CN108033235A - 一种基于视觉的勺子理料装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于视觉的勺子理料装置，包括基座；调整机构，其设在所述基座上，所述调整机构包括若干个调整臂，用于调整勺子的姿态；检测机构，位于所述调整机构的下游，用于检测勺子的位姿信息；搬运翻转机构，位于所述检测机构的下游，用于调整勺子的放置姿态；所述搬运翻转机构包括搬运单元和翻转单元，所述搬运单元用于搬运勺子；所述翻转单元包括第一驱动电机、旋转支座以及两个翻转组件；所述第一驱动电机与所述旋转支座驱动连接，所述旋转支座包括第一锥齿；所述翻转组件包括套筒轴、第二锥齿和第一吸盘。本发明整理效率高，且不会对餐具造成再次污染。

Description

一种基于视觉的勺子理料装置

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其是一种基于视觉的勺子理料装置。

背景技术

随着科技的发展，机器人自动化技术已经逐渐扩展到了工业生产的各个领域，特别是食品和药品行业，近几年来，机器人被大量用于食品和药品生产过程中的输送、分拣、收集、包装、装箱以及码垛等操作，成为生产商降低成本、提供质量的有效途径。经过多年的探索与进步，机器人在工业应用方面的技术日益成熟，其可靠性、工作效率以及可操性在不断提高，在人工成本日益增加的前提下，引进机器人自动化技术可以减轻人工成本带来的压力，利用现代科技提高企业竞争力。

传统技术中，餐具经过自动清洗、干燥和消毒后，依然使用人工分拣，人工操作对已消毒的餐具造成再次污染，进而影响餐具的卫生质量。

发明内容

本发明提供一种基于视觉的勺子理料装置，旨在解决现有技术中人工分拣对消毒后的餐具造成再次污染的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种基于视觉的勺子理料装置，其特征在于：包括

基座；

调整机构，其设在所述基座上，所述调整机构包括若干个调整臂，用于调整勺子的姿态；

检测机构，位于所述调整机构的下游，用于检测勺子的位姿信息；

搬运翻转机构，位于所述检测机构的下游，用于调整勺子的放置姿态；所述搬运翻转机构包括搬运单元和翻转单元，所述搬运单元用于搬运勺子；

所述翻转单元包括第一驱动电机、旋转支座以及两个翻转组件；所述第一驱动电机与所述旋转支座驱动连接，所述旋转支座包括第一锥齿；所述翻转组件包括套筒轴、第二锥齿和第一吸盘，所述第二锥齿设在所述套筒轴的一端，所述第二锥齿与所述第一锥齿啮合；所述吸盘设在所述套筒轴上，所述第一吸盘的轴线垂直与所述套筒轴的中轴线；两个所述翻转组件相向设置，且分别位于所述旋转支座的两侧；两个所述翻转组件的第一吸盘分别朝向相反方向。

作为进一步改进的，所述翻转组件进一步包括支撑件，所述支撑件设置于所述旋转支座上，所述套筒轴穿过所述支撑件且与所述支撑件转动连接。

作为进一步改进的，所述第一驱动电机的输出轴设置有主动轮，所述旋转支座固定设置有从动轮，所述主动轮与所述从动轮皮带连接。

作为进一步改进的，所述第一驱动电机具有输出轴的一端设置有第一安装板，所述第一安装板设置有连接轴，所述连接轴一端与所述第一安装板固定连接，另一端与所述从动轮转动连接。

作为进一步改进的，所述基座包括依次连接第一输送线和第二输送线，所述第一输送线与所述第二输送线的输出方向垂直；所述调整机构设置于所述第一输送线上，所述第一输送线与所述第二输送线的连接处设置有直角型的的导向道。

作为进一步改进的，所述调整臂间隔设置于所述第一输送线的两侧，所述调整臂一端与所述第一输送线的机架固定，另一端朝向所述第一输送线的输送方向倾斜设置。

作为进一步改进的，所述检测机构包括安装支架以及设置于所述安装支架上的工业相机，所述安装支架上设置有遮光玻璃。

作为进一步改进的，进一步包括旋转运送机构，所述旋转运送机构包括第二安装板以及设置于所述第二安装板上的第二驱动电机、移动单元、转动单元以及抓取单元。

作为进一步改进的，所述移动单元包括导轨和设置于所述导轨上的连接底板，所述第二驱动电机驱动所述连接底板在所述导轨上运动；所述转动单元包括转盘、固定座以及连接于所述转盘与所述固定座之间的光杆，所述光杆一端与所述转盘固定连接，另一端穿过所述固定座，所述固定座铰接于所述第二安装板；所述抓取单元包括气缸和第二吸盘，所述气缸固定设置于所述转盘上，所述第二吸盘设置于所述气缸的活塞杆上。

作为进一步改进的，所述搬运翻转机构的下游等间距设置有若干个限位单元，所述限位单元包括支撑板、四个限位柱以及垫块；所述限位柱呈等腰梯形对称设置于所述支撑板上，所述垫块设置于所述限位柱的对称线上。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、本发明一种基于视觉的勺子理料装置中采用检测机构与搬运翻转机构相配合，检测机构检测餐具的放置姿态，搬运翻转机构根据检测机构的检测结果对餐具进行相应的分拣和调整姿态，分拣过程高效可靠，且不会对餐具造成再次污染。

2、本发明一种基于视觉的勺子理料装置中采用翻转单元的结构设计，驱动电机驱动旋转支座旋转，进而带动翻转组件的翻转，两个翻转组件的位置和功能能够互换，增加了翻转单元结构的稳定性，缩短了翻转单元的旋转角度，从而更快的完成翻转操作。

附图说明

附图1是本发明一种基于视觉的勺子理料装置的结构示意图；

附图2是本发明一种基于视觉的勺子理料装置的搬运翻转机构的结构示意图；

附图3是本发明一种基于视觉的勺子理料装置的翻转单元的结构示意图；

附图4是本发明一种基于视觉的勺子理料装置的旋转运送机构的结构示意图；

附图5是本发明一种基于视觉的勺子理料装置的限位单元的结构示意图。

主要元件符号说明

基座100、检测机构200、搬运翻转机构300、调整机构400、搬运单元310、翻转单元320、支撑架311、机器手312、第三吸盘313、第一驱动电机321、旋转支座322、第一锥齿322-A、翻转组件323、套筒轴323-A、第二锥齿323-B、第一吸盘323-C、支撑件323-D、主动轮324、从动轮325、皮带326、第一安装板327、连接轴328、第一输送线110、第二输送线120、导向道111、旋转运送机构500、第二安装板510、第二驱动电机520、移动单元530、导轨531、连接底板532、转动单元540、转盘541、固定座542、光杆543、抓取单元550、气缸551、第二吸盘552、限位单元130、支撑板131、限位柱132、垫块133。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

请参考图1，实施例中，一种基于视觉的勺子理料装置，包括基座100、调整机构400、检测机构200和搬运翻转机构300。

实施例中，所述调整机构400设在所述基座100上，所述调整机构400包括若干个调整臂，用于调整勺子的姿态；输送带运输勺子，使勺子与所述调整臂之间产生碰撞，使勺子的姿态与所述调整臂相适应，从而达到调整勺子姿态的目的。

实施例中，所述检测机构200位于所述调整机构400的下游，用于检测勺子的位姿信息。所述位姿信息包括位置信息以及姿态信息，所述检测机构200获得勺子相对于所述搬运翻转机构300的位置信息以及勺子的姿态信息。所述检测机构200包括安装支架以及设置于所述安装支架上的工业相机。所述工业相机摄像头朝下且正对所述基座100设置，以便获得更精确地勺子位姿信息，能够更好的分析勺子的位置以及姿态。实施例中，所述安装支架上设置有遮光玻璃，所述遮光玻璃用于减少光线对所述工业相机的拍摄效果的影响。

请参考图1-3，实施例中，所述搬运翻转机构300位于所述检测机构200的下游，用于调整勺子的放置姿态。所述搬运翻转机构300包括搬运单元310和翻转单元320，所述搬运单元310用于搬运勺子。所述搬运单元310包括支撑架311以及设置于所述支撑架311上的机器手312，所述机器手312上设置有第三吸盘313。所述搬运单元310根据所述检测机构200的检测结果进行工作，若勺子的放置姿态错误需要对勺子进行翻转，则所述机器手312利用所述第三吸盘313抓取勺子，并将其放置所述翻转单元320上，进行姿态翻转。

实施例中，所述翻转单元320包括第一驱动电机321、旋转支座322以及两个翻转组件323；所述第一驱动电机321与所述旋转支座322驱动连接，所述旋转支座322包括第一锥齿322-A；所述翻转组件323包括套筒轴323-A、第二锥齿323-B和第一吸盘323-C，所述第二锥齿323-B设在所述套筒轴323-A的一端，所述第二锥齿323-B与所述第一锥齿322-A啮合；所述吸盘设在所述套筒轴323-A上，所述第一吸盘323-C的轴线垂直与所述套筒轴323-A的中轴线；两个所述翻转组件323相向设置，且分别位于所述旋转支座322的两侧；两个所述翻转组件323的第一吸盘323-C分别朝向相反方向。

在实际使用中，在准备进行翻转时，两个所述翻转组件323之一靠近所述基座100设置，且靠近所述基座100设置的所述翻转组件323的第一吸盘323-C朝向所述基座100设置。所述搬运单元310将勺子搬运至远离所述基座100的所述翻转组件323上的吸盘上，所述驱动电机驱动所述旋转支座322旋转180°，所述翻转组件323随之在竖直方向上旋转180°，实现两个所述翻转组件323的位置以及吸盘朝向的互换，带有勺子的所述第一吸盘323-C由远离所述基座100的位置和背向所述基座100转变为靠近所述基座100且朝向所述基座100，所述勺子随着所述翻转组件323的转动而进行翻转，达到翻转勺子的放置姿态的目的。

实施例中，所述翻转组件323进一步包括支撑件323-D，所述支撑件323-D用于支撑所述翻转组件323，使所述翻转组件323能够更平稳的进行翻转。所述支撑件323-D设置于所述旋转支座322上，所述套筒轴323-A穿过所述支撑件323-D且与所述支撑件323-D转动连接。所述支撑件323-D与所述套筒轴323-A之间套设有第一轴承(图中未示出)，减小所述套筒轴323-A与所述支撑件323-D之间的摩擦力，保证所述翻转组件323的翻转顺滑。

实施例中，所述第一驱动电机321的输出轴设置有主动轮324，所述旋转支座322固定设置有从动轮325，所述主动轮324与所述从动轮325通过皮带326连接。所述第一驱动电机321通过所述皮带326驱动所述旋转支座322旋转。

实施例中，所述第一驱动电机321具有输出轴的一端设置有第一安装板327，所述第一安装板327设置有连接轴328，所述连接轴328一端与所述第一安装板327固定连接，另一端与所述从动轮325转动连接。所述连接轴328与所述从动轮325之间套设有第二轴承(图中未示出)，所述第二轴承外圈与所述从动轮325固定连接。所述连接轴328的设置使得所述旋转支座322的旋转更加稳定，且所述连接轴328与所述从动轮325之间设置有第二轴承，减小了所述连接轴328与所述从动轮325之间的摩擦力，进一步使得所述旋转支座322的旋转更加平滑，增强所述旋转支座322的稳定性。

请参考图1，实施例中，所述基座100包括依次连接第一输送线110和第二输送线120，所述第一输送线110与所述第二输送线120的输出方向垂直；所述调整机构400设置于所述第一输送线110上，所述第一输送线110与所述第二输送线120的连接处设置有直角型的的导向道111。勺子经过所述调整机构400初步调整姿态后，经过所述导向道111导向，使得勺子的放置方向与输送方向平行，便于所述检测机构200检测勺子的检测，减少所述检测结构的检测误差。

实施例中，所述调整臂间隔设置于所述第一输送线110的两侧，所述调整臂一端与所述第一输送线110的机架固定，另一端朝向所述第一输送线110的输送方向倾斜设置。多个所述调整臂的设置，使得勺子经过多次碰撞调整，达到更好的调整效果。

请参考图1和图4，实施例中，所述勺子理料装置进一步包括旋转运送机构500，所述旋转运送机构500用于将勺子摆放至侧立姿态输出，方便之后的组合。所述旋转运送机构500包括第二安装板510以及设置于所述第二安装板510上的第二驱动电机520、移动单元530、转动单元540以及抓取单元550。

实施例中，所述移动单元530包括导轨531和设置于所述导轨531上的连接底板532，所述第二驱动电机520驱动所述连接底板532在所述导轨531上运动。所述转动单元540包括转盘541、固定座542以及连接于所述转盘541与所述固定座542之间的光杆543，所述光杆543一端与所述转盘541固定连接，另一端穿过所述固定座542，所述固定座542铰接于所述第二安装板510，所述转盘541铰接于所述连接底板532上。所述抓取单元550包括气缸551和第二吸盘552，所述气缸551固定设置于所述转盘541上，所述第二吸盘552设置于所述气缸551的活塞杆上。

在实际使用中，所述第二驱动电机520驱动所述连接底板532靠近勺子，所述气缸551通过活塞杆以及所述第二吸盘552的配合抓取勺子，之后所述第二驱动电机520驱动所述连接底板532移动至输出侧，所述光杆543一端与所述转盘541固定连接，另一端穿过所述固定座542，在所述连接底板532移动时，所述光杆543因为所述固定座542的作用，使得所述转盘541发生转动，进而带动所述气缸551转动，实现勺子的侧立姿态。

请参考图1和图5，实施例中，所述搬运翻转机构300的下游等间距设置有若干个限位单元130，所述限位单元130包括支撑板131、四个限位柱132以及垫块133；所述限位柱132呈等腰梯形对称设置于所述支撑板131上，所述垫块133设置于所述限位柱132的对称线上，所述垫块133用于垫起勺子的勺柄。所述限位单元130用于防止勺子在运输过程中再次出现姿态错误方便输出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉的勺子理料装置，其特征在于：包括

基座；

调整机构，其设在所述基座上，所述调整机构包括若干个调整臂，用于调整勺子的姿态；

检测机构，位于所述调整机构的下游，用于检测勺子的位姿信息；

搬运翻转机构，位于所述检测机构的下游，用于调整勺子的放置姿态；所述搬运翻转机构包括搬运单元和翻转单元，所述搬运单元用于搬运勺子；

所述翻转单元包括第一驱动电机、旋转支座以及两个翻转组件；所述第一驱动电机与所述旋转支座驱动连接，所述旋转支座包括第一锥齿；所述翻转组件包括套筒轴、第二锥齿和第一吸盘，所述第二锥齿设在所述套筒轴的一端，所述第二锥齿与所述第一锥齿啮合；所述吸盘设在所述套筒轴上，所述第一吸盘的轴线垂直与所述套筒轴的中轴线；两个所述翻转组件相向设置，且分别位于所述旋转支座的两侧；两个所述翻转组件的第一吸盘分别朝向相反方向。

2.根据权利要求1所述的勺子理料装置，其特征在于，所述翻转组件进一步包括支撑件，所述支撑件设置于所述旋转支座上，所述套筒轴穿过所述支撑件且与所述支撑件转动连接。

3.根据权利要求1所述的勺子理料装置，其特征在于，所述第一驱动电机的输出轴设置有主动轮，所述旋转支座固定设置有从动轮，所述主动轮与所述从动轮皮带连接。

4.根据权利要求3所述的勺子理料装置，其特征在于，所述第一驱动电机具有输出轴的一端设置有第一安装板，所述第一安装板设置有连接轴，所述连接轴一端与所述第一安装板固定连接，另一端与所述从动轮转动连接。

5.根据权利要求1所述的勺子理料装置，其特征在于，所述基座包括依次连接第一输送线和第二输送线，所述第一输送线与所述第二输送线的输出方向垂直；所述调整机构设置于所述第一输送线上，所述第一输送线与所述第二输送线的连接处设置有直角型的的导向道。

6.根据权利要求5所述的勺子理料装置，其特征在于，所述调整臂间隔设置于所述第一输送线的两侧，所述调整臂一端与所述第一输送线的机架固定，另一端朝向所述第一输送线的输送方向倾斜设置。

7.根据权利要求1所述的勺子理料装置，其特征在于，所述检测机构包括安装支架以及设置于所述安装支架上的工业相机，所述安装支架上设置有遮光玻璃。

8.根据权利要求1所述的勺子理料装置，其特征在于，进一步包括旋转运送机构，所述旋转运送机构包括第二安装板以及设置于所述第二安装板上的第二驱动电机、移动单元、转动单元以及抓取单元。

9.根据权利要求8所述的勺子理料装置，其特征在于，所述移动单元包括导轨和设置于所述导轨上的连接底板，所述第二驱动电机驱动所述连接底板在所述导轨上运动；所述转动单元包括转盘、固定座以及连接于所述转盘与所述固定座之间的光杆，所述光杆一端与所述转盘固定连接，另一端穿过所述固定座，所述固定座铰接于所述第二安装板；所述抓取单元包括气缸和第二吸盘，所述气缸固定设置于所述转盘上，所述第二吸盘设置于所述气缸的活塞杆上。

10.根据权利要求1所述的勺子理料装置，其特征在于，所述搬运翻转机构的下游等间距设置有若干个限位单元，所述限位单元包括支撑板、四个限位柱以及垫块；所述限位柱呈等腰梯形对称设置于所述支撑板上，所述垫块设置于所述限位柱的对称线上。