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申请/专利权人：浙江理工大学;中国农业科学院茶叶研究所

摘要：本发明涉及一种茶叶加工检测设备。目的是提供一种基于视觉检测的旋转式自动取样机，该机应能承担图像检测所需的对炒制过程中的茶叶自动取样、将拾取到的茶叶送至图像检测部位、而后将采集图像检测后的茶叶返回原处等配套辅助工作，以实现检测自动化、提高检测工作效率。技术方案是：一种基于视觉检测的旋转式自动取样机，包括设置在茶叶传送带边的安装底板；其特征在于：所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构。

主权项：1.一种基于视觉检测的旋转式自动取样机，包括设置在茶叶传送带1-1边的安装底板3-3；其特征在于：所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构；所述取样机构包括可绕竖直轴线转动且由间歇传动机构驱动的旋转取样板5-1；所述清扫机构包括可绕竖直轴线摆动地定位在安装底板上的扫把以及驱动扫把的间歇动力机构；所述视觉检测机构包括通过相机安装板安装在安装底板上的相机；所述间歇动力机构包括电机4-6、由电机驱动的不完全齿轮4-8以及由不完全齿轮轮流间隔驱动的第一正齿轮4-9以及第二正齿轮4-7，所述第一正齿轮与旋转取样板同轴固定，以为旋转取样板的运动提供动力，所述第二正齿轮通过带轮组件为所述扫把运动提供动力；所述扫把包括固定在第三传动轴上的扫杆6-2以及固定在扫杆上的扫头6-1；扫头位置高于所述旋转取样板的取样平台；所述不完全齿轮固定在电机输出轴上，所述第一正齿轮与旋转取样板同轴固定在第一传动轴4-10上，所述第二正齿轮与带轮组件中的第一带轮同轴固定在第二传动轴4-1上，第二同步带轮与扫把安装在第三传动轴上；工作原理是：不完全齿轮开始与第一正齿轮啮合带动旋转取样板转动，转动180°后，不完全齿轮与第一正齿轮脱离啮合；不完全齿轮旋转半圈时，旋转取样板刚好旋转180°；在这个过程中，旋转取样板的取样平台会从经由水平传送带流向下一级传送带的茶叶流中取到茶叶；不完全齿轮旋转半圈后开始与第一正齿轮脱离啮合，旋转取样板将不再转动，这时，取到茶叶的取样平台刚好停在相机的正下方，此时相机开始对茶叶进行图像采集以便进行视觉检测；当不完全齿轮与第一正齿轮脱离啮合后，不完全齿轮会马上与第二正齿轮进行啮合；第二传动轴开始转动，第二传动轴通过同步带和同步带轮带动第三传动轴转动，从而使安装在第三传动轴上的扫杆开始缓慢转动，转动半圈之后，扫杆上的扫头会开始扫到取样平台上的茶叶，而此时相机已经完成对茶叶的视觉检测；从不完全齿轮与第一正齿轮脱离啮合而马上与第二正齿轮啮合开始，不完全齿轮继续转动半圈，刚好使扫杆转动一圈，在扫杆转动一圈的过程中，刚好把取样平台上的茶叶扫落到下一级传送带上。

全文数据：一种基于视觉检测的旋转式茶叶自动取样机技术领域本发明涉及一种茶叶加工检测设备，具体是基于视觉图像检测的茶叶取茶样机。背景技术茶是颇受人们喜爱的一种健康饮品。随着人们健康意识的不断提高，茶叶市场也越来越壮大，促进了茶产业的发展。传统的制茶方法已经不能满足市场的需求，茶叶的加工技术逐渐向绿色、环保、低碳、节能的方向发展，茶叶产业也不断引入茶叶机械，人工制茶逐渐被机械制茶取代，实现机械化发展。在茶叶的加工中，干燥是一道重要的加工工序，且在茶叶干燥的过程中，经常需要提取部分茶叶来检测其水分，观察其颜色变化、卷曲程度等，从而了解茶叶的炒制进展情况；其过程不仅繁琐，而且只有少数经验的员工才能做到；该种状况迫切需要加以解决。发明内容本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于视觉检测的旋转式自动取样机，该机应能承担图像检测所需的对炒制过程中的茶叶自动取样、将拾取到的茶叶送至图像检测部位、而后将采集图像检测后的茶叶返回原处等配套辅助工作，以实现检测自动化、提高检测工作效率。为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：一种基于视觉检测的旋转式自动取样机，包括设置在茶叶传送带边的安装底板；其特征在于：所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构；所述取样机构包括可绕竖直轴线转动且由间歇传动机构驱动的旋转取样板；所述清扫机构包括可绕竖直轴线摆动地定位在安装底板上的扫把以及驱动扫把的间歇动力机构；所述视觉检测机构包括通过相机安装板安装在安装底板上的相机。所述间歇动力机构包括电机、由电机驱动的不完全齿轮以及由不完全齿轮轮流间隔驱动的第一正齿轮以及第二正齿轮，所述第一正齿轮与旋转取样板同轴固定，以为旋转取样板的运动提供动力，所述第二正齿轮通过带轮组件为所述扫把运动提供动力。所述扫把包括固定在第三传动轴上的扫杆以及固定在扫杆上的扫头；扫头位置高于所述旋转取样板的取样平台。所述不完全齿轮固定在电机输出轴上，所述第一正齿轮与旋转取样板同轴固定在第一传动轴上，所述第二正齿轮与带轮组件中的第一带轮同轴固定在第二传动轴上，第二同步带轮与扫把安装在第三传动轴上。所述电机输出轴、第一传动轴、第二传动轴以及第三传动轴相互平行布置。所述第一传动轴、第二传动轴以及第三传动轴均通过轴承可转动地定位在安装底板上。本发明的工作原理是：本发明安装在两个茶叶传送带的交接位置即在水平布置的茶叶传送带1-1的输出末端以及下一级传送带的起始端。两个茶叶传送带具有一定的高度差，从水平布置的茶叶传送带上流向下一级传送带的茶叶形成茶叶流；本发明的取样板是从该茶叶流中进行取样。为图面清晰，图1中省略下一级传送带；工作时，电机带动不完全齿轮转动，不完全齿轮旋转半周时，会带动旋转取样板旋转180°，在这个过程中，取样板会从经由水平传送带流向下一级传送带的茶叶流中取到茶叶。不完全齿轮带动旋转取样板旋转180°后，将不能再继续带动旋转取样板转动，这时，取到茶叶的取样板刚好停在相机的正下方，此时相机开始进行视觉检测。同时，当不完全齿轮不能再继续带动旋转取样板转动时，不完全齿轮开始带动清扫杆缓慢转动，当扫头扫到取样板上的茶叶时，相机已经完成茶叶的视觉检测，且不完全齿轮旋转半周时刚好带动扫杆转动一圈；在扫杆转动一圈的过程中，刚好把取样板上的茶叶扫落到下一级传送带上。电机带动不完全齿轮转动一圈，正好完成一个工作周期。本发明的有益效果是：该机能够模拟人工动作，自动完成茶叶取样、取样茶叶送至图像采集设备、采集图像后的茶叶自动送回等多个完整衔接的操作步骤，进而对图像检测设备的运作进行了有效配合，从而对基于机器视觉技术的茶叶检测设备的整机结构进行了完善，受到茶叶领域相关企业的欢迎。附图说明图1为本发明的安装位置示意图。图2为本发明的主视结构示意图。图3为本发明中安装底板的立体结构示意图。图4为本发明中间歇传动机构的立体结构示意图。图5为本发明中取样机构以及视觉检测机构的立体结构示意图。图6为本发明中清扫机构的立体结构示意图。图中有：安装底板3-3、电机安装座3-2、轴承座3-1、电机4-6、第一正齿轮4-9、第二正齿轮4-7不完全齿轮4-8、第一同步带轮4-2、第二同步带轮4-5、同步带4-4、第一传动轴4-10、第二传动轴4-1、第三传动轴4-3、旋转取样板5-1、相机安装板5-3、相机5-2、扫杆6-2、扫头6-1。具体实施方式为实现本发明的技术手段，创作特征，达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。本发明主要包括：安装在茶叶传送带1-1下边的安装底板，以及设置在安装底板上的取样机构、视觉检测机构、清扫结构。整机安装在水平布置的茶叶传送带的输出末端。取样机构用于在茶叶传送带上获取茶叶样品，视觉检测机构对取样机构获取的样品进行拍照检测，清扫机构将完成检测的样品送回传送带。安装底板参阅图3：安装底板3-3通过螺栓和螺母安装在茶叶传送带1-1末端安装底板固定在传送带框架上，位于茶叶传送带的下边。电机安装座3-2、轴承座3-1通过螺栓和螺母安装在安装底板上。安装底板和电机安装座上都制作有轴承安装孔，用来安装轴承和传动轴。取样机构参阅图5：取样机构包括可绕竖直轴线转动且由间歇传动机构驱动的旋转取样板5-1；旋转取样板5-1安装在第一传动轴4-10第一传动轴的轴线竖直布置上，旋转取样板两端都有一个可以用来接取茶叶的取样平台图中可见是平板状平台；在第一传动轴带动下，两个取样平台在同一个水平面上运动。在一个工作周期中，旋转取样板只需转动180°。视觉检测机构参阅图5：视觉检测机构包括通过相机安装板5-3安装在安装底板3-3上的相机5-2；相机安装板5-3通过螺栓和螺母安装在安装底板3-3上，相机5-2安装固定在相机安装板上。清扫结构参阅图6：所述清扫机构包括可绕竖直轴线摆动地定位在安装底板上的扫把以及驱动扫把的间歇动力机构，以使扫把将取样台上的茶叶样品返回至茶叶传送带。清扫结构由扫头6-1优选柔性材料制作，例如橡胶片和扫杆6-2组成。扫头6-1通过螺钉固定在扫杆6-2上，扫杆安装固定在第三传动轴4-3上图中可见扫杆水平布置，以使所携带的扫头能够清扫整个取样平台而不遗漏，随着第三传动轴的转动而转动，在转动的过程中可以把取样台上已经完成视觉检测的茶叶全部扫出取样台，再落在传送带上。间隙传动机构参阅图4：电机4-6安装在电机安装座3-2上，不完全齿轮4-8固定安装在电机输出轴上，第一正齿轮4-9固定安装在第一传动轴4-10上，第二正齿轮4-7固定安装在第二传动轴4-1上，第一同步带轮4-2固定安装在第二传动轴上，第二同步带轮4-5固定安装在第三传动轴4-3上，第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带4-4连接进行动力传递。工作时，电机转动带动不完全齿轮4-8，不完全齿轮一开始先和第一正齿轮4-9啮合，带动第一正齿轮转动，从而使第一传动轴4-10转动起来；不完全齿轮转动半圈之后与第一正齿轮脱离啮合，开始与第二正齿轮4-7啮合，带动第二正齿轮转动，从而使第二传动轴4-1转动起来。其中，不完全齿轮4-8和第一正齿轮之间的传动比为1：1，不完全齿轮4-8和第二正齿轮3-7之间的传动比为1：2。第二传动轴4-1通过同步带第一同步带轮4-2和第二同步带轮4-5之间的传动比为1：1带动第三传动轴4-3转动。本发明中，凡与茶叶有直接接触的部件均采用食品级的不锈钢材料制作，以确保卫生安全。工作原理详述从炒茶机出来的茶叶先落到水平传送带1-1上水平传送带的输出末端高于其它传送带，利用高度落差进行茶叶的转运；水平传送带的运动方向如图1中箭头所示，接着会经过彼此相接的若干传送带把茶叶再送回到炒茶机中，形成循环往复的炒茶过程。本发明安装在水平传送带的输出末端，利用与其它传送带为图面清晰，图中省略其它传送带，的高度差进行取样。在初始位置，旋转取样板刚好处于相机的正下方也位于水平传送带的下边，扫杆刚好垂直于旋转取样板的轴线如图2所示。从上往下看，扫杆要逆时针转动270°才能清扫到旋转取样板的取样平台。工作时，电机带动不完全齿轮转动从上往下看，转动方向为逆时针方向，不完全齿轮开始与正齿轮1啮合传动比为1：1，带动旋转取样板转动，转动180°后，不完全齿轮与第一正齿轮脱离啮合。不完全齿轮旋转半圈时，旋转取样板刚好旋转180°；在这个过程中，旋转取样板的取样平台会从经由水平传送带流向下一级传送带的茶叶流中取到茶叶。不完全齿轮旋转半圈后开始与第一正齿轮脱离啮合，旋转取样板将不再转动，这时，取到茶叶的取样平台刚好停在相机的正下方，此时相机开始对茶叶进行图像采集以便进行视觉检测。同时，当不完全齿轮与第一正齿轮脱离啮合后，不完全齿轮会马上与第二正齿轮进行啮合传动比为1：2，第二传动轴开始转动，第二传动轴通过同步带和同步带轮带动第三传动轴转动传动比为1：1，从而使安装在第三传动轴上的扫杆开始缓慢转动，大概转动半圈之后，扫杆上的扫头会开始扫到取样平台上的茶叶，而此时相机已经完成对茶叶的视觉检测采集的图像信息随即输往图像检测系统进行分析鉴定；图像检测系统为常规设备，不再详述。从不完全齿轮与第一正齿轮脱离啮合而马上与第二正齿轮啮合开始，不完全齿轮继续转动半圈，刚好使扫杆转动一圈，在扫杆转动一圈的过程中，刚好把取样平台上的茶叶扫落到下一级传送带上。在一个周期中，电机带动不完全齿轮转动一圈，不完全齿轮带动第一正齿轮转动半圈，带动第二正齿轮转动一圈。定时或不定时地反复以上循环，茶叶取样即图像检测工作就定时或不定时循环进行。

权利要求：1.一种基于视觉检测的旋转式自动取样机，包括设置在茶叶传送带1-1边的安装底板3-3；其特征在于：所述安装底板上分别设置有用于在茶叶传送带上获取茶叶样品的取样机构、对取样机构获取的样品进行拍照检测的视觉检测机构以及将完成检测的样品送回传送带的清扫机构；所述取样机构包括可绕竖直轴线转动且由间歇传动机构驱动的旋转取样板5-1；所述清扫机构包括可绕竖直轴线摆动地定位在安装底板上的扫把以及驱动扫把的间歇动力机构；所述视觉检测机构包括通过相机安装板5-3安装在安装底板3-3上的相机5-2。2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的旋转式自动取样机，其特征在于：所述间歇动力机构包括电机4-6、由电机驱动的不完全齿轮4-8以及由不完全齿轮轮流间隔驱动的第一正齿轮4-9以及第二正齿轮4-7，所述第一正齿轮与旋转取样板同轴固定，以为旋转取样板的运动提供动力，所述第二正齿轮通过带轮组件为所述扫把运动提供动力。3.根据权利要求2所述的基于视觉检测的旋转式自动取样机，其特征在于：所述扫把包括固定在第三传动轴上的扫杆6-2以及固定在扫杆上的扫头6-1；扫头位置高于所述旋转取样板的取样平台。4.根据权利要求3所述的基于视觉检测的旋转式自动取样机，其特征在于：所述不完全齿轮固定在电机输出轴上，所述第一正齿轮与旋转取样板同轴固定在第一传动轴4-10上，所述第二正齿轮与带轮组件中的第一带轮同轴固定在第二传动轴4-1上，第二同步带轮4-5与扫把安装在第三传动轴4-3上。5.根据权利要求4所述的基于视觉检测的旋转式自动取样机，其特征在于：所述电机输出轴、第一传动轴、第二传动轴以及第三传动轴相互平行布置。6.根据权利要求5所述的基于视觉检测的旋转式自动取样机，其特征在于：所述第一传动轴、第二传动轴以及第三传动轴均通过轴承可转动地定位在安装底板上。

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