珍珠送检分类装置技术领域
本发明涉及珍珠生产设备，尤其是一种珍珠送检分类装置。
背景技术
至2005年，我国淡水珍珠年产量达到1500t左右，约占世界珍珠产量的95％以上。
目前整个行业所采用的分级方法基本仍停留在人工检测阶段，企业需要大量人员以肉眼观
察的方式对珍珠的等级进行分类。
然而珍珠体积小数量多，分级工作负荷大易疲劳，检测需要有经验的工人，且结果
易受主观因素影响，增加了珍珠生产企业的成本，也不利于质量的控制。
养殖珍珠分级标准GB/T 187-2008明确了养殖珍珠的定义、分类、质量等标准，使
出口分级检验制度成为可能，对珍珠的快速分级成为企业的重点之一。
这对基于视觉的检测分类提出了要求,然而目前缺乏经济实用并能有效结合视觉
检测对珍珠进行分类的装置。
发明内容
为了克服已有珍珠分类采用人工分拣方式的精度低、生产效率较低、成本较大的
不足，本发明提供一种精度较高、生产效率较高、成本较低的珍珠送检分类装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种珍珠送检分类装置，包括用以对珍珠进行分类的珍珠分类器，所述送检分类
器还包括用以将待分类珍珠送入所述珍珠分类器的送检机构和用以将按照珍珠分类器确
定的类型实现分类出料的分类机构；
所述送检机构包括斗状容器、顶杆和用以带动顶杆伸缩的送检驱动组件，所述顶
杆的上端设有供一颗珍珠放置的工位，所述斗状容器用于放置待分类珍珠，所述斗状容器
位于所述珍珠分类器的下方，所述顶杆穿过所述斗状容器的底部，上升后的顶杆依次穿过
所述斗状容器的顶部开口与所述珍珠分类器的底部送检入口到达所述珍珠分类器的识别
工位，所述顶杆与所述送检驱动组件连接。
进一步，所述送检驱动组件为类曲柄滑块机构和送检电机，所述类曲柄滑块机构
包括连杆和转轮，所述送检电机的输出轴上安装所述转轮，所述转轮上可转动地套装所述
连杆的下端，所述连杆的上端可转动地套装在轴套上，所述顶杆的下部与所述轴套连接。
再进一步，所述轴套的内圈安装直线轴承，所述顶杆的下部可上下滑动地套装在
所述直线轴承上，所述顶杆的中部套装弹簧，所述弹簧的下端抵触在所述直线轴承的上端，
所述弹簧的上端抵触在所述顶杆中部的台阶上。
更进一步，所述转轮上拧有螺丝，所述机架上安装用于与螺丝配合实现转轮位置
检测的接近开关。
所述顶杆的顶部设有供珍珠放置的凹槽，所述顶杆呈中空状，所述顶杆底部设有
负压管，所述负压管通过电磁阀组与真空发生器连接。
所述斗状容器的两侧装有用来使容器内珍珠均匀的震动电机和用于检测容器内
珍珠是否少于预设量的光电传感器。
所述斗状容器通过缓震器固定在机架上，在斗状容器中有一片用于卸料的插拔挡
板。
所述分类机构包括分类通道，所述分类通道的入口与所述珍珠分类器的出料工位
相接，所述分类通道内安装闸门，所述分类通道与输送橡胶软管连接，所述输送橡胶软管端
部位于旋转臂上，所述旋转臂的转轴与用于带动旋转臂摆动的分类驱动组件连接，所述输
送橡胶软管的出口与分类橡胶软管阵列相接，且所述分类橡胶软管阵列的上部开口以所述
旋转臂的转轴为圆心呈弧形布置，所述分类橡胶软管阵列与不同型号珍珠对应的盒子阵列
相接。
所述分类驱动组件包括第一同步轮、第二同步轮和分类电机，所述旋转臂的转轴
上安装第一同步轮，所述第一同步轮通过同步带与所述第二同步轮连接，所述第二同步轮
与所述分类电机的输出轴连接。
所述出料工位一侧设置气嘴，所述出料工位的另一侧设置分类通道，所述气嘴固
定在机架上，所述气嘴位于所述顶杆的侧边。
所述分类装置还包括料盘，所述料盘的容器壁底部设有对应珍珠大小的通孔，所
述料盘底部设有旋转组件，所述料盘底部的通孔位于斗状容器的上部进料口上方。
所述珍珠分类器为基于机器视觉的珍珠分类器，包括有外罩、光源、内镀膜镜片和
摄像头，所述摄像头与用以根据珍珠不同角度的图片对珍珠进行分类的分类处理模块连
接，所述分类处理模块的输出端与所述分类机构的执行器连接。
本发明的有益效果主要表现在：配合视觉检测完成对珍珠的检测和分类，实现了
珍珠的自动化分拣，有效解决了目前珍珠加工过于依赖人工检测的问题，保证了分级质量，
提高了生产效率并降低了企业成本。
附图说明
图1为珍珠送检分类装置的示意图；
图2为送检机构的示意图；
图3为分类机构示意图；
图4为分类通道中闸门开关状态示意图；
图5为送检机构的初始位置示意图；
图6为送检机构的上升到检测状态过程的位置示意图；
图7为送检机构的检测状态的位置示意图；
图8为应用机器视觉的珍珠分类检测器的剖面示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图8，一种珍珠送检分类装置，包括用以对珍珠进行分类的珍珠分类器
2，所述送检分类器还包括用以将待分类珍珠送入所述珍珠分类器的送检机构和用以将按
照珍珠分类器确定的类型实现分类出料的分类机构；
所述送检机构包括斗状容器15、顶杆17和用以带动顶杆伸缩的送检驱动组件，所
述顶杆15的上端设有供一颗珍珠放置的工位，所述斗状容器15用于放置待分类珍珠，所述
斗状容器15位于所述珍珠分类器2的下方，所述顶杆17穿过所述斗状容器15的底部，上升后
的顶杆17依次穿过所述斗状容器15的顶部开口与所述珍珠分类器2的底部送检入口到达所
述珍珠分类器2的识别工位，所述顶杆17与所述送检驱动组件连接。
进一步，所述送检驱动组件为类曲柄滑块机构和送检电机16，所述类曲柄滑块机
构包括连杆27和转轮26，所述送检电机16的输出轴上安装所述转轮26，所述转轮26上可转
动地套装所述连杆27的下端，所述连杆27的上端可转动地套装在轴套29上，所述顶杆17的
下部与所述轴套29连接。当然，也可以采用其他驱动方式。
再进一步，所述轴套29的内圈安装直线轴承30，所述顶杆17的下部可上下滑动地
套装在所述直线轴承30上，所述顶杆17的中部套装弹簧31，所述弹簧31的下端抵触在所述
直线轴承30的上端，所述弹簧31的上端抵触在所述顶杆17中部的台阶上。
更进一步，所述转轮26上拧有螺丝25，所述机架上安装用于与螺丝配合实现转轮
位置检测的接近开关23。
所述顶杆17的顶部设有供珍珠放置的凹槽，所述顶杆17呈中空状，所述顶杆底部
设有负压管，所述负压管通过电磁阀组12与真空发生器11连接。
所述斗状容器15的两侧装有用来使容器内珍珠均匀的震动电机18和用于检测容
器内珍珠是否少于预设量的光电传感器19。
所述斗状容器15通过缓震器20固定在机架上，在斗状容器15中有一片用于卸料的
插拔挡板。
所述分类机构包括分类通道36，所述分类通道36的入口与所述珍珠分类器2的出
料工位相接，所述分类通道内安装闸门33，所述分类通道与输送橡胶软管5连接，所述输送
橡胶软管5端部位于旋转臂38上，所述旋转臂38的转轴与用于带动旋转臂摆动的分类驱动
组件连接，所述输送橡胶软管5的出口与分类橡胶软管阵列8相接，且所述分类橡胶软管阵
列8的上部开口以所述旋转臂的转轴为圆心呈弧形布置，所述分类橡胶软管阵列8与不同型
号珍珠对应的盒子阵列10相接。
所述分类驱动组件包括第一同步轮6、第二同步轮和分类电机35，所述旋转臂38的
转轴上安装第一同步轮，所述第一同步轮通过同步带与所述第二同步轮连接，所述第二同
步轮与所述分类电机的输出轴连接。
所述出料工位一侧设置气嘴3，所述出料工位的另一侧设置分类通道36，所述气嘴
3固定在机架上，所述气嘴3位于所述顶杆17的侧边。
所述分类装置还包括料盘1，所述料盘1的容器壁底部设有对应珍珠大小的通孔，
所述料盘1底部设有旋转组件，所述料盘1底部的通孔位于斗状容器15的上部进料口上方。
所述珍珠分类器为基于机器视觉的珍珠分类器，包括有外罩39、光源40、内镀膜镜
片44和摄像头47，所述摄像头47与用以根据珍珠不同角度的图片对珍珠进行分类的分类处
理模块连接，所述分类处理模块的输出端与所述分类机构的执行器连接。
本实施例中，下料机构是一个可由直流电机驱动底部旋转的容器，以下称料盘1。
料盘的容器壁底部有对应珍珠大小的通孔，用于存储待检珍珠，底部旋转可使料盘内珍珠
从通孔中流出。
送检机构是由斗状容器15和一类曲柄滑块机构组成。斗状容器15通过缓震器20固
定在机架上，两侧装有振动电机18和光电传感器19，振动电机18用来使容器内珍珠均匀，光
电传感器19用来使容器内保持有一定量的珍珠，在斗状容器15中有一片用于卸料的插拔挡
板。类曲柄滑块送检机构由固定在机架上的直线轴承30、顶杆17、及连杆27和转轮26组成，
由连接在转轮26上的送检电机16(选择部步进电机)驱动。顶杆17上有弹簧31。转轮26上拧
有螺丝25，设置接近开关23进行检测以确定转轮位置。所述送检电机16安装在电机座24上，
所述电机座24固定在机架上，所述接近开关安装在电机座24上。所述轴套29通过插销和轴
承与所述连杆27的上端连接，所述顶杆靠近下端出设置垫片28。所述斗状容器15的底部设
置法兰式直线轴承21，所述法兰式直线轴承21安装在轴承座32上，所述轴承座32固定在机
架上，所述顶杆17穿过所述法兰式直线轴承21。
分类机构由气嘴3、微型气缸4、分类电机35、皮带和同步带轮6、橡胶软管5、分类通
道36等组成。气嘴3固定在机架上，用于使珍珠进入分类通道。微型气缸4固定在分类通道36
上，可带动连接在气缸头部闸门33，闸门33打开即分类通道36贯通。分类电机(选用步进电
机)安装在机架上，通过同步带轮带动旋转臂38运动到分类通道中不同的位置完成通道出
口的变换来实现分类的功能，其中橡胶软管5与分类通道和旋转臂相连。各分类通道出口装
有容器来存储分完类的珍珠。
检测装置是一个基于视觉的珍珠检测装置，检测装置有外罩来隔绝外部光线，内
有光源、内镀膜镜片、摄像头。检测时需要把珍珠送到检测位置，摄像头通过镜片反射获取
包含珍珠不同角度的一幅图片。
机箱有上箱体和下箱体组成。上箱体用于机械机构、工控机与单片机等控制部分
的安装，下箱体用于储物和作为上箱体支架的作用。
上述的珍珠送检分类机构，料盘的通孔与斗状容器连通。
本实施例的工作过程：斗状容器15内需要有一定量的珍珠，对射光电传感器19检
测到斗状容器15内珍珠达不到需求的量时，料盘1的底部旋转使存储的待检珍珠掉入斗状
容器15中，直到斗状容器内珍珠量满足工作要求。斗装容器15上装有震动电机18，使工作时
容器内珍珠有良好的流动性，而不至于滞留在容器一边。
送检步进电机16接收到检测装置2的信号后开始工作，驱动转轮26旋转，带动类曲
柄滑块送料机构(图2)运动，并通过接近开关23和螺钉25来确定转轮26每圈的绝对位置来
消除运行位置的累积误差。类曲柄滑块送检机构由转轮25、插销与轴承22、连杆27、垫圈28、
轴套29、直线轴承30、弹簧31、顶杆17组成，类曲柄滑块送检机构也可以是其它导轨式气缸
式的上下送检机构。
顶杆17中心有通孔，顶端有凹槽，当送检机构位于状态一(图5)时，斗状容器中的
一颗且只有一颗会被置于顶杆17顶部的凹槽上，此时真空发生器11工作，使顶杆17中的通
孔带有负压，吸附珍珠。然后随着送检步进电机16的旋转，顶杆把凹槽上的珍珠从斗状容器
送往检测装置2。当顶杆到达检测位置时，即状态二(图6)，顶杆17被检测装置2顶住，保持静
止状态，此时检测装置开始检测。而送检步进电机16仍在转动，弹簧31被压缩，使顶杆在检
测位置保持一段时间供检测装置2对珍珠进行检测。继而连杆27到达最高点(图7)，并随着
送检步进电机16旋转，顶杆17下降并最终回到状态一(图5)，完成一次送检过程。
在如上所述的送检过程中，当顶杆17达到检测位置检测完毕后下降的过程中，气
嘴3吹气，使顶杆17上的珍珠进入分类通道部分一36中，最后到达分类通道部分二37中等待
检测结果。然后分类步进电机35根据检测结果通过同步带轮6转动旋转臂38使与之连接的
橡胶软管5转动，并通过对射光电传感阵列7确定停止的位置，停止的位置对应橡胶软管阵
列8中的一根软管，每一根软管对应一种珍珠所需分类的类别。旋转臂38到达停止位置时，
微型气缸4通气打开闸门33，此状态如图4所示。当闸门33打开后珍珠落入橡胶软管5中，然
后掉入橡胶软管阵列8中对应此类的的软管中，然后调入到盒子阵列10中，即每一个盒子对
应一类珍珠的存储。完成分类动作。