CN112977951A - 一种基于颜色识别的物料搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于物料搬运机器人技术领域，且公开了一种基于颜色识别的物料搬运机器人，包括底座，所述底座的底部固定安装有移动滚轮，所述移动滚轮的下方设置有移动模块，所述底座的顶部固定安装有一号电机和抽气泵，所述一号电机的输出端固定连接有支撑座，所述支撑座的顶部固定安装有二号电机。本发明通过利用抽气夹具模块夹起来，抽气夹具模块上固定安装的摄像头同时对被夹起的橡胶进行摄像识别，判断香蕉的颜色，从而得出被夹持香蕉的成熟度，通过其成熟度为投送依据，将被夹持香蕉分别投送到各个包装箱中，三台不同的输送设备，每台输送设备分别负责对不同成熟度香蕉的运送和承接工作，不同成熟度的橡胶被分别投送到各个不同的包装箱中。

Description

一种基于颜色识别的物料搬运机器人

技术领域

本发明属于物料搬运机器人技术领域，具体为一种基于颜色识别的物料搬运机器人。

背景技术

在日常的生产加工过程中，需要对生产车间或者厂房内的物料进行一些列高效率搬运工作，现有的搬运机器人一般不具备进行智能识别的工作，因此的在进行搬运时，智能按照事先设定好的程序和路线机械化的将物料从初始位置搬运到目标位置，而无法对物料进行识别以做出分类工作，本发明主要针对现有的水果加工厂，对成色不同的香蕉等水果进行自动分类工作，以香蕉为例，香蕉在采摘时不能全熟采摘，需要根据运输目的地不同来采摘不同成熟度的香蕉，而不同成熟度的香蕉颜色是不同的，因此需要其表面的颜色进行识别，随后将其搬运到对应的位置进行后续的工作。

现有的生产车间对香蕉等的分类，普遍采用人工分类方法，人工进行采摘时将香蕉进行分类，进而在包装时，将不同颜色的蔬果放到不同的包装箱内，这种人工分类的方式不仅提高了工作人员的工作强度，也提高了人工成本，为了提高工作效率和降低成本，需要设计出一种新的可进行将香蕉分类的和自动投送的机器人。

另外，如果采用的现有的工厂内常用的机器人进行搬运，在实际工作过程中，我们发现，现有的机器人其机械爪等夹持部件在对香蕉进行夹持时，由于香蕉表面的不规则曲面，总是出现夹持不稳定，我们尝试采用加大加持力度的方法对香蕉进行夹持，但是经常会出现香蕉表面由于夹持力度大受到损坏的现象，因此，我们设计出了一种全新的夹持方案，达到既可以将香蕉有效进行夹持，也不会将香蕉夹坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于颜色识别的物料搬运机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于颜色识别的物料搬运机器人，包括底座，所述底座的底部固定安装有移动滚轮，所述移动滚轮的下方设置有移动模块，所述底座的顶部固定安装有一号电机和抽气泵，所述一号电机的的输出端固定连接有支撑座，所述支撑座的顶部固定安装有二号电机，所述二号电机的输出端固定连接有一号转向轴，所述一号转向轴的表面固定安装有一号连接臂，所述一号连接臂的顶端固定安装有三号电机，所述三号电机的输出端固定连接有二号连接轴，所述二号连接轴的表面固定安装有二号连接臂，所述二号连接臂的顶端固定安装有四号电机，所述四号电机的输出端固定连接有三号转向轴，所述三号转向轴固定连接有抽气夹具模块，所述抽气夹具模块上固定安装有摄像头。

优选的，所述底座的后侧设置有三个输送台，所述输送台的顶部设置有输送带，所述输送带的顶部放置有包装箱，所述输送带的下方设置有压力传感器，所述压力传感器固定安装于输送台，当无包装箱位于压力传感器上方时，输送带由于处于绷紧状态，致使输送带虽然与压力传感器顶部接触，但是却无实际压力，对压力传感器造成的干扰很小可以忽略不计，压力传感器的型号为鹏力达PLD204D-10。

优选的，所述移动模块包括轨道和五号电机，所述五号电机位于轨道的右端，所述轨道的左右两端分别设置有主动轮和传动绳，所述五号电机的输出端与传动绳固定连接，所述主动轮和从动轮之间传动连接有传动绳，所述传动绳与底座的底部固定连接，轨道和移动滚轮之间的配合限制了底座的移动轨迹，对其进行了限位，并且移动滚轮与轨道之间的组合也减小底座在前进过程中的阻力，提快了底座的移动速度，五号电机转动时底座会随着传动绳的传动沿着轨道进行移动，五号电机停止转动时底座同时停止前进。

优选的，所述抽气夹具模块包括两块夹具，所述夹具的表面固定安装有垫板，所述垫板的表面固定卡接有吸盘，所述吸盘的吸入端穿过夹具位于其内侧，所述垫板的外侧面固定安装有固定盒，所述固定盒的表面设置有接头，所述接头固定连通有进气管，所述进气管的另一端与抽气泵固定连通，垫板与固定盒之间构成了一个密闭的空间，接头将垫板和固定盒构成的密闭空间向进气管导通，通过抽气泵进行抽气致使吸盘向该密闭空间内进气。

优选的，所述移动滚轮共设置有两列，每列所述移动滚轮均安装有四块滚轮，所述滚轮与轨道的相适配。

优选的，所述传动绳设置于底座的下方且位于轨道的中间，所述传动绳分为上下两个部分且与底座固定连接的部分为传动绳的上部分，五号电机启动后会带动主动轮和从动轮转动，传动绳环绕着主动轮和从动轮同样会进行输送，于是与底座的底部与传动绳的固定连接部分会随着传动绳的传动进行水平移动，移动滚轮在轨道的表面进行滚动配合着底座的前进后退。

优选的，所述吸盘阵列分布于垫板的表面，所述吸盘设置有三排十二列共计三十六个，所述夹具的表面共开设有三十六个圆形通孔且圆形通孔按照吸盘设置阵列队形排布，所述吸盘与夹具表面的圆形通孔一一对应并穿过通孔，两块夹具的内侧面均设置有吸盘，当抽气夹具模块将香蕉夹起时，始终与香蕉表面接触的是吸盘，由于吸盘为橡胶制成，故而其质地较软，在对香蕉进行夹持时不会将香蕉的表面压坏，且吸盘与香蕉便面进行贴合时，抽气泵会在进行抽气，而固定盒和垫板之间的共同构成一个密闭空间，且该空间与进气管和连通，抽气泵进行抽气时，吸盘与香蕉的接触部分为将香蕉的表面紧紧吸附，故而夹具并不需要太大的夹持力度便可以将香蕉夹持起来，进一部分对香蕉做到了保护。

优选的，所述压力传感器的顶部与输送带的底部接触，所述包装箱放置于压力传感器的正上方且两者之间隔有输送带，机器人可将香蕉搬运至包装箱中，由于包装箱位于压力传感器的正上方，那么此时压力传感器便会为包装箱及其内部的香蕉进行称重，预先设定好压力传感器的预设值，当包装箱内部的香蕉重量未达到预设值时其不会进行下一步行动，橡胶在包装箱中渐渐积累导致压力传感器承受的压力会慢慢变大，即包装箱的重量越来越来大，最终包装箱内部香蕉的总量达到压力传感器原先的设定值，随后启动输送带带着包装箱向下一工位进行移动。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过利用抽气夹具模块夹起来，抽气夹具模块上固定安装的摄像头同时对被夹起的橡胶进行摄像识别，判断香蕉的颜色，从而得出被夹持香蕉的成熟度，通过其成熟度为投送依据，将被夹持香蕉分别投送到各个包装箱中，三台不同的输送设备，每台输送设备分别负责对不同成熟度香蕉的运送和承接工作，不同成熟度的橡胶被分别投送到各个不同的包装箱中，实现对香蕉的自动分类工作、搬运、投放和运输等工作，无需人工参与，降低了人工成本，提高了生产效率。

2、本发明通过抽气夹具模块将香蕉夹起时，由于吸盘为橡胶制成，故而其质地较软，在对香蕉进行夹持时不会将香蕉的表面压坏，且吸盘与香蕉便面进行贴合时，抽气泵会在进行抽气，而固定盒和垫板之间的共同构成一个密闭空间，且该空间与进气管和连通，抽气泵进行抽气时，吸盘与香蕉的接触部分为将香蕉的表面紧紧吸附，故而夹具并不需要太大的夹持力度便可以将香蕉夹持起来，进一部分对香蕉做到了保护并且保证了夹持的稳定性，避免了对香蕉表面的破坏，大大降低了损坏率，确保了香蕉质量。

3、本发明通过五号电机启动后会带动主动轮和从动轮转动，传动绳环绕着主动轮和从动轮同样会进行输送，于是与底座的底部与传动绳的固定连接部分会随着传动绳的传动进行水平移动，移动滚轮在轨道的表面进行滚动配合着底座的前进后退，滑轨保证了机器人在续送气其运行轨迹的精确度，且取消了传统的将电机放在机器人的底部带动机器人直接运动，降低了机器人的整体重量，降低了其运动惯性，令其更加灵活，其电机放在外部也更加方便对其进行维护和更换工作，对故障的排修也会更加简便。

附图说明

图1为本发明整体示意图；

图2为本发明输送带的剖开示意图；

图3为本发明移动模块的示意图；

图4为本发明抽气夹具模块的示意图；

图5为本发明抽气夹具模块的结构分解示意图；

图6为本发明机器人的分解示意图。

图中：1、底座；2、移动滚轮；3、移动模块；301、轨道；302、五号电机；303、主动轮；304、传动绳；305、从动轮；4、一号电机；5、支撑座；6、二号电机；7、一号转向轴；8、一号连接臂；9、三号电机；10、二号连接轴；11、二号连接臂；12、四号电机；13、三号转向轴；14、抽气夹具模块；1401、夹具；1402、垫板；1403、吸盘；1404、固定盒；1405、接头；15、摄像头；16、进气管；17、抽气泵；18、输送台；19、输送带；20、包装箱；21、压力传感器。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明实施例中，一种基于颜色识别的物料搬运机器人，包括底座1，底座1的底部固定安装有移动滚轮2，移动滚轮2的下方设置有移动模块3，底座1的顶部固定安装有一号电机4和抽气泵17，一号电机4的的输出端固定连接有支撑座5，支撑座5的顶部固定安装有二号电机6，二号电机6的输出端固定连接有一号转向轴7，一号转向轴7的表面固定安装有一号连接臂8，一号连接臂8的顶端固定安装有三号电机9，三号电机9的输出端固定连接有二号连接轴10，二号连接轴10的表面固定安装有二号连接臂11，二号连接臂11的顶端固定安装有四号电机12，四号电机12的输出端固定连接有三号转向轴13，三号转向轴13固定连接有抽气夹具模块14，抽气夹具模块14上固定安装有摄像头15。

其中，底座1的后侧设置有三个输送台18，输送台18的顶部设置有输送带19，输送带19的顶部放置有包装箱20，输送带19的下方设置有压力传感器21，压力传感器21固定安装于输送台18，当无包装箱20位于压力传感器21上方时，输送带19由于处于绷紧状态，致使输送带19虽然与压力传感器21顶部接触，但是却无实际压力，对压力传感器21造成的干扰很小可以忽略不计，压力传感器的型号为鹏力达PLD204D-10。

其中，移动模块3包括轨道301和五号电机302，五号电机302位于轨道301的右端，轨道301的左右两端分别设置有主动轮303和传动绳304，五号电机302的输出端与传动绳304固定连接，主动轮303和从动轮305之间传动连接有传动绳304，传动绳304与底座1的底部固定连接，轨道301和移动滚轮2之间的配合限制了底座1的移动轨迹，对其进行了限位，并且移动滚轮2与轨道301之间的组合也减小底座1在前进过程中的阻力，提快了底座1的移动速度，五号电机302转动时底座1会随着传动绳304的传动沿着轨道301进行移动，五号电机302停止转动时底座1同时停止前进。

其中，抽气夹具模块14包括两块夹具1401，夹具1401的表面固定安装有垫板1402，垫板1402的表面固定卡接有吸盘1403，吸盘1403的吸入端穿过夹具1401位于其内侧，垫板1402的外侧面固定安装有固定盒1404，固定盒1404的表面设置有接头1405，接头1405固定连通有进气管16，进气管16的另一端与抽气泵17固定连通，垫板1402与固定盒1404之间构成了一个密闭的空间，接头1405将垫板1402和固定盒1404构成的密闭空间向进气管16导通，通过抽气泵17进行抽气致使吸盘1403向该密闭空间内进气。

其中，移动滚轮2共设置有两列，每列移动滚轮2均安装有四块滚轮，滚轮与轨道301的相适配。

其中，传动绳304设置于底座1的下方且位于轨道301的中间，传动绳304分为上下两个部分且与底座1固定连接的部分为传动绳304的上部分，五号电机302启动后会带动主动轮303和从动轮305转动，传动绳304环绕着主动轮303和从动轮305同样会进行输送，于是与底座1的底部与传动绳304的固定连接部分会随着传动绳304的传动进行水平移动，移动滚轮2在轨道301的表面进行滚动配合着底座1的前进后退。

其中，吸盘1403阵列分布于垫板1402的表面，吸盘1403设置有三排十二列共计三十六个，夹具1401的表面共开设有三十六个圆形通孔且圆形通孔按照吸盘1403设置阵列队形排布，吸盘1403与夹具1401表面的圆形通孔一一对应并穿过通孔，两块夹具1401的内侧面均设置有吸盘1403，当抽气夹具模块14将香蕉夹起时，始终与香蕉表面接触的是吸盘1403，由于吸盘1403为橡胶制成，故而其质地较软，在对香蕉进行夹持时不会将香蕉的表面压坏，当，且吸盘1403与香蕉便面进行贴合时，抽气泵17会在进行抽气，而固定盒1404和垫板1402之间的共同构成一个密闭空间，且该空间与进气管16和连通，抽气泵17进行抽气时，吸盘1403与香蕉的接触部分为将香蕉的表面紧紧吸附，故而夹具1401并不需要太大的夹持力度便可以将香蕉夹持起来，进一部分对香蕉做到了保护。

其中，压力传感器21的顶部与输送带19的底部接触，包装箱20放置于压力传感器21的正上方且两者之间隔有输送带19，机器人可将香蕉搬运至包装箱20中，由于包装箱20位于压力传感器21的正上方，那么此时压力传感器21便会为包装箱20及其内部的香蕉进行称重，预先设定好压力传感器21的预设值，当包装箱20内部的香蕉重量未达到预设值时其不会进行下一步行动，橡胶在包装箱20中渐渐积累导致压力传感器21承受的压力会慢慢变大，即包装箱20的重量越来越来大，最终包装箱20内部香蕉的总量达到压力传感器21原先的设定值，随后启动输送带19带着包装箱20向下一工位进行移动。

工作原理及使用流程：

该机器人将地上成堆的香蕉利用抽气夹具模块14夹起来，抽气夹具模块14上固定安装的摄像头同时对被夹起的橡胶进行摄像识别，判断香蕉的颜色，从而得出被夹持香蕉的成熟度，通过其成熟度为投送依据，将被夹持香蕉分别投送到各个包装箱20中，三台不同的输送设备，每台输送设备分别负责对不同成熟度香蕉的运送和承接工作，不同成熟度的橡胶被分别投送到各个不同的包装箱20中，再通过压力传感器21对其进行称重，重量达到预设值后启动输送带19将当前包装箱20运送到下一工位进行贴标签和包装工作，重新放上新的包装箱20循环上述过程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于颜色识别的物料搬运机器人，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的底部固定安装有移动滚轮（2），所述移动滚轮（2）的下方设置有移动模块（3），所述底座（1）的顶部固定安装有一号电机（4）和抽气泵（17），所述一号电机（4）的输出端固定连接有支撑座（5），所述支撑座（5）的顶部固定安装有二号电机（6），所述二号电机（6）的输出端固定连接有一号转向轴（7），所述一号转向轴（7）的表面固定安装有一号连接臂（8），所述一号连接臂（8）的顶端固定安装有三号电机（9），所述三号电机（9）的输出端固定连接有二号连接轴（10），所述二号连接轴（10）的表面固定安装有二号连接臂（11），所述二号连接臂（11）的顶端固定安装有四号电机（12），所述四号电机（12）的输出端固定连接有三号转向轴（13），所述三号转向轴（13）固定连接有抽气夹具模块（14），所述抽气夹具模块（14）上固定安装有摄像头（15）。

2.根据权利要求1所述的一种基于颜色识别的物料搬运机器人，其特征在于：所述底座（1）的后侧设置有三个输送台（18），所述输送台（18）的顶部设置有输送带（19），所述输送带（19）的顶部放置有包装箱（20），所述输送带（19）的下方设置有压力传感器（21），所述压力传感器（21）固定安装于输送台（18）。

3.根据权利要求1所述的一种基于颜色识别的物料搬运机器人，其特征在于：所述移动模块（3）包括轨道（301）和五号电机（302），所述五号电机（302）位于轨道（301）的右端，所述轨道（301）的左右两端分别设置有主动轮（303）和传动绳（304），所述五号电机（302）的输出端与传动绳（304）固定连接，所述主动轮（303）和从动轮（305）之间传动连接有传动绳（304），所述传动绳（304）与底座（1）的底部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于颜色识别的物料搬运机器人，其特征在于：所述抽气夹具模块（14）包括两块夹具（1401），所述夹具（1401）的表面固定安装有垫板（1402），所述垫板（1402）的表面固定卡接有吸盘（1403），所述吸盘（1403）的吸入端穿过夹具（1401）位于其内侧，所述垫板（1402）的外侧面固定安装有固定盒（1404），所述固定盒（1404）的表面设置有接头（1405），所述接头（1405）固定连通有进气管（16），所述进气管（16）的另一端与抽气泵（17）固定连通。

5.根据权利要求1所述的一种基于颜色识别的物料搬运机器人，其特征在于：所述移动滚轮（2）共设置有两列，每列所述移动滚轮（2）均安装有四块滚轮，所述滚轮与轨道（301）的相适配。

6.根据权利要求3所述的一种基于颜色识别的物料搬运机器人，其特征在于：所述传动绳（304）设置于底座（1）的下方且位于轨道（301）的中间，所述传动绳（304）分为上下两个部分且与底座（1）固定连接的部分为传动绳（304）的上部分。

7.根据权利要求4所述的一种基于颜色识别的物料搬运机器人，其特征在于：所述吸盘（1403）阵列分布于垫板（1402）的表面，所述吸盘（1403）设置有三排十二列共计三十六个，所述夹具（1401）的表面共开设有三十六个圆形通孔且圆形通孔按照吸盘（1403）设置阵列队形排布，所述吸盘（1403）与夹具（1401）表面的圆形通孔一一对应并穿过通孔。

8.根据权利要求2所述的一种基于颜色识别的物料搬运机器人，其特征在于：所述压力传感器（21）的顶部与输送带（19）的底部接触，所述包装箱（20）放置于压力传感器（21）的正上方且两者之间隔有输送带（19）。

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