CN113182221A - 应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手 - Google Patents

应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，属于分拣手技术领域，包括底座，所述底座顶部固定安装有抓取机构，且抓取机构通过控制线缆连接有控制机柜。本发明中，通过设计的抓取机构，应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手可将仿生控制机构部分和抓取机械臂分别放置两个不同区域，以此做到检测人员能够在安全区域完成工作，抓取机械臂通过学习后可以顺利地把需要分拣的物品放入分拣机中进行分拣，在整个过程中检测人员完全不用接触被检测物品，让检测人员很好的避免了接触核辐射的可能性，并且通过电位器的实现对对抓取机构位移量的学习控制，满足对不同种类的货物抓取检测的需要。

Description

应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手
技术领域
本发明属于分拣手技术领域，尤其涉及应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手。
背景技术
海关工作人员遇到来自核辐射高危区的通关物品时大家都会很紧张，不仅穿上防辐射服，还要做好各种防护措施，当便携式放射性检测仪发出警报，就需要及时排查找出报警来源，人工操作容易影响工作人员的生命安全，由于相关政府可能将核污水排污大海，因此加强辐射货物的检测很迫切。
人工穿辐射服手持辐射仪检测对海关工作人员而言健康威胁太大，现有通过机械臂进行分拣的物流系统，但由于货物的形状、性质各不相同，单一思维的机器手无法做出对辐射物品适应的调整，非常需要工作人员进行配合，于是亟需一种能够人机协助、互动操作的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决由于货物的形状、性质各不相同，单一思维的机器手无法做出对辐射物品适应的调整，非常需要工作人员进行配合的问题，而提出的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，包括底座，所述底座顶部固定安装有抓取机构，且抓取机构通过控制线缆连接有控制机柜，且控制机柜后侧连接有仿生控制机构，所述抓取机构底部对应位置设有分拣机构，且分拣机构底部与一侧底座固定连接；
所述抓取机构包括多个转向舵机连接的机械臂机构，且分拣机构包括入料筒，且入料筒底部活动连接有分拣筒，且分拣筒底部固定连接有支撑底座，所述支撑底座底部通过插置杆活动连接有支撑底板，且分拣筒底部与支撑底部两侧对应位置分别设有辐射检测器和分拣手。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述抓取机构包括第四转向舵机，所述第四转向舵机顶部通过机械臂杆传动连接有第三转向舵机，所述第三转向舵机通过机械臂杆传动连接有第二转向舵机，所述第二转向舵机通过机械臂杆传动连接有第一转向舵机，所述第一转向舵机一侧固定安装有固定盘，所述固定盘一侧固定安装有机械爪。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述仿生控制机构与抓取机构结构相同，且仿生控制机构与第一转向舵机、第二转向舵机、第三转向舵机和第四转向舵机对应位置均设有电位器，且电位器与一侧控制机构相连通，且电位器一侧设有绑接机构。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述机械爪包括两个相对设置的爪齿，且两侧爪齿之间通过驱动电机铰接，且两侧驱动电机一侧通过连接杆与抓取机构一侧固定安装。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述入料筒两侧均固定安装有限位板，且分拣筒两侧均固定连接有若干限位块，且限位块与限位板一侧相啮合。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述限位板的横截面形状为L形，所述限位块的横截面形状为三角形，且限位板内腔一侧宽度与限位块底部的宽度相等。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述分拣筒外侧壁卡接有固定箍，所述固定箍一侧设有装配块，且装配块内通过固定螺栓固定连接，所述固定箍后侧通过销轴铰接有固定块，所述固定块顶部一侧开设有螺纹孔，且螺纹孔内通过螺纹柱螺纹连接有插置杆，所述插置杆固定连接在支撑底座顶部。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述支撑底座两侧均固定连接有插置杆，所述插置杆底端固定连接有卡块，所述卡块两侧均贴合有卡板，且卡板为塑胶弹力件，且两侧卡板外侧壁固定连接有卡座，所述卡座固定连接在支撑底板顶部。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述底座和控制机构之间固设有屏蔽板，且连接线缆外壁套设有防辐射线缆套。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述辐射检测器为盖革计数管。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设计的抓取机构，抓取机械臂放置在核辐射隔离区内，由隔离区外的工作人员通过仿生控制机构输入抓取机构的抓取机械臂的运动行程，抓取机械臂能够将货物放入入料筒内，并通过辐射检测器机械能辐射检测后通过分料手进行分料，应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手可将仿生控制机构部分和抓取机械臂分别放置两个不同区域，以此做到检测人员能够在安全区域完成工作，抓取机械臂通过学习后可以顺利地把需要分拣的物品放入分拣机中进行分拣，在整个过程中检测人员完全不用接触被检测物品，让检测人员很好的避免了接触核辐射的可能性，并且通过电位器的实现对抓取机构位移量的学习控制，满足对不同种类的货物抓取检测的需要。
2、本发明中，通过设计的分拣机构，入料筒能够实现入料货物的限位导向，并且入料筒能够通过两侧限位板实现对限位块的快速装配，继而能够通过可拆卸的入料筒和分拣筒实现对辐射入料筒的更换维护，避免大批货物入料后导致入料筒污染影响到下一批次货物筛选入料。
3、本发明中，通过设计的插置杆，插置杆能够通过底部卡块卡入卡座内腔两侧的卡板内，弹力件卡板能够对卡块进行限位，提高顶部插置杆和支撑底座固定的稳定性，从而能够通过调节插置杆的相对高度，进而能够适配不同货物的分选空间的调整，满足对货物分选的需要。
附图说明
图1为本发明提出的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手的立体拆分结构示意图；
图2为本发明提出的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手的正视结构示意图；
图3为本发明提出的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手的A部分放大的结构示意图；
图4为本发明提出的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手的B部分放大的结构示意图；
图5为本发明提出的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手的插置杆装配结构示意图；
图6为本发明提出的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手的抓取结构正视结构示意图。
图例说明：
1、底座；2、控制机柜；3、抓取机构；301、第一转向舵机；302、第二转向舵机；303、第三转向舵机；304、第四转向舵机；305、固定盘；4、仿生控制机构；401、绑接机构；402、电位器；5、机械爪；501、爪齿；502、驱动电机；503、连接杆；6、分拣机构；601、入料筒；602、分拣筒；603、固定箍；604、固定块；605、装配块；606、支撑底座；607、插置杆；608、分拣手；609、辐射检测器；610、限位板；611、限位块；612、螺纹柱；613、支撑底板；614、卡座；615、卡块；616、卡板；7、屏蔽板。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，包括底座1，所述底座1顶部固定安装有抓取机构3，且抓取机构3通过控制线缆连接有控制机柜2，且控制机柜2后侧连接有仿生控制机构4，所述抓取机构3底部对应位置设有分拣机构6，且分拣机构6底部与一侧底座1固定连接；
所述抓取机构3包括多个转向舵机连接的机械臂机构，且分拣机构6包括入料筒601，且入料筒601底部活动连接有分拣筒602，且分拣筒602底部固定连接有支撑底座606，所述支撑底座606底部通过插置杆607活动连接有支撑底板613，且分拣筒602底部与支撑底部两侧对应位置分别设有辐射检测器609和分拣手608，所述抓取机构3包括第四转向舵机304，所述第四转向舵机304顶部通过机械臂杆传动连接有第三转向舵机303，所述第三转向舵机303通过机械臂杆传动连接有第二转向舵机302，所述第二转向舵机302通过机械臂杆传动连接有第一转向舵机301，所述第一转向舵机301一侧固定安装有固定盘305，所述固定盘305一侧固定安装有机械爪5，所述仿生控制机构4与抓取机构3结构相同，且仿生控制机构4与第一转向舵机301、第二转向舵机302、第三转向舵机303和第四转向舵机304对应位置均设有电位器402，且电位器402与一侧控制机构相连通，且电位器402一侧设有绑接机构401。
实施方式具体为：第一转向舵机301、第二转向舵机302、第三转向舵机303和第四转向舵机304能够实现对机械臂的多轴调节，适配对获取的抓取需要，并且仿生控制机构4的电位器402和绑接机构401能够实现对手臂的手肘、手腕和肩端的控制调整，第一截机械臂仿生人体肩部，第二截机械臂仿生人体肘部；第三截机械臂仿生人体手部，其中仿生手部的第三截机械臂中包含机械爪5，其中控制机柜2通过使用Arduino UNO R3单片机搭载特别设计的一体化扩展板，方便连接舵机及控制按钮，使得机械臂动作的执行更加流畅，尽可能减少抖动和卡顿等现象，也为方便后期扩展其它传感器，四个精密的电位器402，1:1控制机械臂动作，利用扩展板上的控制按钮精准记录每个动作的关键点数据，采用性能好和稳定有力的金属齿轮舵机，来带动机械臂运动，抓取机构3一共采用4个舵机，对应仿生控制机构4上的4个电位器402，分别带动不同截数的机械臂模仿人体手臂的肩、肘和手在三维空间中自由舒展，让机械臂更加灵活，能实现多个纬度的旋转。
所述机械爪5包括两个相对设置的爪齿501，且两侧爪齿501之间通过驱动电机502铰接，且两侧驱动电机502一侧通过连接杆503与抓取机构3一侧固定安装，所述底座1和控制机构之间固设有屏蔽板7，且连接线缆外壁套设有防辐射线缆套，所述辐射检测器609为盖革计数器。
实施方式具体为：机械爪5能够实现对爪齿501的精密控制，保证抓取需要，辐射检测器609目前是一个很成熟的传感器，如果能将核辐射传感器安装在分拣手608的末端就能很好地对货物进行核辐射含量的检测，检测核辐射的核心部件是盖革计数器，通过盖革计数管设计的传感器为XIPA-OD-RSS，可用于检测核辐射、r射线和X射线，将辐射强度的变化转换成电信号来实现控制，分类完成交由分拣手608进行分拣，分拣手608舵机来进行驱动，舵机推动分拣手608将分类的货物落在两侧实现分类，防辐射线缆套能够实现对线缆的防护，避免辐射影响到数据传输，且控制侧设有观察摄像头，确保对控制的观察。
所述入料筒601两侧均固定安装有限位板610，且分拣筒602两侧均固定连接有若干限位块611，且限位块611与限位板610一侧相啮合，所述限位板610的横截面形状为L形，所述限位块611的横截面形状为三角形，且限位板610内腔一侧宽度与限位块611底部的宽度相等，所述分拣筒602外侧壁卡接有固定箍603，所述固定箍603一侧设有装配块605，且装配块605内通过固定螺栓固定连接，所述固定箍603后侧通过销轴铰接有固定块604，所述固定块604顶部一侧开设有螺纹孔，且螺纹孔内通过螺纹柱612螺纹连接有插置杆607，所述插置杆607固定连接在支撑底座606顶部，所述支撑底座606两侧均固定连接有插置杆607，所述插置杆607底端固定连接有卡块615，所述卡块615两侧均贴合有卡板616，且卡板616为塑胶弹力件，且两侧卡板616外侧壁固定连接有卡座614，所述卡座614固定连接在支撑底板613顶部。
实施方式具体为：通过设置限位板610能够实现对分拣筒602和入料筒601的装配固定，且固定箍603能够实现装配效率，并且卡板616能够实现对卡块615的快速装配，提高适配调节能力。
工作原理：使用时，抓取机械臂放置在核辐射隔离区内，由隔离区外的工作人员通过仿生控制机进行多个转向舵机的教学，输入教学抓取机构3的抓取机械臂如何抓取该批次的货物，抓取机械臂能够实现将货物放入入料筒601内，入料筒601内货物货物在重力的作用下向下运动到滑入分拣筒602内，分拣筒602落至分拣手608处后，在物料口低端核辐射检测传感器的检测下将货物进行判别分类，将信息告知分拣手608的单片机，分拣手608的单片机指挥分拣手608的舵机转动带动分拣手608将货物推移至有核辐射和无辐射的两堆货物。
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 (10)

1.一种应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)顶部固定安装有抓取机构(3)，且抓取机构(3)通过控制线缆连接有控制机柜(2)，且控制机柜(2)后侧连接有仿生控制机构(4)，所述抓取机构(3)底部对应位置设有分拣机构(6)，且分拣机构(6)底部与一侧底座(1)固定连接；
所述抓取机构(3)包括多个转向舵机连接的机械臂机构，且分拣机构(6)包括入料筒(601)，且入料筒(601)底部活动连接有分拣筒(602)，且分拣筒(602)底部固定连接有支撑底座(606)，所述支撑底座(606)底部通过插置杆(607)活动连接有支撑底板(613)，且分拣筒(602)底部与支撑底部两侧对应位置分别设有辐射检测器(609)和分拣手(608)。
2.根据权利要求1所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述抓取机构(3)包括第四转向舵机(304)，所述第四转向舵机(304)顶部通过机械臂杆传动连接有第三转向舵机(303)，所述第三转向舵机(303)通过机械臂杆传动连接有第二转向舵机(302)，所述第二转向舵机(302)通过机械臂杆传动连接有第一转向舵机(301)，所述第一转向舵机(301)一侧固定安装有固定盘(305)，所述固定盘(305)一侧固定安装有机械爪(5)。
3.根据权利要求1所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述仿生控制机构(4)与抓取机构(3)结构相同，且仿生控制机构(4)与第一转向舵机(301)、第二转向舵机(302)、第三转向舵机(303)和第四转向舵机(304)对应位置均设有电位器(402)，且电位器(402)与一侧控制机构相连通，且电位器(402)一侧设有绑接机构(401)。
4.根据权利要求2所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述机械爪(5)包括两个相对设置的爪齿(501)，且两侧爪齿(501)之间通过驱动电机(502)铰接，且两侧驱动电机(502)一侧通过连接杆(503)与抓取机构(3)一侧固定安装。
5.根据权利要求1所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述入料筒(601)两侧均固定安装有限位板(610)，且分拣筒(602)两侧均固定连接有若干限位块(611)，且限位块(611)与限位板(610)一侧相啮合。
6.根据权利要求5所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述限位板(610)的横截面形状为L形，所述限位块(611)的横截面形状为三角形，且限位板(610)内腔一侧宽度与限位块(611)底部的宽度相等。
7.根据权利要求1所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述分拣筒(602)外侧壁卡接有固定箍(603)，所述固定箍(603)一侧设有装配块(605)，且装配块(605)内通过固定螺栓固定连接，所述固定箍(603)后侧通过销轴铰接有固定块(604)，所述固定块(604)顶部一侧开设有螺纹孔，且螺纹孔内通过螺纹柱(612)螺纹连接有插置杆(607)，所述插置杆(607)固定连接在支撑底座(606)顶部。
8.根据权利要求1所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述支撑底座(606)两侧均固定连接有插置杆(607)，所述插置杆(607)底端固定连接有卡块(615)，所述卡块(615)两侧均贴合有卡板(616)，且卡板(616)为塑胶弹力件，且两侧卡板(616)外侧壁固定连接有卡座(614)，所述卡座(614)固定连接在支撑底板(613)顶部。
9.根据权利要求1所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述底座(1)和控制机构之间固设有屏蔽板(7)，且连接线缆外壁套设有防辐射线缆套。
10.根据权利要求1所述的应用于核辐射高危区通关物品的智能分拣手，其特征在于，所述辐射检测器(609)为盖革计数管。
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