CN110339516B - 一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置。所述装置包括：消防机器人，其携带消防机器人水带公头；视觉辅助光源，其用于在消防机器人水带母头和消防机器人水带公头进行对接时提供光源照明；视觉摄像头，其用于采集消防机器人水带公头的图像信息；视觉控制器，其电连接到所述视觉摄像头，用于处理所采集的消防机器人水带公头的图像信息，并且处理图像信息得到所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息，并将水带公头的位置和偏角信息发生给并联手臂控制器。本发明解决了水带的对接还采用人工方式对接消防水带到消防机器人，消防的及时性受到约束的问题，有效节约出警灭火时间，同时也保证人员的安全。

Description

一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置

技术领域

本发明涉及消防技术领域，具体地涉及一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置。

背景技术

随着科技不断的发展，消防机器人越来越多的代替消防员进入火场进行灭火，但目前消防机器人普遍还采用人工遥控方式操作机器人，供水水带和消防机器人水炮的对接还采用人工方式对接，消防的及时性受到约束，如果采用机器人手臂自动对接消防水带，可有效节约出警灭火时间，同时也保证人员的安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置，解决了水带的对接还采用人工方式对接消防水带到消防机器人，消防的及时性受到约束的问题，有效节约出警灭火时间，同时也保证人员的安全。本发明能够在消防机器人待命处自动对接消防水带，或者在消防栓供给点，自动对接消防机器人上，及时通水进行灭火处理，可在重要的防火区或者危险区去安装并实现机器人自动取水灭火。

通过本发明可以实现的技术目的不限于上文已经特别描述的内容，并且本领域技术人员将从下面的详细描述中更加清楚地理解本文中未描述的其他技术目的。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

根据本公开的第一方面，本发明提供一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置，其包括：

消防机器人，其携带消防机器人水带公头；

视觉辅助光源，其用于在消防机器人水带母头和消防机器人水带公头进行对接时提供光源照明；

视觉摄像头，其用于采集消防机器人水带公头的图像信息；

视觉控制器，其电连接到所述视觉摄像头，用于处理所采集的消防机器人水带公头的图像信息，并且根据处理后的图像信息得到所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息；

并联手臂，其用于对接所述消防机器人水带母头和所述消防机器人水带公头；

并联手臂控制器，其电连接到所述视觉控制器，并且从所述视觉控制器接收所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息，所述并联手臂控制器根据所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息生成对接轨迹，所述并联手臂控制器驱动所述并联手臂按照所述并联手臂控制器生成的对接轨迹进行对接，在对接工作完成之后，所述视觉摄像头再次采集图像，确定所述消防水带公头和所述消防水带母头是否对接成功；

并联手臂驱动电机，其电连接到所述并联手臂控制器，并且附接在所述并联手臂上，用于驱动所述并联手臂；以及

并联机构动盘及水带母头夹持机构，所述并联手臂利用所述并联机构动盘及水带母头夹持机构来夹持所述消防机器人水带公头。

进一步地，在如上所述的装置中，所述消防机器人水带公头的位置信息是所述消防机器人水带公头的圆心点的坐标。

进一步地，在如上所述的装置中，所述并联手臂包括并联手臂大臂和并联手臂小臂。

进一步地，在如上所述的装置中，所述并联手臂大臂与并联手臂小臂可旋转地连接。

进一步地，在如上所述的装置中，在所述消防机器人水带公头和所述消防机器人水带母头对接成功之后，所述并联手臂控制器将所述消防机器人水带公头和所述消防机器人水带母头的相对位置和整体外形轮廓与预设的标准进行比较，如果与预设的标准相比所述相对位置偏大并且所述整体外形轮廓不一致，则确定对接不成功。

根据本公开的第二方面，本发明提供一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的方法，所述方法使用一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置，

所述装置包括：

消防机器人，其携带消防机器人水带公头；

视觉辅助光源，其用于在消防机器人水带母头和消防机器人水带公头进行对接时提供光源照明；

视觉摄像头，其用于采集消防机器人水带公头的图像信息；

视觉控制器，其电连接到所述视觉摄像头，用于处理所采集的消防机器人水带公头的图像信息，并且根据处理后的图像信息得到所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息；

并联手臂，其用于对接所述消防机器人水带母头和所述消防机器人水带公头；

并联手臂控制器，其电连接到所述视觉控制器，并且从所述视觉控制器接收所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息，所述并联手臂控制器根据所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息生成对接轨迹，所述并联手臂控制器驱动所述并联手臂按照所述并联手臂控制器生成的对接轨迹进行对接，在对接工作完成之后，所述视觉摄像头再次采集图像，确定所述消防水带公头和所述消防水带母头是否对接成功；

并联手臂驱动电机，其电连接到所述并联手臂控制器，并且附接在所述并联手臂上，用于驱动所述并联手臂；以及

并联机构动盘及水带母头夹持机构，所述并联手臂利用所述并联机构动盘及水带母头夹持机构来夹持所述消防机器人水带公头。

进一步地，在如上所述的方法中，所述消防机器人水带公头的位置信息是所述消防机器人水带公头的圆心点的坐标。

进一步地，在如上所述的方法中，所述并联手臂包括并联手臂大臂和并联手臂小臂。

进一步地，在如上所述的方法中，所述并联手臂大臂与并联手臂小臂可旋转地连接。

进一步地，在如上所述的方法中，在所述消防机器人水带公头和所述消防机器人水带母头对接成功之后，将所述消防机器人水带公头和所述消防机器人水带母头的相对位置和整体外形轮廓与预设的标准进行比较，如果与预设的标准相比所述相对位置偏大并且所述整体外形轮廓不一致，则确定对接不成功。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解的附图示出本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带装置轴侧图；

图2为本发明的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带装置俯视图；

图3为本发明的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带装置侧视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。下面将参考附图给出的详细描述旨在解释本发明的示例性实施例，而不是示出可以根据本发明实现的唯一实施例。以下详细描述包括具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。

在一些情况下，已知的结构和设备被省略或以框图形式示出，集中于结构和设备的重要特征，以免模糊本发明的概念。在整个说明书中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本发明的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带装置的轴侧图。图2示出了本发明的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带装置的俯视图。所述装置包括偏转电缸1；偏转伸缩杆2；并联手臂小臂3；偏转连杆机构4；并联机构动盘及水带母头夹持机构5；消防机器人水带接头公头6；消防机器人7；消防机器人自动脱水带机构8；消防水带母头9；消防水带母头夹持机构控制线10；并联手臂小臂11；并联手臂大臂12；视觉辅助光源13；视觉摄像头14；视觉控制器15；并联手臂控制器16；并联手臂驱动电机17。消防机器人携带消防机器人水带公头6。视觉辅助光源13在消防机器人水带母头9和消防机器人水带公头6进行对接时提供光源照明。视觉摄像头14采集消防机器人水带公头6的图像信息。视觉控制器15电连接到所述视觉摄像头14，用于处理所采集的消防机器人水带公头6的图像信息，并且根据处理后的图像信息得到所述消防机器人水带公头6的位置和偏角信息。并联手臂对接所述消防机器人水带母头9和所述消防机器人水带公头6。并联手臂控制器电连接到所述视觉控制器15，并且从所述视觉控制器接收所述消防机器人水带公头6的位置和偏角信息。所述并联手臂控制器16根据所述消防机器人水带公头6的位置和偏角信息生成对接轨迹，所述并联手臂控制器16驱动所述并联手臂按照所述并联手臂控制器生成的对接轨迹进行对接，在对接工作完成之后，所述视觉摄像头14再次采集图像，确定所述消防水带公头6和所述消防水带母头9是否对接成功。并联手臂驱动电机17电连接到所述并联手臂控制器16，并且附接在所述并联手臂上，用于驱动所述并联手臂。并联手臂利用所述并联机构动盘及水带母头夹持机构5来夹持所述消防机器人水带公头6。根据本发明的实施方式，所述消防机器人水带公头6的位置信息是所述消防机器人水带公头的圆心点的坐标。所述并联手臂包括并联手臂大臂12和并联手臂小臂11。所述并联手臂大臂12与并联手臂小臂11可旋转地连接。在所述消防机器人水带公头6和所述消防机器人水带母头9对接成功之后，所述并联手臂控制器16将所述消防机器人水带公头6和所述消防机器人水带母头9的相对位置和整体外形轮廓与预设的标准进行比较，如果与预设的标准相比所述相对位置偏大并且所述整体外形轮廓不一致，则确定对接不成功。

图3示出了本发明的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带装置侧视图。根据本发明的实施方式，视觉摄像头14采集消防机器人7水带接头公头6的图像信息，经过视觉控制器处理图像信息后将得到水带接头公头6的X,Y位置和偏角信息，并将信息发生到并联手臂控制器16，并联手臂控制器16驱动2轴并联手臂按照控制器生成的对接轨迹进行对接，并联机构动盘及水带母头夹持机构5实现对接工作完成后，视觉摄像头再次采集图像14，核实消防水带的公头和母头是否对接成功。

通过本发明提出的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带装置可实现快速给消防机器人自动对接水带，供给水源。时间短，无需人员现场操作，确保人员安全。消防机器人消防灭火自动化程度高。

如上所述，已经给出了本发明的优选实施例的详细描述，以使本领域技术人员能够实施和实践本发明。虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求书中描述的本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和改变。因此，本发明不应限于在此描述的特定实施例，而应被赋予与本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (8)

1.一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置，其特征在于，

所述装置包括：

消防机器人，其携带消防机器人水带公头；

视觉辅助光源，其用于在消防机器人水带母头和消防机器人水带公头进行对接时提供光源照明；

视觉摄像头，其用于采集消防机器人水带公头的图像信息；

视觉控制器，其电连接到所述视觉摄像头，用于处理所采集的消防机器人水带公头的图像信息，并且处理图像信息得到所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息；

并联手臂，其用于对接所述消防机器人水带母头和所述消防机器人水带公头；

并联手臂控制器，其电连接到所述视觉控制器，并且从所述视觉控制器接收所述消防机器人水带公头的位置和偏角信息，所述并联手臂控制器根据所述消防机器人水带公头的X,Y位置和偏角信息生成对接轨迹，所述并联手臂控制器驱动2轴并联手臂按照所述并联手臂控制器生成的对接轨迹进行对接，在对接工作完成之后，所述视觉摄像头再次采集图像，确定所述消防水带公头和所述消防水带母头是否对接成功；

在所述消防机器人水带公头和所述消防机器人水带母头对接成功之后，将所述消防机器人水带公头和所述消防机器人水带母头的相对位置和整体外形轮廓与预设的标准进行比较，如果与预设的标准相比所述相对位置偏大并且所述整体外形轮廓不一致，则确定对接不成功；

并联手臂驱动电机，其电连接到所述并联手臂控制器，并且附接在所述并联手臂上，用于驱动所述并联手臂；以及并联机构动盘及水带母头夹持机构，所述并联手臂利用所述并联机构动盘及水带母头夹持机构来夹持水带母头。

2.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于，所述消防机器人水带公头的位置信息是所述消防机器人水带公头的圆心点的坐标。

3.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于，所述并联手臂包括并联手臂大臂和并联手臂小臂。

4.根据权利要求3所述的装置，

其特征在于，所述并联手臂大臂与并联手臂小臂可旋转地连接。

5.一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的方法，其特征在于，

所述方法使用如权利要求1-4任意一项所述的一种基于视觉检测和并联手臂自动对接消防水带的装置。

6.根据权利要求5所述的方法，

其特征在于，所述消防机器人水带公头的位置信息是所述消防机器人水带公头的圆心点的坐标。

7.根据权利要求5所述的方法，

其特征在于，所述并联手臂包括并联手臂大臂和并联手臂小臂。

8.根据权利要求7所述的方法，

其特征在于，所述并联手臂大臂与并联手臂小臂可旋转地连接。

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