CN109410733A - 一种物体识别分拣的实验教学平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物体识别分拣的实验教学平台，包括控制器、传送机构、分拣装置、摄像头和特征识别装置；所述传送机构、分拣装置、摄像头和特征识别装置分别与所述控制器电连接；所述传送机构包括输送组件、转盘组件和机械臂组件；所述输送组件连接至所述转盘组件，所述机械臂组件将所述转盘组件上的货物抓取至所述分拣装置上；所述摄像头采集货物的图像信息并将图像信息传送至控制器；所述特征识别装置架设于所述分拣装置的上方，获取货物的特征信息并将特征信息传送至控制器；所述控制器接收所述图像信息和特征信息，输出控制信号至所述分拣装置；所述分拣装置接收所述控制信号，对货物进行分拣，提高了整个分拣平台的分拣效率。

Description

一种物体识别分拣的实验教学平台

技术领域

本发明涉及实验教学领域，特别是涉及一种物体识别分拣的实验教学平台。

背景技术

随着社会工业的发展，人工分拣存在着耗时长，效率低等缺点，已经不能满足快速发展的工业需求。自动化的物体识别分拣技术成为人们关注的焦点，各个高校的实验教学中也逐步开展了各种关于物体识别分拣技术的课题，因此，关于物体识别分拣的实验教学平台是不可或缺的实验教学设备。

在传统的物体识别分拣的实验教学平台中，一般都是采用传送带将货物进行传送，通过单个摄像头对传送带上运输的货物进行多角度多次拍摄以便对货物特征进行识别，最后根据特征识别结果对货物进行分拣。显然，传统的物体识别分拣的实验教学平台中的传送带运输方式存在着拍摄不方便的问题，需要人工多次调整摄像头的角度对传送带上的货物进行分类特征识别，特征识别效率低，影响整个分拣系统的工作效率。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种物体识别分拣的实验教学平台，其具有结构简单、货物分类特征识别效率高的优点。

一种物体识别分拣的实验教学平台，包括控制器、传送机构、分拣装置、摄像头和特征识别装置；所述传送机构、分拣装置、摄像头和特征识别装置分别与所述控制器电连接；所述传送机构包括输送组件、转盘组件和机械臂组件；所述输送组件连接至所述转盘组件，所述机械臂组件安装在所述转盘组件的侧面，将所述转盘组件上的货物抓取至所述分拣装置上；所述摄像头安装在所述转盘组件的上方，采集货物的图像信息并将图像信息传送至控制器；所述特征识别装置架设于所述分拣装置的上方，获取货物的特征信息并将特征信息传送至控制器；所述控制器接收所述图像信息和特征信息，输出控制信号至所述分拣装置；所述分拣装置接收所述控制信号，对货物进行分拣。

本发明所述的物体识别分拣的实验教学平台，在传送机构上设置了可旋转的转盘，以配合摄像头对货物进行图像采集，并通过特征识别装置识别货物特征信息，具有较高的货物特征识别效率，提高了整个分拣平台的货物分拣效率。

进一步地，所述控制器包括树莓派和主控芯片；所述树莓派和主控芯片串口连接；所述树莓派接收和处理所述图像信息和特征信息，并向所述主控芯片发送串口通信信号；所述主控芯片接收所述串口通信信号生成并输出控制信号。所述树莓派专门用于处理图像信息和特征信息，主控芯片专门用于控制各个机械部件的运转，以加快整个系统的处理速度。

进一步地，所述转盘组件包括转盘；所述输送组件包括竖直设置于所述转盘上方的送货槽、设置于所述送货槽底部的滑槽、安装于所述送货槽上的推送舵机和第一动力杆；所述推送舵机推动所述第一动力杆将所述滑槽上的货物推送至所述转盘上，以完成货物的输送。

进一步地，所述滑槽包括底板、竖直设置于所述底板两侧的第一挡板和第二挡板、以及第三挡板；所述第三挡板竖直设置于所述底板上靠近所述转盘的一端，并垂直于所述第一挡板和第二挡板之间；所述底板、第一挡板、第二挡板和第三挡板形成供货物移动的槽体。

进一步地，所述机械臂组件包括云台、设置于所述云台上的支撑架、安装于所述支撑架上的抓取舵机和安装于所述抓取舵机上的机械手；所述抓取舵机带动所述机械手抓取货物。

进一步地，所述机械手包括第二动力杆、收缩杆、弹簧和机械手指；所述第二动力杆的中部固定于所述抓取舵机上；所述收缩杆包括连接于所述第二动力杆端部的固定件和活动套接于所述固定件上的活动件；所述弹簧的一端固定于所述固定件上，另一端固定于所述活动件上；所述机械手指安装于所述活动件上远离所述固定件的一端。

进一步地，所述分拣装置包括滑动杆、设置于所述滑动杆上的第二步进电机和推送组件、以及位于所述推送组件后端的装货组件；所述第二步进电机推动所述推送组件滑动于所述滑动杆上，并将货物推送至所述装货组件上。

进一步地，所述推送组件包括推送支架、设置于所述推送支架上方的推送盖板和推板、安装于所述推送支架上的推送舵机、安装于所述推送舵机上的连杆和曲柄；所述推送盖板上设置有供所述推板移动的槽孔；所述推送舵机驱动所述连杆和曲柄转动，并推动所述推板移动于所述槽孔内将货物推送至所述装货组件上。

进一步地，所述装货组件包括位于所述推送组件后端的装货滑梯、设置于所述装货滑梯下方的装货架和放置于所述装货架上的多个装货盒。

进一步地，还包括通过串口与所述主控芯片相连接的人机交互装置，方便用户查看或修改相关参数，以及手动控制各个装置的运行。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述物体识别分拣的实验教学平台的系统框图；

图2为本发明所述的物体识别分拣的实验教学平台的结构示意图；

图3为本发明所述的输送组件的结构示意图；

图4为本发明所述的滑槽的结构示意图；

图5为本发明所述的转盘组件的使用示意图；

图6为本发明所述的转盘组件的结构示意图；

图7为本发明所述的机械臂组件的结构示意图；

图8为本发明所述的机械手的结构示意图；

图9为本发明所述的分拣装置的结构示意图；

图10为本发明所述的推送组件的结构示意图；

图11为本发明所述的装货滑梯的结构示意图；

图12为本发明所述的装货架的使用示意图；

图13为本发明所述的人机交互装置的结构示意图；

图14为本发明所述的物体识别分拣的实验教学平台的软件流程图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

请同时参阅图1和图2，其中图1是本发明所述物体识别分拣的实验教学平台的系统框图；图2是本发明所述的物体识别分拣的实验教学平台的结构示意图。

本发明的物体识别分拣的实验教学平台包括控制器10、传送机构20、分拣装置30、摄像头40和特征识别装置50；所述传送机构20、分拣装置30、摄像头40和特征识别装置50分别与所述控制器10电连接；所述传送机构20包括输送组件21、转盘组件22和机械臂组件23；所述输送组件21连接至所述转盘组件22，所述机械臂组件23安装在所述转盘组件22边上，将所述转盘组件22上的货物抓取至所述分拣装置30上；所述摄像头40安装在所述转盘组件22边上，采集货物的图像信息并将图像信息传送至控制器10；所述特征识别装置50架设于所述分拣装置30的上方，获取货物的特征信息并将特征信息传送至控制器10；所述控制器10接收所述图像信息和特征信息，输出控制信号至所述分拣装置50；所述分拣装置50接收所述控制信号，对货物进行分拣。

所述控制器10包括树莓派11和主控芯片12；所述树莓派11和主控芯片12串口连接；所述树莓派11接收和处理所述图像信息和特征信息，并向所述主控芯片12发送串口通信信号；所述主控芯片12接收所述串口通信信号，生成并输出控制信号。

具体地，所述树莓派11，用于控制摄像头40对转盘组件22上的货物进行拍照，并对摄像头40所采集的图像进行数据处理分析，以识别出货物所携带特征的位置，即货物所携带二维码所在的面，并将特征位置信息传送至主控芯片12；同时，用于控制特征识别装置50对货物所携带的特征进行识别，即对货物所携带的二维码信息进行识别，并对该特征信息进行加密处理之后传送给主控芯片12。该树莓派的具体型号为树莓派3B，其是一种基于64bit的多核ARM Cortex A53的微型电脑主板，其内部系统基于Linux操作系统，其主要接口有4个USB2.0端口、40引脚扩展GPIO、4路立体声输出和复合视频端口、全尺寸HDMI和RCA视频输出、CSI照相机端口、DSI显示端口、TF卡端口，满足本物体识别分拣的实验教学平台的需求，与主控芯片12之间通过串口RS485模块进行相关数据的传输。

所述主控芯片12作为本实验教学平台的控制中心，控制各个装置之间的相互协调工作，其可以采用STM32F103C8T6单片机。STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，需要电压2V～3.6V，工作温度为-40℃～85℃，具有USB接口、CAN接口、7个定时器、2个ADC、9个通信接口满足本物体识别分拣的实验教学平台的需求。另外，该主控芯片也可以采用其他型号的单片机。

所述主控芯片12通过PCA9685驱动模块驱动各个舵机的转动，以控制输送组件21的输送舵机推送货物，控制机械臂组件23的抓取舵机、第一舵机、第二舵机和第三舵机抓取并转移货物，控制分拣装置30的推送舵机推送货物。所述PCA9685驱动模块与主控芯片12之间可以通过I2C方式进行通信。所述主控芯片12通过DRV8825驱动模块驱动各个电机的运行，以控制转盘组件22的第一步进电机驱动转盘转动，控制分拣装置30的第二步进电机将货物推送至装货滑梯上。所述DRV8825驱动模块连接于所述主控芯片12的控制端。

所述传送机构20用于传送货物，包括输送组件21、转盘组件22和机械臂组件23；所述输送组件21连接至所述转盘组件22，所述机械臂组件23安装在所述转盘组件22边上，将所述转盘组件22上的货物抓取至所述分拣装置30上。

请同时参阅图3和图4，其中图3是本发明所述的输送装置的结构示意图；图4是本发明所述的滑槽的结构示意图。

所述输送组件21用于将货物推送至所述转盘组件22上，并在推送的过程中对货物的姿态进行矫正。所述输送组件21包括竖直设置于所述转盘组件22上方的送货槽211、设置于所述送货槽211底部的滑槽212、安装于所述送货槽211外壁上的输送舵机213和第一动力杆214；所述输送舵机213推动所述第一动力杆214将所述滑槽212上的货物推送至所述转盘组件22上。所述送货槽211为四周封闭型，可防止货物在自由落体下降过程散落出来。所述滑槽212包括底板2121、竖直设置于所述底板2121两侧的第一挡板2122和第二挡板2123、以及第三挡板2124；所述第三挡板2124竖直设置于所述底板2121上，并垂直于所述第一挡板2122和第二挡板2123之间；所述底板2121、第一挡板2122、第二挡板2123和第三挡板2124形成供货物移动的槽体，可以将高速推出的货物卡停，让货物精确的下落至所述转盘组件22上；第三挡板2124的设置可防止货物在添加时脱离滑槽，并使货物在高速推出时急停。所述滑槽212还包括从第一挡板2122和第二挡板2123向地面方向延伸的两块前矫正块2125，在推出货物时起限位作用，防止货物左右倾斜，同时辅助滑槽212地归位。

具体地，当货物放置于所述送货槽211顶部的入口时，货物便自由落体下降至滑槽212内，此时，所述输送舵机213在主控芯片12的控制下转动一定角度，带动第一动力杆214将滑槽212内的货物推下落入到所述转盘组件22中，然后主控芯片12再控制输送舵机213转动一定角度使滑槽212返回至原来的位置，等待将下一个货物推下，依次类推逐个将货物推送至转盘组件22上。为对下落的货物进行一定程度的定位，还可将滑槽212的底板2121以一定角度倾斜设置，以便减小货物的自由行程，使推送出去的货物所处位置起到定位作用。

请同时参阅图5和图6，其中图5为本发明所述的转盘组件的使用示意图；图6为本发明所述的转盘组件的结构示意图。

所述转盘组件22包括支架221、设置于所述支架221上的转盘222和安装于所述转盘222底部的第一步进电机223；所述第一步进电机223驱动所述转盘222转动。具体地，所述转盘222通过转盘支撑座224安装于所述支架221的上；第一步进电机223通过支撑板225安装于所述转盘222的底部，并在所述第一步进电机223和转盘222之间通过一连接套226牢固连接。所述第一步进电机223的驱动芯片为DRV8825，DRV8825的信号输入端连接到主控芯片12的控制信号输出端，DRV8825的信号输出端连接到第一步进电机223的电机绕组上。主控芯片12接收树莓派11传送的货物特征所在面信息，输出高低电平控制信号至DRV8825驱动芯片，DRV8825驱动芯片对控制信号进行逻辑处理后输出驱动信号至所述第一步进电机223以驱动电机的转动，从而带动转盘的转动。

所述转盘组件22用于放置物块，并自行旋转使树莓派V2摄像头能够拍摄到物块的其中5个面。由于物块被推送至转盘222上时的位置是固定的，树莓派V2摄像头无法对物块的所有面都拍摄到，当物块所携带的二维码所在面位于树莓派V2摄像头无法拍摄到的位置时，便无法识别出。此时，第一步进电机223在主控芯片12的控制下驱动所述转盘222旋转，以便树莓派V2摄像头对物块的二维码所在面进行识别。具体地，该第一步进电机223每接收主控芯片12的一次指令，便驱动转盘222转过90°，并利用第一步进电机223每一次脉冲转动1.8°以实现对物块二维码所在面地高精度定位和微调。另外，所述转盘222的表面还设置有一定倾斜度的斜槽，以防止物块在转盘222转动时由于离心力的作用而打滑或脱离所述转盘222。当转盘组件22旋转一周时，树莓派V2摄像头还没有识别出物块的二维码所在面，则证明物块的二维码所在面即是与转盘222相贴合的面，此时可通过机械臂组件23在物块转移的过程中将物块进行翻转，使物块携带二维码的面朝上放置于分拣装置30上。

请同时参阅图7和图8，其中图7为本发明所述的机械臂组件的结构示意图；图8为本发明所述的机械手的结构示意图。

所述机械臂组件23将物块转移至分拣装置30上，并在转移过程中翻转物块使物块所携带的二维码朝上放置于分拣装置30上，等待分拣。所述机械臂组件23包括云台231、设置于所述云台231上的支撑架232、安装于所述支撑架232上的抓取舵机233和安装于所述抓取舵机233上的机械手234，所述抓取舵机233带动所述机械手234抓取货物。具体地，所述抓取舵机233通过机械臂本体235安装于所述支撑架232的顶部，其采用可270°旋转的舵机，以实现机械手234对物块的180°旋转和正负90°的垂直夹取，十分灵活。所述机械臂本体235包括依次安装于所述支撑架232顶部的第一舵机、第一U型板、法兰杆、第二U型板、第二舵机和第三舵机，所述第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机和抓取舵机233均连接于所述主控芯片12的控制端，主控芯片12控制各个舵机的协调转动，以控制所述机械手234抓取货物。

所述机械手234包括第二动力杆2341、收缩杆2342、弹簧2343和机械手指2344；所述第二动力杆2341的中部固定于所述抓取舵机233上；所述收缩杆2342包括连接于所述第二动力杆2341端部的固定件和活动套接于所述固定件上的活动件；所述弹簧2343的一端固定于所述固定件上，另一端固定于所述活动件上；所述机械手指2344安装于所述活动件上远离所述固定件的一端。进一步地，所述收缩杆2342的固定件和活动件均为弧形结构，所述活动件具有容纳所述固定件的腔体，所述固定件可滑动于所述活动件的腔体内，具有一定的行程；所述固定件滑动于所述活动件腔体的部分采用镂空结构。

请同时参阅图9、图10、图11和图12，其中图9为本发明所述的分拣装置的结构示意图；图10为本发明所述的推送组件的结构示意图；图11为本发明所述的装货滑梯的结构示意图；图12为本发明所述的装货架的使用示意图。

所述分拣装置30用于将货物推送至各个装货盒内以实现货物的分拣和装盒。所述分拣装置30包括滑动杆31、设置于所述滑动杆31上的第二步进电机32和推送组件33、以及位于所述推送组件33后端的装货组件34；所述第二步进电机32推动所述推送组件33滑动于所述滑动杆31上，并将货物推送至所述装货组件34上。具体地，所述滑动杆31包括并行设置的1条丝杆和2条光杆，丝杆和光杆都通过固定件加固，用于支撑所述推送组件33，并在高速运送状态下能够保持平稳。所述第二步进电机32的驱动芯片和第一步进电机的驱动芯片一致，也是DRV8825，DRV8825的信号输入端连接到主控芯片12的控制信号输出端，DRV8825的信号输出端连接到第二步进电机32的电机绕组上。

所述推送组件33包括推送支架331、设置于所述推送支架331上方的推送盖板332和推板333、安装于所述推送支架331上的推送舵机334、安装于所述推送舵机334上的曲柄335和连杆336；所述推送盖板332上设置有供所述推板333移动的槽孔。具体地，所述推板333为双层推板，并通过一连接件卡设于所述推送盖板332的槽孔处，其上层位于所述推送盖板332的上方，下层位于所述推送盖板332的下方，双层推板的设置使推板更稳定地定位于所述推送盖板332的槽孔处。所述推送舵机334在主控芯片12的控制下转动一定角度，驱动所述曲柄335带动连杆336转动，并推动所述推板333移动于所述槽孔内，以将放置于所述推送盖板332上的货物推送至位于所述推送组件下方的装货滑梯341处，且曲柄335和连杆336的长度基于一定的压力角和推板行程设计，具有防卡死的功能；另外，曲柄335的旋转中心与连杆336的方向不在一个水平面上，所以当曲柄335等速回转时，连杆336来回摆动的速度不同，行程速度变化系数大于1，具有急回特性，能够实现快速复位。

当推送组件33识别出推送盖板332上有货物时，特征识别装置50对该货物的二维码所携带的信息进行智能识别，并将二维码信息进行加密处理发送给树莓派11。此时，树莓派通过解码器解码得出快递单号并搜索数据库提取收件地址信息，然后将地址信息转换成区域码发送给主控芯片12。主控芯片12根据接收到的区域码，输出高低电平控制信号至DRV8825驱动芯片，DRV8825驱动芯片对控制信号进行逻辑处理后输出驱动信号至所述第二步进电机32以驱动电机的转动，从而带动推送组件33移动于所述滑动杆31上，以使推送组件33移动到与该货物二维码所携带的信息相对应的装货盒的位置处。主控芯片12再控制推送舵机334转动，使推板333移动于所述槽孔内，以将放置于推送盖板332上的货物推送至装货滑梯341，货物便在重力作用下滑入对应的装货盒，由此不断地完成货物分拣工作。

所述装货组件34对分拣下来的货物起导向作用，包括位于所述推送组件33后端的装货滑梯341、设置于所述装货滑梯341下方的装货架342和放置于所述装货架342上的多个装货盒343。当货物被推送组件33推送至装货滑梯341时在重力的作用下下滑至装货架342处的装货盒343内，以实现货物的分拣。具体地，所述装货滑梯341包括装货平台和依次设置的不同斜度的第一斜面和第二斜面，装货平台的设置使货物在下滑前起过度作用，防止货物因初速度过大而滚落，所述第一斜面和第二斜面对货物起到降速缓冲作用。所述装货架342上设置有多个大小及形状相同，并与装货盒343的凸板吻合的矩形框架，装货盒343的侧板起支撑货物的作用。另外，还设置装货架342的倾斜度与所述第二斜面的倾斜度一致，可以使货物平稳的落入装货盒343中，不会翻转。

所述摄像头40用于对所述转盘组件22上的货物进行图像采集，即对转盘组件22上旋转的货物进行连拍，并将所采集的图像传送至树莓派3B。具体地，该摄像头40为树莓派摄像头V2版，尺寸为25mm×24mm×9mm，像素为800万，兼容树莓派的各个版本，其感光芯片为索尼IMX219，其所拍摄的图片静态图片分辨率达3280×2464，并支持支持1080p30，720p60以及640×480p90视频录像。该树莓派V2摄像头满足本物体识别分拣的实验教学平台的需求，与树莓派3B之间通过CSI接口连接。

所述特征识别装置50用于对所述分拣装置30上的货物所携带的特征进行识别，并将所识别的特征数据传送至所述树莓派3B以按照货物所携带的特征信息进行分类。本实施例中，实验所采用的货物为正方体物块，其中一个面具有携带货物特征的二维码；在其他实施例中，该特征还可以是颜色或其他特征信息。具体地，该特征识别装置50为Open MV机器视觉模块，满足本物体识别分拣的实验教学平台的需求，与树莓派3B之间通过RS485串口进行通信，以将货物所携带的二维码信息传送至树莓派3B进行处理分类。

请参阅图13，其为本发明所述的人机交互装置的结构示意图。所述人机交互装置60具有依次设置的多个可操控控制按键61和用于显示各种参数的显示屏62。

本实施例中控制按键为5个，均连接至主控芯片12的AD转换接口，用户可通过这5个按键设置相关参数，手动调节各个模块的兼容程度；显示屏62通过串口模块的+5V、GND、SCL和SDA引脚与所述主控芯片12的相连接，以从主控芯片12中获得相关参数，以供用户实时监控。具体地，控制按键分别为绿色调节按钮、橙色调节按钮、红色调节按钮、蓝色调节按钮和粉色调节按钮，另外也可以将这5个控制按键设置为其他颜色，或者对其进行编号。绿色调节按钮的作用是使整个系统的全部动作停止并进入手动模式；橙色调节按钮的作用是控制转盘组件22的旋转，每按一下转盘组件22会旋转90度，同时树莓派11控制摄像头40对货物拍照进行二维码所在面识别；红色调节按钮的作用是控制机械臂组件23夹取货物，当按下此按钮时机械手会执行相应的动作：机械手下降到转盘组件22夹取货物，接着将货物转移到分拣装置30上，最后机械臂组件23回到初始位置；蓝色调节按钮的作用是对货物进行分类：第一次按下此按钮时，特征识别装置50识别货物特征信息并将加密信息传送给树莓派10，树莓派11搜索数据库提取出地址信息后转换成区域码发送给主控芯片12，主控芯片12控制推送组件33滑动到指定区域；第二次按下此按钮时，推送组件33将货物推出；再按下此按钮时，推送组件33回归到初始位；粉色调节按钮的作用是使整个系统回到自动运行模式。

所述显示屏62为触摸显示屏，设置有对应各个操作的命令框，便于用户通过触摸屏控制整个系统的运行，如添加物块、转盘旋转、翻转物块、识别物块、推出物块以及零点矫正等操作，当执行对应的动作时，该命令框可以变成绿色；另外，该命令框还可以变成其他颜色。

图14为本发明所述的物体识别分拣的实验教学平台的软件流程图。首先Open MV、树莓派、主控芯片开机时进行初始化，Open MV检测推送组件是否归位，若推送组件归位后则发送归位信号给树莓派，树莓派接收到归位信号后向主控芯片发送旋转信号，主控芯片控制第一步进电机驱动转盘旋转，此时，摄像头对转盘上的货物拍照传送给树莓派，树莓派检查拍照序列是否满位，如果没有满位则控制转盘继续旋转，直到拍照序列满位，即货物的每个面都拍摄到照片。树莓派识别二维码所在面，如需翻转物块便把翻转信号发送给主控芯片以控制机械臂组件翻转物块。当物块放置到推送组件上时，Open MV识别二维码并通过树莓派传输区域码到主控芯片上，主控芯片控制第二步进电机推动推送组件至对应的分类区域，然后控制推送舵机转动把物块推至装货滑梯上，并使控制推送组件归位，Open MV发送归位信号给树莓派以等待下一次的命令执行。

以下从本物体识别分类的实验教学平台的工作原理进行描述：首先输送组件21将货物转运至转盘组件22中，并在转运过程中对货物进行方位矫正，此时树莓派11通过摄像头对转盘组件22上的货物进行二维码所在面的识别，并将识别结果通过串口传送给主控芯片12。当该货物以二维码所在面朝上放置时，主控芯片12控制机械臂组件23直接将该物体转移至分拣装置30的推送组件33上；如果该货物没有以二维码所在面朝上放置时，主控芯片12控制机械臂组件23自适应地对货物进行翻转以调整状态使其二维码所在的面朝上，并控制机械臂组件23将货物转移至分拣装置30的推送组件33上。当推送组件33上识别到有货物时，特征识别装置50对该货物所携带的二维码进行信息智能识别，并将二维码信息进行加密处理后发送给树莓派11，树莓派11通过相应解码器得出快递单号并搜索数据库提取收件地址信息，然后将地址信息转换成区域码发给主控芯片12。主控芯片12根据区域码控制推送组件33在丝杆上滑动，使推送组件33移动到与该货物所携带的二维码的信息相对应的装货盒343的位置处。最后，主控芯片12控制推送舵机334转动以带动推板333移动，从而将货物推送至装货滑梯341上，并滑入对应的装货盒343，以此智能地连续性地完成货物分拣工作，并具有较高的分拣效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：包括控制器、传送机构、分拣装置、摄像头和特征识别装置；所述传送机构、分拣装置、摄像头和特征识别装置分别与所述控制器电连接；所述传送机构包括输送组件、转盘组件和机械臂组件；所述输送组件连接至所述转盘组件；所述机械臂组件安装在所述转盘组件的侧面，将所述转盘组件上的货物抓取至所述分拣装置上；所述摄像头安装在所述转盘组件的上方，采集货物的图像信息并将图像信息传送至控制器；所述特征识别装置架设于所述分拣装置的上方，获取货物的特征信息并将特征信息传送至控制器；所述控制器接收所述图像信息和特征信息，输出控制信号至所述分拣装置；所述分拣装置接收所述控制信号，对货物进行分拣。

2.根据权利要求1所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述控制器包括树莓派和主控芯片；所述树莓派和主控芯片串口连接；所述树莓派接收和处理所述图像信息和特征信息，并向所述主控芯片发送串口通信信号；所述主控芯片接收所述串口通信信号生成并输出控制信号。

3.根据权利要求1所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述转盘组件包括转盘；所述输送组件包括竖直设置于所述转盘上方的送货槽、设置于所述送货槽底部的滑槽、安装于所述送货槽上的推送舵机和第一动力杆；所述推送舵机推动所述第一动力杆将所述滑槽上的货物推送至所述转盘上。

4.根据权利要求3所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述滑槽包括底板、竖直设置于所述底板两侧的第一挡板和第二挡板、以及第三挡板；所述第三挡板竖直设置于所述底板上靠近所述转盘的一端，并垂直于所述第一挡板和第二挡板之间；所述底板、第一挡板、第二挡板和第三挡板形成供货物移动的槽体。

5.根据权利要求1所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述机械臂组件包括云台、设置于所述云台上的支撑架、安装于所述支撑架上的抓取舵机和安装于所述抓取舵机上的机械手；所述抓取舵机带动所述机械手抓取货物。

6.根据权利要求5所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述机械手包括第二动力杆、收缩杆、弹簧和机械手指；所述第二动力杆的中部固定于所述抓取舵机上；所述收缩杆包括连接于所述第二动力杆端部的固定件和活动套接于所述固定件上的活动件；所述弹簧的一端固定于所述固定件上，另一端固定于所述活动件上；所述机械手指安装于所述活动件上远离所述固定件的一端。

7.根据权利要求1所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述分拣装置包括滑动杆、设置于所述滑动杆上的第二步进电机和推送组件、以及位于所述推送组件后端的装货组件；所述第二步进电机推动所述推送组件滑动于所述滑动杆上，并将货物推送至所述装货组件上。

8.根据权利要求7所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述推送组件包括推送支架、设置于所述推送支架上方的推送盖板和推板、安装于所述推送支架上的推送舵机、安装于所述推送舵机上的连杆和曲柄；所述推送盖板上设置有供所述推板移动的槽孔；所述推送舵机驱动所述连杆和曲柄转动，并推动所述推板移动于所述槽孔内将货物推送至所述装货组件上。

9.根据权利要求7所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：所述装货组件包括位于所述推送组件后端的装货滑梯、设置于所述装货滑梯下方的装货架和放置于所述装货架上的多个装货盒。

10.根据权利要求1所述的物体识别分拣的实验教学平台，其特征在于：还包括通过串口与所述主控芯片相连接的人机交互装置。