膠囊分揀機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于膠囊機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種膠囊分揀機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在膠囊生產(chǎn)中不可避免會(huì)出現(xiàn)一些殘次品，如開裂、毛刺、氣泡、斑點(diǎn)等，在出廠 之前，這些殘次品是需要被分揀出來的。識別殘次品的依據(jù)主要是其光學(xué)特性，這些缺 陷均是從外觀上均可看出。因此，在早期，是以人工識別的方式來進(jìn)行分揀的，如中國專 利200920299531X公開了一種膠囊的揀選臺，他實(shí)際上是在光源照射下，人工將不合格品 檢出。隨著圖像識別技術(shù)的發(fā)展，近年來計(jì)算機(jī)識別分揀已成為主流，如中國專利申請 2014101405772公開了一種全自動(dòng)光學(xué)膠囊缺陷分揀機(jī)，又如侯海飛的碩士論文《基于機(jī)器 視覺的膠囊表面缺陷的識別與分揀技術(shù)研究》（浙江大學(xué)，2013)亦涉及到本領(lǐng)域的研究。 這些技術(shù)方案均是通過攝像機(jī)對待檢膠囊進(jìn)行拍照，然后計(jì)算機(jī)對拍下的照片分析研究， 找出有缺陷的膠囊，將之分揀出來。目前高速攝像機(jī)技術(shù)及圖像分析技術(shù)已相對成熟，足以 應(yīng)付膠囊的分析；影響揀選效率和可靠性的主要是機(jī)械部分，即如何將膠囊送到攝像機(jī)處 及如何拍攝。
[0003] 侯海飛的論文中，其機(jī)械部分設(shè)計(jì)了獨(dú)特的膠囊凹槽，使得膠囊能夠隨著傳送帶 的傳動(dòng)而翻轉(zhuǎn)，每次翻轉(zhuǎn)約90°，翻轉(zhuǎn)三次，共采集到四幅不同表面的膠囊圖像，完全覆 蓋了膠囊一周，達(dá)到完全檢測的效果。這種方案能夠保證拍攝速度和拍攝角度的全覆蓋， 但膠囊凹槽的夾緊力難以控制，容易夾傷膠囊；同時(shí)膠囊翻轉(zhuǎn)的速度很難大幅度提高，從而 影響了揀選的效率。
[0004] 而在2014101405772中，其機(jī)械方式是有一分揀盤，分揀盤開設(shè)有圓周排列的孔 洞；分揀盤設(shè)置在透光的基座上并進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)分揀盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)其孔洞內(nèi)的待檢膠囊在 基座上滾動(dòng)，此時(shí)攝像機(jī)對膠囊進(jìn)行多幀拍攝。這種方式是目前最主流的分揀方式，也是本 實(shí)用新型最接近的現(xiàn)有技術(shù)。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)方案還存在一些問題，一方面是差錯(cuò)率 不能達(dá)到要求，存在漏檢的殘次品；另一方面是效率難以進(jìn)一步提高，目前可做到每小時(shí)處 理7~8萬粒膠囊，很難再提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種更高效可靠的膠囊分揀機(jī)。
[0006] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：膠囊分揀機(jī)，包括機(jī)架、電機(jī)，機(jī)架上安裝 有拍攝裝置，還有圖像分析系統(tǒng)對拍攝裝置拍到的圖像進(jìn)行分析處理，其特征在于：機(jī)架 上裝有送料系統(tǒng)、端面拍攝系統(tǒng)和圓周面拍攝系統(tǒng)，送料系統(tǒng)包括儲(chǔ)料輪，儲(chǔ)料輪為開口筒 狀，中間設(shè)有圓柱形凹槽，軸向截面呈"凹"字形，圓柱形凹槽的槽口與送料口相接；儲(chǔ)料輪 另一側(cè)還設(shè)有端面貼合的第一送料輪和第一吸附輪，儲(chǔ)料輪、第一送料輪和第一吸附輪依 次固定在同一軸上；第一送料輪的外圓周上設(shè)有若干第一弧形凹槽，用于容置待檢膠囊； 第一吸附輪與第一送料輪相貼的端面以及圓周上設(shè)有風(fēng)口，風(fēng)口與第一弧形凹槽位置相配 合；第一送料輪與第一吸附輪的圓周面外側(cè)套有管狀結(jié)構(gòu)的護(hù)料輪；所述護(hù)料輪外設(shè)有第 一風(fēng)管，護(hù)料輪圓周面內(nèi)側(cè)設(shè)有通風(fēng)槽，第一風(fēng)管穿過護(hù)料輪外壁與通風(fēng)槽相連通；所述第 一風(fēng)管連接抽真空裝置，為第一弧形凹槽處提供負(fù)壓；
[0007] 端面拍攝系統(tǒng)包括第二送料輪，所述第二送料輪為開口筒狀，外圓周上設(shè)有若干 第二弧形凹槽，用于容置待檢膠囊；所述第二送料輪內(nèi)部還設(shè)有第二吸附輪，第二吸附輪連 接抽真空裝置，為第二弧形凹槽處提供負(fù)壓；還包括與圖像分析系統(tǒng)相連的端面相機(jī)，端面 相機(jī)設(shè)有兩個(gè)，分別置于第二送料輪兩側(cè)；
[0008] 圓周面拍攝系統(tǒng)包括內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒和外筒均為滾筒狀，同軸設(shè)置，外筒設(shè)在內(nèi) 筒外側(cè)；外筒上設(shè)有若干孔洞，待檢膠囊容置在孔洞中，外筒推動(dòng)待檢膠囊在內(nèi)筒上滾動(dòng)； 圓周面相機(jī)對待檢膠囊拍攝多幀圖像，通過分析所拍攝的圖像來判別并分揀殘次膠囊；內(nèi) 筒與外筒均可運(yùn)動(dòng)，兩者具有速度差；
[0009] 電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件工作。
[0010] 進(jìn)一步地，所述送料系統(tǒng)的第一弧形凹槽的前端設(shè)有喇叭形的導(dǎo)向口，第一弧形 凹槽末端設(shè)有槽深大于第一弧形凹槽中間部分的吸附口；所述吸附口下端與第一吸附輪端 面上的風(fēng)口相通；所述第一弧形凹槽的中間部分、吸附口以及第一吸附輪端面上風(fēng)口的中 心位置不在同一高度；所述第一吸附輪端面上的風(fēng)口與圓周上的風(fēng)口位置相對應(yīng)，內(nèi)部通 過直角風(fēng)道相連；所述圓周上的風(fēng)口與第一風(fēng)管相連通；所述儲(chǔ)料輪內(nèi)壁上設(shè)有一圈齒狀 結(jié)構(gòu)；圓柱形凹槽的側(cè)壁設(shè)有開口，凹槽底部設(shè)有軸孔；所述護(hù)料輪下方設(shè)有出料口，出料 口與第一弧形凹槽位置相配合。
[0011] 進(jìn)一步地，所述端面拍攝系統(tǒng)的第二送料輪與第二吸附輪同軸設(shè)置，間隙配合，第 二送料輪固定在傳動(dòng)軸上，第二吸附輪與傳動(dòng)軸以軸承相隔；所述第二吸附輪端面上設(shè)有 第二風(fēng)管，第二風(fēng)管連接抽真空裝置；所述第二吸附輪的圓周上設(shè)有一道與第二風(fēng)管相通 的弧形通風(fēng)口，所述弧形通風(fēng)口起始于第二吸附輪與護(hù)料輪的相切點(diǎn)，終止于第二吸附輪 與外筒的相切點(diǎn)；第二弧形凹槽內(nèi)設(shè)有吸風(fēng)孔，吸風(fēng)孔與弧形通風(fēng)口相連通。
[0012] 本實(shí)用新型工作時(shí)，待檢膠囊從送料口進(jìn)入，經(jīng)圓柱形凹槽側(cè)壁的開口進(jìn)入儲(chǔ)料 輪內(nèi)部，利用儲(chǔ)料輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和儲(chǔ)料輪內(nèi)壁上齒狀結(jié)構(gòu)的波動(dòng)，使得待檢膠囊在儲(chǔ)料輪內(nèi)產(chǎn) 生移動(dòng)和跳動(dòng)；抽真空裝置通過第一風(fēng)管以及第一吸附輪內(nèi)的直角風(fēng)道在第一弧形凹槽內(nèi) 產(chǎn)生負(fù)壓，將待檢膠囊從儲(chǔ)料輪內(nèi)部被吸附到第一弧形凹槽內(nèi)；吸附口的槽深大于第一弧 形凹槽中間部分，且吸附口下方與直角風(fēng)道相連，使得待檢膠囊與第一吸附輪端面上的風(fēng) 口不在同一直線上，待檢膠囊不會(huì)堵塞風(fēng)口；第一風(fēng)管通過通風(fēng)槽作用于第一吸附輪圓周 上的風(fēng)口，通風(fēng)槽所在位置與第一吸附輪旋轉(zhuǎn)方向的中上方相對，即第一風(fēng)管的作用范圍 為第一吸附輪旋轉(zhuǎn)方向的中上方；當(dāng)待檢膠囊脫離了第一風(fēng)管的作用范圍，護(hù)料輪的內(nèi)壁 可使得待檢膠囊不脫離第一弧形凹槽，隨著第一送料輪轉(zhuǎn)動(dòng)，待檢膠囊從護(hù)料輪下方的出 料口落入端面拍攝系統(tǒng)的第二弧形凹槽內(nèi)，進(jìn)行檢測。
[0013] 而后，抽真空裝置通過第二風(fēng)管吸附第二弧形凹槽內(nèi)空氣，將待檢膠囊牢牢吸附 在第二弧形凹槽內(nèi)；第二送料輪可隨傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第二吸附輪與傳動(dòng)軸以第二軸承相隔，則 第二送料輪可相對第二吸附輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙土陷喩系牡诙⌒伟疾垭x開弧形通風(fēng)口的作 用范圍時(shí)，第二弧形凹槽處的待檢膠囊不再受負(fù)壓影響，脫離第二弧形凹槽，落入圓周面拍 攝系統(tǒng)進(jìn)入下一步檢測。
[0014] 圓周面拍攝系統(tǒng)的內(nèi)筒與外筒均在轉(zhuǎn)動(dòng)，待檢膠囊進(jìn)入外筒的孔洞后，同樣是被 推動(dòng)而在內(nèi)筒上滾動(dòng)；但此時(shí)，膠囊相對于內(nèi)筒的滾動(dòng)速度，并不是取決于外筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度，而是取決于外筒和內(nèi)筒的速度差。本實(shí)用新型中，圓周面相機(jī)的拍攝間隔是和外筒的轉(zhuǎn) 動(dòng)相位是一致的，即外筒每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)相鄰孔洞的距離，攝像機(jī)拍攝一次；此時(shí)膠囊的滾動(dòng)長 度并非一個(gè)相鄰孔洞的距離，而是要減去內(nèi)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)距離。通過控制內(nèi)筒和外筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度，即可控制兩者線速度的速度差，亦即膠囊的滾動(dòng)長度。實(shí)踐中，可將該數(shù)值控制在膠囊 周長的1/4,即每次拍攝90°，4次拍攝即可完全覆蓋整個(gè)圓周。如需分揀其他型號的膠囊， 貝帳據(jù)待檢膠囊的周長，調(diào)節(jié)內(nèi)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，仍然可以做到拍攝角度的全覆蓋。
[0015] 而另一方面，機(jī)器的處理效率，由于圓周面相機(jī)拍攝速度幾乎可以無限地提高，因 此主要取決于外筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這里是指外筒相對