一种面向机器视觉缺陷检测的铸件表面图像采集装置

1.本发明涉及铸造领域和深度学习技术领域，具体为一种面向机器视觉缺陷检测的铸件表面图像采集装置。


背景技术：

2.深度学习是机器学习领域中一个新的研究方向，它被引入机器学习中使其更接近于最初的目标——人工智能。深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次，这些学习过程中获得的信息对诸如文字，图像和声音等数据的解释有很大的帮助。它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习的能力，能够识别文字、图像和声音等数据。在铸件生产过程中，由于各种原因在铸件表面不可避免地会产生气孔、裂纹、划痕等缺陷。目前国内铸造行业仍主要采用人工目视检测法，劳动强度大且工作效率低，检测结果易受到人的主观影响。将深度学习应用于铸件缺陷检测可以很好地解决这个问题，该技术可以有效克服人工检测方法的缺点，具备非接触性、客观性、高效性、精度高等优点。
3.基于深度学习的铸件缺陷检测需要大量图像，然而图像采集效率仍然存在有一些不足之处。现有技术中，根据需要对影像进行人工采集，以对相应数据进行判断，由于数据庞大，采集工作量大，采集效率提高不上去会导致解决效率变低，影响工作效率。
4.针对上述问题，发明人提出一种面向机器视觉缺陷检测的铸件表面图像采集装置用于解决上述问题。


技术实现要素：

5.为了解决采集工作量大的问题；本发明的目的在于提供一种面向机器视觉缺陷检测的铸件表面图像采集装置。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种面向机器视觉缺陷检测的铸件表面图像采集装置，包括底板和设置在底板上方的采集工作板，底板与采集工作板之间通过连接杆固定连接，保证装置的稳定性，所述采集工作板上表面的两侧均开设有主动滑槽，主动滑槽用于安装主动滑块，所述主动滑槽的内表面滑动连接有主动滑块，主动滑块用于安装外半筒，所述主动滑块的顶部固定连接有截面呈半环形的外半筒，所述外半筒的内侧设置有截面呈半环形的内半筒，且两个外半筒与两个内半筒均呈相向设置；两个外半筒、两个内半筒扣合均可以形成一个完整的筒状，所述外半筒的外表面开设有第一半滑槽，第一半滑槽用于安装第一半滑环，所述第一半滑槽的内表面滑动连接有第一半滑环，第一半滑环用于安装旋转电动机，同时用于带动内半筒转动，所述外半筒的内表面开设有位于第一半滑环上侧、下侧的两个第二半滑槽，所述内半筒的外表面固定连接有连接转动环，连接转动环用于安装内半筒，同时使外半筒的上半部与下半部连接，所述连接转动环的外表面固定连接有两个滑动嵌设于第二半滑槽的两个第二半滑环，第二半滑环使连接转动环可以旋转，所述第一半滑环的内表面与连接转动环的外表面固定连接，通过外半筒的设置，两个外半筒相互靠近并扣合，铸件表面影像采集器便能够对影像数据进行采集，采集起来更
加的方便，减轻了工作量，通过内半筒的设置，内半筒旋转时，铸件表面影像采集器会跟随内半筒的旋转而旋转，从而可以对采集对象的四周进行影像采集，采集范围更广，所述底板的顶部设置有扣合机构，所述内半筒的内表面设置有联动机构，所述采集工作板顶部的两侧设置有固定机构，所述第一半滑环的外表面通过安装板固定连接有旋转电动机，所述旋转电动机输出轴的一端固定连接有旋转齿轮，所述外半筒的外表面固定连接有与旋转齿轮相适配的旋转半齿条环，旋转电动机为伺服电机，与外界电源电性连接，通过控制开关进行控制，旋转电动机为内半筒旋转提供动力，旋转齿轮用于与旋转半齿条环啮合，两个旋转半齿条环可以形成一个完整的齿条环。
7.优选地，所述扣合机构包括扣合电机，所述底板的顶部与扣合电机的底部固定连接，所述扣合电机输出轴的一端固定连接有扣合螺纹杆，所述扣合螺纹杆的一端与采集工作板的底部转动连接，扣合电机为伺服电机，与外界电源电性连接，通过控制开关进行控制，扣合电机为扣合螺纹杆转动提供动力，扣合螺纹杆用于带动扣合螺纹套移动，所述扣合螺纹杆的外表面螺纹连接有扣合螺纹套，所述扣合螺纹套的两侧均转动连接有扣合联动杆，所述扣合联动杆的一端与主动滑块的底部转动连接，扣合螺纹套用于带动扣合联动杆转动，扣合联动杆用于限位扣合螺纹套，防止扣合螺纹套转动，同时扣合联动杆转动带动主动滑块使外半筒移动，从而使两个外半筒扣合形成一个完整的筒状。
8.优选地，所述固定机构包括固定挤压板，所述采集工作板顶部的两侧均开设有固定横向滑槽，所述固定横向滑槽的内表面通过滑块与固定挤压板的底部滑动连接，固定挤压板用于挤压固定采集对象，固定横向滑槽用于安装固定挤压板，所述固定挤压板的一侧开设有固定竖向滑槽，所述固定竖向滑槽的内表面滑动连接有固定竖向滑块，固定竖向滑槽用于安装固定竖向滑块，同时固定竖向滑槽使固定挤压杆可以上下移动，保证调节外半筒的高度时，固定挤压杆不会卡死，所述固定竖向滑块的一侧固定连接有固定挤压杆，所述固定挤压杆的一端贯穿外半筒并延伸至外半筒的外部，所述固定挤压杆的外表面套设有固定挤压弹簧，固定挤压杆用于安装固定挤压弹簧，固定挤压弹簧的弹力使固定挤压板挤压采集对象，通过固定机构的设置，使外半筒相互靠近并扣合时，带动固定挤压板对采集对象进行夹持固定，保证采集时的稳定性。
9.优选的，所述联动机构包括联动螺纹杆，所述联动螺纹杆的外表面与内半筒的内表面转动连接，所述内半筒的内表面开设有沿竖向设置的联动滑槽，所述联动滑槽的内表面通过滑块滑动连接有联动螺纹套，所述联动螺纹套的内表面与联动螺纹杆的外表面螺纹连接，联动螺纹杆用于带动联动螺纹套移动，联动螺纹套用于安装铸件表面影像采集器，联动螺纹套用于带动铸件表面影像采集器上下移动，所述联动螺纹套的外表面固定连接有铸件表面影像采集器，所述联动螺纹杆的一端固定连接有联动齿轮，所述外半筒的内表面固定连接有与联动齿轮相适配的联动半齿条环，两个联动半齿条环可以形成一个完整的齿条环，通过联动螺纹杆的设置，使铸件表面影像采集器可以沿着联动螺纹杆移动，通过内半筒旋转和铸件表面影像采集器升降之间的相互配合，从而可以全方位的对影像进行采集，采集无死角，采集效率更高。
10.优选地，所述采集工作板的四个角端部均开设有上下贯通的随动滑槽，所述随动滑槽的内表面滑动连接有随动滑块，所述随动滑块的顶部固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端与外半筒的外表面固定连接，随动滑槽用于安装随动滑块，随动滑块用于
安装电动伸缩杆，外半筒移动时带动随动滑块沿着随动滑槽移动，保证电动伸缩杆的正常使用，电动伸缩杆用于带动外半筒上升下降，使外半筒可以调节高度，使用起来更加的方便。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、通过外半筒的设置，两个外半筒相互靠近并扣合，铸件表面影像采集器便能够对铸件表面影像数据进行采集，采集起来更加的方便，减轻了工作量，通过内半筒的设置，内半筒旋转时，铸件表面影像采集器会跟随内半筒的旋转而旋转，从而可以对采集对象的四周进行影像采集，采集范围更广；2、通过联动螺纹杆的设置，使铸件表面影像采集器可以沿着联动螺纹杆移动，通过内半筒旋转和铸件表面影像采集器升降之间的相互配合，从而可以全方位的对影像进行采集，采集无死角，采集效率更高。
12.3、通过固定机构的设置，使外半筒相互靠近并扣合时，带动固定挤压板对采集对象进行夹持固定，保证采集时的稳定性。
13.4、通过电动伸缩杆的设置，可以调节外半筒的高度，使用起来更加的方便。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明的整体结构示意图。
16.图2为本发明外半筒的扣合结构示意图。
17.图3为本发明内半筒的扣合结构示意图。
18.图4为本发明联动机构的结构示意图。
19.图5为本发明联动滑槽的结构示意图。
20.图6为本发明扣合机构的结构示意图。
21.图7为本发明固定机构的结构示意图。
22.图8为本发明电动伸缩杆的结构示意图。
23.图中：1、底板；2、采集工作板；3、主动滑槽；4、主动滑块；5、外半筒；6、内半筒；7、第一半滑槽；8、第一半滑环；9、第二半滑槽；10、连接转动环；11、第二半滑环；12、旋转电动机；13、旋转齿轮；14、旋转半齿条环；15、随动滑槽；16、随动滑块；17、电动伸缩杆；120、扣合机构；121、扣合电机；122、扣合螺纹杆；123、扣合螺纹套；124、扣合联动杆；130、联动机构；131、联动螺纹杆；132、联动滑槽；133、联动螺纹套；134、铸件表面影像采集器；135、联动齿轮；136、联动半齿条环；140、固定机构；141、固定挤压板；142、固定横向滑槽；143、固定竖向滑槽；144、固定竖向滑块；145、固定挤压杆；146、固定挤压弹簧。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
25.如图1-8所示，本发明提供了一种面向机器视觉缺陷检测的铸件表面图像采集装置，包括底板1和设置在底板1上方的采集工作板2，底板1与采集工作板2之间通过连接杆固定连接，保证装置的稳定性，采集工作板2上表面的两侧均开设有主动滑槽3，主动滑槽3用于安装主动滑块4，主动滑槽3的内表面滑动连接有主动滑块4，主动滑块4用于安装外半筒5，主动滑块4的顶部固定连接有截面呈半环形的外半筒5，外半筒5的内侧设置有截面呈半环形的内半筒6，且两个外半筒5与两个内半筒6均呈相向设置；两个外半筒5、两个内半筒6扣合均可以形成一个完整的筒状，外半筒5的外表面开设有第一半滑槽7，第一半滑槽7用于安装第一半滑环8，第一半滑槽7的内表面滑动连接有第一半滑环8，第一半滑环8用于安装旋转电动机12，同时用于带动内半筒6转动，外半筒5的内表面开设有位于第一半滑环8上侧、下侧的两个第二半滑槽9，内半筒6的外表面固定连接有连接转动环10，连接转动环10用于安装内半筒6，同时使外半筒5的上半部与下半部连接，连接转动环10的外表面固定连接有两个滑动嵌设于第二半滑槽9的两个第二半滑环11，第二半滑环11使连接转动环10可以旋转，第一半滑环8的内表面与连接转动环10的外表面固定连接，通过外半筒5的设置，两个外半筒5相互靠近并扣合，铸件表面影像采集器134便能够对影像数据进行采集，采集起来更加的方便，减轻了工作量，通过内半筒6的设置，内半筒6旋转时，铸件表面影像采集器134会跟随内半筒6的旋转而旋转，从而可以对采集对象的四周进行影像采集，采集范围更广，底板1的顶部设置有扣合机构120，内半筒6的内表面设置有联动机构130，采集工作板2顶部的两侧设置有固定机构140。
26.第一半滑环8的外表面通过安装板固定连接有旋转电动机12，旋转电动机12输出轴的一端固定连接有旋转齿轮13，外半筒5的外表面固定连接有与旋转齿轮13相适配的旋转半齿条环14。
27.通过采用上述技术方案，旋转电动机12为伺服电机，与外界电源电性连接，通过控制开关进行控制，旋转电动机12为内半筒6旋转提供动力，旋转齿轮13用于与旋转半齿条环14啮合，两个旋转半齿条环14可以形成一个完整的齿条环。
28.采集工作板2顶部的四周均开设有随动滑槽15，随动滑槽15的内表面滑动连接有随动滑块16，随动滑块16的顶部固定连接有电动伸缩杆17，电动伸缩杆17的一端与外半筒5的外表面固定连接。
29.通过采用上述技术方案，随动滑槽15用于安装随动滑块16，随动滑块16用于安装电动伸缩杆17，外半筒5移动时带动随动滑块16沿着随动滑槽15移动，保证电动伸缩杆17的正常使用，电动伸缩杆17用于带动外半筒5上升下降，使外半筒5可以调节高度，使用起来更加的方便。
30.扣合机构120包括扣合电机121，底板1的顶部与扣合电机121的底部固定连接，扣合电机121输出轴的一端固定连接有扣合螺纹杆122，扣合螺纹杆122的一端与采集工作板2的底部转动连接；扣合螺纹杆122的外表面螺纹连接有扣合螺纹套123，扣合螺纹套123的两侧均转动连接有扣合联动杆124，扣合联动杆124的一端与主动滑块4的底部转动连接。
31.通过采用上述技术方案，扣合电机121为伺服电机，与外界电源电性连接，通过控制开关进行控制，扣合电机121为扣合螺纹杆122转动提供动力，扣合螺纹杆122用于带动扣
合螺纹套123移动。扣合螺纹套123用于带动扣合联动杆124转动，扣合联动杆124用于限位扣合螺纹套123，防止扣合螺纹套123转动，同时扣合联动杆124转动带动主动滑块4使外半筒5移动，从而使两个外半筒5扣合形成一个完整的筒状。
32.联动机构130包括联动螺纹杆131，联动螺纹杆131的外表面与内半筒6的内表面转动连接，内半筒6的内表面开设有沿竖向设置的联动滑槽132，联动滑槽132的内表面通过滑块滑动连接有联动螺纹套133，联动螺纹套133的内表面与联动螺纹杆131的外表面螺纹连接；联动螺纹套133的外表面固定连接有铸件表面影像采集器134，联动螺纹杆131的一端固定连接有联动齿轮135，外半筒5的内表面固定连接有与联动齿轮135相适配的联动半齿条环136。
33.通过采用上述技术方案，联动螺纹杆131用于带动联动螺纹套133移动，联动螺纹套133用于安装铸件表面影像采集器134，联动螺纹套133用于带动铸件表面影像采集器134上下移动。两个联动半齿条环136可以形成一个完整的齿条环，通过联动螺纹杆131的设置，使铸件表面影像采集器134可以沿着联动螺纹杆131移动，通过内半筒6旋转和铸件表面影像采集器134升降之间的相互配合，从而可以全方位的对影像进行采集，采集无死角，采集效率更高。
34.固定机构140包括固定挤压板141，采集工作板2顶部的两侧均开设有固定横向滑槽142，固定横向滑槽142的内表面通过滑块与固定挤压板141的底部滑动连接；固定挤压板141的一侧开设有固定竖向滑槽143，固定竖向滑槽143的内表面滑动连接有固定竖向滑块144；固定竖向滑块144的一侧固定连接有固定挤压杆145，固定挤压杆145的一端贯穿外半筒5并延伸至外半筒5的外部，固定挤压杆145的外表面套设有固定挤压弹簧146。
35.通过采用上述技术方案，固定挤压板141用于挤压固定采集对象，固定横向滑槽142用于安装固定挤压板141。固定竖向滑槽143用于安装固定竖向滑块144，同时固定竖向滑槽143使固定挤压杆145可以上下移动，保证调节外半筒5的高度时，固定挤压杆145不会卡死。固定挤压杆145用于安装固定挤压弹簧146，固定挤压弹簧146的弹力使固定挤压板141挤压采集对象，通过固定机构140的设置，使外半筒5相互靠近并扣合时，带动固定挤压板141对采集对象进行夹持固定，保证采集时的稳定性。
36.工作原理：采集铸件表面影像时，将采集对象放置在采集工作板2的中部，根据采集对象的高度，启动电动伸缩杆17带动外半筒5上升，外半筒5上升的同时带动固定挤压杆145使固定竖向滑块144沿着固定竖向滑槽143上升，从而调节外半筒5的高度；启动扣合电机121带动扣合螺纹杆122转动，由于扣合联动杆124的限位，扣合螺纹杆122转动带动扣合螺纹套123向下移动，扣合螺纹套123带动扣合联动杆124使主动滑块4沿着主动滑槽3移动，主动滑块4带动外半筒5移动，两个外半筒5相互靠近并扣合，形成一个圆筒，外半筒5带动连接转动环10使内半筒6移动，两个内半筒6相互靠近并扣合，形成一个圆筒；同时外半筒5带动固定挤压杆145使固定挤压板141沿着固定横向滑槽142移动，外半筒5继续靠近时，采集对象挤压固定挤压板141使固定挤压弹簧146收缩，固定挤压弹簧146的弹力带动固定挤压板141挤压采集对象，将采集对象限位固定；启动旋转电动机12带动旋转齿轮13转动，由于旋转半齿条环14的设置，旋转齿轮13沿着旋转半齿条环14转动，旋转齿轮13带动旋转电动机12使第一半滑环8沿着第一半滑
槽7转动，第一半滑环8带动连接转动环10使第二半滑环11沿着第二半滑槽9转动，同时第一半滑环8带动内半筒6转动，内半筒6带动联动螺纹杆131使联动螺纹套133沿采集对象的周向转动，联动螺纹套133带动铸件表面影像采集器134转动，从而对采集对象的四周进行影像采集，内半筒6转动的同时，内半筒6带动联动螺纹杆131使联动齿轮135旋转，由于联动半齿条环136静止不动，联动齿轮135转动带动联动螺纹杆131转动，由于联动滑槽132的限位，联动螺纹杆131带动联动螺纹套133上升，联动螺纹套133带动铸件表面影像采集器134上升，同理内半筒6反向转动时，铸件表面影像采集器134下降，从而使装置可以全方位的对采集对象进行铸件表面影像采集。
37.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。