一种基于全反射激发照明的滚动视觉选茧装置的制作方法

1.本发明涉及视觉选茧装置技术领域，具体来说是一种基于全反射激发照明的滚动视觉选茧装置。


背景技术：

2.目前市场上缺乏一种精准发现疵茧并进行挑选回收装置。现有的选茧工序中，大多采用人工操作，费工、费时，工人劳动强度大，且送茧装置的送茧能力和效率均不理想，选茧过程辨别精准度不高。因此，提高选茧精准度及蚕茧质量，使产品色泽统一是目前选茧装置的主要目的。
3.中国专利授权公告号cn201911112822公开了一种自动选茧机，包括：机架、选茧台、选茧槽孔、选茧槽挡板、近红外光源、分束器、接收器、高压风嘴、空压机、收集袋和控制器，该专利采用近红外光谱分析技术对蚕茧的茧层量进行检测，利用近红外光谱选茧机实现准确选茧,利用多个分束器实现一个光源覆盖整个选茧台的目的，达到节约成本，但该专利采用分束器从蚕茧的下方照射，其照射的通透性不够，会造成有疵茧识别率不高。
4.中国专利授权公告号cn201621014640公开了一种便于调节灯光的选茧机，包括滑块、滑轨、固定板、安装座、第一电机、转盘、连接杆、左支架、第一连杆、移动块、第二连杆、第三连杆等；底板顶部从左至右依次设置有左架、收集框、支杆、输送装置和右架，左架和右架顶端设置有顶板，该专利达到了能够清晰分辨内印茧的效果，该专利虽然通过调节照明装置提升蚕茧的光照效果，但是其结构复杂，效率不高，并且该专利采用蚕茧顶部照射的方式，其照射的通透性也不够，同样会造成有疵茧识别率不高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用全反射激发照明、提高蚕茧照射通透性的滚动视觉选茧装置。
6.为了实现上述目的，设计一种基于全反射激发照明的滚动视觉选茧装置，包括若干玻璃管滚筒，相邻玻璃管滚筒之间设有间隙，所述间隙处用于放置蚕茧；若干聚光导光体，设置于玻璃管滚筒内，所述聚光导光体内设有至少一个斜向上的出光口。通过调整相邻玻璃管滚筒之间的间隙，使聚光导光体的出光口位于蚕茧中心水平轴以下，且聚光导光体出光口发出的入射光与蚕茧的夹角满足光全反射临界公式sinc=1/n，式中c为临界角，n为折射率。
7.本发明还具有如下优选技术方案：所述的选茧装置，还包括一整体式输送带，若干玻璃管滚筒设置于整体式输送带上。
8.所述的选茧装置，也可以替换为若干分体式输送带，分体式输送带设置于玻璃管滚筒之间的间隙处。
9.所述的玻璃管滚筒之间设有间隙处设有若干挡板。
10.所述玻璃管滚筒包括外滚筒和内滚筒，外滚筒采用透光材质制成，通过电机驱动其转动，内滚筒固定不动，且内部设有聚光导光体。
11.所述聚光导光体截面呈倒三角形，顶部两端为出光口，底部两侧的内部或外部贴有led灯条。led灯光可根据实际情况采用不同波长进行交替使用。
12.所述聚光导光体除了出光口，其余位置设有避光材质。防止光对视觉相机的干扰。
13.所述选茧装置还包括吊装式机械手，吊装式机械手底部设有弹性爪，弹性爪上设有视觉相机。
14.所述输送带上设有位置传感器。
15.所述选茧装置末端设有往复式摆动梳理机构，往复式摆动梳理机构一侧设有水平喷气口。
16.本发明同现有技术相比，其优点在于：1.本发明采用玻璃滚筒带动蚕茧滚动装置，方便调节蚕茧受光照射面位置，实现蚕茧的全照明。
17.2.本发明通过调整相邻玻璃管滚筒之间的间隙，使聚光导光体的出光口位于蚕茧中心水平轴以下，且聚光导光体出光口发出的入射光与蚕茧的夹角满足光全反射临界公式sinc=1/n，式中c为临界角，n为折射率，聚光导光体出光口的灯光使蚕茧照射得更为通透，以实现准确选茧的目的。
18.3.本发明方法简单方便，操作容易上手，能够快速选出疵茧，保证了进入蚕茧的质量，同时可以实现全自动化操作，减轻工人劳动强度，整体操作较为容易。
19.附图说明
20.图1为本发明蚕茧的全反射激发照明单元结构示意图；图2为蚕茧接收光照方向的侧面示意图；图3为本发明滚动输送单元结构示意图；图4为本发明吊装机械手抓取及归类单元结构示意图；图5为本发明梳理单元结构示意图;图6为本发明照明单元结构局部示意图；图中：1.聚光导光体 2.出光口 3.玻璃管滚筒 4.led灯条 5.挡板 6.整体式输送带 7.蚕茧 8.照明方向及位置 9.分体式输送带 10.吊装式机械手 11. 弹性抓 12.视觉相机 13.水平喷气口 14.往复式摆动梳理机构 15.位置传感器 16.疵茧回收筒 17.滚筒排列方向输送带运动方向 18.内滚筒 19.外滚筒。
具体实施方式
21.本装置由蚕茧的全反射激发照明单元、滚动输送单元、吊装机械手抓取及归类单元、梳理单元组成。
22.桑蚕丝是一种表面光滑且本体透明的胶状体，具有光学性，经过测量其相对于真空或空气的全反临界角约为43
°
左右，利用全反射临界角公式sinc=1/n，式中c为临界角，n为折射率，从蚕茧的水平轴以下侧面水平射入一束光，此时灯光在蚕丝内的全反射叠加灯
光在茧丝的光滑表面的镜面反射，形成了光在蚕茧的整个茧层中的连续的反射光路，从而使整个茧子就像是一个灯泡被激发点亮，通体发光。因为形成了光在蚕茧的整个茧层的全照明，此时茧子的内层上的各种瑕疵就可以被非常清晰地被看见并发现，照亮蚕茧的是一个由光学塑料制成的聚光导光体。导光体上安装高亮度的led灯条，导光体将led的灯条的光通过导光体的聚光结构将光聚集到底部的出光口，出光口的光可以激发茧层建立连续反射光路。
23.将茧子放在纵向排列的滚筒上，滚筒都朝同一方向旋转，滚筒由玻璃管制成，led聚光导光体安装在玻璃管内，且不随玻璃滚筒转动，照亮茧子用于视觉检测，滚筒的间距可根据茧子大小调整。
24.输送带采用两种形式：
⑴
整体式；
⑵
分体式。
25.⑴
整体式为在所有的滚筒底部有一条整体的输送带。
26.⑵
分体式为在两个滚筒间有一条纵向输送带，以下称滚动输送带。
27.输送带上装有挡板，输送带上的挡板带动茧子向前运动，输送带的高低可以调节。输送带上安装位置传感器，对茧子可以定位并进行定位。此单元可将茧子产生360
°
自转，并向前移动。
28.机械手吊装在横跨滚动输送带的钢架的中间位置。在机械手本体的前端安装视觉相机，用于发现疵茧，机械手可以在其直径的范围内任意一点抓取疵茧。并将抓取的疵茧以就近原则分别归置在两侧的疵茧分类回收筒中，分类回收筒的数量、疵茧的归类名称可以根据用户的具体的不同要求进行任意编序归类，机械手采用弹性爪，不损伤茧子。
29.在滚动输送带的入口端设置。机械加气动的梳理机构，在滚动输送带上设一根与其平行的来回往复运动的横梁，横梁上挂下若干拨杆，与滚动输送带平行方向设水平喷气口，其目的是将茧子整齐均匀地排列在滚动输送带上。
30.参见图1
‑
2，使用光学塑料制作一个安装4.led灯条的1.聚光导体安装在3.玻璃滚筒内，从7.蚕茧的8.水平轴以下侧面射入光束。
31.附图3中，7.茧子采用在3.玻璃管滚筒上旋转的方法，可进行360
°
的检测，在9. 分体式输送带的5.挡板带动下向前运动，形成旋转加移动的复合运动。3.滚筒同一方向排列，朝同一方向旋转，3.滚筒的间距可调，3.滚筒由玻璃制成，分为18.内滚筒和19.外滚筒，18.内滚筒内部安装提供照明的1.聚光导光体。9. 分体式输送带上装有向上竖起的5.挡板，5.挡板的间距可调。用13.水平喷气来回移动拨杆的方法，梳理7.茧子，使其整齐地排列。
32.附图4中，12.视觉相机安装在10.吊装式机械手的前端，可在其半径范围内发现疵茧并采用11.弹性爪，任意抓取疵茧。
33.附图5中，以就近原则将疵茧放在就近一侧的16.回收筒中，两侧的16.回收筒数量、归类的名称可任意编排。
34.上述仅为此发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案和构思加于等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。