CN108726067A - 一种存储系统及用于该存储系统的示教方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种存储系统及用于存储系统的示教方法，所述控制器包括有数据库，所述数据库中预存有托架的初始位置，所述示教方法包括以下步骤：获取照片：控制器发信号给机械手，机械手动作，运行到要抓取的存储盒对应的托架的初始位置附近，通过摄像件对存储盒、托架进行拍照获得拍摄照片；识别存储盒位置信息：控制器通过拍摄照片获取托架的实际位置，将托架的实际位置和初始位置进行对比，计算偏移量，根据计算的偏移量更新机械手对应的新的位置。通过本发明解决了现有技术中的存储系统存在低温环境下无法人工示教，定位准确性差，可靠性差的问题。

Description

一种存储系统及用于该存储系统的示教方法

技术领域

本发明涉及一种存储系统及用于该系统的示教方法。

背景技术

现有技术中的仓储系统由于其机械手定位示教主要通过进行人工观察示教，在机械手上安装视频监控系统，制冷后逐层通过视频校验，每降低一层均需人工放长线束，全部校验完成后去除视频校验系统，使用过程中则不能根据运行情况再进行随时校准，随着样本库库容的增大，库存也逐步增加，货架负载会由一侧逐步装向另一侧，产生“偏沉”现象，同时制冷后整个仓储结构会有少许变形，货架的偏移导致存储在其上方的架体和存储盒也发生偏移，机械手后进行取件时，还是运行到初始的示教位置然后下移进行样品存取，容易导致样品抓偏导致样品损坏。

发明内容

本发明提供一种存储系统和示教方法，解决现有技术中的存储系统存在采用人工示教，定位准确性差，可靠性差的问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用所提出的存储系统采用以下技术方案予以实现：

一种存储系统，包括有库体、控制器和机械手，库体内设置有用于装配架体的货架，每个架体上均设置有托架，所述存储盒卡设在托架上，所述机械手上设置有摄像件，所述机械手、摄像件与控制器通讯连接，所述控制器控制机械手带动摄像件移动到相应存储盒和托架位置处进行拍照动作。

一种用于上述的存储系统的示教方法，所述控制器包括有数据库，所述数据库中预存有托架的初始位置，所述示教方法包括以下步骤：

（1、）获取照片：控制器发信号给机械手，机械手动作，运行到要抓取的存储盒对应的托架的初始位置附近，通过摄像件对存储盒、托架进行拍照获得拍摄照片；

（2、）识别存储盒位置信息：控制器通过拍摄照片获取托架的实际位置，将托架的实际位置和初始位置进行对比，计算偏移量，根据计算的偏移量更新机械手对应的新的位置。

进一步的，示教方法中的计算偏移量的方法为：根据摄像件拍摄到的存储盒和托架的照片，提取托架的托板的两个角部位置的拐角点作为特征点，计算出两个拐角点构成的直线的中心点的实际值，则中心点的实际值与中心点的初始值的差值为偏移量。

进一步的，通过识别用于储存存储盒的托架的位置，来判断存储盒是否偏移，若识别托架的中心点的实际位置和中心点的初始位置的偏移量为0，则可进行下一步的抓取存储盒动作；

若偏移量大于0，控制器将托架中心点的实际位置值替换初始位置值，并根据托架的中心点的实际位置值取设定的距离偏移量的值来自动计算得出机械手的新的位置，控制机械手按照新的位置进行存储盒的抓取。

进一步的，所述摄像件为工业照相机。

进一步的，所述初始位置为托架根据货架的排放在数据库中预存的原始位置或上一次示教时数据库中存放的位置。

本发明还包括以下附加技术特征：

进一步的，所述照相机的四周均贴设有加热片，在所述加热片和照相机之间设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器通讯连接。

进一步的，所述托架包括2个垂直固定在架体两侧壁上的托板，2个托板靠近存储盒角部位置处均形成有拐角点，所述2个托板相对设置，在2个托板之间形成有放置存储盒的放置空腔。

进一步的，示教方法中的计算偏移量的方法为：根据摄像件拍摄到的存储盒和托架的照片，提取托架的托板的两个角部位置的拐角点作为特征点，计算出两个拐角点构成的直线的中心点的实际值，则中心点的实际值与中心点的初始值的差值为偏移量。

进一步的，通过识别用于储存存储盒的托架的位置，来判断存储盒是否偏移，若识别托架的中心点的实际位置和中心点的初始位置的偏移量为0，则可进行下一步的抓取存储盒动作；

若偏移量大于0，控制器将托架中心点的实际位置值替换初始位置值，并根据托架的中心点的实际位置值取设定的距离偏移量的值来自动计算得出机械手的新的位置，控制机械手按照新的位置进行存储盒的抓取。

进一步的，所述摄像件为工业照相机。

本发明存在以下优点和积极效果：

本发明提出一种用于存储系统的示教方法，所述控制器包括有数据库，所述数据库中预存有托架的初始位置，所述示教方法包括以下步骤：

通过摄像件移动拍照，获取拍摄照片，识别存储盒位置信息，控制器通过拍摄照片获取托架的实际位置，控制器根据托架的实际位置和初始位置进行对比，计算偏移量，根据计算的偏移量更新机械手对应的位置。本发明提出一种存储系统，包括有库体，在库体内设置有机械手，在机械手上设置有摄像件，通过机械手移动，带动摄像件对存储盒进行拍照，拍摄的照片可以传递给控制器，控制器对照片信息进行解析，提取货架特征点，计算偏移量，通过偏移量来更新机械手的位置，通过本发明中的示教方法可在对每个存储盒存储前进行拍照对位置进行计算，看是否有偏移，有偏移后可自动更新位置，保证了制冷变形后仍能准确的进行存取工作，并且再次对同一位置进行存取时，由于位置已经更新为新坐标，误差极小，几乎无需重新修订，存取效率高。

附图说明

图1为本发明存储系统的结构图；

图2为本发明存储系统的货架的结构图；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为本发明的抓取件和摄像件的配合图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，本发明提出一种存储系统的实施例，参照图1-4所示，具体的，本实施例中的存储系统为一种超低温冷库，可适应于-20度到-80度的环境中，当然，本实施例中的存储系统也可以为常温或低温的存储系统，在此不做限制，其结构包括有库体100和控制器，在库体100内设置多排货架221，在所述每排货架221上均挂设有多个架体600，每个架体600上均设置有多层托架610，所述存储盒700卡设在托架610上，在库体100还设置有可自动移动以抓取存储盒700的机械手800，所述机械手800上设置有摄像件810，所述机械手800、摄像件810与控制器通讯连接。机械手800可接收控制器的控制信号，在多个货架221之间移动，带动设置在其上方的摄像件810同步移动，机械手800移动到相应存储盒700位置时，可通过摄像件810可对设置在托架610上的存储盒700进行拍照，将照片传给控制器，控制器中对照片进行解析，通过提取特征点对比得出偏移量，以确定托架610和存储盒700是否偏移。

进一步的，为确保本实施例中的摄像件810可在低温环境下正常工作，所述摄像件810的四周均贴设有加热片，在所述加热片和摄像件810之间设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器通讯连接。通过控制器检测温度传感器中的温度来控制加热片的工作情况，确保摄像件810在合适的温度范围内作业，保证设备的正常运行。

进一步的，所述托架610包括2个垂直固定在架体600两侧壁上的托板6111，2个托板6111靠近存储盒700角部位置处均形成有拐角点，所述2个托板6111相对设置，在2个托板6111之间形成有放置存储盒700的放置空腔。具体的，本实施例中以架体600实际装配到位时，架体600的两侧壁对应位置为左和右，其余2个方向对应为上下方向，本实施例中的存储盒700卡装在2个托板6111之间的放置空腔内，其底端从空腔中伸出，由于存储盒700上下方向被卡设固定，因此，存储盒700不会存在有Z轴方向的偏移，只能为沿X或沿Y方向的偏移，因此本实施例中计算偏移量选取定位点时可对应只选取托板6111的拐角点的X、Y的坐标值即可。

本实施例中还提出一种用于上述所述的冷库系统的示教方法，控制器包括有数据库，本实施例中的控制器为一种上位机控制系统，其对应包括有存储盒偏移模块，存储盒偏移模块包括特征点位置识别模块和位置识别对正模块，存储盒偏移模块，通过照片传送到特征点位置识别模块，通过特征点位置识别模块获取照片中的定位点，根据定位点计算得到照片中的特征点位置，然后通过位置识别对正模块计算偏移量，存在有偏移量时，则计算得偏移量后更新特征点位置，根据特征点位置更新机械手位置，其具体的可通过编程实现。

控制器包括有数据库，在数据库中预存有托架的初始位置，所述初始位置可以为托架根据货架的排放在数据库中预存的原始位置或上一次示教时数据库中存放的位置。原始位置的获得为整个库体和货架摆放好后三维建模，获取到每个托架对应的三坐标位置信息，输入到数据库中，在数据库中预存好其初始位置；

上一次示教时存放的位置，则为通过示教后更新的最新的位置。

具体的示教方法包括以下步骤：

先对机械手800进行初始示教：使得机械手800对库中的每个放置存储盒700的托架610均在数据库中预存有和其对应的位置；即对每一个托架610，机械手800对应一个位置，不同的托架610，机械手800的位置不同，每个托架610的初始位置均都预先存放在数据库中。

获取照片：控制器发信号给机械手800，机械手800动作，运行到要抓取的存储盒的托架610对应的初始位置附近；通过摄像件对存储盒700、托架610进行拍照获得拍摄照片；

控制器通过拍摄照片获取托架610的实际位置，控制器根据托架610的实际位置和初始位置进行对比，计算偏移量，根据计算的偏移量更新机械手800对应的位置；优选的，在识别存储盒700位置步骤中，计算偏移量的方法为：根据相机拍摄到的存储盒700和托架610的照片，提取托架610的托板6111的两个角部位置的拐角点作为定位点620，本实施例中设2个定位点620分别为第一定位点621和第二定位点622，计算出两个拐角点构成的直线的中心点的实际值，中心点为特征点，则中心点的实际值与中心点的初始值的差值为偏移量，当然，对于特征点的提取也可以选择其它可反映处存储盒700位置变化状态的点，在此不做具体限制。计算得到中心点的偏移量后，可根据偏移量来更新机械手的位置，在设置时，可将机械手800和中心点之间设置为在X、Y、Z三个方向上使得机械手800和特征点之间始终保持一定的间距，这样在特征点坐标变换时，可通过程序自动更新机械手800的位置，确保机械手800可始终存储盒的托架之间保持一定距离，确保了抓取的准确性。

进一步的，在识别存储盒700位置步骤中，通过识别用于存储存储盒700的托架610的位置，来判断存储盒700是否偏移，若识别托架610的中心点的实际位置和中心点的初始位置的偏移量为0，则确定托架610未发生偏移，设置在托架610上的存储盒700未发生偏移，则可控制机械手800进行下一步的抓取存储盒700动作；

若偏移量大于0，则代表托架610发生偏移，则设置在托架610上的存储盒700也相应的发生了偏移， 此时，若抓取存储盒700则容易出现抓空的现象，本实施例中在计算出偏移量后会通过控制器将托架610中心点的实际位置值来替换覆盖托架610中心点的初始位置值，并根据托架610的实际位置值自动计算得出机械手800的新的位置，控制机械手800按照新的位置移动一定的距离进行存储盒700的抓取，确保机械手800在抓取时不会产生抓空或抓偏脱落的现象，有效的确保了抓取存储盒700的正确率，不会产生对存储盒700中样品的损坏。

优选的，本实施例中的所述摄像件810为工业照相机。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种存储系统，其特征在于，包括有库体、控制器和机械手，库体内设置有用于装配架体的货架，每个架体上均设置有托架，所述存储盒卡设在托架上，所述机械手上设置有摄像件，所述机械手、摄像件与控制器通讯连接，所述控制器控制机械手带动摄像件移动到相应存储盒和托架位置处进行拍照动作。

2.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述摄像件的四周均贴设有加热片，在所述加热片和摄像件之间设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器通讯连接。

3.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述托架包括2个垂直固定在架体两侧壁上的托板，2个托板靠近存储盒角部位置处均形成有拐角点，所述2个托板相对设置，在2个托板之间形成有放置存储盒的放置空腔。

4.一种用于权利要求1-3任一项所述的存储系统的示教方法，其特征在于，所述控制器包括有数据库，所述数据库中预存有托架的初始位置，所述示教方法包括以下步骤：

（1、）获取照片：控制器发信号给机械手，机械手动作，运行到要抓取的存储盒对应的托架的初始位置附近，通过摄像件对存储盒、托架进行拍照获得拍摄照片；

（2、）识别存储盒位置信息：控制器通过拍摄照片获取托架的实际位置，将托架的实际位置和初始位置进行对比，计算偏移量，根据计算的偏移量更新机械手对应的新的位置。

5.根据权利要求4所述的用于存储系统的示教方法，其特征在于，示教方法中的计算偏移量的方法为：根据摄像件拍摄到的存储盒和托架的照片，提取托架的托板的两个角部位置的拐角点作为定位点，计算出两个拐角点构成的直线的中心点的实际值，则中心点的实际值与中心点的初始值的差值为偏移量。

6.根据权利要求5所述的用于存储系统的示教方法，其特征在于，通过识别用于储存存储盒的托架的位置，来判断存储盒是否偏移，若识别托架的中心点的实际位置和中心点的初始位置的偏移量为0，则可进行下一步的抓取存储盒动作；

若偏移量大于0，控制器将托架中心点的实际位置值替换初始位置值，并根据托架的中心点的实际位置值取设定的距离偏移量的值来自动计算得出机械手的新的位置，控制机械手按照新的位置进行存储盒的抓取。

7.根据权利要求6所述的用于存储系统的示教方法，其特征在于，所述摄像为件工业照相机。

8.根据权利要求4所述的用于存储系统的示教方法，其特征在于，所述初始位置为托架根据货架的排放在数据库中预存的原始位置或上一次示教时数据库中存放的位置。