一种基于机器视觉的茶叶品质检测评定装置的制作方法

本技术涉及茶叶生产设备，特别涉及一种基于机器视觉的茶叶品质检测评定装置。

背景技术：

1、茶叶生产线是一个复杂的加工过程，将采摘下来的茶叶从鲜叶变成可供消费的茶叶产品。茶叶生产线的步骤通常包括采摘、杀青、揉捻、发酵、干燥等多个环节。其中，茶叶的品质主要从其成色、形状、香气和滋味等方面进行评判。

2、成色是判断茶叶品质的重要指标之一，因为茶叶的外观特征直接影响消费者的购买欲望和感官体验。茶叶的成色是指茶叶的外观颜色和形状，茶叶的成色判断与其内部的化学成分、气味和口感等有密切关系，因此成色可以反映出茶叶的质量和品质。

3、传统的茶叶生产线中，对于成色的检测通常采用人工目视来进行。人工检测员会对茶叶进行分类和分级，以确保茶叶产品的外观和质量符合要求。这种人工目视检测方法有一定的优点，例如灵活性较高，能够适应不同类型茶叶的特点，并且对于茶叶外观中的微小变化能够敏感地察觉。

4、但是，经过发明人长期工作与研究发现，传统技术中存在如下的技术问题亟需解决：

5、(1)主观性：不同的检测员可能会因为主观判断的差异而对同一批茶叶给出不同的评价，从而导致结果的不稳定性。

6、(2)疲劳和误判：长时间进行目视检测容易导致检测员疲劳，影响判断的准确性。同时，人工目视判断也容易受到环境光线等因素的影响，导致误判的可能性增加。

7、(3)人力成本高：人工目视检测需要大量的人力资源，成本较高，而且难以保证检测员的稳定质量。

8、(4)不可扩展性：随着茶叶生产规模的增大，人工目视检测无法满足高效率和大批量生产的需求。

9、为此，提出一种基于机器视觉的茶叶品质检测评定装置。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种基于机器视觉的茶叶品质检测评定装置，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即主观性、疲劳和误判、人力成本高和不可扩展性，并对此至少提供一种有益的选择；

2、本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：一种基于机器视觉的茶叶品质检测评定装置，包括调节机构；所述调节机构包括至少三个第一线性自由度，所述第一线性自由度连接驱动于用于机器视觉检测的机器视觉检测器作万向角度调节，所述机器视觉检测器的检测面朝向于茶叶；还包括调质机构，所述调质机构包括至少三个第二线性自由度，所述第二线性自由度连接驱动于激振器作万向角度调节，所述激振器用于输出振动力将茶叶堆调质均匀。

3、在上述的实施方式中：这基于机器视觉的茶叶品质检测评定装置包括调节机构和调质机构。调节机构由至少三个第一线性自由度组成，这些自由度允许调节机器视觉检测器的角度。机器视觉检测器位于调节机构上，其检测面朝向茶叶。另外，调质机构也包括至少三个第二线性自由度，这些自由度驱动激振器进行万向角度调节，以输出振动力来调整茶叶的堆放情况，使其均匀摊开。

4、其中在一种实施方式中：所述机器视觉检测器优选为ccd工业视觉相机。

5、在上述的实施方式中：所述的机器视觉检测器被优选选择为ccd工业视觉相机。这种选择是基于其在工业应用中广泛使用的能力，以及在茶叶品质检测方面的适用性。

6、其中在一种实施方式中：还包括用于运输茶叶的运输线体，所述运输线体上设有桁架；沿着所述运输线体运输的输入和输出方向上，在所述桁架上依次设有所述调质机构和所述调节机构。通过运输线体，可将整体装置视作一个完整的工作站，并入到现有的茶叶生产线中，作为一道检测工序，代替传统的人工目视检测。

7、在上述的实施方式中：该茶叶品质检测装置还包括用于运输茶叶的运输线体，而运输线体上设置了一个桁架。在运输线体的输入和输出方向上，依次设有调质机构和调节机构。这种设置使得整个装置成为一个工作站，并且能够方便地集成到现有的茶叶生产线中。

8、其中在一种实施方式中：所述调节机构包括固定连接于桁架上的机架，及以环形阵列形式均匀设于所述机架外部的三个用于输出所述第一线性自由度的线性模组；所述线性模组连接驱动于连接平台作万向角度调节，所述连接平台的底部设有所述ccd工业视觉相机。

9、在上述的实施方式中：调节机构由机架和三个线性模组组成。机架固定连接在桁架上，并具有环形阵列形式的结构。这些线性模组均匀地分布在机架的外部，用于实现第一线性自由度的调节。这些线性模组连接驱动于连接平台，从而实现万向角度的调节。连接平台的底部配置了ccd工业视觉相机。

10、其中在一种实施方式中：所述线性模组包括旋转执行器、由所述旋转执行器驱动的传动带组件；所述传动带组件包括主动轮、从动轮和与二者啮合的传动带，所述主动轮和所述从动轮均转动配合于所述机架上，所述从动轮的外表面固设有第一铰架；第二铰架呈杆体，其两端均通过联轴器铰接于所述第一铰架和所述连接平台的外表面。

11、在上述的实施方式中：线性模组由旋转执行器和由该执行器驱动的传动带组件组成。传动带组件包括主动轮、从动轮和与这两者啮合的传动带。这些轮和传动带的组合用于实现角度调节，并与机架连接。从动轮上固定有一个第一铰架，而第二铰架则通过联轴器分别连接在第一铰架和连接平台的外表面上。

12、其中在一种实施方式中：所述旋转执行器优选为伺服电机，所述伺服电机固设于所述机架外部。

13、在上述的实施方式中：这种选择基于伺服电机在精密运动控制和角度调节方面的优越性能，以及其适用于调节机构的需求。

14、其中在一种实施方式中：所述调质机构包括两个相互相对但不直接接触的架体，所述架体之间以环形阵列的形式均匀排布有六个用于输出所述第二线性自由度的第二直线执行器；一个所述架体的外表面上设有所述激振器。

15、在上述的实施方式中：调质机构由两个相互相对但不直接接触的架体组成。这两个架体之间以环形阵列的方式均匀排布了六个第二直线执行器，用于实现第二线性自由度的输出。其中，一个架体的外表面上安装了激振器。

16、其中在一种实施方式中：所述第二直线执行器优选为伺服电缸，所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器万向铰接于两个所述架体相互相对的各自一面上。

17、在上述的实施方式中：每个伺服电缸都被均匀地用于输出第二线性自由度，并保持循环输出模式，这样就可以实现激振器以万向角度调节的方式运作。

18、其中在一种实施方式中：所述调质机构还包括第一直线执行器，所述第一直线执行器用以调节未安装有所述激振器的所述架体进行空间行程调节。

19、在上述的实施方式中：调质机构还包括第一直线执行器。这个第一直线执行器被用于调节未安装激振器的架体的空间行程，以实现空间的线性自由度调节。这个额外的自由度的引入是为了适应不同生产规格下输入的茶叶堆，以进行预先位置调节，从而更精确地适配第二直线执行器的万向角度调节区域。

20、其中在一种实施方式中：所述第一直线执行器优选为气缸。

21、在上述的实施方式中：气缸的活塞杆固定连接在未安装激振器的架体上，而气缸的缸体则被固定在桁架上。

22、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

23、一、客观准确性：本实用新型的技术基于机器视觉，消除了人为主观判断的因素，从而实现了更客观和准确的茶叶品质评估。这可以降低人为误判和主观偏见，提供一致性和可靠性的判定。

24、二、高精度和一致性：通过调质机构的均匀摊放和角度调整，本实用新型的技术能够在茶叶摆放和检测过程中保持高度的均匀性。这有助于提高检测的精度和结果的一致性。

25、三、适应性和灵活性：本实用新型的技术通过可扩展的设计，能够适应不同类型和规格的茶叶。这种灵活性使本实用新型的技术更具适应性，能够满足不同茶叶生产需求。

26、四、降低人员疲劳：传统的人工目视检测需要操作人员长时间保持高度的警觉，容易导致疲劳和误判。本实用新型的技术通过自动化减轻了操作人员的负担，降低了疲劳带来的影响。

27、五、提高生产扩展性：由于本实用新型的技术可以相对容易地进行扩展，适应不同规格和类型的茶叶，因此它有助于提高生产线的扩展性和灵活性。

28、六、质量控制的改进：通过实现精确的均匀调质和全方位的机器视觉检测，本实用新型的技术有助于提高茶叶生产的品质控制水平，确保每一批茶叶都符合高标准。

29、七、环保和可持续性：自动化和高效的生产过程可以减少资源浪费，提高能源效率，从而为茶叶生产过程带来更大的环保和可持续性。