一种双目视觉蜂王浆浆杯图像采集装置的制作方法

本实用新型属于蜂业生产机械设计技术与机器视觉领域，具体涉及一种双目视觉蜂王浆浆杯图像采集装置。

背景技术：

蜂王浆是青年工蜂的咽下腺和上腭腺分泌的一种乳白色或淡黄色浆状物质，是工蜂用来饲喂蜂王和幼虫的一种高营养食物，由称为蜂王浆或蜂乳。由于蜂王浆中含有多种生物活性物质，因此具有多种生物学功能。中国是蜂王浆生产和销售大国，年生产量已达到3000t左右，占世界总产量的85％以上。然而，随着我国劳动力成本的上升和养蜂者老龄化等问题的出现，蜂场的蜂王浆生产规模受到了严重限制。我国亟待开展蜂王浆机械化生产研究来解决上述问题。

手工蜂王浆生产分为割蜡、去虫、刮浆、移虫四个步骤，在密封培育蜂王幼虫的过程中，工蜂会分泌蜂蜡盖住蜂王浆台基条，所以割蜡成为蜂王浆收集的第一个步骤，目前，蜂蜡割除一般由蜂农手工用刀具对蜂王浆台基条逐条割除，效率低下，而且容易误伤手部。目前针对蜂王浆机械化生产已经有部分蜂王浆取浆机等装置的研究制作，但是这些装置大多不能完成割蜡工作，更不能在线预估蜂王浆的产量。

由于环境污染，药物滥用等问题，我国各地蜂群健康状况都有所下降，而蜂王浆产量，王浆台基条满浆率，蜂王幼虫状态与大小等可以在很大程度上反映蜂群的健康状况，所以关于蜂王浆产量与蜂群健康状况评估装置与方法的研究对于蜂王浆生产效率的提高，以及指导蜂农有针对性地科学用药等都有积极意义。

技术实现要素：

为了解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种双目视觉蜂王浆浆杯图像采集装置，可以完成蜂王浆生产过程中的割蜡动作。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型装置包括台基条传送机构和双目视觉机构；支承座焊件Ⅰ上支撑有台基条传送机构，支承座焊件Ⅱ上支撑有双目视觉机构，支承座焊件Ⅱ高于支承座焊件Ⅰ且支承座焊件Ⅱ垂直于支承座焊件Ⅰ布置。

所述台基条传送机构包括双排王浆台基条、割蜡刀口件、台基条勾拉构件、进料面板、台基条推杆、笔形传送拉杆气缸、弧形导向面板、台基条传送拉杆、传送拉杆导槽、传送面板和出料斜面板；进料面板、弧形导向面板、传送面板、出料斜面板依次连接后均固定于支承座焊件Ⅰ上，进料面板上端面依次布置有双轴推杆气缸、台基条推杆、双排王浆台基条，双轴推杆气缸与进料面板一侧侧边相垂直，双轴推杆气缸一端位于进料面板一侧侧边中部，另一端作为输出轴与台基条推杆垂直相连，台基条推杆靠近双排王浆台基条一侧的顶部两端安装有凸柄；进料面板另一侧侧边固定有槽形导轨，双排王浆台基条活动安装于槽形导轨上且平行于台基条推杆布置，双排王浆台基条主要由底板和位于底板上的两排浆杯组成，双排王浆台基条底板侧面朝上放置且浆杯开口方向朝向台基条推杆，双排王浆台基条的底板两端均开有两个圆孔；台基条勾拉构件一端设有两个与底板圆孔相配合安装的凸块，台基条勾拉构件通过凸块与双排王浆台基条一端插装相连；靠近台基条勾拉构件另一端的位置处固定有接近开关；靠近双排王浆台基条另一端位置处固定有割蜡刀口件；弧形导向面板一侧与进料面板另一侧侧边相连，弧形导向面板另一侧与传送面板一端相连，弧形导向面板与传送面板上设有两条相互平行且上下贯通的切割槽，切割槽垂直于双排王浆台基条布置，切割槽一端位于弧形导向面板中间位置，另一端延伸至传送面板；位于传送面板底部且在两条切割槽外侧面位置处固定有传送拉杆导槽，笔形传送拉杆气缸位于两条传送拉杆导槽中间位置且输出轴平行于传送拉杆导槽布置，笔形传送拉杆气缸的输出轴与台基条传送拉杆垂直相连，台基条传送拉杆两端分别向上凸起形成两凸块滑动嵌装于切割槽内；与切割槽相平行的两条传送面板侧边均安装有传送槽用于传送双排王浆台基条，其中一条传送槽中间安装有红外传感器安装座用于实现双排王浆台基条在双目视觉系统中的到位检测。

所述双目视觉机构包括滑轨安装框架底座、横杆、步进电机、同步带轮、同步带、滚珠丝杆螺母座、滚珠丝杆、工业相机、槽架、光源，滑轨安装框架底座为固定于支承座焊件Ⅱ上端的长方形框架，滑轨安装框架底座位于传送面板上方；与双排王浆台基条相平行的滑轨安装框架底座两侧边的上表面固定有直线滑轨，横杆垂直于直线滑轨布置且横杆底部两侧的两凸块滑动嵌装于直线滑轨上，横杆底部中间安装有双目视觉系统成像所需的光源；滑轨安装框架底座上表面与双排王浆台基条相垂直的两侧边中间均固定有丝杆安装座，两个丝杆安装座之间连接有滚珠丝杆，滚珠丝杆位于横杆上方，滚珠丝杆上安装有沿滚珠丝杆移动的滚珠丝杆螺母座，滚珠丝杆螺母座底端固定于横杆上表面，使得滚珠丝杆螺母座移动时带动横杆沿直线滑轨滑动；步进电机通过步进电机安装座安装于其中一个丝杆安装座所在的滑轨安装框架底座侧边上，步进电机的输出轴与其中一个丝杆安装座外侧均安装有同步带轮，安装于丝杆安装座上的同步带轮与滚珠丝杆端部相连，两个同步带轮之间通过同步带相连；横杆远离步进电机一侧的侧边滑动安装有两个槽架，两个槽架上均滑动安装有位于滚珠丝杆两侧的工业相机。

所述出料斜面板与传送面板另一端相连起出口导向作用，出料斜面板一侧安装有红外计数传感器，用以统计在系统中实现图像采集的双排王浆台基条的数量，出料斜面板下方放置有王浆台基条收纳盒，用于临时存放双排王浆台基条。

所述弧形导向面板与进料面板连接接口的两端均设有一个突起的挡块，割蜡工作完成后，挡块恰能挡住双排王浆台基条底部。

所述台基条传送拉杆初始位置位于切割槽上端，台基条传送拉杆的凸块恰好与切割槽上端槽口平齐，使得凸块不影响双排王浆台基条从弧形导向面板自然下滑至传送面板。

所述同步带轮通过带动滚珠丝杆转动从而带动滚珠丝杆螺母座沿滚珠丝杆移动，横杆在滚珠丝杆螺母座的带动下来回滑动。

所述框型支撑座焊件材料为不锈钢管。

所述弧形导向面板两端折弯角度为120～130度。

所述传送槽也可用于防止王浆台基条1左右位置偏移起到限位作用。

通过水平移动槽架位置调整两个工业相机的间隔距离，通过上下移动工业相机调整工业相机所处高度。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以完成蜂王浆生产过程中的割蜡工作，并且可以将割完蜂蜡的王浆台基条在装置中传送，一定程度提高了蜂王浆生产的效率。

附图说明

图1是本实用新型装置的整体结构示意图。

图2是本实用新型装置底部结构示意图。

图3是实现双排王浆台基条沿导向面板改变位置状态的具体结构示意图。

图4是本实用新型装置另一个角度的结构及工作状态示意图。

图中：1.双排王浆台基条、2.割蜡刀口件、3.台基条勾拉构件、4.进料面板、5.双轴推杆气缸、6.台基条推杆、7.滑轨安装框架底座、8.直线滑轨、9.滑块、10.横杆、11.步进电机安装座、12.步进电机、13.同步带轮、14.同步带、15.滚珠丝杆螺母座、16.滚珠丝杆、17.工业相机、18.槽架、19.光源、20.笔形传送拉杆气缸、21.接近开关、22.弧形导向面板、23.台基条传送拉杆、24.传送拉杆导槽、25.传送面板、26.红外传感器安装座、27.出料斜面板、28.计数传感器、29.挡块、30.王浆台基条收纳盒、31.支撑座焊件Ⅱ、32.支承座焊件Ⅰ、701.特征点集、702.剖分后的特征点集。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明

如图1所示，本实用新型装置包括台基条传送机构和双目视觉机构；台基条传送机构包括双排王浆台基条1、割蜡刀口件2、台基条勾拉构件3、进料面板4、台基条推杆6、笔形传送拉杆气缸20、弧形导向面板22、台基条传送拉杆23、传送拉杆导槽24、传送面板25和出料斜面板27；进料面板4、弧形导向面板22、传送面板25、出料斜面板27依次连接后均固定于支承座焊件Ⅰ32上，进料面板4上端面依次布置有双轴推杆气缸5、台基条推杆6、双排王浆台基条1，双轴推杆气缸5与进料面板4一侧侧边相垂直，双轴推杆气缸5一端位于进料面板4一侧侧边中部，另一端作为输出轴与台基条推杆6垂直相连，台基条推杆6靠近双排王浆台基条1一侧的顶部两端安装有凸柄；进料面板4另一侧侧边固定有槽形导轨，双排王浆台基条1活动安装于槽形导轨上且平行于台基条推杆6布置，双排王浆台基条1主要由底板和位于底板上的两排浆杯组成，双排王浆台基条1底板侧面朝上放置且浆杯开口方向朝向台基条推杆6，双排王浆台基条1的底板两端均开有两个圆孔；台基条勾拉构件3一端设有两个与底板圆孔相配合安装的凸块，台基条勾拉构件3通过凸块与双排王浆台基条1一端插装相连；靠近台基条勾拉构件3另一端的位置处固定有接近开关；靠近双排王浆台基条1另一端位置处固定有割蜡刀口件2；弧形导向面板22一侧与进料面板4另一侧侧边相连，弧形导向面板22另一侧与传送面板25一端相连，弧形导向面板22与传送面板25上设有两条相互平行且上下贯通的切割槽，切割槽垂直于双排王浆台基条1布置，切割槽一端位于弧形导向面板22中间位置，另一端延伸至传送面板25；与切割槽相平行的两条传送面板25侧边均安装有传送槽用于传送双排王浆台基条1，其中一条传送槽中间安装有红外传感器安装座26用于实现双排王浆台基条1在双目视觉系统中的到位检测。

如图2所示，位于传送面板25底部且在两条切割槽外侧面位置处固定有传送拉杆导槽24，笔形传送拉杆气缸20位于两条传送拉杆导槽24中间位置且输出轴平行于传送拉杆导槽24布置，笔形传送拉杆气缸20的输出轴与台基条传送拉杆23垂直相连，台基条传送拉杆23两端分别向上凸起形成两凸块滑动嵌装于切割槽内。

如图3所示，支承座焊件Ⅰ32上支撑有台基条传送机构，支承座焊件Ⅱ31上支撑有双目视觉机构，支承座焊件Ⅱ31高于支承座焊件Ⅰ32且支承座焊件Ⅱ31垂直于支承座焊件Ⅰ32布置；

如图1和图4所示，双目视觉机构包括滑轨安装框架底座7、横杆10、步进电机12、同步带轮13、同步带14、滚珠丝杆螺母座15、滚珠丝杆16、工业相机17、槽架18、光源19，滑轨安装框架底座7为固定于支承座焊件Ⅱ31上端的长方形框架，滑轨安装框架底座7位于传送面板25上方；与双排王浆台基条1相平行的滑轨安装框架底座7两侧边的上表面固定有直线滑轨8，横杆10垂直于直线滑轨8布置且横杆10底部两侧的两凸块滑动嵌装于直线滑轨8上，横杆10底部中间安装有双目视觉系统成像所需的光源19；滑轨安装框架底座7上表面与双排王浆台基条1相垂直的两侧边中间均固定有丝杆安装座，两个丝杆安装座之间连接有滚珠丝杆16，滚珠丝杆16位于横杆10上方，滚珠丝杆16上安装有沿滚珠丝杆16移动的滚珠丝杆螺母座15，滚珠丝杆螺母座15底端固定于横杆10上表面，使得滚珠丝杆螺母座15移动时带动横杆10沿直线滑轨8滑动；步进电机12通过步进电机安装座11安装于其中一个丝杆安装座所在的滑轨安装框架底座7侧边上，步进电机12的输出轴与其中一个丝杆安装座外侧均安装有同步带轮13，安装于丝杆安装座上的同步带轮13与滚珠丝杆16端部相连，两个同步带轮13之间通过同步带14相连；横杆10远离步进电机12一侧的侧边滑动安装有两个槽架18，两个槽架18上均滑动安装有位于滚珠丝杆16两侧的工业相机17。

具体实施中，为实现割蜡以及双目视觉图像采集的自动控制，本实用新型装置实际还包括：控制驱动机构气缸的电磁阀；用于给气缸、电机等驱动装置以及各个传感器供电的直流蓄电池；带图像采集卡的计算机；可编程逻辑控制器PLC：根据各个传感器所给信号控制所述驱动机构完成割蜡、王浆台基条传送以及控制步进电机驱动滚珠丝杆运动等任务。

本实用新型的具体实施方式包括以下步骤：

步骤1：调整两个工业相机17的高度、间隔距离与角度，调整光源19，对两个工业相机17进行标定；

步骤2：通过手动或其他工具推动双排王浆台基条1朝割蜡刀口件2方向移动，直至台基条勾拉构件3的钩头伸出割蜡刀口件2的刀口完成双排王浆台基条1表面的割蜡处理，然后推动双排王浆台基条1朝相反方向移动直至台基条勾拉构件3与接近开关21接触，接近开关21将割蜡动作完成的信号传输至控制器后，控制器控制双轴推杆气缸5工作。

步骤3：台基条推杆6在双轴推杆气缸5的推动下朝双排王浆台基条1移动，直至台基条推杆6上端凸柄作用于双排王浆台基条1上部两侧，双排王浆台基条1从底板侧面朝上沿弧形导向面板22翻转为浆杯开口朝上。

步骤4：双排王浆台基条1在台基条推杆6的凸柄作用下自然下滑至传送面板25与弧形导向面板22的连接处，台基条传送拉杆23两端的凸块在笔形传送拉杆气缸20和传送拉杆导槽24的作用下沿切割槽朝传送面板25滑动，凸块在滑动过程中抵住双排王浆台基条1靠近弧形导向面板22一侧的底板，从而带动双排王浆台基条1滑动至切割槽底端，完成第一个双排王浆台基条1的传送。

步骤5：重复步骤2～4，完成下一个双排王浆台基条1的传送，下一个双排王浆台基条1推动前一个双排王浆台基条1朝滚珠丝杆16正下方位置移动，直至第一个双排王浆台基条1位于标定位置。

步骤6：当第一个双排王浆台基条1位于标定位置时，红外传感器将接收到的信号传输至控制器，控制器通过步进电机12驱动同步带轮转动，同步带轮通过带动滚珠丝杆16转动从而带动滚珠丝杆螺母座15沿滚珠丝杆16移动，横杆10在滚珠丝杆螺母座15的带动下滑动至双排王浆台基条1第一杯浆杯正上方位置处，工业相机17采集第一杯浆杯的图像并将采集到的图像传输至计算机。

步骤7：控制器通过步进电机12驱动横杆10移动至下一杯浆杯正上方位置处，工业相机17采集下一杯浆杯的图像，采集图像后重复步骤7，直至双排王浆台基条1上所有浆杯的图像全部采集完；

步骤8：重复步骤2、3、4、6、7，直至所有待测的双排王浆台基条1完成割蜡与图像采集。

最后，应当指出，以上实施例及提出的一种控制方法仅是本实用新型较有代表性的例子，显然，本实用新型的技术方案不限于上述实施例及提出的一种控制方法，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开内容直接导出或者联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。