CN107719793B - 全自动物品分类包装装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于细小零件分类包装技术领域，尤其是涉及一种全自动物品分类包装装置，其特征在于包括物品集中投送装置，物品识别装置，物品分类装置和物品包装装置，物品集中投送装置包括回转台，设置在回转台上的两个货箱，推杆输送机构，电机Ⅰ，推杆输送机构包括滑道Ⅰ，升降台，推杆滑块Ⅰ，电机Ⅱ，推杆滑块Ⅱ，电机Ⅲ，物品识别装置包括摄像头，摄像头识别模块，摄像头识别模块包括图像处理模块和串口通讯模块。本发明集分类、包装、整理于一体，利用了摄像头识别模块，根据不同颜色的RGB值的不同进行识别分类；处理软件使用方便、简单、兼容性好；全程实现自动化，极大地提高了效率并大大节省人力。

Description

全自动物品分类包装装置

技术领域

本发明属于细小零件分类包装技术领域，尤其是涉及一种全自动物品分类包装装置。

背景技术

在现代工业生产中，细小零件的分类，单靠人工进行，不但生产成本高，人工劳动强度大，而且大大限制了流水线的运行速度。目前 ，市场上现有的物品分类装置多采用传感器识别、重量识别，其设备一般体积较大、生产线较长、费用较高。而基于颜色（亦可形状）的工业零件分类系统及其同类产品目前在分类领域还属空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于颜色（亦可形状）的全自动物品分类包装装置，其在满足一定的正确识别率的基础上，不仅提高了劳动效率，而且降低了生产成本，减轻了劳动者的工作强度。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的全自动物品分类包装装置，其特征在于包括物品集中投送装置，物品识别装置，物品分类装置和物品包装装置，

所述的物品集中投送装置包括回转台，设置在此回转台上的两个货箱，与所述回转台相连接的推杆输送机构，与所述回转台相连接的电机Ⅰ，所述的推杆输送机构包括滑道Ⅰ，升降台，与所述滑道Ⅰ相连接的推杆滑块Ⅰ，控制此推杆滑块Ⅰ的电机Ⅱ，与所述升降台相连接的推杆滑块Ⅱ，控制此推杆滑块Ⅱ的电机Ⅲ，

所述的物品识别装置包括摄像头，与此摄像头相连接的摄像头识别模块，所述的摄像头识别模块包括图像处理模块和串口通讯模块，

所述的物品分类装置包括光电门，袋装推送机构和盒装推送机构，所述的袋装推送机构包括旋转盘，控制此旋转盘的电机Ⅳ，滑道Ⅱ，与此滑道Ⅱ相连接的收集袋，设置在此收集袋上的计数装置Ⅰ，

所述的盒装推送机构包括收集盒圆周布置装置，控制此收集盒圆周布置装置角度旋转的电机Ⅵ和丝杆Ⅰ，与所述收集盒圆周布置装置相连接的收集盒推送装置和满盒传送装置，

所述的物品包装装置包括推送盒盖机构和冲压盒盖机构，所述的推送盒盖机构包括推杆滑块Ⅳ，控制此推杆滑块Ⅳ的电机Ⅸ，滑道Ⅲ，设置在此滑道Ⅲ上的收集盒盖，所述的冲压盒盖机构包括电机Ⅹ，与此电机Ⅹ相连接的减速器，与此减速器相连接的圆盘，与此圆盘相铰接的连杆，与此连杆相连接的冲块。

所述的收集盒推送装置包括推送装置Ⅰ和推送装置Ⅱ，所述的推送装置Ⅰ包括收集盒Ⅰ，传送带Ⅰ，设置在此传送带Ⅰ一侧的推杆滑块Ⅲ，控制此推杆滑块Ⅲ的电机Ⅴ， 设置在所述收集盒Ⅰ上的计数装置Ⅱ，

所述的推送装置Ⅱ包括丝杆Ⅱ，控制此丝杆Ⅱ的电机Ⅶ，与所述丝杆Ⅱ螺纹连接的推块，与此推块相靠接的收集盒Ⅱ。

所述的满盒传送装置包括传送带Ⅱ和控制此传送带Ⅱ的电机Ⅷ。

所述的收集盒圆周布置装置上按圆周布置有n个收集盒卡槽。

本发明的优点：

（1）本发明的全自动物品分类包装装置利用了摄像头识别模块，根据不同颜色的RGB值的不同进行识别分类；处理软件使用方便、简单、兼容性好；摄像头识别模块包含图像处理模块及串口通讯模块；用户可根据自己需要更改识别的图像及数量进行不同产品的识别、分类、包装；

（2）本发明的全自动物品分类包装装置集分类、包装、整理于一体，全程实现自动化，极大地提高了效率并大大节省人力；

（3）本发明的全自动物品分类包装装置，整个装置由常用的转盘、带、齿轮、齿条和推杆机构组成，结构简单，便于操作，方便维护，效率高，安全性高，适用性强，性价比高；

（4）本发明的全自动物品分类包装装置适用范围广，可推广到其他产品分类、包装或分拣的行业进行应用，尤其适合对快递行业的分类推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明物品分类装置中的旋转盘结构示意图。

图3为本发明收集袋部分结构示意图。

图4为本发明收集盒圆周布置装置结构示意图。

图5为本发明冲压盒盖机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1、2、3、4和5所示，本发明的全自动物品分类包装装置，其特征在于包括物品集中投送装置，物品识别装置，物品分类装置和物品包装装置，

所述的物品集中投送装置包括回转台3，设置在此回转台3上的两个货箱1，与所述回转台3相连接的推杆输送机构，与所述回转台3相连接的电机Ⅰ2，所述的推杆输送机构包括滑道Ⅰ6，升降台9，与所述滑道Ⅰ6相连接的推杆滑块Ⅰ5，控制此推杆滑块Ⅰ5的电机Ⅱ4，与所述升降台9相连接的推杆滑块Ⅱ8，控制此推杆滑块Ⅱ8的电机Ⅲ7，

所述的物品识别装置包括摄像头，与此摄像头相连接的摄像头识别模块，所述的摄像头识别模块包括图像处理模块和串口通讯模块，

所述的物品分类装置包括光电门，袋装推送机构和盒装推送机构，所述的袋装推送机构包括旋转盘11，控制此旋转盘11的电机Ⅳ10，滑道Ⅱ12，与此滑道Ⅱ12相连接的收集袋13，设置在此收集袋13上的计数装置Ⅰ36，

所述的盒装推送机构包括收集盒圆周布置装置20，控制此收集盒圆周布置装置20角度旋转的电机Ⅵ 18和丝杆Ⅰ19，与所述收集盒圆周布置装置20相连接的收集盒推送装置和满盒传送装置，

所述的物品包装装置包括推送盒盖机构和冲压盒盖机构，所述的推送盒盖机构包括推杆滑块Ⅳ28，控制此推杆滑块Ⅳ28的电机Ⅸ27，滑道Ⅲ29，设置在此滑道Ⅲ29上的收集盒盖30，所述的冲压盒盖机构包括电机Ⅹ31，与此电机Ⅹ31相连接的减速器32，与此减速器32相连接的圆盘33，与此圆盘33相铰接的连杆34，与此连杆34相连接的冲块35。

所述的收集盒推送装置包括推送装置Ⅰ和推送装置Ⅱ，所述的推送装置Ⅰ包括收集盒Ⅰ17，传送带Ⅰ14，设置在此传送带Ⅰ14一侧的推杆滑块Ⅲ16，控制此推杆滑块Ⅲ16的电机Ⅴ15， 设置在所述收集盒Ⅰ17上的计数装置Ⅱ37，

所述的推送装置Ⅱ包括丝杆Ⅱ22，控制此丝杆Ⅱ22的电机Ⅶ21，与所述丝杆Ⅱ22螺纹连接的推块23，与此推块23相靠接的收集盒Ⅱ24。

所述的满盒传送装置包括传送带Ⅱ26和控制此传送带Ⅱ26的电机Ⅷ25。

所述的收集盒圆周布置装置20上按圆周布置有n个收集盒卡槽。

本发明整个装置的传动系统主要由转盘传动、带转动、齿轮传动、齿条传动和推杆机构组成，控制系统由采用STM32芯片的ARM最小系统控制。

物品集中投送装置主要由两个装货箱1、推杆输送机构和回转台3组成，待分类物品集中装入两个装货箱1之一，靠重力下落，再由电机Ⅱ4带动推杆滑块Ⅰ5将其推至滑道Ⅰ6上，此时推杆滑块Ⅰ5返回初始位置待命；然后启动电机Ⅲ7带动推杆滑块Ⅱ8将物品推至升降台9进行扫描识别，此时推杆滑块Ⅱ8返回初始位置待命；当货箱之一货物输送完毕，电机Ⅰ2启动，带动回转台3旋转180^o使另一装货箱处于待输送物品位置，从而使物品能够连续输送。

物品识别装置主要采用的是摄像头模块进行颜色识别，通过不同颜色的RGB值的不同进行区分，当识别完成后由旋转推杆将其送至物品分类装置的传送带上；其识别原理：摄像头采集到的图像后，首先对数据解码，利用查表法将RGB空间模型数据转化为HSI空间模型，然后采用类间方差法将图像进行二值化，再利用连通域对目标进行标定，最后对图像进行去噪，从而实现目标的识别和定位；摄像头采集的图像为RGB格式，但RGB模型中R、G、B值易受光线影响，不适宜进行颜色识别；HSI模型中，不同的颜色对应不同的色调参数H，并且H受外界光照影响小，因此采用HSI模型实现颜色识别；因此，要通过算法，先将RGB色域空间映射到HSI空间，再进行识别，这样就可以实现对颜色准确的识别及处理；利用该原理，该装置除了用于细小零件的分类、包装，还可推广应用到对快递件进行分区分拣，我们只需在快递件上贴上不同颜色的标签，就可以对其进行识别分类；我们假设一种颜色代表一个地区，那么根据RGB值的排列组合，我们就可以组合出256×256×256=16777216种组合，完全能适用于快递行业快递件的分拣。

物品经物品识别装置识别后，进入相应轨道进行分类、包装；

物品分类装置与物品识别装置联动，物品由推杆机构推过光电门后由识别的结果决定物品去向，若扫描后需要袋装， 则升降台9上升，电机Ⅳ10启动，带动旋转盘11旋转，将物品推至滑道Ⅱ12上，靠其倾斜角度滑至收集袋13进行收集包装，再由其上计数装置Ⅰ36计数，达到数量后，封袋包装；

若扫描后需要盒装，则由电机Ⅲ7带动推杆滑块Ⅱ8将物品推过升降台9至传送带Ⅰ14上，由传送带Ⅰ14输送至相应位置，再由相应电机Ⅴ15 带动相应推杆滑块Ⅲ16将其推至相应收集盒Ⅰ17，并由其上计数装置Ⅱ37计数，达到数量后，电机Ⅵ18启动，带动丝杆Ⅰ19旋转，进而带动收集盒圆周布置装置20旋转一定角度（若圆周布置n个收集盒，则旋转360/n度）；

物品装满盒的满盒状态由电机Ⅷ25带动传送带Ⅱ26运转将其运至包装盖盖区域；收集盒圆周布置装置20上有空位时，由电机Ⅶ21带动丝杆Ⅱ22 旋转，进而带动推块23将收集盒Ⅱ24推至收集盒圆周布置装置20的相应卡槽内；

满盒物品经由传动带送至包装区域，在此区域进行盖盖处理。到达指定位置，电机Ⅷ25停止，由电机Ⅸ27带动推杆滑块Ⅳ28将滑道Ⅲ29上的收集盒盖30推至盒上方，再由电机Ⅹ31经由减速器32带动圆盘33旋转，进而带动圆盘上铰接的连杆34运动，使冲块35反复冲压盒盖，直至盒盖盖紧，最后再启动电机Ⅷ25使传送带运转，将包装后的满盒物品继续前行送至集中收集区域。

本发明的全自动物品分类包装装置利用了摄像头识别模块，根据不同颜色的RGB值的不同进行识别分类；处理软件使用方便、简单、兼容性好；摄像头识别模块包含图像处理模块及串口通讯模块；用户可根据自己需要更改识别的图像及数量进行不同产品的识别、分类、包装；本装置 集分类、包装、整理于一体，全程实现自动化，极大地提高了效率并大大节省人力。

Claims (4)

1.一种全自动物品分类包装装置，其特征在于包括物品集中投送装置，物品识别装置，物品分类装置和物品包装装置，

所述的物品集中投送装置包括回转台，设置在此回转台上的两个货箱，与所述回转台相连接的推杆输送机构，与所述回转台相连接的电机Ⅰ，所述的推杆输送机构包括滑道Ⅰ，升降台，与所述滑道Ⅰ相连接的推杆滑块Ⅰ，控制此推杆滑块Ⅰ的电机Ⅱ，与所述升降台相连接的推杆滑块Ⅱ，控制此推杆滑块Ⅱ的电机Ⅲ，

所述的物品识别装置包括摄像头，与此摄像头相连接的摄像头识别模块，所述的摄像头识别模块包括图像处理模块和串口通讯模块，

所述的物品分类装置包括光电门，袋装推送机构和盒装推送机构，所述的袋装推送机构包括旋转盘，控制此旋转盘的电机Ⅳ，滑道Ⅱ，与此滑道Ⅱ相连接的收集袋，设置在此收集袋上的计数装置Ⅰ，

所述的盒装推送机构包括收集盒圆周布置装置，控制此收集盒圆周布置装置角度旋转的电机Ⅵ和丝杆Ⅰ，与所述收集盒圆周布置装置相连接的收集盒推送装置和满盒传送装置，

所述的物品包装装置包括推送盒盖机构和冲压盒盖机构，所述的推送盒盖机构包括推杆滑块Ⅳ，控制此推杆滑块Ⅳ的电机Ⅸ，滑道Ⅲ，设置在此滑道Ⅲ上的收集盒盖，所述的冲压盒盖机构包括电机Ⅹ，与此电机Ⅹ相连接的减速器，与此减速器相连接的圆盘，与此圆盘相铰接的连杆，与此连杆相连接的冲块，

所述的物品识别装置主要采用的是摄像头模块进行颜色识别，通过不同颜色的RGB值的不同进行区分；其识别原理：摄像头采集到的图像后，首先对数据解码，利用查表法将RGB空间模型数据转化为HSI空间模型，然后采用类间方差法将图像进行二值化，再利用连通域对目标进行标定，最后对图像进行去噪，从而实现目标的识别和定位。

2.根据权利要求1所述的全自动物品分类包装装置，其特征在于所述的收集盒推送装置包括推送装置Ⅰ和推送装置Ⅱ，所述的推送装置Ⅰ包括收集盒Ⅰ，传送带Ⅰ，设置在此传送带Ⅰ一侧的推杆滑块Ⅲ，控制此推杆滑块Ⅲ的电机Ⅴ， 设置在所述收集盒Ⅰ上的计数装置Ⅱ，

所述的推送装置Ⅱ包括丝杆Ⅱ，控制此丝杆Ⅱ的电机Ⅶ，与所述丝杆Ⅱ螺纹连接的推块，与此推块相靠接的收集盒Ⅱ。

3.根据权利要求1所述的全自动物品分类包装装置，其特征在于所述的满盒传送装置包括传送带Ⅱ和控制此传送带Ⅱ的电机Ⅷ。

4.根据权利要求2所述的全自动物品分类包装装置，其特征在于所述的收集盒圆周布置装置上按圆周布置有n个收集盒卡槽。

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