机电一体智能型色标传感器的制作方法

本实用新型涉及一种色标传感器。

背景技术：

色标传感器又叫光电检测传感器(俗称光电头、光电眼)，采用光发射接收原理，发出调制光，接收被测物体的反射光，并根据接收光信号的强弱来区分不同的颜色，或判别物体的存在与否。它是通过与非色标区相比较来实现色标检测，而不是直接测量颜色。在软包装机械、印刷机械、食品机械、纺织及造纸机械等的自控系统中，色标传感器与其他电路或装置配套使用，对印刷在某种颜色背景上的色标，或其他可作为标记的图案色块、线条物体的有无进行检测，可实现自动定位、定长、辨色、纠偏、对版、计数等功能。

目前，用于颜色识别的传感器有两种基本类型(都属于光电式的)：其一是色标传感器，它使用一个白炽灯光源或单色LED光源；其二是RGB(红绿蓝)颜色传感器，它检测目标物体对三基色的反射比率；从而鉴别物体颜色。

现在市场上的色标传感器厂家繁多，国内、国外有很多品牌，经过现场实际使用，发现偶尔出现误差，综其原因有四个，第一：是干扰问题，一个较小的空间使用几十只色标传感器后，色标传感器之间互相干扰，或者色标传感器与控制器距离比较远时，周边电磁场对色标传感器输出信号的干扰；第二：是被检测物体色标点的背景颜色不是固定的，现场检查发现，有些被检物体的背景颜色检查值波动将近一倍，即使采用性能高的RGB(红绿蓝)颜色传感器，也不能稳定的检测色标值，RGB(红绿蓝)色标传感器理论是可以区分物体的颜色，并记忆色标和背景的颜色，其实色标传感器是把检测到的色标颜色和背景颜色光反馈信号，转换成相应的数值，根据数值的变换，来区分是色标或者是背景，正常时色标颜色光的反馈值比较低，背景颜色光的反馈值比较高，但是经过我多年实际检测发现，有很多背景光的反馈值也很低，如果使用市场上的智能型色标传感器，手工降低设定色标输出信号阈值来判断是否是色标，有个别撕开的剪切口也误判断为色标；有的智能色标传感器虽然有设定延时的功能，来减少色标误判断输出的方法，有些背景颜色光反馈值变化比较大，电源电压波动值较大时，致使电机转速降低，实际检测中也有误判断的时候；

第三：备检物体包装袋上便于撕开的切口误判断为色标点；

第四：检查距离的调整，现在市场上很多色标传感器器的检测距离是10mm±3,检测距离是传感器镜头平面与被检测物体之间的距离。被检测物体的最佳位置是传感器镜头距离色标点10mm，此时照射在物体上的光斑最小，轮廓最清楚，检测精度最高。这要求现场安装色标传感器必须控制好检测距离，如果一个小空间安装很多色标传感器时，调整检测距离就是个问题。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有色标传感器易出现色标点识别不准确的问题，提出了一种机电一体智能型色标传感器。

本实用新型所述的机电一体智能型色标传感器，该传感器包括电路安装板1、壳体2、光电传感器接收端3、一号密封镜片4镜头5、光电传感器发射端6、二号密封镜片7滚轮8、数码管显示屏9、单片机10、颜色传感器11和按键12；

电路安装板1用于安装数码管显示屏9、单片机10和颜色传感器11；电路安装板1安装在壳体2内，壳体2上开有数码管观察窗；按键12嵌固在壳体2上；

壳体2底面的左侧开有U型槽，所述U型槽用于安装滚轮8，滚轮8两侧分别设有光电传感器接收端3和光电传感器发射端6，所述滚轮8上设有栅格，光电传感器接收端3和光电传感器发射端6安装在U型槽两个侧壁上，且相对设置；

壳体2底面的右侧开有通孔，所述通孔用于安装镜头5，镜头5设置在所需采集的色标的正上方；颜色传感器11经镜头5采集色标信号；

光电传感器发射端6的信号发射控制信号输入端连接单片机10的滚轮采集控制信号输出端，单片机10的滚轮采集信号输入端连接光电传感器接收端3的信号输出端；

按键12用于控制单片机的电源开关，数码管显示屏9的信号输入端连接单片机10的显示信号输出端。

进一步地：滚轮的底端与镜头5的下表面竖直方向的距离为10cm；

进一步地：颜色传感器11安装在电路安装板1的底端，所述电路安装板1与竖直方向成10度夹角；

进一步地；壳体2上设有外接端口，所述外接端口的信号输入端连接单片机10的色标信号输出端。

本实用新型主要增加了带有栅格的机械滚轮来检测色标间的距离，滚轮的底边与色标传感器外壳的距离为10mm，这样设计的优点就是大大减少了安装的难度，同时，减少了安装时间，避免了安装时要用卡尺调整镜头距离备检物体的高度。

不同的产品，色标之间的滚轮距离是固定的，那么滚轮输出的脉冲值也是固定的，无论电源电压怎么波动，都不会影响滚轮脉冲的输出数值，我们可以设定光电传感器的接收端的接收值的大小，当达到这个设定值后，颜色传感器(RGB)检测到信号才判断是否是要检测的色标，完全克服了现有色标传感器存在的误判断的问题，这样就大大增加了抗干扰性能，提高了色标检测输出的精度；

制作色标传感器时，把内部的电路安装板(电路安装板就是PCB板，用于在其上焊接有单片机、键盘、RGB(红绿蓝)颜色传感器数码管显示)在壳体内安装时，就倾斜了10度的倾斜角，这样避免了外部光线强时，被检测物体反射的光强，造成色标传感器误判断问题。

且本实用新型所述的单片机为现有色标传感器常用的器件，并没有对传感器进行创新，其采集的信号直接通过外部接口将信号进行传递。

附图说明

图1为本实用新型所述机电一体智能型色标传感器结构示意图；

图2为光电传感器接收端、光电传感器发射端和滚轮的位置关系示意图；

图3为本实用新型所述的机电一体智能型色标传感器的原理框图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的机电一体智能型色标传感器，该传感器包括电路安装板1、壳体2、光电传感器接收端3、一号密封镜片4镜头5、光电传感器发射端6、二号密封镜片7、滚轮8、数码管显示屏9、单片机10、颜色传感器11和按键12；

电路安装板1用于安装数码管显示屏9、单片机10和颜色传感器11；电路安装板1安装在壳体2内，壳体2上开有数码管观察窗；按键12嵌固在壳体2上；

壳体2底面的左侧开有U型槽，所述U型槽用于安装滚轮8，滚轮8两侧分别设有光电传感器接收端3和光电传感器发射端6，所述滚轮8上设有栅格，光电传感器接收端3和光电传感器发射端6安装在U型槽两个侧壁上，且相对设置；

壳体2底面的右侧开有通孔，所述通孔用于安装镜头5，镜头5设置在所需采集的色标的正上方；颜色传感器11经镜头5采集色标信号；

光电传感器发射端6的信号发射控制信号输入端连接单片机10的滚轮采集控制信号输出端，单片机10的滚轮采集信号输入端连接光电传感器接收端3的信号输出端；

按键12用于控制单片机的电源开关，数码管显示屏9的信号输入端连接单片机10的显示信号输出端。

本实施方式所述机电一体智能型色标传感器的数码管显示，可以实时显示RRGB(红绿蓝)颜色传感器检测回来是数值，还可以显示检测到第一色标和检测到第二个色标时的脉冲输出值，还可以显示设定的RGB(红绿蓝)颜色传感器输出阈值大小、显示设定光电接收值等参数；考虑到使用环境，外壳采用防护等级IP67设计，检测滚轮栅格的光电发射和接收对管增加了高品质的丙烯酸镜头，这样既保证了检测精度，又增加了防护等级。

本实施方式所述的机电一体智能型色标传感器还设有开关量控制输出端口，这个设计是考虑了普通用户，当色标传感器检测到色标信号后，通过开关量输出，输送给需要色标传感器控制的设备。

具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的机电一体智能型色标传感器的进一步说明，它还包括一号密封镜片4和二号密封镜片7，所述一号密封镜片4和二号密封镜片7分别嵌固在壳体2底面U型槽的两个侧壁上，光电传感器接收端3和光电传感器发射端6分别设置在壳体2底面U型槽两个侧壁的外侧，且光电传感器接收端3的感应面和光电传感器发射端6发射端分别与一号密封镜片4和二号密封镜片7的位置相对应。

本实施方式所述的一号密封镜片和二号密封镜片实现将对光电传感器接收端和光电传感器发射端的保护，同时，不会对光电信号的发射和接收造成影响。

具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的机电一体智能型色标传感器的进一步说明，滚轮的底端与镜头5的下表面竖直方向的距离为10cm。

本实施方式所述的滚轮的底端与色标同一平面，镜头5的下表面竖直方向与色标的距离为10cm时，照射在物体上的光斑最小，轮廓最清楚，检测精度最高，这样，在安装的过程中，无需对镜头进行调节，安装后可直接使用。

具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的机电一体智能型色标传感器的进一步说明，颜色传感器11安装在电路安装板1的底端，

具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式四所述的机电一体智能型色标传感器的进一步说明，电路安装板1与竖直方向成10度夹角。

电路安装板与外部壳体在安装时，倾斜了10度的倾斜角，这样避免了外部光线强时，被检测物体反射的光强，造成色标传感器误判断问题。

具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式一所述的机电一体智能型色标传感器的进一步说明，壳体2上设有外接端口，所述外接端口的信号输入端连接单片机10的色标信号输出端。

具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式六所述的机电一体智能型色标传感器的进一步说明，外接端口为485串行数据口。

本实施方式所述的485串口数据输出，这个设计是一个接口预留，有些现场有很多传感器，这样就可以利用485串口数据输出传送色标输出值，这样设计大大简化了色标传感器的设计和安装难度，方便了用户使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。