CN112192541B - 一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法，工作环境维护装置技术领域，针对现有的捡取散落工件繁重的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：S1:打开开关，输入指令，控制装置控制电动轮随机移动，第二电机和伸缩杆带动扫描仪持续进行随机同步扫描，S2:步骤S1中，扫描仪扫描感受不同的信号，控制装置控制电动轮停止移动，扫描仪对异物进行精准扫描，初步判定异物大小和形状，本发明以自动进行工件的识别、分拣和收纳，减少人工的干预，进而减少员工的劳动强度，降低成本，方便工作的进行，同时可以适应不同的工作需要，保证工件收纳的安全，实现多样化的收纳效果。

Description

一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法

技术领域

本发明涉及工作环境维护装置技术领域，尤其涉及一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法。

背景技术

随着社会的发展，机械零部件的需求量也随之上升，为了增加产量，各个加工装置的生产效率也同步进行提高，以及前序的上料、后续的出料运输，在各个生产过程中，不可避免的产生一定量的工件散落到外部，不仅造成浪费，设置还可能对生产造成一定影响。

现有装置一般都是工人随机进行捡取，以便后续工作的进行，这样不仅对于人员较为浪费，且工作强度也较为繁重。

发明内容

本发明提出的一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法，解决了捡取散落工件繁重的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法，包括以下步骤：

S1:打开开关，输入指令，控制装置控制电动轮随机移动，第二电机和伸缩杆带动扫描仪持续进行随机同步扫描；

S2:步骤S1中，扫描仪扫描感受不同的信号，控制装置控制电动轮停止移动，扫描仪对异物进行精准扫描，初步判定异物大小和形状；

S3:步骤S2中，判定异物大小和形状符合加工零部件的要求，异物大小和形状，控制装置控制电动轮移动，接近零件所在位置，第一测距传感器判定距离；

S4:在步骤S3接近零件过程中，控制装置控制最底层的电动门开启，然后控制第一电机启动，促使移动板移动，皮带运输机延伸至收纳盒外；

S5:步骤S3和S4中底盘和皮带运输机均到达指定位置后，控制装置控制机械臂和夹持器移动到零件所在位置，夹持器对零件进行夹持，然后利用机械臂对夹持器进行移动，夹持器将散落的零件放置到延伸出来的皮带运输机上，夹持器和机械臂归位；

S6:步骤S5夹持器和机械臂归位后，第一电机反向启动，促使移动板移动，皮带运输机回归收纳盒内，电动门关闭，然后皮带运输机通电工作，移动一个单位距离；

S7:在步骤S6皮带运输机移动过程中，控制装置控制电动轮和扫描仪继续工作，进行下一轮的循环。

优选的，步骤S1中的扫描仪采用三维扫描仪。

优选的，控制装置内设置有存储器和定位器，记录步骤S3中定点的位置。

优选的，利用摄像头观看和识别步骤S6后皮带运输机上工件码放的数量，数量超过预定值，将信号传递给控制装置。

一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的装置，包括底盘，所述底盘的上侧固定连接有收纳盒，所述收纳盒的一侧固定连接有分隔板，所述分隔板上连接有码放装置，所述码放装置的上方设置有探寻装置，所述码放装置的一侧设置有电动门，所述码放装置的下方设置有与底盘固定连接的控制装置和电池，所述底盘的底部连接有电动轮，所述底盘的四周均固定连接有的第一测距传感器，所述电动门的两侧均设置有与底盘固定连接的机械臂，且机械臂的另一端固定连接有夹持器，所述分隔板上固定连接有多个摄像头。

优选的，所述码放装置包括与分隔板固定连接的第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有丝杆，所述丝杆的外壁螺旋传动配合有与收纳盒滑动连接的滑块，所述滑块的一侧固定连接有移动板，两个所述移动板之间连接有皮带运输机。

优选的，所述探寻装置包括与收纳盒固定连接的工作箱，所述工作箱的底部固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端通过联轴器固定连接有旋转轴，所述旋转轴的顶端固定连接有与工作箱转动连接的旋转板，所述旋转板的上侧固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的输出端固定连接安装板，所述安装板的上侧固定连接有扫描仪。

优选的，所述夹持器的外壁固定连接有第二测距传感器，所述夹持器的外壁固定连接有缓冲垫。

本发明的有益效果：

1：通过多个装置的配合，可以自动进行工件的识别、分拣和收纳，减少人工的干预，进而减少员工的劳动强度，降低成本，方便工作的进行。

2：通过对控制装置进行数据的输入以及各个传感器等的配合，可以很好的进行不同地形、不同环境、不同工件的选取和收纳，适应不同的工作需要，保证工件收纳的安全，实现多样化的收纳效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法的主视剖视示意图；

图2为本发明提出的一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法的左视剖视示意图；

图3为本发明提出的一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法的探寻装置主视剖视示意图；

图4为本发明提出的一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法的A处放大示意图。

图中标号：1、底盘；2、电动轮；3、第一测距传感器；4、分隔板；5、第一电机；6、摄像头；7、收纳盒；8、探寻装置；9、移动板；10、皮带运输机；11、电动门；12、机械臂；13、夹持器；14、控制装置；15、电池；16、滑块；17、丝杆；18、工作箱；19、旋转板；20、伸缩杆；21、安装板；22、扫描仪；23、旋转轴；24、第二电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法，包括以下步骤：

S1:打开开关，输入指令，控制装置14控制电动轮2随机移动，第二电机24和伸缩杆20带动扫描仪22持续进行随机同步扫描，第二电机24带动扫描仪22旋转，伸缩杆20带动扫描仪上升和下降，保证扫描仪22扫描的范围，扫描仪扫描识别物件，是整个控制工作的开始。

S2:步骤S1中，扫描仪22扫描感受不同的信号，控制装置14控制电动轮2停止移动，扫描仪22对异物进行精准扫描，初步判定异物大小和形状，当扫描仪22扫描所传回的数据与正常数据不相同时，停止移动，以便扫描仪22可以精准的进行扫描，实现数据的精准输入。

S3:步骤S2中，判定异物大小和形状符合加工零部件的要求，异物大小和形状，控制装置14控制电动轮2移动，接近零件所在位置，第一测距传感器3判定距离，在判定异物大小和形状后，电动轮2的移动靠进工件的位置，方便后续的拿取。

S4:在步骤S3接近零件过程中，控制装置14控制最底层的电动门11开启，然后控制第一电机5启动，促使移动板9移动，皮带运输机10延伸至收纳盒7外，在移动过程中，同步开启第一电机5，可以节约一定的准备时间，移动板9移动出收纳盒7之后，可以保证皮带运输机10对后续零部件的收纳。

S5:步骤S3和S4中底盘1和皮带运输机10均到达指定位置后，控制装置14控制机械臂12和夹持器13移动到零件所在位置，夹持器13对零件进行夹持，然后利用机械臂12对夹持器13进行移动，夹持器13将散落的零件放置到延伸出来的皮带运输机10上，夹持器13和机械臂12归位，在第一位置传感器3和扫描仪22给予各项数据的前提下，控制装置14计算夹持点的距离位置，然后可以控制夹持器13对工件的夹持，然后再控制机械臂12的工作，将夹持器13连通工件移动到皮带运输机10上，确保工件的放置。

S6:步骤S5夹持器13和机械臂12归位后，第一电机5反向启动，促使移动板9移动，皮带运输机10回归收纳盒7内，电动门11关闭，然后皮带运输机10通电工作，移动一个单位距离，第一电机5反向运动后，可以将工件放置到收纳盒7中，方便后续的取用。

S7:在步骤S6皮带运输机10移动过程中，控制装置14控制电动轮2和扫描仪22继续工作，进行下一轮的循环，自动控制循环，保证持续工作的需要。

步骤S1中的扫描仪22采用三维扫描仪，三维扫描仪为现有结构，可以扫描得出工件的具体形状，保证装置的后续的工作。

控制装置14内设置有存储器和定位器，记录步骤S3中定点的位置，存储器和定位器可以收集每一次拿取工件的位置，在后续的改进中，重点再此位置进行扫描。

利用摄像头6观看和识别步骤S6后皮带运输机10上工件码放的数量，数量超过预定值，将信号传递给控制装置14，摄像头6观看和识别工件数量，当最底层的工件满时，即控制第二层的皮带运输机10进行收集，当最高层的皮带运输机10堆满时，装置利用电动轮2移动到初始位置，等待卸货，然后进行下一次的工作。

一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的装置，包括底盘1，底盘1的上侧固定连接有收纳盒7，收纳盒7的一侧固定连接有分隔板4，分隔板4上连接有码放装置，码放装置的上方设置有探寻装置8，码放装置的一侧设置有电动门11，码放装置的下方设置有与底盘1固定连接的控制装置14和电池15，底盘1的底部连接有电动轮2，底盘1的四周均固定连接有的第一测距传感器3，电动门11的两侧均设置有与底盘1固定连接的机械臂12，且机械臂12的另一端固定连接有夹持器13，分隔板4上固定连接有多个摄像头6，在记性工作时，在控制装置14中输入预定的程序，然后随着电动轮2的移动，使得装置可以到达指定的位置，同时探寻装置8随机进行扫描，当探寻到工件时，控制电动轮2移动到工件位置，利用机械臂12和夹持器13的工作，将工件放置到码放装置上，进行码放，码放完成后，继续进行运动，进行下一次的工作，其中第一距离传感器3可以提供靠进工件的距离，同时可以提供装置与其他固定物的位置，避免装置的碰撞，摄像头6观看收纳盒7内部的情况，保证每一层收纳的数量。

码放装置包括与分隔板4固定连接的第一电机5，第一电机5的输出端固定连接有丝杆17，丝杆17的外壁螺旋传动配合有与收纳盒7滑动连接的滑块16，滑块16的一侧固定连接有移动板9，两个移动板9之间连接有皮带运输机10，在进行码放时，电动门11和第二电机5开启，第一电机5带动丝杆17进行转动，继而使得滑块16带动移动板9移动，使得皮带运输机10移动的收纳盒7的外侧，保证工件的放置，同时在放置完成后，第一电机5带动移动板9移动到收纳盒7中，皮带运输机10移动一个单位，方便下一次工件的放置，保证整个收纳的过程。

探寻装置8包括与收纳盒7固定连接的工作箱18，工作箱18的底部固定连接有第二电机24，第二电机24的输出端通过联轴器固定连接有旋转轴23，旋转轴23的顶端固定连接有与工作箱18转动连接的旋转板19，旋转板19的上侧固定连接有伸缩杆20，伸缩杆20的输出端固定连接安装板21，安装板21的上侧固定连接有扫描仪22，在探寻过程各种，第二电机24工作，经过旋转轴23的带动，使得旋转板19和伸缩杆20转动，进一步的带动安装板21和扫面议22的转动，同时伸缩杆20的伸缩带动扫描仪22上升或者下降，保证扫描仪22扫描的范围，同时扫描仪22实现三维扫描，保证数据的输入。

夹持器13的外壁固定连接有第二测距传感器，夹持器13的外壁固定连接有缓冲垫，第二测距传感器感受夹持器13与工件之间的距离，缓冲垫进行过一定的缓冲，减少因为数据误差造成的碰撞。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”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设备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。

此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:打开开关，输入指令，控制装置（14）控制电动轮（2）随机移动，第二电机（24）和伸缩杆（20）带动扫描仪（22）持续进行随机同步扫描；S2:步骤S1中，扫描仪（22）扫描感受不同的信号，控制装置（14）控制电动轮（2）停止移动，扫描仪（22）对异物进行精准扫描，初步判定异物大小和形状；S3:步骤S2中，判定异物大小和形状符合加工零部件的要求，异物大小和形状，控制装置（14）控制电动轮（2）移动，接近零件所在位置，第一测距传感器（3）判定距离；S4:在步骤S3接近零件过程中，控制装置（14）控制最底层的电动门（11）开启，然后控制第一电机（5）启动，促使移动板（9）移动，皮带运输机（10）延伸至收纳盒（7）外；S5:步骤S3和S4中底盘（1）和皮带运输机（10）均到达指定位置后，控制装置（14）控制机械臂（12）和夹持器（13）移动到零件所在位置，夹持器（13）对零件进行夹持，然后利用机械臂（12）对夹持器（13）进行移动，夹持器（13）将散落的零件放置到延伸出来的皮带运输机（10）上，夹持器（13）和机械臂（12）归位；S6:步骤S5夹持器（13）和机械臂（12）归位后，第一电机（5）反向启动，促使移动板（9）移动，皮带运输机（10）回归收纳盒（7）内，电动门（11）关闭，然后皮带运输机（10）通电工作，移动一个单位距离；S7:在步骤S6皮带运输机（10）移动过程中，控制装置（14）控制电动轮（2）和扫描仪（22）继续工作，进行下一轮的循环；

步骤S1中的所述扫描仪（22）采用三维扫描仪；

步骤S3 中的所述第一测距传感器（3）提供靠近工件需要移动的距离，同时检测装置与其他固定物的距离，避免装置的碰撞；

所述控制装置（14）内设置有存储器和定位器，记录步骤S3中定点的位置；存储器和定位器收集每一次拿取工件的位置，在后续的改进中，重点在此位置进行扫描；

利用摄像头（6）观看和识别步骤S6后所述皮带运输机（10）上工件码放的数量，数量超过预定值，将信号传递给所述控制装置（14），当最底层的工件满时，即控制第二层的皮带运输机（10）进行收集，当最高层的皮带运输机（10）堆满时，装置利用电动轮（2）移动到初始位置，等待卸货，然后进行下一次的工作；

适用于所述一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的控制方法的装置为一种机器人自动识别散落工件位置并自动抓取的装置，包括底盘（1），所述底盘（1）的上侧固定连接有收纳盒（7），所述收纳盒（7）的一侧固定连接有分隔板（4），所述分隔板（4）上连接有码放装置，所述码放装置的上方设置有探寻装置（8），所述码放装置的一侧设置有电动门（11），所述码放装置的下方设置有与底盘（1）固定连接的控制装置（14）和电池（15），所述底盘（1）的底部连接有电动轮（2），所述底盘（1）的四周均固定连接有的第一测距传感器（3），所述电动门（11）的两侧均设置有与底盘（1）固定连接的机械臂（12），且机械臂（12）的另一端固定连接有夹持器（13），所述分隔板（4）上固定连接有多个摄像头（6）；

所述码放装置包括与分隔板（4）固定连接的第一电机（5），所述第一电机（5）的输出端固定连接有丝杆（17），所述丝杆（17）的外壁螺旋传动配合有与收纳盒（7）滑动连接的滑块（16），所述滑块（16）的一侧固定连接有移动板（9），两个所述移动板（9）之间连接有皮带运输机（10）；

所述探寻装置（8）包括与收纳盒（7）固定连接的工作箱（18），所述工作箱（18）的底部固定连接有第二电机（24），所述第二电机（24）的输出端通过联轴器固定连接有旋转轴（23），所述旋转轴（23）的顶端固定连接有与工作箱（18）转动连接的旋转板（19），所述旋转板（19）的上侧固定连接有伸缩杆（20），所述伸缩杆（20）的输出端固定连接安装板（21），所述安装板（21）的上侧固定连接有扫描仪（22）；

所述夹持器（13）的外壁固定连接有第二测距传感器，所述夹持器（13）的外壁固定连接有缓冲垫。

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