一种组合式多功能视觉检测实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种组合式多功能视觉检测实验装置，包括计算机控制�？�、摄像机�？�、检测台�？�、环形输送线�？�、分拣机械手�？椋黄渲校黾扑慊刂颇？榘扑慊�、运动控制卡、电机控制器；所述分拣机械手�？榘ù怪痹硕缁⑺皆硕缁�、继电器、转动台、分拣机械手；垂直运动电机控制分拣机械手的垂直位置，水平运动电机控制分拣机械手的水平位置，继电器控制分拣机械手的张开与合拢，转动台内的电机驱动分拣机械手的旋转；垂直运动电机、水平运动电机、继电器与电机控制器电连接并在电机控制器控制下运动；通过利用这五种基本�？榈牟煌楹咸峁┝艘恢侄喙δ艿氖笛檠捌教ǎし⒘搜靶巳ぃ档土私萄Ш脱澳讯�。
【专利说明】一种组合式多功能视觉检测实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种实验教学设备，属于机器视觉测量识别和电机控制【技术领域】，尤其涉及一种为实验教学提供新颖有趣实验环境的组合式多功能视觉检测实验装置。
【背景技术】
[0002]时下机器视觉成为研究领域的热点问题，许多高�：脱芯克伎栌谢魇泳醴矫娴目纬毯褪笛�。视觉检测装置可提供大量机器视觉理论教学的应用实验和案例实验，学生通过实验操作，可加强对建立视觉测量应用系统所需的软硬件环境和图像处理技术的理解和掌握。因此，视觉检测装置是机器视觉类课程教学和科研的辅助实验设备之一。
[0003]目前，许多视觉检测实验平台单纯从视觉检测实验的角度出发，大多是摄像机+检测台+被测物的简单组合，大多功能单一，只能完成基本的视觉检测实验，缺少一种将视觉检测实验台与现有的输送线实验台、机械手实验台等组合在一起的�？榛笛樽爸茫茨芄辉诜挚笨梢酝瓿筛髯缘幕∈笛椤⒆楹显谝黄鹪蚩梢酝瓿勺酆系氖泳跫觳庥肟刂剖笛榈哪？榛笛樽爸�。因此，有必要开发一种�？榛楹系亩喙δ苁泳跫觳馐笛樘�。
【发明内容】
[0004]为解决上述现有视觉检测实验装置功能单一、设备利用不足、可重构性较差、实验趣味性不强的技术问题，本实用新型提供了一种组合式多功能视觉检测实验装置，包括计算机控制模块、摄像机�？椤⒓觳馓？椤⒒沸问渌拖吣？�、分拣机械手�？椋黄渲校�
[0005]所述计算机控制�？榘扑慊�、运动控制卡、电机控制器；电机控制器通过缆线与运动控制卡的端子板相接，运动控制卡与计算机相连；
[0006]所述摄像机�？榘ㄉ阆窕�、支架、底板；摄像机固定于支架上并与计算机可通信的电连接，支架可移动地固定安装在底板上；
[0007]所述检测台�？榘觳馓ǎ觳馓ǖ谋砻嫔柚糜型瘢�
[0008]所述环形输送线模块包括环形输送线、红外反射传感器、色差传感器、霍尔传感器；环形输送线的壳体内有驱动电机，驱动电机与电机控制器电连接并在电机控制器的控制下驱动环形输送线运动；红外反射传感器、色差传感器、霍尔传感器安装在环形输送线的一侧；环形输送线运载被检测物体使其循环通过摄像机下方，并依次被红外反射传感器、色差传感器、霍尔传感器进行检测；
[0009]所述分拣机械手�？榘ù怪痹硕缁�、水平运动电机、继电器、转动台、分拣机械手；垂直运动电机通过垂直丝杆控制分拣机械手的垂直位置，水平运动电机通过水平丝杆控制分拣机械手的水平位置，继电器控制分拣机械手的张开与合拢，转动台内的电机通过齿轮装置减速以驱动分拣机械手的旋转；垂直运动电机、水平运动电机、继电器与电机控制器电连接并在电机控制器控制下运动。
[0010]在上述技术方案中，所述支架包括底部支承板、立杆、横梁；横梁设置于立杆顶端用于固定摄像机；立杆为两段式或者多段式结构，立杆中间设置有螺纹孔以调节立杆的垂直高度；底部支承板上设置有孔；底板上设置有带有螺纹的环形槽，该环形槽与底部支承板上的孔相配合以调节摄像机的方向和水平位置。
[0011]在上述技术方案中，所述运动控制卡采用插卡方式或者USB 口方式与计算机相连。
[0012]在上述技术方案中，所述计算机与所述摄像机通过USB线进行连接。
[0013]在上述技术方案中，所述运动控制卡为众为兴ADT-836运动控制卡，所述摄像机为 MVC-1000-66B5 摄像机。
[0014]本实用新型取得了以下技术效果:
[0015]1、装置结构简单、操作方便:本实用新型提出的组合式多功能视觉检测实验装置进行�？榛纳杓疲？榻峁辜虻ィ鞲鲋湎喽远懒ⅲ子谧楹�。
[0016]2、装置�？榛嵝远群�:本实用新型提出的组合式多功能视觉检测实验装置可根据不同需求进行不同的组合，各个�？橹淞蛹虻ィ子诟鞲鲎楹系淖恍枰匦律杓剖泳跫觳馄教ň涂梢灾С侄嘀质泳跏笛�。
[0017]3、装置可扩展性好:本实用新型提出的组合式多功能视觉检测实验装置目前至此五种�？橄氯植煌淖楹希诖嘶∩希蠢纯梢愿菪碌男枨筇砑有碌哪？楹妥楹戏绞剑┱垢嗟墓δ�。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为组合式多功能视觉检测实验装置的计算机控制�？槁呒峁箍蛲迹�
[0019]图2为组合式多功能视觉检测实验装置的摄像机�？榻峁故疽馔迹�
[0020]图3为组合式多功能视觉检测实验装置的检测台�？榻峁故疽馔迹�
[0021]图4为组合式多功能视觉检测实验装置的环形输送线�？榻峁故疽馔迹�
[0022]图5为组合式多功能视觉检测实验装置的分拣机械手�？榻峁故疽馔迹�
[0023]图6为组合式多功能视觉检测实验装置的组合I结构示意图；
[0024]图7为组合式多功能视觉检测实验装置的组合2结构示意图；
[0025]图8为组合式多功能视觉检测实验装置的组合3结构示意图。
[0026]图中标记:1-1计算机；1_2运动控制卡；1_3电机控制器；2_1摄像机；2_2支架；2-3底板；3-1检测台；3-2被检测物体；4-1环形输送线；4_2红外反射传感器；4_3色差传感器；4-3霍尔传感器；5-1垂直运动电机；5-2水平运动电机；5-3继电器；5_4转动台。
【具体实施方式】
[0027]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0028]本实用新型提供的组合式多功能视觉检测实验装置包括计算机控制�？椤⑸阆窕？�、检测台模块、环形输送线�？�、分拣机械手�？椋ü哉馕逯只∧？榈牟煌楹希晒钩啥嘀植煌讯燃侗鸬氖泳跫觳馐笛樽爸�。
[0029]所述的计算机控制�？槿缤�1所示，包括计算机1-1、运动控制卡1-2、电机控制器1-3，其中，电机控制器1-3通过缆线与运动控制卡1-2的端子板相接，运动控制卡1-2可以采用插卡方式或者USB 口方式，插卡方式的运动控制卡1-2插接在计算机1-1机箱内的主板上、USB 口方式的运动控制卡1-2则通过USB 口与计算机1-1相连。计算机1-1用于接收、保存和处理从摄像机2-1发送来的图像，根据处理的结果发送相应的命令至运动控制卡1-2，然后通过电机控制器1-3控制外部的电机进行动作。
[0030]所述的摄像机�？槿缤�2所不，包括摄像机2_1、支架2_2、底板2_3，其中,摄像机2-1用于获取被测物的图像并传入计算机1-1。支架2-2包括底部支承板、立杆、横梁，横梁设置于立杆顶端用于固定摄像机2-1，立杆采用两段式或者多段式结构，立杆中间有螺纹孔以调节立杆的垂直高度，底部支承板上设置有孔。底板2-3上设置有带有螺纹的环形槽，该环形槽与支架2-2底部支承板上的孔相配合可调节摄像机2-1的方向和水平位置。
[0031]所述的检测台�？槿缤�3所示，包括检测台3-1。检测台3-1用于放置待检测的静态物体，即被检测物体3-2，检测台3-1的表面设置有网格，可通过标定板确定摄像机2-1的参数和位置。
[0032]所述的环形输送线模块如图4所示，包括环形输送线4-1、红外反射传感器4-2、色差传感器4-3、霍尔传感器4-4。该环形输送线4-1的一侧安装有红外反射传感器4-2,色差传感器4-3，霍尔传感器4-3等传感器以进行独立的感知实验。环形输送线4-1用于运载被检测物体3-2，使其循环通过摄像机2-1下方，并依次被红外反射传感器4-2、色差传感器4-3、霍尔传感器4-4进行检测；环形输送线4-1壳体内有驱动电机，通过与计算机1-1连接的运动控制卡1-2和电机控制器1-3控制其运动。
[0033]具体地，所述环形输送线�？榭勺鲅丈偷绱牌骷氖侗穑渲泻焱夥瓷浯衅�4-2判别被检测物体3-2的到来情况，色差传感器4-3、霍尔传感器4-3分别判别被检测物体3-2的颜色和电磁器件的特性。
[0034]所述的分拣机械手模块如图5所示，包括垂直运动电机5-1、水平运动电机5-2、继电器5-3、转动台5-4、分拣机械手。分拣机械手用于分拣环形输送线4-1上的被测物品或进行独立的机械手控制实验，其中，垂直运动电机5-1通过垂直丝杆控制分拣机械手的垂直位置，水平运动电机5-2通过水平丝杆控制分拣机械手的水平位置，继电器5-3控制分拣机械手的张开与合拢，转动台5-4内的电机通过齿轮装置减速以实现分拣机械手的旋转。由此分拣机械手�？榭傻ザ澜谢缈刂频幕∈笛椋婕暗降湫偷幕缈刂莆侍�。
[0035]本实用新型采用DRVI软件作为软件开发与检测、控制平台，采用众为兴ADT-836运动控制卡作为环形输送线�？�、分拣机械手的电机运动控制卡；采用MVC-1000-66B5摄像机作为视觉检测的图像采集和输入装置。通过已完成的软硬件�？榧纯墒凳┦笛椴僮�。
[0036]如图6所示，将计算机控制�？�、摄像机�？�、检测台�？樽楹显谝黄鹂勺槌苫臼泳跫觳馄教ǎ垂钩勺楹鲜蕉喙δ苁泳跫觳馐笛樽爸玫淖楹螴。计算机控制模块中计算机1-1与摄像机2-1通过USB线连接，调节支架2-2的高度、方向、水平位置到图6所示。检测台3-1放置在底板2-3处，用标定板确定摄像机2-1的参数和位置后即可开展基本视觉检测实验，包括:1.多圆弧检测实验、2.焊点缺陷检测实验、3.喷码字符识别实验、4.二维码识别实验、5.开关状态识别实验、6.彩色线缆线序检测、7.视觉识别统计实验、8.算法验证性实验、9.数码管字符检测实验、10.二维码识别实验、11.车牌号码识别实验、12.划痕检测实验等。通过一系列难度不同的实验，给学生一个直接和感性的认识，提高学生的学习兴趣和探索精神。以基本视觉检测装置的一维码识别实验为例，其实验操作流程为:计算机1-1安装DRVI软件，并打开已搭建的一维码识别处理平台；摄像机2-1拍摄图片，计算机1-1接收、保存、处理图片；打开摄像机2-1，利用标定板确定摄像机2-1的位置和参数，将摄像机2-1移动至适合的位置；移开标定板，将具有一维码标识的被检测物体3-2放置于检测台3-1上，在DRVI上打开摄像机2-1，计算机1-1迅速显示识别结果，即完成基本视觉检测装置的一维码识别实验。
[0037]如图7所示，将计算机控制模块、摄像机�？�、环形输送线�？樽楹显谝黄鹂勺槌墒渌拖呱喜肥泳跫觳馐笛槠教ǎ垂钩勺楹鲜蕉喙δ苁泳跫觳馐笛樽爸玫淖楹�2。计算机控制�？橹屑扑慊�1-1与摄像机2-1通过USB线连接，电机控制器1-3通过外接电路控制环形输送线的内置驱动电机。将摄像机�？樯系闹Ъ�2-2调节至如图7所示位置即可进行实验。环形输送线4-1运载被检测物体3-2，运动至摄像机2-1下环形输送线4-1短暂停止运行，摄像机2-1拍照并通过USB线将图像传入计算机1-1，计算机1-1处理图片并发送指令至运动控制卡1-2，运动控制卡1-2将命令发送至电机控制器1-3，电机控制器1-3通过外接电路控制环形输送线4-1内置驱动电机的运动。此实验平台可以依次、循环、连续地检测位于环形输送线4-1上的被检测物体3-2，缩短识别时间，提高识别效率。可开展的实验包括:1.饮料瓶识别实验、2.瓶盖检测实验、3.颜色识别实验、4.形状识别实验等。
[0038]如图8所示，将计算机控制模块、摄像机�？�、环形输送线�？�、分拣机械手模块组合在一起可组成输送线上产品视觉检测与机械手产品分拣实验平台，即构成组合式多功能视觉检测实验装置的组合3。计算机控制�？橹屑扑慊�1-1与摄像机2-1通过USB线连接，电机控制器1-3通过外接电路控制环形输送线�？橹械那缁头旨鸹凳帜？榈拇怪痹硕缁�5-1、水平运动电机5-2和继电器5-3。将摄像机模块上的支架2-2调节至如图8所示位置即可进行实验。环形输送线4-1运载被检测物体3-2，运动至摄像机2-1下环形输送线4-1短暂停止运行，摄像机2-1拍照并通过USB线将图像传入计算机1-1，计算机1-1处理图片并发送指令至运动控制卡1-2，运动控制卡1-2将命令发送至电机控制器1-3，电机控制器1-3通过电线控制各个电机的运动。环形输送线4-1的运动方向如图8所示，当检测到正确的被检测物体3-2时，驱动分拣机械手的垂直运动电机5-1、水平运动电机5-2和继电器5-3根据电机控制器1-3的指令作出相应的运动，将环形输送线4-1上的被检测物体3-2分拣至指定区域。此实验装置可以依次、循环、连续地检测位于环形输送线4-1上的被测物4-2，并用分拣机械手5-1分拣正确的被测物。动态直观的实验效果可以激发学生学习兴趣，提高学习效率。可开展的实验包括:1.饮料瓶识别与分拣、2.瓶盖检测与分拣、3.指定颜色物体识别与分拣、4.指定形状识别与分拣、5.零件分类实验等。以饮料瓶识别与分拣实验为例，其实验操作流程为:类似地，将计算机控制�？楹蜕阆窕？榱悠鹄矗俳扑慊刂颇？橹械牡缁刂破�1-3通过外接电路连接环形输送线4-1的内置驱动电机和分拣机械手�？榈拇怪痹硕缁�5-1、水平运动电机5-2、继电器5-3 ;饮料瓶放置在已经标定过的环形输送线4-1上；计算机1-1上安装DRVI软件，并打开已搭建的饮料瓶识别与分拣平台；打开摄像机2-1，接着触发环形输送线4-1的驱动电机运动，实验装置即开始工作；根据设定，每个饮料瓶将在摄像机2-1正下方短暂停留，以便于拍照和识别处理；根据DRVI软件平台的处理结果确定停留时间，若为需要分拣的饮料瓶，停留时间延长以等待分拣机械手分拣，软件平台驱动分拣机械手，将饮料瓶分拣至旁边的分拣区域；若不为需要分拣的饮料瓶，环形输送线4-1继续运动，直到下一个标记处再短暂停留，重复上述过程，即完成了饮料瓶识别与分拣实验。[0039]与现有视觉检测装置相比，本实用新型利用五种基本模块的不同组合和独立模块实验，提供了一种多功能的实验学习平台，增强了教学和学习过程中的趣味性和互动性，激发学生学习兴趣，降低了教学和学习难度，锻炼学生的研究能力，创新思维以及独立解决技术难题的能力。
[0040]以上实施例仅为本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种组合式多功能视觉检测实验装置，其特征在于包括计算机控制模块、摄像机�？�、检测台�？�、环形输送线�？�、分拣机械手�？椋黄渲校� 所述计算机控制�？榘扑慊⒃硕刂瓶�、电机控制器；电机控制器通过缆线与运动控制卡的端子板相接，运动控制卡与计算机相连； 所述摄像机模块包括摄像机、支架、底板；摄像机固定于支架上并与计算机可通信的电连接，支架可移动地固定安装在底板上； 所述检测台�？榘觳馓ǎ觳馓ǖ谋砻嫔柚糜型瘢� 所述环形输送线�？榘ɑ沸问渌拖�、红外反射传感器、色差传感器、霍尔传感器；环形输送线的壳体内有驱动电机，驱动电机与电机控制器电连接并在电机控制器的控制下驱动环形输送线运动；红外反射传感器、色差传感器、霍尔传感器安装在环形输送线的一侧；环形输送线运载被检测物体使其循环通过摄像机下方，并依次被红外反射传感器、色差传感器、霍尔传感器进行检测； 所述分拣机械手�？榘ù怪痹硕缁�、水平运动电机、继电器、转动台、分拣机械手；垂直运动电机通过垂直丝杆控制分拣机械手的垂直位置，水平运动电机通过水平丝杆控制分拣机械手的水平位置，继电器控制分拣机械手的张开与合拢，转动台内的电机通过齿轮装置减速以驱动分拣机械手的旋转；垂直运动电机、水平运动电机、继电器与电机控制器电连接并在电机控制器控制下运动。
2.根据权利要求1所述的一种组合式多功能视觉检测实验装置，其特征在于，所述支架包括底部支承板、立杆、横梁；横梁设置于立杆顶端用于固定摄像机；立杆为两段式或者多段式结构，立杆中间设置有螺纹孔以调节立杆的垂直高度；底部支承板上设置有孔；底板上设置有带有螺纹的环形槽，该环形槽与底部支承板上的孔相配合以调节摄像机的方向和水平位置。
3.根据权利要求2所述的一种组合式多功能视觉检测实验装置，其特征在于，所述运动控制卡采用插卡方式或者USB 口方式与计算机相连。
4.根据权利要求3所述的一种组合式多功能视觉检测实验装置，其特征在于，所述计算机与所述摄像机通过USB线进行连接。
5.根据权利要求4所述的一种组合式多功能视觉检测实验装置，其特征在于，所述运动控制卡为众为兴ADT-836运动控制卡，所述摄像机为MVC-1000-66B5摄像机。
【文档编号】G01N21/84GK203658275SQ201420008589
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】张惠平, 苏伟 申请人:武汉世纪传承科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
