远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测装置及方法与流程

1.本发明属于碳晶加热板质量检测领域，涉及表面质量检测技术，具体是远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测装置及方法。


背景技术：

2.碳晶加热板是以碳素晶体发热板为核心部件而开发出的一种新型的低温辐射采暖系统，碳晶加热板的制热原理：在电场作用下，发热体中的碳分子团产生分子运动，碳原子之间产生剧烈的摩擦与撞击，产生的热量以远红外辐射和对流的形式对外传递，其电能与热能的转换率高达98％以上。
3.碳晶加热板在完成加工后需要对其表面进行质量检测，碳晶加热板表面的刮痕与污垢检测一般是通过图像拍摄、图像处理分析的方式进行，然而，在实际检测过程中，由于碳晶加热板的两个表面均需要进行质量检测，因此在对碳晶加热板的一个表面检测完成后需要手动对其进行翻转之后，才能对加热板的另一个表面进行表面质量检测；这种方式操作繁琐、检测效率低，并且检测过程中需要人工手动对加热板进行翻转，工作人员的工作强度大，并且在翻转过程中需要用手触碰加热板的表面，触碰过程可能会对加热板造成污染。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测装置及方法，用于解决现有的碳晶加热板表面质量检测设备在检测过程中需要对加热板进行翻转才能实现双面检测的问题；
5.本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对碳晶加热板进行自动翻转的双面质量检测装置。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测装置，包括工作台，所述工作台顶部固定安装有两个相对称的直板，两个所述直板相靠近的侧面均固定安装有安装板，所述安装板远离直板的侧面通过安装块设置有弧形板，所述弧形板的内侧面固定安装有齿条，两个所述直板的顶部均固定安装有侧板，两个所述侧板相靠近的侧面之间固定安装有顶板，所述顶板的顶部通过电机座固定安装有驱动电机，所述顶板的底部固定安装有控制箱体；
8.所述控制箱体内侧壁设置有处理器，所述控制箱体下方设置有转盘，所述转盘底部设置有均匀分布的转向机构；
9.所述转盘底部设置有若干个转向机构，若干个转向机构均匀分布在转盘底面的边缘处，所述转向机构包括与转盘底面活动连接的连接杆，所述连接杆底部固定安装有连接板，所述连接板底部固定安装有两个相对称的连接块，两个所述连接块的底部之间固定安装有夹板，所述连接杆外表面固定安装有转向辊，所述转向辊的外表面固定安装有转向齿轮，所述转向齿轮与齿条相啮合；
10.所述处理器通信连接有采集模块、存储模块、表面检测模块以及控制器。
11.进一步地，所述夹板底部开设有凹槽，所述凹槽的内顶壁固定安装有滑轨，所述滑轨上活动连接有两个相对称的滑块，所述凹槽的两个内侧壁均固定安装有电动推杆，所述电动推杆输出端固定安装有夹块，两个所述夹块的顶部分别与两个滑块的底部固定连接，两个所述夹块相靠近的侧面均固定安装有防滑垫，所述夹块底部开设有楔形开口。
12.进一步地，所述控制箱体内底壁通过轴承活动连接有转杆，所述转杆顶部穿过顶板并与驱动电机的输出端固定连接，所述转杆外表面固定安装有第一转辊，所述第一转辊的外表面固定安装有第一传动齿轮，所述控制箱体内顶壁通过轴承活动连接有转轴，所述转轴底部固定安装有第二转辊，所述第二转辊外表面固定安装有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与第一传动齿轮相啮合，所述第二转辊的底部穿过控制箱体的内底壁并与转盘的顶面固定连接。
13.进一步地，所述采集模块包括设置在两个直板侧面的摄像头，所述采集模块用于对碳晶加热板的表面进行图像拍摄并将拍摄到的图像发送至表面检测模块；
14.所述表面检测模块用于通过接收到的图像对碳晶加热板的表面质量进行分析；
15.所述存储模块用于对表面检测的数据进行存储；
16.所述控制器输出端与驱动电机、电动推杆的输入端均电性连接。
17.进一步地，表面检测模块对碳晶加热板的表面质量进行分析的具体过程包括以下步骤：
18.步骤p1：将接收到的图像标记为分析图像，获取分析图像中的刮痕数量并标记为gh，将分析图像放大为像素格图像并将得到的像素格图像标记为对比图像，将对比图像的像素格标记为i，i＝1，2，
…
，n，通过灰度变换获取像素格i的灰度值并标记为hdi；
19.步骤p2：通过存储模块获取到灰度阈值，将像素格i的灰度值hdi与灰度阈值进行比较，将灰度值大于灰度阈值的像素格数量标记为m，将m与n的比值标记为灰度比，将灰度比与灰度比阈值进行比较：
20.若灰度比大于等于灰度比阈值，则判定表面检测结束，将表面检测结果标记为不合格，表面检测模块向处理器发送不合格信号；
21.若灰度比小于灰度比阈值，则将表面检测结果标记为待定，进行下一步；
22.步骤p3：通过对刮痕数量与灰度比进行分析得到碳晶加热板的表面系数，将表面系数与表面系数阈值进行比较，通过比较结果对碳晶加热板的表面检测结果进行判定。
23.进一步地，步骤p3中表面系数与表面系数阈值的比较过程包括：
24.若表面系数大于等于表面系数阈值，则判定表面检测结束，将表面检测结果标记为不合格，表面检测模块向处理器发送不合格信号；
25.若表面系数小于表面系数阈值，则判定表面检测结束，将表面检测结果标记为合格，表面检测模块向处理器发送合格信号。
26.进一步地，当处理器接收到不合格信号后向控制器发送卸料信号，控制器接收到卸料信号后控制两个电动推杆同时收缩，夹持在两个夹块之间的碳晶加热板掉落在下方的接料槽内。
27.远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测方法，包括以下步骤：
28.步骤一：将多个待检测的碳晶加热板分别放置在多个夹板的底部，通过电动推杆伸出，两个夹块互相靠近对碳晶加热板进行夹持固定；
29.步骤二：启动驱动电机带动转杆转动，在第一传动齿轮与第二传动齿轮的传动作用下带动第二转辊转动，第二转辊转动时其底部的转盘同步进行转动，当碳晶加热板经过其中一个摄像头时，摄像头对碳晶加热板的表面进行拍摄并将拍摄到的图像发送至表面检测模块进行表面检测；
30.步骤三：随着转盘转动，当经过一次检测的碳晶加热板转动至另一个摄像头位置时，由于转向齿轮与齿条相啮合，碳晶加热板在围绕转盘中心处进行公转的同时进行自转，使碳晶加热板发生翻转，从而利用另一个摄像头对碳晶加热板的另一个表面进行图像拍摄，拍摄的图像发送至表面检测模块进行表面检测；
31.步骤四：表面检测模块通过接收到的图像对碳晶加热板的表面质量进行检测，当表面检测的结果为不合格时，表面检测模块向处理器发送不合格信号，处理器接收到不合格信号后向控制器发送卸料信号，控制器接收到卸料信号后控制两个电动推杆收缩，两个夹块互相分离，两个夹块之间的碳晶加热板掉落在接料槽内。
32.本发明具备下述有益效果：
33.1、通过设置的转向齿轮与转向齿条等结构可以使碳晶加热板运行至摄像头位置时可以自动进行翻转，配合两个摄像头对碳晶加热板的两个侧面进行图像拍摄，在检测过程中不需要手动对加热板进行翻转即可实现双面检测，从而提高加热板的表面检测效率，降低工作人员的工作强度，同时也避免了手动翻转过程对加热板表面造成污染；
34.2、通过两个电动推杆夹持的方式保证了碳晶加热板在检测过程中的稳定性，利用两个夹块在两侧对加热板进行稳定夹持，而在检测结果为不合格时通过电动推杆收缩使加热板掉落在接料槽内进行放料，表面检测不通过的加热板掉落在接料槽内进行集中存储，在同一批次的加热板检测全部完成后再对接料槽内的加热板进行集中返工处理；
35.3、通过设置的表面检测模块可以通过图像分析技术对加热板表面的刮痕与污垢情况继续进行分析，通过灰度对比技术判定加热板表面是否存在油污，并且对两个摄像头拍摄的图像进行独立分析，从而对碳晶加热板的表面质量进行严格把控。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明结构主视图；
38.图2为本发明转向机构结构主视图；
39.图3为本发明夹持有加热板时的夹板结构主视图；
40.图4为本发明夹板结构左视图；
41.图5为本发明控制箱体结构主视剖视图；
42.图6为本发明弧形板与转向齿轮的结构俯视图；
43.图7为本发明实施例2的原理框图。
44.图中：1、工作台；2、转向机构；201、连接杆；202、连接板；203、连接块；204、夹板；205、转向辊；206、转向齿轮；207、凹槽；208、滑轨；209、滑块；210、电动推杆；211、夹块；3、接
料槽；4、直板；5、安装板；6、安装块；7、弧形板；8、齿条；9、摄像头；10、侧板；11、顶板；12、驱动电机；13、控制箱体；14、转杆；15、第一转辊；16、第一传动齿轮；17、转轴；18、第二转辊；19、第二传动齿轮；20、转盘。
具体实施方式
45.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.实施例1
47.如图1
‑
6所示，远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测装置，包括工作台1，工作台1顶面固定安装有接料槽3，接料槽3内底壁与内侧壁均粘接有海绵垫，海绵垫用于加热板掉落至接料槽3内时对加热板提供缓冲，接料槽3两个内侧壁均开设有开口，加热板运行至开口处时摄像头9对其表面进行图像拍摄，工作台1顶部固定安装有两个相对称的直板4，两个直板4相靠近的侧面均固定安装有安装板5，安装板5远离直板4的侧面固定安装有两个相对称的安装块6，两个安装块6远离安装板5的侧面之间固定安装有弧形板7，弧形板7的内侧面固定安装有齿条8，当转向齿轮206与齿条8接触后，随着转向齿轮206做圆周运动，利用齿条8带动转向齿轮206进行自转，从而使转向齿轮206下方的碳晶加热板进行翻转，通过两个摄像头9分别对碳晶加热板的两个表面进行图像拍摄，在不需要人工辅助操作的情况下实现对碳晶加热板的双面检测，两个直板4相靠近的侧面均设置有摄像头9，摄像头9用于对碳晶加热板的表面进行图像拍摄，通过拍摄到的图像对碳晶加热板的表面质量进行检测分析，两个直板4的顶部均固定安装有侧板10，两个侧板10相靠近的侧面之间固定安装有顶板11，顶板11的顶部通过电机座固定安装有驱动电机12，驱动电机12用于驱动转盘20转动，从而使多个转向机构2与转盘20同步移动，顶板11的底部固定安装有控制箱体13；
48.如图5所示，控制箱体13内底壁通过轴承活动连接有转杆14，转杆14顶部穿过顶板11并与驱动电机12的输出端固定连接，转杆14外表面固定安装有第一转辊15，第一转辊15的外表面固定安装有第一传动齿轮16，控制箱体13内顶壁通过轴承活动连接有转轴17，转轴17底部固定安装有第二转辊18，第二转辊18外表面固定安装有第二传动齿轮19，第二传动齿轮19与第一传动齿轮16相啮合，第二转辊18的底部穿过控制箱体13的内底壁并固定安装有转盘20，利用驱动电机12带动转杆14转动，在第一传动齿轮16与第二传动齿轮19的传动作用下带动第二转辊18转动，从而使转盘20转动；
49.如图2
‑
3所示，转盘20底部设置有若干个转向机构2，若干个转向机构2均匀分布在转盘20底面的边缘处，转向机构2包括与转盘20底面活动连接的连接杆201，连接杆201底部固定安装有连接板202，连接板202底部固定安装有两个相对称的连接块203，两个连接块203的底部之间固定安装有夹板204，利用夹板204对碳晶加热板进行夹紧固定，保证碳晶加热板在表面检测过程中的稳定性，连接杆201外表面固定安装有转向辊205，转向辊205的外表面固定安装有转向齿轮206，转向齿轮206与齿条8相啮合，转向齿轮206运行至齿条8位置时，齿条8带动转向齿轮206转动，从而使夹板204与转盘20同步转动的同时进行自转，带动加热板翻转，利用两个摄像头9分别拍摄实现对碳晶加热板的双面检测；
50.如图4所示，夹板204底部开设有凹槽207，凹槽207的内顶壁固定安装有滑轨208，滑轨208上活动连接有两个相对称的滑块209，凹槽207的两个内侧壁均固定安装有电动推杆210，电动推杆210输出端固定安装有夹块211，电动推杆210伸出推动两个夹块211互相靠近，利用两个夹块211对碳晶加热板的顶部进行夹持固定，两个夹块211的顶部分别与两个滑块209的底部固定连接，滑块209与滑轨208对夹块211进行上、下、前、后方向上的限位，保证夹块211只能够在水平方向上进行移动，两个夹块211相靠近的侧面均固定安装有防滑垫，防滑垫用于增加夹块211侧面与碳晶加热板表面之间的摩擦力，夹块211底部开设有楔形开口。
51.实施例2
52.如图7所示，控制箱体13内侧壁设置有处理器，处理器通信连接有采集模块、存储模块、表面检测模块以及控制器；
53.存储模块用于对表面检测的数据进行存储；
54.采集模块包括设置在两个直板4侧面的摄像头9，采集模块用于对碳晶加热板的表面进行图像拍摄并将拍摄到的图像发送至表面检测模块；
55.控制器输出端与驱动电机12、电动推杆210的输入端均电性连接，在表面检测结果为不合格时通过控制器控制电动推杆210收缩进行下料；
56.表面检测模块用于通过接收到的图像对碳晶加热板的表面质量进行分析，具体的分析过程包括：
57.将接收到的图像标记为分析图像，通过图像分析技术获取分析图像中的刮痕数量并标记为gh，图像分析技术包括图像增强、图像切割以及图像对比。将分析图像放大为像素格图像并将得到的像素格图像标记为对比图像，将对比图像的像素格标记为i，i＝1，2，
…
，n，通过灰度变换获取像素格i的灰度值并标记为hdi，hdi通过灰度变换技术直接获取；通过存储模块获取到灰度阈值hdmax，将像素格i的灰度值hdi与灰度阈值hdmax进行比较，将灰度值大于灰度阈值的像素格数量标记为m，将m与n的比值标记为灰度比hb，将灰度比hb与灰度比阈值hbmax进行比较：
58.若灰度比hb大于等于灰度比阈值hbmax，则判定表面检测结束，将表面检测结果标记为不合格，表面检测模块向处理器发送不合格信号；
59.若灰度比hb小于灰度比阈值hbmax，则将表面检测结果标记为待定。
60.对待定的对比图像进行深度分析，深度分析过程包括：通过公式bmx＝α1
×
hg α2
×
hb得到碳晶加热板的表面系数bmx，需要说明的是，表面系数bmx是一个表示碳晶加热板表面污染程度的数值，表面系数bmx的数值越高表示对应碳晶加热板的表面污染越严重，其中α1与α2均为比例系数，且α2＞α1＞0，将表面系数bmx与表面系数阈值bmmax进行比较：
61.若表面系数bmx大于等于表面系数阈值bmmax，则判定表面检测结束，将表面检测结果标记为不合格，表面检测模块向处理器发送不合格信号；
62.若表面系数bmx小于表面系数阈值bmmax，则判定表面检测结束，将表面检测结果标记为合格，表面检测模块向处理器发送合格信号。
63.处理器接收到不合格信号后向控制器发送卸料信号，控制器接收到卸料信号后控制两个电动推杆210同时收缩，夹持在两个夹块211之间的碳晶加热板掉落在下方的接料槽3内。
64.实施例3
65.远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测方法，包括以下步骤：
66.步骤一：将多个待检测的碳晶加热板分别放置在多个夹板204的底部，通过电动推杆210伸出，两个夹块211互相靠近对碳晶加热板进行夹持固定；
67.步骤二：启动驱动电机12带动转杆14转动，在第一传动齿轮16与第二传动齿轮19的传动作用下带动第二转辊18转动，第二转辊18转动时其底部的转盘20同步进行转动，当碳晶加热板经过其中一个摄像头9时，摄像头9对碳晶加热板的表面进行拍摄并将拍摄到的图像发送至表面检测模块进行表面检测；
68.步骤三：随着转盘20转动，当经过一次检测的碳晶加热板转动至另一个摄像头9位置时，由于转向齿轮206与齿条8相啮合，碳晶加热板在围绕转盘20中心处进行公转的同时进行自转，从而利用另一个摄像头9对碳晶加热板的另一个表面进行图像拍摄，拍摄的图像发送至表面检测模块进行表面检测；
69.步骤四：表面检测模块通过接收到的图像对碳晶加热板的表面质量进行检测，当表面检测的结果为不合格时，表面检测模块向处理器发送不合格信号，处理器接收到不合格信号后向控制器发送卸料信号，控制器接收到卸料信号后控制两个电动推杆210收缩，两个夹块211互相分离，两个夹块211之间的碳晶加热板掉落在接料槽3内。
70.远红外碳晶加热板的智能化在线质量检测装置，工作时，将多个待检测的碳晶加热板分别放置在多个夹板204的底部，通过电动推杆210伸出，两个夹块211互相靠近对碳晶加热板进行夹持固定，利用驱动电机12驱动转盘20转动，多个碳晶加热板在转盘20的底部与转盘20同步运动，当转向齿轮206与齿条8接触时，碳晶加热板进行翻转，利用两个摄像头9分别对碳晶加热板的两个表面进行图像拍摄并将拍摄到的图像发送至表面检测模块进行表面检测，表面检测结果为不合格时通过控制器控制两个电动推杆210收缩，不合格的碳晶加热板掉落在接料槽3内进行集中存储。
71.以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
72.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式bmx＝α1
×
hg α2
×
hb；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的评级系数；将设定的评级系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1与α2取值分别为1.43和2.35；
73.系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的表面系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如表面系数与刮痕数量的数值成正比。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。
75.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。