近红外红木光谱采集装置的制作方法

本实用新型涉及红木检测技术领域，尤其涉及一种近红外红木光谱采集装置。

背景技术：

近红外光谱区(Near-Infrared Spectroscopy，NIR)按ASTM(American Society Of Testing Materials)的定义是波长在780～2526nm之间的电磁波。近红外光谱的产生，主要是由于分子振动的非谐振性，使分子振动从基态向高级能级的跃迁成为可能。在近红外光谱范围内，测量的主要是含氢基团X-H (X=C、N、O、S等)振动的倍频及合频吸收。近红外光谱分析技术因其具有高效、快速、成本低和绿色环保等特点，近年来已被广泛用于食品、药品、林业、农业等领域中。木材是天然高分子有机体，木材主要成分中含有大量的C-H、O-H等含氢基团，且它们的组成和结构各不相同，因此木材在近红外光谱区有明显的吸收峰。近年来与化学计量学结合的近红外光谱技术在木材检测与木材识别方面发展迅速，其无损、高效、快速、低成本、重现性好、便于在线检测等独特优势，为木材鉴别提供了一种新的检测技术。

但是，现有的光谱检测仪多采用人工采集数据，采集基本都是单一区域的光谱信息，这对于获取检测样品的光谱信息是不全面的，若要采集单个样品多区域的光谱信息需人工将样品转换位置再采集，这对采集样品光谱数据带来极大的不便。

技术实现要素：

本实用新型提出一种近红外红木光谱采集装置以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种近红外红木光谱采集识别装置，包括控制模块、平台和设置于平台上用于传输待检的红木的导轨、导轨电机、翻转机械手和下料机械手，所述导轨电机带动所述导轨往复运动，导轨上前后依次设置有两个光谱采集机构，所述光谱采集机构包括壳体和设于壳体内的光谱采集仪，所述壳体的底部开设有用于红木通过的孔位；所述光谱采集仪、电机、翻转机械手和下料机械手分别与控制模块电连接；所述翻转机械手位于两个光谱采集机构之间的导轨一侧，用于将通过前一个光谱采集机构后的红木翻转；所述下料机械手在导轨末端的一侧，用于将通过后一个光谱采集机构后的红木从导轨取下。

作为优选，所述壳体内包括升降结构，所述升降结构用于所述光谱采集仪在壳体内的高度调节。

作为进一步的优选，所述升降结构包括支架和位于壳体内壁的滑槽，所述光谱采集仪安装在所述支架上，支架与滑槽滑动连接。

作为优选，所述翻转机械手和所述下料机械手均包括固定于平台上的固定板以及设置于固定板上的两个相向设置的夹手、旋转机构和活动组件，所述活动组件包括第一气缸、第二气缸和第三气缸，所述第一气缸控制两个夹手之间的距离，所述第二气缸控制夹手的升降，所述第三气缸控制夹手的翻转。。

作为优选，所述下料机械手的底部与平台之间连接有机械手移动机构，所述下料机械手在机械手移动机构上可滑动。

作为进一步的优选，所述机械手移动机构包括支撑板、U型的底板和安设于底板两端的滑轨、固定于底板内壁的驱动结构，所述支撑板两端与底板两端的滑轨卡接，在驱动结构带动下所述支撑板两端支撑板在滑轨上滑动。

作为更进一步的优选，所述驱动结构包括机械手电机和螺杆，所述机械手电机带动螺杆，所述螺杆带动下所述支撑板两端支撑板在滑轨上滑动。

作为优选，所述翻转机械手和下料机械手位于所述导轨的同侧。

与现有技术相比较，本实用新型能够实现样品红木的正反面近红外光谱的自动采集，不需要人工单独采样及翻样，提高光谱采集和样品检测效率。

附图说明

图1为本实用新型近红外红木光谱采集装置的一种结构示意图；

图2为本实用新型近红外红木光谱采集装置中光谱采集机构的一种结构示意图；

图3为图2中B-B向的剖视图；

图4为本实用新型近红外红木光谱采集装置中翻转机械手的一种结构示意图；

图5为本实用新型近红外红木光谱采集装置中机械手移动机构的一种结构示意图。

图中，1-导轨，2-导轨电机，3-光谱采集机构，4-翻转机械手，5-平台，6-下料机械手，7-机械手移动机构，31-壳体，32-光谱采集仪，33-升降结构，34-固定结构，41-夹手，42-第一气缸，43-旋转机构，44-第二气缸，45-第三气缸，46-固定板，71-底板，72-滑轨，73-螺杆，74-支撑板，75-机械手电机。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，一种近红外红木光谱采集装置，包括控制模块、平台5和设置于平台5上用于传输待检的红木的导轨1、导轨电机2、翻转机械手4和下料机械手6，导轨电机2带动导轨1往复运动，导轨1上前后依次设置有两个光谱采集机构3。导轨电机2、翻转机械手4和下料机械手6分别与控制模块电连接，根据控制模块的指令完成相关操作。其中，控制模块可以为集成控制电路或完整的计算机。

光谱采集机构3包括壳体31和设于壳体内的光谱采集仪32，壳体31的底部开设有用于红木通过的孔位。壳体31可以在采集光谱时减少外部光线的干扰；光谱采集仪32与控制模块电连接，并将采集到的光谱信息传输至控制模块。

本实用新型的一种实现方式，壳体31内设有升降结构33，升降结构33用于光谱采集仪32在壳体31内的高度调节。比如，升降结构33包括支架和位于壳体31内壁的滑槽，光谱采集仪32安装在支架上，支架与滑槽滑动连接。升降结构33内设有小型的电机，通过电机控制实现支架在滑槽内的滑动，根据红木尺寸的厚度调节，当高度降到与红木表面接触时停止下降。

翻转机械手4位于两个光谱采集机构3之间的导轨1一侧，用于将通过前一个光谱采集机构3后的红木翻转；下料机械手6在导轨1末端的一侧，用于将通过后一个光谱采集机构3后的红木从导轨1取下。

翻转机械手4和下料机械手5的结构均可以包括固定于平台5上的固定板46以及设置于固定板46上的两个相向设置的夹手41、旋转机构43和活动组件，活动组件包括第一气缸42、第二气缸44和第三气缸45，其中第一气缸42控制两个夹手41之间的距离，第二气缸44控制夹手41的升降，第三气缸45控制夹手41的翻转。

下料机械手6的底部与平台5之间连接有机械手移动机构7，下料机械手6在机械手移动机构7上可滑动。如此，进行下料作业时，下料机械手6可以根据红木在导轨1上所在的位置前后移动。

本实用新型的一种实现方式，机械手移动机构7包括支撑板74、U型的底板71和安设于底板71两端的滑轨72、固定于底板71内壁的驱动结构，支撑板74两端与底板71两端的滑轨72卡接，在驱动结构带动下支撑板74两端可以在滑轨72上滑动。比如，驱动结构可以包括机械手电机75和螺杆73，机械手电机75带动螺杆73，螺杆73带动下支撑板74两端可以在滑轨上滑动。

特别的，为了节省平台5的占用空间，翻转机械手4和下料机械手6可以位于导轨1的同侧。

本实用新型使用时，将作为待测样品的红木放在导轨1上，导轨1在电机2带动下将红木先送入第一个光谱采集机构3进行正面的近红外光谱采集；正面光谱采集完成后，翻转机械手4将红木进行翻转作业，其中第二气缸44控制机械手进行升降以靠近红木，第一气缸42控制夹手进行对红木的夹取，第三气缸45控制旋转机构43进行翻转，翻转完成后第一气缸42控制夹手41松开、第二气缸44控制翻转机械手4总体上移；完成翻转作业后，红木进入第二个光谱采集机构3进行反面的近红外光谱采集；反面光谱采集也完成后，通过下料机械手6进行下料作业。光谱数据采集完成后，光谱数据由近红外光谱仪传输到控制模块，控制模块可以直接进行木材样品属种的自动识别，也可以传输至远程计算机或云服务器再对光谱数据进行处理和识别。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。