一种视觉控制器[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111510673 A(43)申请公布日 2020.08.07

(21)申请号 2020102486.5(22)申请日 2020.04.01

(71)申请人 苏州苏映视图像软件科技有限公司

地址 215000 江苏省苏州市相城经济技术

开发区澄阳街道澄阳路116号阳澄湖国际科技创业园1号楼A座601-602室(72)发明人 何银军　彭胤　毕文波　(74)专利代理机构 苏州通途佳捷专利代理事务

所(普通合伙) 32367

代理人 翁德亿(51)Int.Cl.

H04N 7/18(2006.01)

权利要求书2页 说明书4页 附图3页

CN 111510673 A()发明名称

一种视觉控制器(57)摘要

本发明公开了一种视觉控制器，包括机壳、主PCB板、散热风扇、电源输入接口和电源按钮，主PCB板上设有CPU、内存、硬盘以及多个信号接口；主PCB板安装在机壳的内部，各个信号接口均嵌设在机壳的壳壁上；散热风扇贴覆在机壳某一面设有通风孔的壳壁内侧，电源输入接口、电源按钮均嵌设在机壳的壳壁上，且散热风扇、电源输入接口、电源按钮均与主PCB板电连接。本发明具有功能强大、体积小巧，散热性好，稳定性高，

不但可以提供基于计算机系统灵活性高等优点，

所需的所有强大功能，而且更能承受苛刻的工厂环境，可以避免在实际复杂工业现场的使用过程中出现温度过高、程序卡顿甚至死机的现象，进而满足了复杂工业现场的使用要求。

CN 111510673 A

权　利　要　求　书

1/2页

1.一种视觉控制器，其特征在于：包括机壳（1）、主PCB板（2）、散热风扇（3）、电源输入接口（4）和电源按钮（5），所述主PCB板（2）上设置有CPU（6）、内存（7）、硬盘（8）以及包括GigE网口（9）、GPIO接口（10）、USB接口（11）、显示接口（12）在内的多个信号接口；

所述CPU（6）分别与所述内存（7）、所述硬盘（8）、所述GigE网口（9）、所述GPIO接口（10）、所述USB接口（11）和所述显示接口（12）电连接，从而与所述主PCB板（2）共同形成具有图像采集以及运算处理功能的主板；其中，

所述GigE网口（9）用于连接GigE网口工业相机，或使视觉控制器与上位机或者下位机通信；所述GPIO接口（10）用于提供多路光耦隔离输入和多路光耦隔离输出，并且具有通过编程实现任意逻辑输入和任意逻辑输出判断的功能；所述USB接口（11）用于连接包括鼠标、键盘在内的外设配件或标准USB3.0接口工业相机，亦或使视觉控制器与单片机进行通信；所述显示接口（12）用于视频输出；

所述主PCB板（2）安装在所述机壳（1）的内部，同时所述主PCB板（2）上的所述GigE网口（9），所述GPIO接口（10），所述USB接口（11）和所述显示接口（12）均嵌设在所述机壳（1）的壳壁上；

所述散热风扇（3）贴覆在所述机壳（1）某一面设有通风孔（13）的壳壁内侧，且所述散热风扇（3）与所述主PCB板（2）电连接，用于为所述主PCB板（2）及其上部的各种元器件提供散热，以调节运行时的温度，保证系统运行的稳定性；

所述电源输入接口（4）嵌设在所述机壳（1）的壳壁上，且所述电源输入接口（4）与所述主PCB板（2）电连接，用于为所述CPU（6）和所述散热风扇（3）供电，以及通过所述CPU（6）为所述内存（7）、所述硬盘（8）、所述散热风扇（3）以及所述GigE网口（9）、所述GPIO接口（10）、所述USB接口（11）、所述显示接口（12）中需要供电的接口供电；

所述电源按钮（5）嵌设在所述机壳（1）的壳壁上，且所述电源按钮（5）与所述主PCB板（2）电连接，作为视觉控制器的启动按钮，用于控制所述电源输入接口（4）供电的通断。

2.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：还包括一块副PCB板（14），所述副PCB板（14）安装在所述机壳（1）的内部，所述副PCB板（14）上设有IO控制模块或网络通信模块，所述副PCB板（14）通过PCIE接口（15）与所述主PCB板（2）电连接，用于对所述主PCB板（2）的信号接口或者功能进行扩展。

3.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：所述机壳（1）的材质为铝件或者钣金材质，以保证具备良好的散热性能。

4.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：所述机壳（1）的底部设置有安装脚垫（16），以方便视觉控制器的安装固定。

5.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：所述CPU（6）为最高支持16GB系统内存的CPU。

6.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：所述GigE网口（9）包括4个CAN接口（9a）和1个TCP/IP接口（9b），均具有Intel千兆网口及支持图像高速稳定传输的性能。

7.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：所述GPIO接口（10）支持24路GPIO输入输出功能，分别包括支持8路光耦隔离输入和支持16路光耦隔离输出。

8.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：所述USB接口（11）包括USB2.0接口（11a）和USB3.0接口（11b）两种，所述USB2.0接口（11a）用于连接包括鼠标、键盘在内的外设

2

CN 111510673 A

权　利　要　求　书

2/2页

配件或使视觉控制器与单片机进行通信，所述USB3.0接口（11b）用于连接标准USB3.0接口工业相机。

9.根据权利要求8所述的视觉控制器，其特征在于：所述主PCB板（2）上设置有3个所述USB2.0接口（11a）和2个所述USB3.0接口（11b），以便于现场部署维护。

10.根据权利要求1所述的视觉控制器，其特征在于：所述显示接口（12）支持VGA+DP双显，包括1个VGA接口（12a）和1个DP接口（12b），所述VGA接口（12a）最大支持1920×1200@60Hz视频输出，所述DP接口（12b）最大支持4096×2304@60Hz视频输出。

3

CN 111510673 A

说　明　书一种视觉控制器

1/4页

技术领域

[0001]本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种视觉控制器。

背景技术

[0002]随着社会的发展，工业技术的进步，机器视觉技术现如今已被广泛地应用于引导、检查、测量和识别等各种工业场景。机器视觉的核心是视觉控制器，视觉控制器通常是一种可编程逻辑控制器，是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，其采用一种可编程的存储器，在其内部存储有执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

[0003]可随着工厂的自动化程度越来越高，一条生产线或一个车间内所采用到的机械设备越来越多，工业现场环境越来越复杂，进而对控制这些机械设备的可编程逻辑控制器的性能要求及散热要求也越来越高。但现有同类型的视觉控制器，由于大多采用机体被动散热，且所配备的CPU性能低，因此在实际复杂工业现场使用过程中很容易出现温度过高、程序卡顿甚至死机的现象，从而不能满足复杂工业现场的使用要求。发明内容

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种视觉控制器，具有性能强、体积小、稳定性高的特点。

[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种视觉控制器，包括机壳、主PCB板、散热风扇、电源输入接口和电源按钮，所述主PCB板上设置有CPU、内存、硬盘以及包括GigE网口、GPIO接口、USB接口、显示接口在内的多个信号接口；

所述CPU分别与所述内存、所述硬盘、所述GigE网口、所述GPIO接口、所述USB接口和所述显示接口电连接，从而与所述主PCB板共同形成具有图像采集以及运算处理功能的主板；其中，

所述GigE网口用于连接GigE网口工业相机，或使视觉控制器与上位机或者下位机通信；所述GPIO接口用于提供多路光耦隔离输入和多路光耦隔离输出，并且具有通过编程实现任意逻辑输入和任意逻辑输出判断的功能；所述USB接口用于连接包括鼠标、键盘在内的外设配件或标准USB3.0接口工业相机，亦或使视觉控制器与单片机进行通信；所述显示接口用于视频输出；

所述主PCB板安装在所述机壳的内部，同时所述主PCB板上的所述GigE网口，所述GPIO接口，所述USB接口和所述显示接口均嵌设在所述机壳的壳壁上；

所述散热风扇贴覆在所述机壳某一面设有通风孔的壳壁内侧，且所述散热风扇与所述主PCB板电连接，用于为所述主PCB板及其上部的各种元器件提供散热，以调节运行时的温度，保证系统运行的稳定性；

4

CN 111510673 A

说　明　书

2/4页

所述电源输入接口嵌设在所述机壳的壳壁上，且所述电源输入接口与所述主PCB板电连接，用于为所述CPU和所述散热风扇供电，以及通过所述CPU为所述内存、所述硬盘、所述散热风扇以及所述GigE网口、所述GPIO接口、所述USB接口、所述显示接口中需要供电的接口供电；

所述电源按钮嵌设在所述机壳的壳壁上，且所述电源按钮与所述主PCB板电连接，作为视觉控制器的启动按钮，用于控制所述电源输入接口供电的通断。[0006]进一步的，还包括一块副PCB板，所述副PCB板安装在所述机壳的内部，所述副PCB板上设有IO控制模块或网络通信模块，所述副PCB板通过PCIE接口与所述主PCB板电连接，用于对所述主PCB板的信号接口或者功能进行扩展。[0007]进一步的，所述机壳的材质为铝件或者钣金材质，以保证具备良好的散热性能。[0008]进一步的，所述机壳的底部设置有安装脚垫，以方便视觉控制器的安装固定。[0009]进一步的，所述CPU为为Intel第6代Skylake/Kaby Lake-S架构CPU，最高支持16GB的系统内存，具有强力运算性能。[0010]进一步的，所述GigE网口包括4个CAN接口和1个TCP/IP接口，均具有Intel千兆网口及支持图像高速稳定传输的性能。[0011]进一步的，所述GPIO接口支持24路GPIO输入输出功能，分别包括支持8路光耦隔离输入和支持16路光耦隔离输出。[0012]进一步的，所述USB接口包括USB2.0接口和USB3.0接口两种，所述USB2.0接口用于连接包括鼠标、键盘在内的外设配件或使视觉控制器与单片机进行通信，所述USB3.0接口用于连接标准USB3.0接口工业相机。[0013]进一步的，所述主PCB板上设置有3个所述USB2.0接口和2个所述USB3.0接口，以便于现场部署维护。[0014]进一步的，所述显示接口支持VGA+DP双显，包括1个VGA接口和1个DP接口，所述VGA接口最大支持1920×1200@60Hz视频输出，所述DP接口最大支持4096×2304@60Hz视频输出。

[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明搭载了Intel第6代Skylake/Kaby Lake-S架构CPU，最高支持16GB的系统内存，具有强力运算性能；

2、本发明具有5个Intel千兆网口，可以支持图像高速稳定传输，可以用于连接GigE网口工业相机，或使视觉控制器与上位机或者下位机通信；

3、本发明具有支持24路GPIO输入输出功能的GPIO接口，分别支持8路光耦隔离输入和支持16路光耦隔离输出，并且具有通过编程实现任意逻辑输入和任意逻辑输出判断的功能；

4、本发明同时具有USB2.0接口和USB3.0接口，USB2.0接口可以用于连接包括鼠标、键盘在内的外设配件或使视觉控制器与单片机进行通信，所述USB3.0接口用于连接标准USB3.0接口工业相机，更便于现场部署维护。[0016]5、本发明配备有主动散热风扇，可以为主PCB板、副PCB板及其上部的各种元器件提供散热，从而调节视觉控制器运行时的温度，保证系统运行的稳定性；

6、本发明集成度高、体积小、结构简洁、方便安装。

5

CN 111510673 A[0017]

说　明　书

3/4页

因此，本发明是一种高性能的视觉控制器，具有功能强大、体积小巧，散热性好，稳

定性高，灵活性高等优点，不但可以提供基于计算机系统所需的所有强大功能，而且更能承受苛刻的工厂环境，可以避免在实际复杂工业现场的使用过程中出现温度过高、程序卡顿甚至死机的现象，进而满足了复杂工业现场的使用要求。[0018]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

[0019]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明视觉控制器机壳内第一种实施例的各元件连接关系图；图2为本发明视觉控制器的外部结构主视图；图3为本发明视觉控制器的外部结构后视图；图4为本发明视觉控制器的外部结构俯视图；

图5为本发明视觉控制器机壳内第二种实施例的各元件连接关系图。具体实施方式

[0020]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。[0021]参见图1-4所示，一种视觉控制器，包括机壳1、主PCB板2、散热风扇3、电源输入接口4和电源按钮5，所述主PCB板2上设置有CPU6、内存7、硬盘8以及包括GigE网口9、GPIO接口10、USB接口11、显示接口12在内的多个信号接口；

所述CPU6分别与所述内存7、所述硬盘8、所述GigE网口9、所述GPIO接口10、所述USB接口11和所述显示接口12电连接，从而与所述主PCB板2共同形成具有图像采集以及运算处理功能的主板；其中，

所述GigE网口9用于连接GigE网口工业相机，或使视觉控制器与上位机或者下位机通信；所述GPIO接口10用于提供多路光耦隔离输入和多路光耦隔离输出，并且具有通过编程实现任意逻辑输入和任意逻辑输出判断的功能；所述USB接口11用于连接包括鼠标、键盘在内的外设配件或标准USB3.0接口工业相机，亦或使视觉控制器与单片机进行通信；所述显示接口12用于视频输出；

所述主PCB板2安装在所述机壳1的内部，同时所述主PCB板2上的所述GigE网口9，所述GPIO接口10，所述USB接口11和所述显示接口12均嵌设在所述机壳1的壳壁上；

参见图1和4所示，所述散热风扇3贴覆在所述机壳1某一面设有通风孔13的壳壁内侧，且所述散热风扇3与所述主PCB板2电连接，用于为所述主PCB板2及其上部的各种元器件提供散热，以调节运行时的温度，保证系统运行的稳定性；

参见图1和2所示，所述电源输入接口4嵌设在所述机壳1的壳壁上，且所述电源输入接口4与所述主PCB板2电连接，用于为所述CPU6和所述散热风扇3供电，以及通过所述CPU6为所述内存7、所述硬盘8、所述散热风扇3以及所述GigE网口9、所述GPIO接口10、所述USB接口11、所述显示接口12中需要供电的接口供电；

6

CN 111510673 A

说　明　书

4/4页

参见图1和3所示，所述电源按钮5嵌设在所述机壳1的壳壁上，且所述电源按钮5与所述主PCB板2电连接，作为视觉控制器的启动按钮，用于控制所述电源输入接口4供电的通断。[0022]作为进一步的实施例，参见图5所示，本发明还包括一块副PCB板14，所述副PCB板14安装在所述机壳1的内部，所述副PCB板14上设有IO控制模块或网络通信模块，所述副PCB板14通过PCIE接口15与所述主PCB板2电连接，用于对所述主PCB板2的信号接口或者功能进行扩展。

[0023]作为进一步的实施例，所述机壳1的材质为铝件或者钣金材质，以保证具备良好的散热性能。

[0024]作为进一步的实施例，参见图2-4所示，所述机壳1的底部设置有安装脚垫16，以方便视觉控制器的安装固定。

[0025]作为进一步的实施例，所述CPU6为为Intel第6代Skylake/Kaby Lake-S架构CPU，最高支持16GB的系统内存，具有强力运算性能。[0026]作为进一步的实施例，所述GigE网口9包括4个CAN接口9a和1个TCP/IP接口9b，均具有Intel千兆网口及支持图像高速稳定传输的性能。[0027]作为进一步的实施例，所述GPIO接口10支持24路GPIO输入输出功能，分别包括支持8路光耦隔离输入和支持16路光耦隔离输出。[0028]作为进一步的实施例，参见图1和图2所示，所述USB接口11包括USB2.0接口11a和USB3.0接口11b两种，所述主PCB板2上设置有3个USB2.0接口11a和2个USB3.0接口11b，所述USB2.0接口11a用于连接包括鼠标、键盘在内的外设配件或使视觉控制器与单片机进行通信，所述USB3.0接口11b用于连接标准USB3.0接口工业相机，以便于现场部署维护。[0029]作为进一步的实施例，所述显示接口12支持VGA+DP双显，包括1个VGA接口12a和1个DP接口12b，所述VGA接口12a最大支持1920×1200@60Hz视频输出，所述DP接口12b最大支持4096×2304@60Hz视频输出。

[0030]上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

7

CN 111510673 A

说　明　书　附　图

1/3页

图1

图2

8

CN 111510673 A

说　明　书　附　图

2/3页

图3

图4

9

CN 111510673 A

说　明　书　附　图

3/3页

图5

10