一种烟叶层叠循环分拣系统的制作方法

1.本实用新型涉及烤烟烟叶分拣技术领域，具体涉及一种烟叶层叠循环分拣系统。


背景技术：

2.烤烟是我国经济作物中一项重要的农产品，是卷烟生产的主要原料，也是我国出口的大宗农产品之一；我国烤烟生产主要集中在云南、河南、贵州、山东等省。烟叶收购是烟叶生产的重要环节，更是烟农利益的集中体现，在烟叶收购过程中，需要对烟叶进行分级，根据国家烟叶级别标准，坚持高纯度、下线不脱级等收购原则，传统的烟草分级是靠人工进行的，主要是靠分级人员的经验对不同的烟叶进行划分，受人为因素的影响较大，分拣效率低、分拣质量和精度也相对较低。
3.随着计算视觉、图像处理和自动化技术的发展，图像处理技术可达到对不同成熟度和颜色的图片进行识别的处理能力，自动化技术可以完成软件和硬件之间的完美接口，达到计算机智能控制的效果，现有技术中已经出现了基于机器视觉、图像处理技术烟叶自动分级和基于自动化技术的烟叶自动分拣系统。该系统可以在一条单向输送带上自动完成烟叶的信息采集、自动等级的划分和自动分拣过程；如中国发明专利“一种烟叶在线自动定级分拣系统及其分拣烟叶的方法”，授权公告号cn105665307b，其包括烟叶供给装置、烟叶信息采集装置、分拣装置和总控制柜，总控制柜控制整个系统的运转，且总控制柜内部设置有烟叶分级处理模块，烟叶通过烟叶供给装置依次运送至烟叶信息采集装置和分拣装置，烟叶分级处理模块控制烟叶信息采集装置工作，烟叶信息采集装置采集的信息反馈给烟叶分级处理模块，烟叶分级处理模块根据烟叶信息采集装置反馈的烟叶信息发出指令给分拣装置以便于将烟叶分拣处理，本发明使用时，只需人工在上料区进行烟叶的铺放工作，烟叶信息的采集，等级的划分和烟叶的分拣都是自动完成的，避免了人工分级时人为因素的影响，分级准确率高，同时可以减轻分级和分拣人员的劳动强度。
4.上述现有技术依托ai视觉对比技术基础实现了烟叶自动分拣的技术目的，但在实际使用中发现，设备为单向运行，如国发明专利“一种烟叶在线自动定级分拣系统及其分拣烟叶的方法”中烟叶供给装置7，其采用一条输送带单向运行，这就导致了必须采用人工在上料区进行烟叶一片一片铺放工作，即需要逐片进行烟叶上料，效率过低，整机工作太过依赖人工配合喂料速度，设备运行速度不可能过快，人工喂料停止，则设备空运行；同时，因为烟叶为单向运行，在设备末端进行分拣需要设置过多分拣设备，造成头小尾大的布局，导致设备机构复杂庞大，使用成本高，烟叶分拣的取放动作实现方式复杂，使用维护成本造成工作效益大大降低，与节能降耗的目的相背离。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型提供一种烟叶层叠循环分拣系统。
6.本实用新型的具体技术方案是：
7.一种烟叶层叠循环分拣系统，包括烟叶视觉采集装置，还包括能够带动层叠堆摞
烟叶循环运动的环形回转工作线，所述环形回转工作线包括两条相互平行的直段输送带，两条直段输送带两端通过半圆段输送带连接，所述直段输送带上设置有若干能够抓取单张烟叶的四工位旋转机械手。
8.进一步，优选的是，所述四工位旋转机械手能够设置在两条直段输送带靠近侧或远离侧。
9.进一步，优选的是，还包括落料震动槽，对应四工位旋转机械手设置有落料震动槽，所述落料震动槽位于四工位旋转机械手一旁，其用于承接四工位旋转机械手从直段输送带上抓取的单张烟叶。
10.进一步，优选的是，还包括分拣收集输送台，所述落料震动槽下端出口处设置有分拣收集输送台。
11.进一步，优选的是，还包括上料平台，所述环形回转工作线上设置有上料平台。
12.进一步，优选的是，所述四工位旋转机械手包括十字旋转机械手臂，在十字旋转机械手臂中心处设置有旋转运动中心安装孔，所述十字旋转机械手臂通过旋转运动中心安装孔与旋转气缸连接，所述十字旋转机械手臂端则安装有上下伸缩负压吸盘，所述旋转气缸则通过安装支架ⅱ安装在直段输送带侧壁上。
13.进一步，优选的是，还包括转运输送线，在所述环形回转工作线外侧对应分拣收集输送台设置有转运输送线。
14.本实用新型的有益效果是：
15.（1）基于现有ai视觉对比技术基础上，通过设置环形回转工作线和四工位旋转机械手，实现连续不断的对层叠堆摞好的烟叶逐层由上到下的识别拿取分拣，改变了现有人工单张喂烟的问题，能够实现连续多层叠放烟叶的喂料方式，提高了工作效率，不间断循环分拣，能够加快分拣速度，喂料速度能够有效提升。
16.（2）采用可自由扩展的四工位旋转机械手，该机械手可旋转往复柔性取放烟叶，机械手结构简单，设备整体结构简单，占地面积不大，可实现柔性快速扩展分拣量。
17.（3）转运输送线与分拣收集输送台对接，实现设备的扩展，通过智能化物流系统将收集箱烟叶输送到目标位置。
附图说明
18.图1为本实用新型第一种实施例的立体轴侧视图。
19.图2为本实用新型第一种实施例的主视图。
20.图3为本实用新型第一种实施例的俯视图。
21.图4为本实用新型第一种实施例的立体轴侧视局部图。
22.图5为本实用新型第一种实施例的四工位旋转机械手立体视图。
23.图6为本实用新型第二种实施例的的主视图。
24.图7为本实用新型第二种实施例的工作状态参考示意图。
25.上图中：1-烟叶视觉采集装置，2-环形回转工作线，201-直段输送带，202-半圆段输送带，3-四工位旋转机械手，4-落料震动槽，5-分拣收集输送台，501-收集箱，6-上料平台，7-转运输送线，8-控制器，901-安装支架ⅰ，902-安装支架ⅱ，301-十字旋转机械手臂，302-旋转运动中心安装孔，303-上下伸缩负压吸盘，304-旋转气缸。
具体实施方式
26.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.实施例1：
29.如图1至图4所示，一种烟叶层叠循环分拣系统，包括烟叶视觉采集装置1，烟叶视觉采集装置1、控制器8为已有技术，其通过装支架ⅰ901安装在环形回转工作线2上，烟叶视觉采集装置1正对环形回转工作线2，实现对位于环形回转工作线2上层叠堆摞烟叶最上层烟叶的识别，烟叶视觉采集装置1可以设置1个图像采集点，也可以设置2个图像采集点，在本实施例中设置了2个图像采集点。
30.还包括能够带动层叠堆摞烟叶循环来回运动的环形回转工作线2，环形回转工作线2呈“回”字型，环形回转工作线2包括两条相互平行的直段输送带201，直段输送带201可以是一条单独的输送带，也可以是若干条输送带前后对接组成，两条直段输送带201两端通过半圆段输送带202连接。
31.直段输送带201上设置有若干能够抓取单张烟叶的四工位旋转机械手3，四工位旋转机械手3能够设置在两条直段输送带201靠近侧或远离侧，在本实施例中四工位旋转机械手3设置在两条直段输送带201靠近侧，即环形回转工作线2两直边内侧，当然四工位旋转机械手3也可以设置在远离侧，即环形回转工作线2两直边外侧，其仅是会带来落料震动槽4、分拣收集输送台5位置改变，即对于的落料震动槽4也设置在形回转工作线2两直边外侧，分拣收集输送台5向环形回转工作线2远离方向设置，从而会造成整个设备的占地表面变大，但不会影响设备的使用，本领域技术人员基于本实用新型文字记载和附图是可以唯一推知该结构。
32.对应四工位旋转机械手3设置有落料震动槽4，落料震动槽4位于四工位旋转机械手3一旁，其用于承接四工位旋转机械手3从直段输送带201上抓取的单张烟叶，落料震动槽4下端出口处设置有分拣收集输送台5，分拣收集输送台5能采用输送带、滚筒输送机、链式输送机等现有技术，其上放置有收集箱501，通过机械手分拣后的烟叶从落料震动槽4中落入位于分拣收集输送台5上的收集箱501中。
33.可以通过延长直段输送带201长度，从而扩展四工位旋转机械手3数量，实现扩展工位，满足多级多点抓取的技术效果。
34.落料震动槽4为上大下小上下开口的槽，也可以是方形斗状，通过在外壁安装振动器，从而使其产生振动，避免烟叶在槽内堵塞。
35.在环形回转工作线2上设置有上料平台6。
36.如图5所示，四工位旋转机械手3包括十字旋转机械手臂301，在十字旋转机械手臂301中心处设置旋转运动中心安装孔302，十字旋转机械手臂301通过旋转运动中心安装孔
302与旋转气缸304连接，十字旋转机械手臂301端则安装有上下伸缩负压吸盘303，旋转气缸304则通过安装支架ⅱ902安装在直段输送带201侧壁上，上下伸缩负压吸盘303包括伸缩气缸以及安装在气缸伸缩端的负压吸盘，其为现有常用技术。
37.至于烟叶的定位，采用打正向光方式，进行图像分析定位结合伺服反馈闭环输送线速比计算。相机将计算出的像素坐标转换为机械手的物理坐标，视觉软件与机械手进行网口通讯，将定位物料的物理位移发送给机械手，机械手抓取物料放在指定工位。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示机械手装置、按视觉比对出的烟叶级别或类别进行自动分类。这些分拣需求根据颜色和形状识别方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一级别该由哪一工位机械手执行。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指示，当具有相同分拣信号的烟叶经过该装置时，该装置动作，使在输送装置上的机构执行，该系统已广泛应用于物流分拣输送线和农产品定级分类，属于现有的控制技术，本领域技术人员居于适宜性需要，可以直接选用。
38.使用时，工作人员将烟农送拣的烟叶放置在上料平台6上，然后堆摞一定高度，高度不宜过高，防止在环形回转工作线2来回运行过程中倾斜，一般为20~100张烟叶较适宜，将层叠堆摞好的烟叶放至环形回转工作线2上，叠堆摞好的烟叶运动至烟叶视觉采集装置1下方时，通过基于ai视觉对比技术的烟叶视觉采集装置1可以完成层叠堆摞好的最上一层烟叶的自动识别信息采集，信息则反馈给控制器8的烟叶分级处理模块，控制器8的烟叶分级处理模块根据烟叶视觉采集装置1反馈的烟叶信息，发出指令给对应级别的四工位旋转机械手3，当该烟叶堆运行至四工位旋转机械手3时，四工位旋转机械手3转动将烟叶堆最上层烟叶单片抓取后旋转放入落料震动槽4中，烟叶从落料震动槽4中落入收集箱501中。
39.当然，本实用新型的技术方法即可完成多层叠放烟叶的循环分拣，也能够用于单片（单层）烟叶的分拣，四工位旋转机械手3的4个工位可调可选。
40.实施例2：
41.如图6至图7所示，本实施例与第一个实施例的不同之处在于，在环形回转工作线2外侧对应分拣收集输送台5设置有转运输送线7，转运输送线7与分拣收集输送台5对接，实现设备的扩展，通过智能化物流系统将收集箱501烟叶输送到目标位置，然后通过增如打包机等设备完成打包装箱作业。
42.以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。