一种基于音频特性的牙刷植毛正反面智能识别控制装置的制作方法

本实用新型涉及智能加工技术领域，具体涉及一种基于音频特性的牙刷植毛正反面智能识别控制装置。

背景技术：

牙刷柄从注塑机生产出来之后，下一步要放入牙刷植毛机植毛、磨毛再进入包装机包装成品后进入市场销售。在牙刷进入植毛机进行植毛的过程中，现有技术中通常的生产方式为通过人工将牙刷板一根一根插入植毛机进行植毛，随着近些年人工成本的上涨，市场上出现了一种机器——牙刷上板机，这种机器自动将一堆杂乱无序的牙刷板整理成相同方向的牙刷板，同时需要将牙刷板整理为相同的正反面（孔面朝上），然后依次插入至植毛机植毛工位上。在整理牙刷的过程中，关键的一步就是如何区分/整理牙刷的正反面。

传统的方式有3种：第一种也是现在工厂中最常用的一种加工方式，即人工识别牙刷的正反面，通过人的识别把牙刷的正面插入植毛机，因为单调的识别操作，人工识别经常出错，导致植毛失败，甚至损坏植毛机器；第二种是通过牙刷柄部分的正反面凹凸形状特征，用光电信号检测不同的反射距离来区分牙刷的正反面，但其缺点是牙刷形状太多，一旦更换牙刷版型，光电传感器位置就需要做调整，导致判断局限性小、稳定性差、误判率高；第三种是用相机来拍照，通过视觉检测技术，分析空洞与光滑表面的成像特征，来区分牙刷正反面，这种方法弥补了第二种方法对于牙刷形状的局限，因为不管牙刷柄形状有何改变，牙刷头一面有孔，一面无孔的特征是不会变的，所以检测的范围更广，正确率更高，但是视觉检测的方法受材料颜色的影响较大，碰到半透明或者纯透明的牙刷柄，视觉成像的误检率就会大大增加，甚至无法成像，而且这一方法另一问题就是成本较高，一套检测相机加上光源、镜头、电脑等等的价格超过万元，而且更换版型的时候对员工的专业技术要求相对较高。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本实用新型提供了一种基于音频特性的牙刷植毛正反面智能识别控制装置，可针对不同颜色、形状的牙刷板，高准确率识别牙刷板的正反面。

针对本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种基于音频特性的牙刷植毛正反面智能识别控制装置，其包括传动装置、音频装置和气源装置，所述的传动装置包括通过传动轴相连的伺服电机和锁紧装置，所述的音频装置包括依次相连的麦克风、音频放大器和核心控制模块，所述的气源装置包括通过气管连接的吹气头和气泵，所述的核心控制模块通过数据线与传动装置的伺服电机连接；牙刷的刷柄尾端插入锁紧装置内通过锁紧装置固定，牙刷的刷头端设置有音频装置的麦克风和气源装置的吹气头，牙刷头的一面为有孔的空洞面，用于植毛，另一面为光面。

进一步地，所述的吹气头和麦克风固定安放在牙刷刷头的上表面正上方。

进一步地，所述的麦克风通过电源线与音频放大器进行连接，核心控制模块通过数据线与音频放大器进行连接。

进一步地，所述的传动轴由支座进行支撑，传动轴的一端与伺服电机的转动轴固定在一起，传动轴的另一端与锁紧装置固定在一起。

进一步地，所述的气源装置还包括空气调节阀，所述的空气调节阀设置于吹气头和气泵之间。

进一步地，吹气头通过气管与空气调节阀进行连接，空气调节阀通过气管与气泵进行连接，气泵提供稳定气压源，空气调节阀用于调节吹气头输出空气压力和流量的大小。

进一步地，所述的音频装置还包括直流稳压电源，直流稳压电源通过电源线为音频放大器和核心控制模块提供直流电压。

与现有技术相比，本实用新型具备的优点为：

本实用新型提供了一种基于音频特性的牙刷植毛正反面智能识别控制装置，利用吹气检测法，通过主要由麦克风、音频放大器和吹气装置组成的检测系统，吹气检测的原理就是通过吹气装置提供稳定气压源，稳定流速的气源对准牙刷头部位吹气，通过麦克风、音频放大器收集气体在光滑面与空洞面产生的声音的差别特征来区分牙刷的正反面，这种方法既不受形状的限制，也不收颜色的限制，检测正确率与检测范围大大增加。这种装置具有可靠性高，影响因素少，成本低，使用方便的特征，规避了现有自动识别装置存在的缺点，而且成本低、易于实现自动化，具有很强的实用性和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，一种基于音频特性的牙刷植毛正反面智能识别控制装置，其包括传动装置、音频装置和气源装置；所述的传动装置包括通过传动轴2相连的伺服电机1和锁紧装置4；所述的音频装置包括依次相连的麦克风8、音频放大器10和核心控制模块14，即麦克风8通过电源线9与音频放大器10进行连接，核心控制模块14通过数据线19与音频放大器10进行连接，所述的核心控制模块14通过数据线17与传动装置的伺服电机1连接；所述的气源装置包括通过气管连接的吹气头6和气泵18；牙刷5的刷柄尾端插入锁紧装置4内通过锁紧装置4固定，牙刷的刷头端7设置有音频装置的麦克风8和气源装置的吹气头6，牙刷头7的一面为有孔的空洞面，用于植毛，另一面为光面，所述的吹气头6通过在牙刷头部位吹气，由于气体吹在光面产生的声音的特征具有固定的音频特性，气体吹在空洞面产生的声音的特征也有固定的音频特性，这两种音频特性具有明显的差异性，音频装置通过收集气体在光滑面与空洞面产生的声音的差别特征来区分牙刷5的正反面，并通过传动装置调节牙刷5的正反面，将待加工的牙刷整理为相同的正反面。

进一步地，所述的吹气头6和麦克风8固定安放在牙刷头端的上表面正上方。

进一步地，所述的传动轴2由支座3进行支撑，传动轴2的一端与伺服电机1的转动轴固定在一起，传动轴2的另一端与锁紧装置4固定在一起。

进一步地，所述的气源装置还包括空气调节阀16，所述的空气调节阀16设置于吹气头6和气泵18之间。

进一步地，吹气头6通过气管15与空气调节阀16进行连接，空气调节阀16通过气管20与气泵18进行连接，气泵18提供稳定气压源，空气调节阀16用于调节吹气头6输出空气压力和流量的大小。

进一步地，所述的音频装置还包括直流稳压电源12，直流稳压电源12通过电源线11为音频放大器10提供直流电压，直流稳压电源12通过电源线13为核心控制模块14提供直流电压。

气泵18提供稳定气压源，通过气管20、空气调节阀16、气管15、吹气头6把压缩空气吹向牙刷头7的上表面，通过调节空气调节阀16控制吹气头6吹出空气压力和流量的大小。由于牙刷头7一面是有孔的空洞面，另一面是光面，气体吹在光滑面产生的声音的特征具有固定的音频特性，气体吹在空洞面产生的声音的特征也有固定的音频特性，这两种音频特性具有明显的差异性。麦克风8把吹气头6吹向牙刷头7上表面气体后的声音特征转换为电信号，通过电源线9输入到音频放大器10内。通过音频放大器10的滤波和信号放大，再通过数据线19，把滤波、放大后的电信号传输给核心控制模块14，核心控制模块14根据输入信号进行对比和处理，根据两种音频特性对应的电信号的明显的差异性，确定当前上表面是有孔的空洞面还是另一面光面。如果是光面，核心控制模块14通过数据线17控制伺服电机1旋转180度，伺服电机1驱动传动轴2、锁紧装置4以及固定在锁紧装置4上的牙刷柄5、牙刷头7转动180度，使得转动180度后的牙刷头7的上表面是有孔的空洞面。保证植毛工序的顺利进行。

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