CN108163526B - 一种葡萄整形、视觉定位抓取机构和方法 - Google Patents

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Abstract

一种葡萄整形、视觉定位抓取机构和方法，所述的葡萄整形、视觉定位抓取机构包括智能装配机械手、视觉定位模块、葡萄上料机构和控制系统，所述视觉定位模块位于葡萄上料机构上方，所述智能装配机械手、视觉定位模块与控制系统连接。本发明还包括一种葡萄整形、视觉定位抓取方法。利用本发明可实现将多个葡萄同时分别装入多个槟榔内的高速装配，可代替重复性的人工作业，由于一次在极短的时间内可实现多个物料的装配，极大的提高生产效率和降低生产成本。

Description

一种葡萄整形、视觉定位抓取机构和方法
技术领域
本发明涉及一种葡萄整形、视觉定位抓取机构和方法。
背景技术
目前，在食品行业或其他不规则物料装配领域内，需要在一种物料里面装入另一种物料，例如槟榔里面点葡萄，现有槟榔里面点葡萄均是采用人工装料的模式，劳动强度大，生产效率低，生产车间环境也较恶劣，因此，目前亟需自动化设备进行高速装配，以期望替代重复性人工作业，从而减轻工人劳动强度，提高生产效率，降低生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可减轻工人劳动强度，提高生产效率，降低生产成本的葡萄整形、视觉定位抓取机构和方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明之葡萄整形、视觉定位抓取机构，包括智能装配机械手、视觉定位模块、葡萄上料机构和控制系统，所述视觉定位模块位于葡萄上料机构上方，所述智能装配机械手、视觉定位模块与控制系统连接。
进一步，所述智能装配机械手包括X方向直线运动机构、Y方向直线运动机构和Z方向直线运动机构，所述X方向直线运动机构安装在Y方向直线运动机构上，所述Z方向直线运动机构安装在X方向直线运动机构上，所述Z方向直线运动机构安装有葡萄抓取角度补偿机构。
进一步，所述葡萄抓取角度补偿机构由旋转电机、同步带轮、升降气缸、抓取件和旋转轴组成，所述旋转电机固定在Z方向直线运动机构的安装支架上面，所述旋转电机通过同步带轮与旋转轴连接，所述旋转轴与升降气缸相连，所述抓取件安装在升降气缸上。所述抓取件为吸盘，也可为扎针等。
进一步，所述视觉定位模块包括智能相机、镜头、滑块板、直线滑轨和面光源，所述直线滑轨安装在连接板上，所述直线滑轨上安装有滑块，所述滑块与中间板相连接，所述燕尾滑槽固定在中间板上，所述智能相机固定在滑块板上，所述镜头与智能相机相连接，所述面光源安装在葡萄上料机构下方。
进一步，所述葡萄上料机构包括直线振动器、直线V型导料槽和透明皮带输送线，所述直线V型导料槽分别与直线振动器、透明皮带输送线相连，所述透明皮带输送线由白色透明皮带、直线滚筒、调速电机组成。
进一步，还设有葡萄回收机构，所述葡萄回收机构安装在葡萄上料机构的正下方。
进一步，还设有机架，所述智能装配机械手、视觉定位模块、葡萄上料机构安装在机架上。
进一步，还设有电控传感器，所述电控传感器与控制系统相连，在电控传感器作用下，当槟榔料盘移到视觉定位模块正下方后停下，并通过控制系统发送信号给视觉定位模块。
进一步，所述控制系统是集成机光电于一体的智能控制系统，该智能控制系统对视觉定位模块、智能装配机械手集成控制。
本发明之葡萄整形、视觉定位抓取方法是：将葡萄投入葡萄上料机构，在葡萄上料机构的作用下，葡萄被分散开来，经整形后，被输送到视觉定位模块正下方停下，并通过控制系统发送信号给视觉定位模块，使其触发拍照，由于光源安装于智能相机正下方，光源光强直接投影于视觉定位模块智能相机视野内，且当有葡萄的地方就会遮挡光强，在视觉定位模块智能相机视野形成阴影，不同形状葡萄形成不一样的阴影，通过对每一个葡萄形成的阴影进行，X方向与Y方向角度进行运算后控制智能装配机械手，进行调整不同姿势对葡萄进行抓取，使其所有抓取的葡萄方向与需要放置的槟榔一致。
本发明通过视觉定位模块实现精准一次抓取多颗葡萄，并将其移动至指定位置。利用本发明，可实现将多个葡萄同时分别装入多个槟榔内的高速装配，可代替重复性的人工作业，由于一次在极短的时间内可实现多个物料的装配，极大的提高生产效率和降低生产成本。
本发明可应用于产品多样性的装配中，在多个位置自动取料并装配到多个指定位置，效率是人工的多倍，并且可优化生产车间。
附图说明
图1 为本发明实施例的智能装配机械手的结构示意图；
图2 为图1所示智能装配机械手的葡萄抓取角度补偿结构示意图；
图3 为本发明实施例的视觉定位示意图；
图4 为本发明实施例的视觉定位模块的结构示意图；
图5 为本发明实施例的葡萄上料机构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
参照附图，一种葡萄整形、视觉定位抓取机构，包括智能装配机械手1、视觉定位模块2、葡萄上料机构3和控制系统，所述视觉定位模块2位于葡萄上料机构3上方，所述智能装配机械手1、视觉定位模块2与控制系统连接。
参照图1，所述智能装配机械手1包括X方向直线运动机构1-1、Y方向直线运动机构1-2和Z方向直线运动机构1-3，所述X方向直线运动机构1-1安装在Y方向直线运动机构1-2上，所述Z方向直线运动机构1-3安装在X方向直线运动机构1-1上，所述Z方向直线运动机构1-3安装有葡萄抓取角度补偿机构1-4。
参照图2，所述葡萄抓取角度补偿机构1-4由旋转电机1-4-1、同步带轮1-4-2、升降气缸1-4-3、抓取件1-4-4和旋转轴1-4-5组成，所述旋转电机1-4-1固定在Z方向直线运动机构的安装支架上面，所述旋转电机1-4-1通过同步带轮1-4-2与旋转轴1-4-5连接，所述旋转轴1-4-5与升降气缸1-4-3相连，所述抓取件1-4-4安装在升降气缸1-4-3上。所述抓取件1-4-4为吸盘，也可为扎针等。可以安装多个葡萄抓取角度补偿机构，实现快速响应的动作流程，每个葡萄抓取角度补偿机构可单独控制。
参照图3、图4，所述视觉定位模块2包括智能相机2-1、镜头2-2、滑块板2-3、直线滑轨2-4和面光源2-5，所述直线滑轨2-4安装在连接板上，所述直线滑轨2-4上安装有滑块，所述滑块与中间板相连接，所述燕尾滑槽2-3固定在中间板上，所述智能相机2-1固定在滑块板2-3上，所述镜头2-2与智能相机2-1相连接，所述面光源2-5安装在葡萄上料机构3下方。此结构可实现相机前后上下调节，在行程可调的范围内可以接受机台产品物料换形提高机台的兼容性。
参照图5，所述葡萄上料机构3包括直线振动器3-1、直线V型导料槽（平面导槽）3-2和透明皮带输送线3-3，所述直线V型导料槽3-2分别与直线振动器3-1、透明皮带输送线3-3相连，所述透明皮带输送线3-3由白色透明皮带、直线滚筒、调速电机组成，直线振动器3-1将葡萄振动散开经直线V型导料槽3-2后散落到白色透明皮带上，当葡萄流动到视觉拍照的区间后，视觉进行取像计算分析葡萄的实际位置和角度偏移，将此数据发送给智能装配机械手。
本实施例中，还设有葡萄回收机构，所述葡萄回收机构安装在葡萄上料机构的正下方，方便回收从葡萄上料机构散落的葡萄。
本实施例中，还设有机架，所述智能装配机械手1、视觉定位模块2、葡萄上料机构3安装在机架上。
本实施例中，还设有电控传感器，所述电控传感器与控制系统相连，在电控传感器作用下，当槟榔料盘移到视觉定位模块正下方后停下，并通过控制系统发送信号给视觉定位模块。
本实施例中，所述控制系统放置于机架内部，是集成机光电于一体的智能控制系统，该智能控制系统对视觉定位模块、智能装配机械手集成控制。
一种葡萄整形、视觉定位抓取方法，将葡萄投入葡萄上料机构，在葡萄上料机构的直线振动器作用下，葡萄被分散开来，经直线V型导料槽整形后，被透明皮带输送线输送到视觉定位模块正下方通过电控传感器停下，并通过控制系统发送信号给视觉定位模块，使其触发拍照，由于面光源安装于智能相机正下方，面光源光强直接投影于视觉定位模块智能相机视野内，且当有葡萄的地方就会遮挡光强，在视觉定位模块智能相机视野形成阴影，不同形状葡萄形成不一样的阴影，通过对每一个葡萄形成的阴影进行，X方向与Y方向角度进行运算后控制智能装配机械手，进行调整不同姿势对葡萄进行抓取，使其所有抓取的葡萄方向与需要放置的槟榔一致。

Claims (7)

1.一种葡萄整形、视觉定位抓取机构，其特征在于：包括智能装配机械手、视觉定位模块、葡萄上料机构和控制系统，所述视觉定位模块位于葡萄上料机构上方，所述智能装配机械手、视觉定位模块与控制系统连接；
所述视觉定位模块包括智能相机、镜头、滑块板、直线滑轨、燕尾滑槽和面光源，所述直线滑轨安装在连接板上，所述直线滑轨上安装有滑块，所述滑块与中间板相连接，所述燕尾滑槽固定在中间板上，所述智能相机固定在滑块板上，所述镜头与智能相机相连接，所述面光源安装在葡萄上料机构下方；
所述葡萄上料机构包括直线振动器、直线V型导料槽和透明皮带输送线，所述直线V型导料槽分别与直线振动器、透明皮带输送线相连，所述透明皮带输送线由白色透明皮带、直线滚筒、调速电机组成。
2.根据权利要求1所述的葡萄整形、视觉定位抓取机构，其特征在于：所述智能装配机械手包括X方向直线运动机构、Y方向直线运动机构和Z方向直线运动机构，所述X方向直线运动机构安装在Y方向直线运动机构上，所述Z方向直线运动机构安装在X方向直线运动机构上，所述Z方向直线运动机构安装有葡萄抓取角度补偿机构。
3.根据权利要求2所述的葡萄整形、视觉定位抓取机构，其特征在于：所述葡萄抓取角度补偿机构由旋转电机、同步带轮、升降气缸、抓取件和旋转轴组成，所述旋转电机固定在Z方向直线运动机构的安装支架上面，所述旋转电机通过同步带轮与旋转轴连接，所述旋转轴与升降气缸相连，所述抓取件安装在升降气缸上。
4.根据权利要求3所述的葡萄整形、视觉定位抓取机构，其特征在于：所述抓取件为吸盘或扎针。
5.根据权利要求4所述的葡萄整形、视觉定位抓取机构，其特征在于：还设有葡萄回收机构，所述葡萄回收机构安装在葡萄上料机构的正下方。
6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的葡萄整形、视觉定位抓取机构，其特征在于：还设有机架，所述智能装配机械手、视觉定位模块、葡萄上料机构安装在机架上。
7.一种权利要求1所述的葡萄整形、视觉定位抓取机构实施的葡萄整形、视觉定位抓取方法，其特征在于：将葡萄投入葡萄上料机构，在葡萄上料机构的作用下，葡萄被分散开来，经整形后，被输送到视觉定位模块正下方停下，并通过控制系统发送信号给视觉定位模块智能相机，触发智能相机拍照，由于面光源安装于智能相机正下方，光源光线直接投射于视觉定位模块智能相机视野内，且有葡萄的地方就会遮挡光线，在视觉定位模块智能相机视野形成阴影，不同形状葡萄形成不一样的阴影，通过对每一个葡萄形成的阴影进行X方向与Y方向角度进行运算后，控制系统发送信号给智能装配机械手，智能装配机械手根据接受的信号，调整姿势，对葡萄进行抓取，使其所有抓取的葡萄方向与需要放置的槟榔一致，葡萄整形、视觉定位抓取机构。
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