CN109969776A - 一种智能分拣教学机器人实训系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物件分拣技术领域，尤其公开了一种智能分拣教学机器人实训系统，包括机械臂、分拣装置、叉车及仓库装置；分拣装置包括机架，设置于机架的输送机构、识别机构、多个移送机构及多个收料机构；机械臂将外界的物件移送至输送机构，输送机构驱动机械臂移送的物件自动移动，识别机构识别输送机构所移动的物件的性能参数，主控装置根据识别机构所识别的物件的性能参数的差异，调控多个移送机构分别将输送机构移动的不同物件移送至多个收料机构，叉车将收料机构的物件自动移送至仓库装置；实现物件的自动化分拣储存，无需作业人员手动分拣物件、手动储存物件，提升物件的分拣储存效率，实现智能自动化系统教学的精准性。

Description

一种智能分拣教学机器人实训系统

技术领域

本发明涉及物件分拣技术领域，尤其公开了一种智能分拣教学机器人实训系统。

背景技术

大多数行业都需要对物件进行分拣作业处理，例如，物流行业需要分拣、机场物品需要分拣、工矿企业制造的产品需要分拣、农业水果需要分拣；现有技术中分拣作业主要依靠作业人员手动分拣，分拣效率低下，不能满足现代化生产的需要。

随着物件分拣重要性的提升，越来越多的学校、科研单位等开设了智能自动化系统教学，在教学的过程中，大多数物件分拣还需要学员手动参与，且还需要学员将分拣后的物件手动装入仓库中，不能实现智能自动化系统教学的精准性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种智能分拣教学机器人实训系统，无需作业人员手动分拣物件、手动储存物件，提升物件的分拣储存效率，实现智能自动化系统教学的精准性。

为实现上述目的，本发明的一种智能分拣教学机器人实训系统，包括机械臂、分拣装置、叉车及仓库装置；分拣装置包括机架，设置于机架的输送机构、识别机构、多个移送机构及多个收料机构，与输送机构、识别机构、移送机构及收料机构分别电性连接主控装置；机械臂用于将外界的物件移送至输送机构，输送机构用于驱动机械臂移送的物件自动移动，识别机构用于识别输送机构所移动的物件的性能参数，主控装置根据识别机构所识别的物件的性能参数的差异，进而调控多个移送机构分别将输送机构移动的不同物件移送至多个收料机构，叉车用于将收料机构的物件自动移送至仓库装置。

其中，输送机构包括环形同步带、第一电机及多个轴体，轴体转动设置于机架，多个轴体彼此间隔且平行设置，多个轴体共面设置，多个轴体所在的平面平行水平面，每一轴体具有两个带轮，带轮包括盘体及与盘体配合的同步轮，盘体的外径大于同步轮的外径，两个带轮的同步轮位于两个带轮的盘体之间，环形同步带套设于轴体的同步轮的外侧，两个带轮的盘体用于挡止抵触环形同步带的两侧，第一电机设置于机架并用于驱动轴体转动。

其中，移送机构、收料机构分别位于环形同步带的两侧，移送机构包括设置于机架的第一支架、设置于第一支架的第二电机、与第二电机的输出轴连接的推动件，推动件位于环形同步带的上方，第二电机驱动推动件转动，转动的推动件驱动环形同步带所承载的物件进而将物件推入收料机构。

其中，收料机构包括导料组件及与导料组件配合的储物篮，导料组件包括设置于机架的第二支架、设置于第二支架的倾斜板及第三电机、与第三电机的输出轴连接的挡板；储物篮包括第三支架及设置于第三支架的承载框，第三支架设有让位空间；移送机构移送入收料机构内的物件沿倾斜板在重力作用下移动至挡板，第三电机驱动挡板转动释放所挡止的物件以使得物件在重力作用下落入储物篮的承载框内，叉车伸入让位空间内进而托起储物篮进而将承载框内的物件移送至仓库装置。

其中，识别机构包括设置于机架的第四支架、设置于第四支架并位于输送机构上方的识别器，识别器可以为颜色识别传感器、重量识别传感器或尺寸识别传感器。

其中，机械臂包括基座、活动设置于基座的多关节臂、设置于多关节臂末端的拾取件，拾取件包括固定板、第四电机、第一夹臂及第二夹臂，固定板连接于多关节臂的末端，第四电机设置于固定板，第一夹臂的一端、第二夹臂的一端分别转动设置于固定板，第一夹臂、第二夹臂设有彼此啮合的扇形齿，第四电机用于驱动第一夹臂或第二夹臂转动，第四电机用于驱动第一夹臂、第二夹臂彼此远离或彼此靠近，第一夹臂的另一端、第二夹臂的另一端用于夹持外界的物件，机械臂驱动拾取件所夹持的物件移动并将物件移送至输送机构。

其中，拾取件还包括第一转臂、第二转臂、第一连杆及第二连杆，第一转臂的一端、第二转臂的一端分别转动设置于固定板，第四电机用于驱动第一转臂或第二转臂转动，扇形齿设置于转臂的一端，转臂的另一端与夹臂的一端转动设置，连杆的两端分别转动设置于固定板及夹臂的中部。

其中，叉车包括车架、滑动设置于车架的托叉、用于驱动托叉来回滑动的第二驱动机构、转动设置于车架下端的多个车轮、设置于车架并用于驱动车轮转动的第三驱动机构、设置于车架的控制装置，第二驱动机构、第三驱动机构分别与控制装置电性连接，车架具有第一导杆，托叉滑动设置于第一导杆，第二驱动机构用于驱动托叉沿第一导杆上升或下降，托叉用于突伸入让位空间内以托起储物篮。

其中，仓库装置包括第五支架，设置于第五支架内的储货板，设置于第五支架的托架，设置于第五支架或/和托架的第五电机，设置于第五电机的输出轴的摆臂，托架用于承托叉车移送的物件，第五电机驱动摆臂转动，转动的摆臂用于将托架所承托的物件推送至储货板上。

其中，储货板的数量为多个，多个储货板彼此间隔且平行设置，多个储货板沿竖直方向排列设置，托架滑动设置于第五支架，第五支架设有用于驱动托架来回移动的第四驱动机构，第五电机设置于托架，第五支架具有第二导杆，第二导杆竖直设置，托架装设有滑动套设在第二导杆外侧的直线轴承；托架设置有两个托板，托板用于承托叉车移送的物件，第五电机位于两个托板之间，储货板中部具有设有隔离条，摆臂用于将两个托板所承托的物件推入至隔离条的两侧。

有益效果：机械臂将外界的物件移送至输送机构，输送机构驱动机械臂移送的物件自动移动，识别机构识别输送机构所移动的物件的性能参数，主控装置根据识别机构所识别的物件的性能参数的差异，调控多个移送机构分别将输送机构移动的不同物件移送至多个收料机构，叉车将收料机构的物件自动移送至仓库装置；实现物件的自动化分拣储存，无需作业人员手动分拣物件、手动储存物件，提升物件的分拣储存效率，实现智能自动化系统教学的精准性。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明输送机构、识别机构、移送机构及导料组件的立体图。

图3为本发明的轴体、带轮的立体图。

图4为本发明的移送机构的立体图。

图5为本发明的导料组件的立体图。

图6为本发明的储物篮的立体图。

图7为本发明的机械臂的立体图。

图8为本发明的拾取件的立体图。

图9为本发明的叉车的立体图。

图10为本发明的仓库装置的立体图。

附图标记包括：

1—机械臂 2—分拣装置 3—叉车

4—仓库装置 5—机架 6—输送机构

7—识别机构 8—移送机构 9—收料机构

11—环形同步带 12—轴体 13—带轮

14—盘体 15—同步轮 16—导料组件

17—储物篮 18—倾斜板 19—第三电机

21—挡板 22—承载框 23—让位空间

24—导料条 25—第四支架 26—识别器

27—基座 28—多关节臂 29—固定板

31—第四电机 32—第一夹臂 33—第二夹臂

34—扇形齿 35—第一转臂 36—第二转臂

37—第一连杆 38—第二连杆 39—车架

41—托叉 42—第二驱动机构 43—车轮

44—控制装置 45—第五支架 46—储货板

47—托架 48—第五电机 49—摆臂

51—第四驱动机构 52—第二导杆 53—托板

54—隔离条 511—第二电机 512—推动件

391—第一导杆。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。

请参阅图1至图所示，本发明的一种智能分拣教学机器人实训系统，包括机械臂1、分拣装置2、叉车3及仓库装置4；分拣装置2包括机架5，设置在机架5上的输送机构6、识别机构7、多个移送机构8及多个收料机构9，与输送机构6、识别机构7、移送机构8及收料机构9分别电性连接主控装置，主控装置位于机架5内并位于输送机构6的下方。

机械臂1用于将外界的物件移送至输送机构6，输送机构6用于驱动机械臂1移送的物件自动移动，识别机构7用于识别输送机构6所移动的物件的性能参数，主控装置根据识别机构7所识别的物件的性能参数的差异，进而调控多个移送机构8分别将输送机构6移动的不同物件移送至多个收料机构9，叉车3用于将收料机构9的物件自动移送至仓库装置4。实现物件的自动化分拣储存，无需作业人员手动分拣物件、手动储存物件，提升物件的分拣储存效率，实现智能自动化系统教学的精准性。

输送机构6包括环形同步带11、第一电机及多个轴体12，轴体12大致为直条状圆柱，轴体12转动设置在机架5上，多个轴体12彼此间隔且平行设置，多个轴体12共面设置，多个轴体12所在的平面平行水平面。

每一轴体12具有两个带轮13，优选地，两个带轮13分别位于轴体12的两端，带轮13包括盘体14及与盘体14配合的同步轮15，本实施例中，盘体14与同步轮15为一体式构造，盘体14大致为圆形平板，盘体14的外径大于同步轮15的外径，两个带轮13的同步轮15位于两个带轮13的盘体14之间，环形同步带11套设在轴体12的同步轮15的外侧，两个带轮13的盘体14用于挡止抵触环形同步带11的两侧，第一电机设置在机架5上并用于驱动轴体12转动，轴体12转动时连带带轮13转动，带轮13转动时即可驱动环形同步带11转动，转动的环形同步带11即可驱动物件移动。

移送机构8、收料机构9分别位于环形同步带11的左右两侧，本实施例中，多个移送机构8位于环形同步带11的同一侧，多个收料机构9位于环形同步带11的同一侧，环形同步带11位于移送机构8与收料机构9之间，移送机构8包括设置在机架5上的第一支架、设置在第一支架上的第二电机511、与第二电机511的输出轴连接的推动件512，推动件512位于环形同步带11的上方。

当需要将物件推送至收料机构9时，第二电机511驱动推动件512转动，转动的推动件512抵触环形同步带11所承载的物件，随着推动件512的持续转动，即可将环形同步带11所承载的物件推入到收料机构9，实现物件的自动分拣。

收料机构9包括导料组件16及与导料组件16配合的储物篮17，导料组件16包括设置在机架5上的第二支架、设置在第二支架上的倾斜板18及第三电机19、与第三电机19的输出轴连接的挡板21，倾斜板18与水平面之间的夹角为锐角，优选地，倾斜板18与水平面之间的夹角为60°。

当移送机构8的推动件512将物件推送至倾斜板18上后，物件沿倾斜板18在自身重力作用下自动滑落移动至挡板21处被挡板21挡住，当物件在挡板21出堆积预定数量之后，第三电机19驱动挡板21转动释放所挡止的物件，而后被挡板21释放后的物件即可在自身重力作用下沿倾斜板18自动滑落入储物篮17内。

储物篮17包括第三支架及设置在第三支架上的承载框22，第三支架的下端设有让位空间23，让位空间23自第三支架的侧表面凹设而成；当承载框22内盛满物件之后，外界的机械手或叉车3伸入让位空间23内进而托起储物篮17，从而将储物篮17所承载的物件移动到预定位置。叉车3伸入让位空间23内进而托起储物篮17进而将承载框22内的物件移送至仓库装置4。

倾斜板18上设置有两个导料条24及多个滚球，导料条24大致为直条杆，滚球滚动设置在倾斜板18上，滚球突伸出倾斜板18的上表面，当移送机构8将物件移送至倾斜板18上后，物件压持抵触在滚球上，经由滚球的设置，将倾斜板18与物件之间的滑动摩擦转换成物件与滚球之间的滚动摩擦，确保物件在重力作用下可以轻松地滑出倾斜板18，所有滚球均位于两个导料条24之间，两个导料条24用于挡止倾斜板18所承载的物件的两侧，经由导料条24的导引，避免物件沿倾斜板18的宽度方向滑出，确保物件准确地落入储物篮17内。

识别机构7包括设置在机架5上的第四支架25、设置在第四支架25上并位于输送机构6上方的识别器26，识别器26可以为颜色识别传感器、重量识别传感器或尺寸识别传感器，根据实际需要，识别器26用于识别输送机构6移动的物件的颜色、重量、体积等性能参数。

机械臂1包括基座27、活动设置在基座27上的多关节臂28、设置在多关节臂28末端上的拾取件，拾取件用于夹取外界的物件。拾取件包括固定板29、第四电机31、第一夹臂32及第二夹臂33，固定板29连接固定在多关节臂28的末端上，第四电机31设置在固定板29上，第一夹臂32的一端、第二夹臂33的一端分别转动设置在固定板29上，第一夹臂32、第二夹臂33设有彼此啮合的扇形齿34，第四电机31用于驱动第一夹臂32或第二夹臂33转动。

当第四电机31驱动一个夹臂转动时，借助两个夹臂的扇形齿34的啮合，实现两个夹臂的同步转动，由于扇形齿34的特殊构造，方便地调控夹臂的转动角度大小，避免第一夹臂32、第二夹臂33过度张开或者过度夹紧。

第四电机31用于驱动第一夹臂32、第二夹臂33彼此远离或彼此靠近，第一夹臂32的另一端、第二夹臂33的另一端用于夹持外界的物件，机械臂1驱动拾取件所夹持的物件移动并将物件移送至输送机构6。

拾取件还包括第一转臂35、第二转臂36、第一连杆37及第二连杆38，转臂大致为剖切的瓢型，连杆呈直条状，第一转臂35的一端、第二转臂36的一端分别转动设置在固定板29上，第四电机31用于驱动第一转臂35或第二转臂36转动，扇形齿34设置在转臂的一端上，转臂的另一端与夹臂的一端转动设置，连杆的两端分别转动设置在固定板29上及夹臂的中部上。

当第四电机31驱动第一转臂35、第二转臂36转动时，转臂连带夹臂移动，在夹臂移动的过程中，连杆限制夹臂的移动，进而使得第一夹臂32彼此靠近或彼此远离，从而实现对物件的夹取或释放。

叉车3包括车架39、滑动设置在车架39上的托叉41、用于驱动托叉41来回滑动的第二驱动机构42、转动设置在车架39下端上的多个车轮43、设置在车架39上并用于驱动车轮43转动的第三驱动机构、设置在车架39上的控制装置44，本实施例中，第三驱动机构为装设在车架39上的电机，电机用于驱动车轮43转动。第二驱动机构42、第三驱动机构分别与控制装置44电性连接，优选地，托叉41、控制装置44分别位于车架39的前后两端，利用控制装置44为叉车3配重，防止叉车3前翻。车架39具有第一导杆391，托叉41滑动设置在第一导杆391上，第二驱动机构42用于驱动托叉41沿第一导杆391上升或下降，托叉41用于突伸入让位空间23内以托起储物篮17。

当储物篮17的承载框22承载满物件之后，第三驱动机构驱动车轮43转动，使得叉车3移动至储物篮17附近，之后托叉41伸入让位空间23内，然后第一驱动机构驱动托叉41将储物篮17升起，而后第二驱动机构42驱动车轮43转动进而使得车架39连带物件移动，待叉车3移动至预定位置后，第一驱动机构驱动托叉41将所承托的物件放置在预定位置，实现物件的自动搬运，无需作业人员手动搬运物件。

仓库装置4包括第五支架45，设置在第五支架45内的储货板46，设置在第五支架45上的托架47，设置在第五支架45上或/和托架47上的第五电机48，设置在第五电机48的输出轴上的摆臂49，托架47用于承托叉车3移送的物件，第五电机48驱动摆臂49转动，转动的摆臂49用于将托架47所承托的物件推送至储货板46上。

当叉车3将分拣装置2分拣后的物件放置在托架47上后，第五电机48驱动摆臂49转动，转动的摆臂49抵触托架47所承载的物件并将物件推入到第五支架45内的储货板46上，实现物件的自动化储存，无需作业人员手动储存物件，提升物件的储存效率。

储货板46的数量为多个，多个储货板46彼此间隔且平行设置，多个储货板46沿竖直方向排列设置，托架47滑动设置在第五支架45上，第五支架45设有用于驱动托架47来回移动的第四驱动机构51，第五电机48设置在托架47上。

当一个储货板46装满物件之后，第四驱动机构51驱动托架47移动，直至托架47移动到另一个储货板46，然后将物件在托架47上，而后第五电机48驱动摆臂49转动，转动的摆臂49即可将托架47所托住的物件推入另一个储货板46上。实现多个物件的立体式存放，节约物件存放的占地面积。

第五支架45具有第二导杆52，第二导杆52竖直设置，托架47装设有滑动套设在第二导杆52外侧的直线轴承；经由直线轴承的设置，一方面降低托架47与第五支架45之间的摩擦力，使得托架47更轻松自如的上下滑动；另一方面降低第五支架45与托架47之间的摩擦噪音，提升智能分拣仓储装置的使用性能。

托架47设置有两个托板53，托板53用于承托叉车3移送的物件，第五电机48位于两个托板53之间，储货板46中部具有设有隔离条54，摆臂49用于将两个托板53所承托的物件推入至隔离条54的两侧。当第五电机48驱动摆臂49正向转动时，摆臂49将一个托板53上的物件推动至隔离条54一侧的储货板46上；当第五电机48驱动摆臂49反向转动时，摆臂49将另一个托板53上的物件推动至隔离条54另一侧的储货板46上。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：包括机械臂、分拣装置、叉车及仓库装置；分拣装置包括机架，设置于机架的输送机构、识别机构、多个移送机构及多个收料机构，与输送机构、识别机构、移送机构及收料机构分别电性连接主控装置；机械臂用于将外界的物件移送至输送机构，输送机构用于驱动机械臂移送的物件自动移动，识别机构用于识别输送机构所移动的物件的性能参数，主控装置根据识别机构所识别的物件的性能参数的差异，进而调控多个移送机构分别将输送机构移动的不同物件移送至多个收料机构，叉车用于将收料机构的物件自动移送至仓库装置。

2.根据权利要求1所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：输送机构包括环形同步带、第一电机及多个轴体，轴体转动设置于机架，多个轴体彼此间隔且平行设置，多个轴体共面设置，多个轴体所在的平面平行水平面，每一轴体具有两个带轮，带轮包括盘体及与盘体配合的同步轮，盘体的外径大于同步轮的外径，两个带轮的同步轮位于两个带轮的盘体之间，环形同步带套设于轴体的同步轮的外侧，两个带轮的盘体用于挡止抵触环形同步带的两侧，第一电机设置于机架并用于驱动轴体转动。

3.根据权利要求2所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：移送机构、收料机构分别位于环形同步带的两侧，移送机构包括设置于机架的第一支架、设置于第一支架的第二电机、与第二电机的输出轴连接的推动件，推动件位于环形同步带的上方，第二电机驱动推动件转动，转动的推动件驱动环形同步带所承载的物件进而将物件推入收料机构。

4.根据权利要求1所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：收料机构包括导料组件及与导料组件配合的储物篮，导料组件包括设置于机架的第二支架、设置于第二支架的倾斜板及第三电机、与第三电机的输出轴连接的挡板；储物篮包括第三支架及设置于第三支架的承载框，第三支架设有让位空间；移送机构移送入收料机构内的物件沿倾斜板在重力作用下移动至挡板，第三电机驱动挡板转动释放所挡止的物件以使得物件在重力作用下落入储物篮的承载框内，叉车伸入让位空间内进而托起储物篮进而将承载框内的物件移送至仓库装置。

5.根据权利要求1所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：识别机构包括设置于机架的第四支架、设置于第四支架并位于输送机构上方的识别器，识别器可以为颜色识别传感器、重量识别传感器或尺寸识别传感器。

6.根据权利要求1所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：机械臂包括基座、活动设置于基座的多关节臂、设置于多关节臂末端的拾取件，拾取件包括固定板、第四电机、第一夹臂及第二夹臂，固定板连接于多关节臂的末端，第四电机设置于固定板，第一夹臂的一端、第二夹臂的一端分别转动设置于固定板，第一夹臂、第二夹臂设有彼此啮合的扇形齿，第四电机用于驱动第一夹臂或第二夹臂转动，第四电机用于驱动第一夹臂、第二夹臂彼此远离或彼此靠近，第一夹臂的另一端、第二夹臂的另一端用于夹持外界的物件，机械臂驱动拾取件所夹持的物件移动并将物件移送至输送机构。

7.根据权利要求6所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：拾取件还包括第一转臂、第二转臂、第一连杆及第二连杆，第一转臂的一端、第二转臂的一端分别转动设置于固定板，第四电机用于驱动第一转臂或第二转臂转动，扇形齿设置于转臂的一端，转臂的另一端与夹臂的一端转动设置，连杆的两端分别转动设置于固定板及夹臂的中部。

8.根据权利要求4所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：叉车包括车架、滑动设置于车架的托叉、用于驱动托叉来回滑动的第二驱动机构、转动设置于车架下端的多个车轮、设置于车架并用于驱动车轮转动的第三驱动机构、设置于车架的控制装置，第二驱动机构、第三驱动机构分别与控制装置电性连接，车架具有第一导杆，托叉滑动设置于第一导杆，第二驱动机构用于驱动托叉沿第一导杆上升或下降，托叉用于突伸入让位空间内以托起储物篮。

9.根据权利要求1所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：仓库装置包括第五支架，设置于第五支架内的储货板，设置于第五支架的托架，设置于第五支架或/和托架的第五电机，设置于第五电机的输出轴的摆臂，托架用于承托叉车移送的物件，第五电机驱动摆臂转动，转动的摆臂用于将托架所承托的物件推送至储货板上。

10.根据权利要求9所述的智能分拣教学机器人实训系统，其特征在于：储货板的数量为多个，多个储货板彼此间隔且平行设置，多个储货板沿竖直方向排列设置，托架滑动设置于第五支架，第五支架设有用于驱动托架来回移动的第四驱动机构，第五电机设置于托架，第五支架具有第二导杆，第二导杆竖直设置，托架装设有滑动套设在第二导杆外侧的直线轴承；托架设置有两个托板，托板用于承托叉车移送的物件，第五电机位于两个托板之间，储货板中部具有设有隔离条，摆臂用于将两个托板所承托的物件推入至隔离条的两侧。