一种摩天轮式机械变轨式雪茄烟外观检测装置
阅读说明：本技术 一种摩天轮式机械变轨式雪茄烟外观检测装置 (Ferris wheel type mechanical rail-changing type cigar appearance detection device ) 是由 李青常 杨国涛 贺琛 慎龙舞 林玉红 黄阔 赵继俊 吕晓亮 杨荣超 牛佳佳 陈宸 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置,包括门型架、转盘电机、两个转动盘、转轴、一个固定盘、若干组柔性夹持机构和一组面阵相机,转盘电机通过转轴驱动转动盘同步转动；柔性夹持机构分布在两个转动盘上；固定盘与门型架固定,固定盘上对应柔性夹持机构的尾端设置有环形的滑动轨道,滑动轨道分为浅槽区和深槽区,浅槽区和深槽区通过平滑过渡的斜面连接；与固定盘相邻的转动盘上的柔性夹持机构的夹持端在轴向方向上有一定的活动余量,夹持端上安装复位弹簧。该装置通过简单机械结构完成夹持动作,检测过程无需停机,检测无死角,无需人工参与,且检测准确度较高,能够适应各种不同规格的雪茄烟。(The invention provides a ferris wheel type cigar appearance rapid detection device which comprises a door-shaped frame, a turntable motor, two rotating discs, a rotating shaft, a fixed disc, a plurality of groups of flexible clamping mechanisms and a group of area-array cameras, wherein the turntable motor drives the rotating discs to synchronously rotate through the rotating shaft; the flexible clamping mechanisms are distributed on the two rotating discs; the fixed disc is fixed with the door-shaped frame, an annular sliding track is arranged on the fixed disc corresponding to the tail end of the flexible clamping mechanism, the sliding track is divided into a shallow groove area and a deep groove area, and the shallow groove area and the deep groove area are connected through a smoothly-transitional inclined plane; the clamping end of the flexible clamping mechanism on the rotating disc adjacent to the fixed disc has certain movement allowance in the axial direction, and the clamping end is provided with a return spring. The device accomplishes the centre gripping action through simple mechanical structure, and the testing process need not to shut down, detects no dead angle, need not artifical the participation, and detection accuracy is higher, can adapt to the cigar of various different specifications.)
技术领域
本发明涉及雪茄烟生产领域，具体的说，涉及了一种摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置。
背景技术
雪茄烟是我国烟草制品中重要的产品品类，是定位高端的烟草制品。随着烟草消费市场的转型升级，雪茄烟的市场规模正在加速扩张，2019年雪茄烟市场增长率超过50%，预计2020年预计将增长80%以上。
目前国产雪茄包括手卷雪茄、半机制雪茄、机制雪茄等，其中手卷雪茄是高档雪茄，对原料的需求最高，半机制雪茄对原料的要求较高，机制雪茄对原料的需求较低。
无论哪种雪茄都包含了茄衣、茄套和茄芯三种雪茄烟叶类型，三种雪茄烟叶类型的质量差异较大，其中雪茄茄衣的质量要求主要集中在烟叶的外观质量和包裹特性，雪茄茄套的质量要求主要集中在烟叶包裹特性和燃烧特性，而茄芯烟叶是雪茄烟风味和吃味的主要来源，对感官质量的要求较高。
其中，雪茄的外部特点是直接反映在雪茄的茄衣上的。茄衣也是雪茄在视觉美感上最直接的部分，视觉上我们可以看到茄衣的质地、颜色、烟叶的特点。触觉上可以感到雪茄的紧密、松软、不均匀或烟皮的褶皱、压痕、松垮等，许多雪茄的质量通过看或摸是可以确认的，世界上所有雪茄制造商都对茄衣的质量最为重视，更是以拥有上佳的茄衣种植园而自豪。
为确保他们所生产的雪茄风格多样化，品质保持一贯的水准。在茄衣的投资力度上都是不惜代价的。顶级品牌的烟商无一例外都有自己的茄衣熟成仓库且规模庞大。在某些气候异常的年份，囤积的茄衣就可以维护品质的稳定性。而较高的收购价格使烟农都愿意付出高强度，密集型的劳动来培育出一流的雪茄茄衣。
这也直接决定了雪茄烟生产过程中茄衣外观检查的重要性。
在标准《GB15269.3-2011》中，特别规定了雪茄烟包装、卷制和贮存的技术要求，其中，对于烟支外观的要求包括了中心轴线的最大偏移量、切口斜面高低差、指环、脉纹、折痕、病斑、污痕、缝口、洞眼、脱皮、破碎、周长等一系列的外观参数，这些外观参数需要逐项测量，目前，这些测量工作主要由人工完成，且每一只雪茄都要检测这些参数，将会耗费大量的人力物力，且十分影响雪茄烟的生产效率。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种以图像识别技术为基础，通过简单机械结构完成夹持动作，检测过程无需停机，检测无死角，无需人工参与，且检测准确度较高，能够适应各种不同规格的雪茄烟的摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置，包括门型架、转盘电机、两个转动盘、转轴、一个固定盘、若干组柔性夹持机构和一组面阵相机，所述转轴的两端通过轴承安装在门型架的两个立杆上，所述的两个转动盘分别固定在转轴的两端并位于门型架内侧，所述转盘电机驱动转轴转动进而带动两个转动盘同步转动；
所述的若干组柔性夹持机构呈圆周阵列的分布在两个转动盘上，同一组柔性夹持机构的两个夹持端正对；
所述固定盘与门型架固定，所述固定盘安装在其中一个转动盘的后侧，所述固定盘上对应所述柔性夹持机构的尾端设置有环形的滑动轨道，所述滑动轨道按槽深分为浅槽区和深槽区，所述浅槽区和深槽区通过平滑过渡的斜面连接，连接浅槽区和深槽区的两个斜面分别位于夹持位和放开位；
与固定盘相邻的转动盘上的柔性夹持机构的夹持端在轴向方向上有一定的活动余量，所述活动余量以深槽区和浅槽区的槽深为准，且与固定盘相邻的转动盘上的柔性夹持机构的夹持端上安装有总是驱使夹持端向后移动的复位弹簧；
所述的一组面阵相机呈合围状布置，一组面阵相机的取景视野重叠，重叠区域经过柔性夹持机构的夹持空间的行走路径。
基上所述，与固定盘相邻的转动盘上的夹持端为活动夹持端，与固定盘相邻的转动盘上针对活动夹持端设置有导向孔，所述活动夹持端相应的设置有导向轴，所述导向轴的尾端伸出导向孔并延伸至固定盘的滑动轨道中，所述复位弹簧的两端分别安装在转动盘上和柔性夹持机构上。
基上所述，所述活动夹持端的导向轴尾端为球面端。
基上所述，还包括上游输送带和下游输送带，所述门型架架设于上游输送带和下游输送带之间，所述夹持位与上游输送带的输送面等高，所述放开位与下游输送带的输送面等高。
基上所述，所述的一组面阵相机的数量为三个，其中两个面阵相机安装在门型架的横梁上，第三个面阵相机安装在横梁的下方，第三个面阵相机通过相机支架安装在地面上。
基上所述，所述滑动轨道的深槽区位于固定盘的下半部、浅槽区位于固定盘的上半部。
基上所述，所述柔性夹持机构的夹持端和所述活动夹持端均包括柔性顶头、压簧、导向套筒和连接件，所述柔性顶头沿轴向活动的套装在所述导向套筒内，所述柔性顶头的前端露出导向套筒前端，所述连接件连接在柔性顶头的后端并伸出导向套筒，所述柔性顶头的肩部设有卡入导向套筒中的凸台，所述压簧安装在凸台和导向套筒的内端之间。
基上所述，所述活动夹持端的导向轴为所述连接件的延伸结构。
基上所述，所述柔性顶头的端头部设置有可更换的柔性垫片。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明在图像识别技术的基础上，针对雪茄烟的生产线，设计了该摩天轮式的雪茄烟外观快速检测装置，该方案的优势在于，柔性夹持机构在对夹雪茄烟的两端时，无需借助动力杆动作，而是借助滑动轨道上的槽深的变化，使活动夹持端在轴向方向上发生位移，然后将雪茄烟的两头夹住，避免了使用动力部件，成本较低，无需过多的控制介入，利用简单的机械原理即可实现功能，在实际应用过程中不容易发生故障，安全性和稳定性都相对较高。
进一步的，采用摩天轮式的结构设计，柔性夹持机构的数量有多对，可以实现连续不间断的检测，检测效率大幅提升，检测点位和检测视角也相对稳定，检测的一致性有保障。
进一步的，采用柔性对夹式结构，可避免夹伤雪茄烟，保证雪茄烟检测过程的安全性。
附图说明
图1是本发明中摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置的结构示意图之一。
图2是本发明中摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置的结构示意图之二。
图3是本发明中固定盘的结构示意图。
图4是本发明中柔性夹持机构的结构示意图。
图中：1.门型架；2.转盘电机；3.转动盘；4.转轴；5.固定盘；6.柔性夹持机构；6-1.柔性顶头；6-2.压簧；6-3.导向套筒；6-4.连接件；6-6.导向轴；7.面阵相机；8.滑动轨道；8-1.浅槽区；8-2.深槽区；8-3.斜面；9.上游输送带；10.下游输送带。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1-图4所示，一种摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置，包括门型架1、转盘电机2、两个转动盘3、转轴4、一个固定盘5、若干组柔性夹持机构6和一组面阵相机7，所述转轴4的两端通过轴承安装在门型架1的两个立杆上，所述的两个转动盘3分别固定在转轴4的两端并位于门型架1内侧，所述转盘电机2驱动转轴4转动进而带动两个转动盘5同步转动，，所述门型架架设于上游输送带和下游输送带之间，转动盘5的转动速度根据山下游输送带的输送速度设计，使它们之间保持相对稳定的关系。
所述的若干组柔性夹持机构6呈圆周阵列的分布在两个转动盘3上，同一组柔性夹持机构的两个夹持端正对，以对夹住雪茄烟的两端，这种对夹方式能够使用各种不同款式规格的雪茄烟，雪茄烟可以有直径的变化，也可以有适当的弯曲等，不拘泥于雪茄烟的外形轮廓。
所述固定盘5与门型架1固定，所述固定盘5安装在其中一个转动盘3的后侧，所述固定盘5上对应所述柔性夹持机构的尾端设置有环形的滑动轨道8，所述滑动轨道8按槽深分为浅槽区8-1和深槽区8-2，所述浅槽区8-1和深槽区8-2通过平滑过渡的斜面8-3连接，连接浅槽区8-1和深槽区8-2的两个斜面8-3分别位于夹持位和放开位，本实施例中，为方便描述，靠近转盘电机2的转动盘为第一转动盘，另一端的转动盘为第二转动盘，固定盘安装在第二转动盘的后方，固定盘上的滑动轨道中的浅槽区8-1位于上半部、深槽区位于下半部，所述夹持位与上游输送带的输送面等高，所述放开位与下游输送带的输送面等高。
第二转动盘上的柔性夹持机构的夹持端为活动夹持端，第二转动盘上针对活动夹持端设置有导向孔，所述活动夹持端相应的设置有导向轴，所述导向轴的尾端伸出导向孔并延伸至固定盘的滑动轨道中，所述复位弹簧的两端分别安装在转动盘上和柔性夹持机构上，复位弹簧总是驱使夹持端向后移动，活动夹持端在轴向方向上有一定的活动余量，所述活动余量以深槽区8-2和浅槽区8-1的槽深为准，所述活动夹持端的导向轴尾端为球面端。
所述的一组面阵相机在本实施例中设置为三个，呈合围状布置，其中两个面阵相机安装在门型架的横梁上，第三个面阵相机安装在横梁的下方，第三个面阵相机通过相机支架安装在地面上，三台面阵相机的取景视野重叠，重叠区域经过柔性夹持机构的夹持空间的行走路径。
所述柔性夹持机构6的夹持端和所述活动夹持端均包括柔性顶头6-1、压簧6-2、导向套筒6-3和连接件6-4，所述柔性顶头6-1沿轴向活动的套装在所述导向套筒6-3内，所述柔性顶头6-1的前端露出导向套筒6-3前端，所述连接件6-4连接柔性顶头6-1的尾端并从导向套筒6-3的后端伸出，所述柔性顶头6-1的肩部设有卡入导向套筒6-3中的凸台，所述压簧6-2安装在凸台和导向套筒6-3内端之间，所述活动夹持端的导向轴为所述连接件的延伸结构，所述柔性顶头6-1的端头部设置有可更换的柔性垫片。
工作原理：
该摩天轮式雪茄烟外观快速检测装置安装在上游输送带9和下游输送带10之间，输送带的结构为肋板式输送带，通过输送带上的肋板结构，将雪茄烟11分隔开，一支一支的向下游输送。
雪茄烟到达夹持位置后，柔性夹持机构6也同步到位，且活动夹持端在滑动轨道斜面的驱动下，从深槽区向浅槽区过渡，进而推动活动夹持端向内侧移动，使一组柔性夹持机构的两个夹持端靠近，并将雪茄烟夹起，然后带动雪茄烟走过整个浅槽区，在此过程中，雪茄烟经过三台面阵相机的取景视野的重叠区，三台面阵相机获取雪茄烟的外观图像，三台雪茄烟的摆设角度大致为120度，以便能够将雪茄烟的整个360°圆周面都拍摄到。
随着转动的进行，活动夹持机构6从浅槽区向深槽区移动，与此同时，雪茄烟靠近下游输送带10，随着活动夹持机构6在斜面上的移动，雪茄烟被松开，落入下游输送带的肋板隔间中，随下游输送带向下游传递。
雪茄烟的外形图像数据在后台被这样处理：三台面阵相机获取的图像数据进行筛选，筛选后拼合呈雪茄烟的圆周面展开图数据，对中心轴线的最大偏移量、切口斜面高低差、指环、脉纹、折痕、病斑、污痕、缝口、洞眼、脱皮、破碎、周长等一系列的外观参数进行计算和识别，最终给出评价。
由于图像处理部分是借助现有的各种图像识别软件实现，只是提供了一些参数，故而该部分内容不属于本申请的创新之处，而是属于现有技术，对于该部分技术的实现不做更详细的说明，借助大多数图像识别技术都能够实现其目标。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
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