CN110077816B - 一种物料自动化装载平台及装载方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物料自动化装载平台，包括：传送机构、载料平台和检测机构。其中传送机构包括传送带、驱动轴、底板和第一支撑杆，载料平台为可升降平台，检测机构包括截面为倒U形的主体框罩、设于主体框罩内侧壁上的侧向摄像头、设于主体框罩内顶壁上的垂向摄像头和ARM处理器。与现有技术相比，本发明采用了多承载区域的传送带机构并配套有相对应的压力传感器和视觉检测机构，可对每个承载区域中呈行堆叠的物料的进行快速、即时的称重及计数，提高了自动化程度，明显提高了物料的计重效率。

Description

一种物料自动化装载平台及装载方法

技术领域

本发明涉及一种物料计量装置，尤其是涉及一种物料自动化装载平台及装载方法。

背景技术

物料通常在装载前需要进行计数计重过程，而该过程当前由人力配合普通传送带来完成，其中计数过程通过将物料逐个排布于传送带上进行人工计数，该过程物料不能在传送带上堆叠，并且人工计数过程误差较大，造成整体的计数过程缓慢、效率低下；计量过程需要进行逐批的称重，效率低下并且无法和计数过程同时进行。因此，亟需研发一种可同时进行计数计重的装置，以此实现计数计重过程的自动化与智能化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种物料自动化装载平台及装载方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种物料自动化装载平台，包括：传送机构、载料平台和检测机构。

其中传送机构包括传送带、驱动轴、底板和第一支撑杆，所述的第一支撑杆垂直连接于底板下方，所述的驱动轴安装于底板的两端并通过设于底板上的电动机驱动旋转，所述的底板上方固定有多块长度相等且相互分离的载荷垫，所述的传送带通过驱动轴带动并贴行运转于载荷垫表面，相邻的载荷垫间具有相同尺寸的间隙，所述的传送带上与间隙相对应的位置对应设有定位隔条，所述的定位隔条将传送带划分为多个相同大小的承载区域，所述的载荷垫与底板之间设有压力传感器，所述的压力传感器用于检测每个承载区域的载重；

其中载料平台为可升降平台，载料平台用于放置承载物料，所述的载料平台与所述传送带之间设有用于承接物料的连接板，所述的载料平台通过连接板与传送带连接并可实现物料的承接；

其中检测机构包括截面为倒U形的主体框罩、设于主体框罩内侧壁上的侧向摄像头、设于主体框罩内顶壁上的垂向摄像头和ARM处理器，所述的侧向摄像头和垂向摄像头可获得每个承载区域中物料的侧视图和俯视图并传输至ARM处理器，所述的ARM处理器用于分析每张图片中的不同颜色的像素点分布，并根据不同颜色的像素点分布获得物体的边界轮廓，并根据边界轮廓确定物料的数量。

进一步地，所述的载料平台包括载料板和设于载料板下方的剪式支架，所述的剪式支架的连接轴上连接有第二支撑杆。

进一步地，所述的第一支撑杆和第二支撑杆均为可伸缩杆。

进一步地，所述的连接板的一端铰接于所述载料板靠近传送带的一端上，连接板的另一端通过设于载料板下方的支架连接并且使得连接板的该端悬空设于传送带上方。

进一步地，所述的支架为可拆卸结构。

进一步地，所述的连接板由相互嵌套的多块空心板依次连接构成，可实现伸长与收缩。

进一步地，所述的载荷垫为硬橡胶材料。硬橡胶材料有利于载荷垫下方的压强均衡，避免受力不均。

一种物料自动化装载方法，包括以下步骤：

S1：将传送带平均分为多个承载区域，将每个区域传送带下方铺设相互独立的支撑板并在每个支撑板的下方设置压力传感器，并在传送带的上方和侧方放置摄像头；

S2：将待计数计重物料呈多层、1～2列的形式堆叠于每个承载区域中，开启传送带和摄像头，并且使得每个承载区域中物料的至少一个侧面和顶部可被摄像头拍到，获得每个承载区域中物料的侧视图和俯视图；

S3：通过ARM处理器对照片中的像素块的颜色进行分析，将连续的且相同颜色的像素块进行线条拟合，通过线条拟合获得多条边界轮廓线条，对多条边界轮廓线条围成的闭合区域进行计数，获得两个侧面的计数值和俯视图上的排列列数，其中排列数即为传送带上沿宽度方向上的物料排列数；

S4：通过ARM处理器进行数据分析，若俯视图上的排列列数为1行，则任意一个侧面的计数值即为整体的物料数，若俯视图上的排列行数为2行，则两个侧面的计数值的总和为整体的物料数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点。

1)本发明采用多承载区域的传送带机构，将待装载计数计重的物料进行分区域堆叠，采用了相互分离的载荷垫以及对应的压力传感器，可以提高物料精确度，并可以进行累计计量或通过计数结果进行单品均值计算，避免了人为操作过程造成的误差，提高了物料装载的自动化程度，显著提高了物料的计重效率。

2)本发明采用了基于图片分析的计数方法，可配合传送带进行累计的计数，其中采用图形边界轮廓线条的判断方法可实现快速的数量识别，并通过双侧方摄像头和顶部摄像头的相互配合实现更精准的计数过程，实现了两列多层堆叠的自动识别，避免了人为误差，实现了物料自动化装载。

3)本发明中的载料平台与传送带均为可升降结构，载料平台可实现高度的自由升降，使得物料装载的实际操作过程更灵活、更高效。

附图说明

图1为本发明中物料装载计数计重装置的整体结构示意图；

图2为本发明中物料装载计数计重装置的侧视图。

图中：1、物料，2、剪式支架，3、第二支撑杆，4、连接板，5、第一支撑杆，6、驱动轴，7、传送带，8、定位隔条，9、载荷垫，10、压力传感器，11、底板，12、间隙，13、主体框罩，14、垂向摄像头，15、侧向摄像头，16、载料板，17、支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

物料装载计数计重装置，包括：传送机构、载料平台和检测机构，参见图1与图2。

传送机构部分：参见图1，包括传送带7、驱动轴6、底板11和第一支撑杆5，所述的第一支撑杆5垂直连接于底板11下方，所述的驱动轴6安装于底板11的两端并通过设于底板11上的电动机驱动旋转，所述的底板11上方固定有多块长度相等且相互分离的载荷垫9，所述的传送带7通过驱动轴6带动并贴行运转于载荷垫9表面，相邻的载荷垫9间具有相同尺寸的间隙12，所述的传送带7上与间隙12相对应的位置对应设有定位隔条8，所述的定位隔条8将传送带7划分为多个相同大小的承载区域，所述的载荷垫9与底板11之间设有压力传感器10，所述的压力传感器10用于检测每个承载区域的载重。具体实施时，载荷垫9选为硬橡胶材料，硬橡胶材料有利于载荷垫9下方的压强均衡，避免受力不均，而与此相适配的选用软质的传送带7，使得压力传感器10获得每个承载区域的较为准确的重量。

载料平台部分：参见图1，其为可升降平台，载料平台用于放置承载物料1，所述的载料平台与所述传送带7之间设有用于承接物料1的连接板4，所述的载料平台通过连接板4与传送带7连接并可实现物料的承接。所述的载料平台包括载料板16和设于载料板16下方的剪式支架2，所述的剪式支架2的连接轴上连接有第二支撑杆3。具体实施时，第一支撑杆5和第二支撑杆3均为可伸缩杆。所述的连接板4的一端铰接于所述载料板16靠近传送带7的一端上，连接板4的另一端通过设于载料板16下方的支架17连接并且使得连接板4的该端悬空设于传送带7上方。具体实施时，支架17为可拆卸结构。所述的连接板4由相互嵌套的多块空心板依次连接构成，可实现伸长与收缩。

检测机构部分：参见图1与图2，包括截面为倒U形的主体框罩13、设于主体框罩13内侧壁上的侧向摄像头15、设于主体框罩13内顶壁上的垂向摄像头14和ARM处理器，所述的侧向摄像头15和垂向摄像头14可获得每个承载区域中物料的侧视图和俯视图并传输至ARM处理器，所述的ARM处理器用于分析每张图片中的不同颜色的像素点分布，并根据不同颜色的像素点分布获得物体的边界轮廓，并根据边界轮廓确定物料1的数量。

在具体的物料装载计数计重过程中，包括以下步骤：

P1计数过程：

S1：将传送带平均分为多个承载区域，将每个区域传送带下方铺设相互独立的支撑板并在每个支撑板的下方设置压力传感器，并在传送带的上方和侧方放置摄像头；

S2：将待计数计重物料呈多层、1～2列的形式堆叠于每个承载区域中，开启传送带和摄像头，并且使得每个承载区域中物料的至少一个侧面和顶部可被摄像头拍到，获得每个承载区域中物料的侧视图和俯视图；

S3：通过ARM处理器对照片中的像素块的颜色进行分析，将连续的且相同颜色的像素块进行线条拟合，通过线条拟合获得多条边界轮廓线条，对多条边界轮廓线条围成的闭合区域进行计数，获得两个侧面的计数值和俯视图上的排列列数，其中排列数即为传送带上沿宽度方向上的物料排列数；

S4：通过ARM处理器进行数据分析，若俯视图上的排列列数为1行，则任意一个侧面的计数值即为整体的物料数，若俯视图上的排列行数为2行，则两个侧面的计数值的总和为整体的物料数。

P2计重过程：当每个承载区域恰好位于每个载荷垫9上方，即每个承载区域两侧的定位隔条8与间隙12相对应时，压力传感器10获得每个承载区域的较为准确的重量，并将该重量扣除传送带7在承载区域的自重即可得到该承载区域中物料的重量，通过ARM处理器对多个承载区域中的物料进行累加可获得总重，对总重除以当前P1过程中的物料装载计数值，即可获得当前状态的单品重量。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种物料自动化装载平台，包括传送机构和载料平台，所述的传送机构包括传送带（7），所述的载料平台为可升降平台，所述的载料平台用于放置承载物料（1），其特征在于，所述传送机构还包括驱动轴（6）、底板（11）和第一支撑杆（5），所述的第一支撑杆（5）垂直连接于底板（11）下方，所述的驱动轴（6）安装于底板（11）的两端并通过设于底板（11）上的电动机驱动旋转，所述的底板（11）上方固定有多块长度相等且相互分离的载荷垫（9），所述的传送带（7）通过驱动轴（6）带动并贴行运转于载荷垫（9）表面，相邻的载荷垫（9）间具有相同尺寸的间隙（12），所述的传送带（7）上与间隙（12）相对应的位置对应设有定位隔条（8），所述的定位隔条（8）将传送带（7）划分为多个相同大小的承载区域，所述的载荷垫（9）与底板（11）之间设有压力传感器（10），所述的压力传感器（10）用于检测每个承载区域的载重；

所述的载料平台与所述传送带（7）之间设有用于承接物料（1）的连接板（4），所述的载料平台通过连接板（4）与传送带（7）连接并可实现物料的承接；

所述的物料自动化装载平台还包括检测机构，所述的检测机构包括截面为倒U形的主体框罩（13）、设于主体框罩（13）内侧壁上的侧向摄像头（15）、设于主体框罩（13）内顶壁上的垂向摄像头（14）和ARM处理器，所述的侧向摄像头（15）和垂向摄像头（14）可获得每个承载区域中物料的侧视图和俯视图并传输至ARM处理器，所述的ARM处理器用于分析每张图片中的不同颜色的像素点分布，并根据不同颜色的像素点分布获得物体的边界轮廓，并根据边界轮廓确定物料（1）的数量。

2.根据权利要求1所述的一种物料自动化装载平台，其特征在于，所述的载料平台包括载料板（16）和设于载料板（16）下方的剪式支架（2），所述的剪式支架（2）的连接轴上连接有第二支撑杆（3）。

3.根据权利要求2所述的一种物料自动化装载平台，其特征在于，所述的第一支撑杆（5）和第二支撑杆（3）均为可伸缩杆。

4.根据权利要求2所述的一种物料自动化装载平台，其特征在于，所述的连接板（4）的一端铰接于所述载料板（16）靠近传送带（7）的一端上，连接板（4）的另一端通过设于载料板（16）下方的支架（17）连接并且使得连接板（4）的该端悬空设于传送带（7）上方。

5.根据权利要求4所述的一种物料自动化装载平台，其特征在于，所述的支架（17）为可拆卸结构。

6.根据权利要求2所述的一种物料自动化装载平台，其特征在于，所述的连接板（4）由相互嵌套的多块空心板依次连接构成，可实现伸长与收缩。

7.根据权利要求1所述的一种物料自动化装载平台，其特征在于，所述的载荷垫（9）为硬橡胶材料。

8.一种物料自动化装载方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将传送带平均分为多个承载区域，将每个区域传送带下方铺设相互独立的支撑板并在每个支撑板的下方设置压力传感器，并在传送带的上方和侧方放置摄像头；

S2：将待计数计重物料呈多层、1~2列的形式堆叠于每个承载区域中，开启传送带和摄像头，并且使得每个承载区域中物料的至少一个侧面和顶部可被摄像头拍到，获得每个承载区域中物料的侧视图和俯视图；

S3： 通过ARM处理器对照片中的像素块的颜色进行分析，将连续的且相同颜色的像素块进行线条拟合，通过线条拟合获得多条边界轮廓线条，对多条边界轮廓线条围成的闭合区域进行计数，获得两个侧面的计数值和俯视图上的排列列数；

S4：通过ARM处理器进行数据分析，若俯视图上的排列列数为1行，则任意一个侧面的计数值即为整体的物料数，若俯视图上的排列行数为2行，则两个侧面的计数值的总和为整体的物料数。

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