101，所述动力装置101下侧设有珍珠形状分拣装置102，所述珍珠形状分拣装置102通过转动连接于所述分拣腔12内且上下延伸的拨杆轴63，固定连接于所述拨杆轴63上的拨杆带轮62，滑动连接于所述拨杆轴63且位于所述拨杆带轮62下侧的拨杆59，固定连接于所述拨杆59远离对称中心一端且上下延伸的圆柱销58，滑动连接于所述分拣腔12下侧内壁的连杆28，固定连接于所述连杆28右端的滑块29，所述拨杆59转动并通过所述圆柱销58带动所述连杆28前后移动，所述连杆28带动所述滑块29前后移动从而实现对圆度不足的珍珠进行分拣的功能，所述动力装置101右侧设有可与所述珍珠形状分拣装置102配合实现分度进给功能的分度装置103，所述分度装置103右侧设有能与所述分度装置103配合实现珍珠有序输送的输送装置104，所述分拣箱11上侧端面固定连接有落料箱72，所述落料箱72内自前向后阵列分布有三个与所述分拣腔12相通的第一落料腔24，所述落料箱72内设有位于后侧的所述第一落料腔24后侧的用于收集直径过大的珍珠的第二落料腔71，所述落料箱72上侧设有用于分拣珍珠大小并将珍珠输送到所述第一落料腔24内的珍珠大小分拣装置105。

有益地，所述落料箱72前侧端面上固定连接有连接台67，所述连接台67上侧端面固定连接有可储存并将珍珠输送到所述珍珠大小分拣装置105上的原料箱73，所述第一落料腔24下侧端面上固定连接有位于所述第一落料腔24与所述分拣腔12相通处左侧的固定杆49，所述固定杆49下侧端面上固定连接有滑道26，所述分拣腔12开口处转动连接有箱门75。

根据实施例，以下对动力装置101进行详细说明，所述动力装置101包括转动连接于所述分拣腔12内且左右延伸的电机轴14，所述电机轴14上固定连接有驱动带轮15，所述电机轴14上固定连接有位于所述驱动带轮15右侧的主锥齿轮35，前侧的所述电机轴14上动力连接有固定连接于所述分拣腔12左侧内壁上的电机13，所述电机13位于所述驱动带轮15左侧，所述分拣腔12内转动连接有上下延伸的转轴37，所述转轴37上固定连接有与所述主锥齿轮35啮合连接的副锥齿轮36，所述转轴37上固定连接有位于所述副锥齿轮36下侧的传动带轮64。

根据实施例，以下对珍珠形状分拣装置102进行详细说明，所述珍珠形状分拣装置102包括固定连接于所述拨杆轴63上且位于所述拨杆带轮62下侧的电磁铁44，所述拨杆带轮62与所述传动带轮64之间连接有传动带61，所述拨杆轴63上滑动连接有位于所述电磁铁44下侧的永磁铁65，所述永磁铁65下侧端面与所述拨杆59固定连接，所述拨杆轴63上固定连接有位于所述拨杆59下侧的限位盘66，所述连杆28位于所述拨杆59下侧，所述连杆28上设有上下贯通且可与所述圆柱销58滑动连接的滑槽60，所述分拣腔12前侧内壁上固定连接有前后延伸且与所述滑块29滑动连接的滑轴30，所述滑块29后侧端面上固定连接有推头48。

根据实施例，以下对分度装置103进行详细说明，所述分度装置103包括转动连接于所述分拣腔12内且上下延伸的槽轮轴56，所述槽轮轴56位于所述拨杆轴63右侧，所述槽轮轴56上固定连接有分度带轮55，所述槽轮轴56上固定连接有位于所述分度带轮55下侧的槽轮57，所述槽轮57上环向阵列分布有上下贯通且可与所述圆柱销58抵接的四个槽孔74，所述分拣腔12内转动连接有位于所述槽轮轴56右侧的联动轴53，所述联动轴53上固定连接有联动带轮52，所述联动带轮52与所述分度带轮55之间连接有联动带54，所述联动轴53上固定连接有位于所述联动带轮52下侧的传动锥齿轮51，所述拨杆59转动一圈可通过所述圆柱销58带动所述槽轮57转动四分之一圈。

根据实施例，以下对输送装置104进行详细说明，所述输送装置104包括转动连接与所述分拣腔12后侧内壁上且前后延伸的传动轴39，所述传动轴39上固定连接有与所述传动锥齿轮51啮合连接的锥齿轮50，所述传动轴39上固定连接有位于所述锥齿轮50后侧的v带轮38，所述分拣腔12后侧内壁上转动连接有位于所述传动轴39右侧的分拣轴42，所述分拣轴42上固定连接有复合带轮43，所述复合带轮43与所述v带轮38之间连接有v带40，所述分拣轴42上固定连接有位于所述复合带轮43前侧且位于所述滑道26上侧的分拣轮25，所述分拣轮25上环向阵列均布有四个凹槽22，所述分拣腔12内壁上转动连接有前后延伸且左右对称的两个输送轴33，所述输送轴33上固定连接有输送带轮32，左右两侧的所述输送带轮32之间连接有输送带31，前侧的所述输送轴33上固定连接有位于所述输送带轮32后侧的同步带轮45，所述同步带轮45与所述复合带轮43之间连接有位于所述v带40后侧的同步带41，所述滑轴30位于左右两侧的所述输送轴33之间，所述分拣腔12后侧内壁上固定连接有位于所述左侧输送轴33与所述滑轴30之间的固定台46，所述固定台46左侧端面上及位于所述固定台46左侧的所述分拣腔12后侧内壁上分别固定连接有用于检测珍珠圆度的视觉模块27。

有益地，所述分拣腔12内设有位于右侧的所述输送带轮32右侧的开口朝上的用于收集合格珍珠的储存腔34，所述分拣腔12内设有位于输送带31后侧且位于左右两侧所述输送带轮32之间的用于回收圆度不达标的珍珠的收集腔47，所述收集腔47开口朝上，所述视觉模块27通过控制电磁铁44通断电来实现珍珠形状的分拣功能。

根据实施例，以下对珍珠大小分拣装置105进行详细说明，所述珍珠大小分拣装置105包括分别固定连接于所述落料箱72左右两侧端面上的固定座23，所述固定座23上设有左右贯通的可用于调整槽68，所述固定座23上自前向后分布有间距依次增大的四个辊筒座19，所述辊筒座19与所述固定座23滑动连接且可通过螺栓固定在所述固定座23上，所述辊筒座19可通过滑动改变所述辊筒座19之间距离从而适应不同直径范围的珍珠分拣工作，左右两侧的所述辊筒座19上转动连接有向左延伸出左侧的所述辊筒座19左侧端面外的辊筒轴20，所述辊筒轴20上固定连接有位于左右两侧的所述辊筒座19之间的辊筒21，所述辊筒轴20上固定连接有位于左侧的所述辊筒座19左侧端面外的联动带轮17，所述联动带轮17与所述驱动带轮15之间连接有驱动带16，四个所述联动带轮17均铰接于同一根联动杆18上。

以下结合图1至图6对本文中的一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备的使用步骤进行详细说明：

开始时，滑槽60位于前侧最大位移处，推头48靠近输送带31前侧端面，操作人员将带分拣珍珠倒入原料箱73内，传动带轮64通电吸附永磁铁65使圆柱销58与滑槽60相脱离。

工作时，启动电机13,电机13通过电机轴14、驱动带轮15、驱动带16、联动带轮17、联动杆18、辊筒轴20带动辊筒21转动，辊筒21带动辊筒21上的珍珠向后移动，使不同直径的珍珠落入不同的第一落料腔24内，同时电机13通过电机轴14、主锥齿轮35、副锥齿轮36、转轴37、传动带轮64、传动带61、拨杆带轮62带动拨杆轴63转动、拨杆轴63带动拨杆59、圆柱销58转动，圆柱销58通过槽孔74带动槽轮57每次转动四分之一圈，槽轮57通过槽轮轴56、分度带轮55、联动带54、联动带轮52带动联动轴53转动，联动轴53通过传动锥齿轮51、锥齿轮50、传动轴39、v带轮38、v带40、复合带轮43、带动分拣轴42转动，分拣轴42带动分拣轮25每次转动四分之一圈从而使第一落料腔24内的珍珠每次有一颗通过滑道26滑到输送带31上，同时分拣轴42通过复合带轮43、同步带41、同步带轮45、输送轴33、输送带轮32带动输送带31顺时针间歇性转动，当珍珠通过视觉模块27处时，视觉模块27检测珍珠圆度后控制电磁铁44通断电，若珍珠圆度合格，电磁铁44依旧处于通电吸附状态，珍珠通过输送带31带动最后落入储存腔34内，若若珍珠圆度不合格，视觉模块27控制电磁铁44断电，使拨杆59沿着拨杆轴63下滑至限位盘66限位处，此时圆柱销58下端位于滑槽60内且与滑槽60滑动连接，圆柱销58通过滑槽60带动连杆28、滑轴30向后移动使得推头48将圆度不够的珍珠推入到收集腔47内，从而实现珍珠形状和大小的分拣工作。

本发明的有益效果是：本发明为一种基于机械视觉的珍珠形状分拣设备，采用辊筒式的珍珠大小分拣装置，不易划伤珍珠表面且不易被珍珠卡住，辊筒之间距离可快速调整，从而适应不同直径范围的珍珠大小分拣工作，也可通过改变辊筒之间距离取出被卡住的珍珠，从而具有较低故障率和维护方便的特点，其中的联动分拣装置，可通过视觉模块判断珍珠形状后控制推杆装置是否动作将珍珠推入不合格储存腔中，从而通过较为简单的执行装置实现珍珠形状分拣功能，使得本发明设备成本较低。

通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。