CN113414777A - 一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于搬运机器人技术领域，公开了一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，包括：AGV小车；夹持部件，与AGV小车相连，用以夹持管状产品；所述夹持部件包括夹紧于管状产品管壁上的至少一组夹板，且所述夹板包括抵紧于管状产品内壁上的内夹板、抵紧于管状产品外壁上的外夹板；视觉组件，与AGV小车相连，用以识别管状产品并判断管状产品的位置；所述夹持部件包括：连接座；沿径向与连接座转动连接的螺纹套，且所述螺纹套与外夹板旋合连接；沿轴向与连接座转动连接的螺纹杆，且所述螺纹杆上旋合套设有移动套；所述移动套上转动连接内撑杆，所述连接座上转动连接有外撑杆，且所述内撑杆与外撑杆转动连接，所述外撑杆与内夹板滑动连接。

Description

一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置

技术领域

本发明属于搬运机器人技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置。

背景技术

搬运机器人是近年来随着自动化控制技术发展而出现的一种新型工业机器人，主要用于工业生产过程中对工业产品的自动夹取及转运，但是对于不同的产品而言，其所需的夹紧力不同，特别是在夹取及转运管状结构的产品时，若夹紧力过大，则易引起管状产品变形，若是夹紧力过小，又易出现产品脱落的问题。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，包括：

AGV小车；

夹持部件，与AGV小车相连，用以夹持管状产品；所述夹持部件包括夹紧于管状产品管壁上的至少一组夹板，且所述夹板包括抵紧于管状产品内壁上的内夹板、抵紧于管状产品外壁上的外夹板；

视觉组件，与AGV小车相连，用以识别管状产品并判断管状产品的位置；

所述夹持部件包括：

连接座；

沿径向与连接座转动连接的螺纹套，且所述螺纹套与外夹板旋合连接；

沿轴向与连接座转动连接的螺纹杆，且所述螺纹杆上旋合套设有移动套；所述移动套上转动连接内撑杆，所述连接座上转动连接有外撑杆，且所述内撑杆与外撑杆转动连接，所述外撑杆与内夹板滑动连接。

优选的，所述内夹板和外夹板与管状产品管壁接触的一侧均为外凸弧面。

优选的，在所述内夹板朝向外撑杆的一侧开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，且所述滑块与外撑杆转动连接。

优选的，在所述螺纹套的内部贯穿有导杆，且所述螺纹套通过导杆与连接座转动连接；所述内夹板位于螺纹套与连接座之间，且内夹板与螺纹套转动连接、与导杆滑动连接。

优选的，所述导杆包括通过内凹部与外凸部转动连接的两个半杆，所述两个半杆之间连接有涡卷弹簧，以使所述内夹板与连接座接触时，两个半杆相互垂直。

优选的，在所述连接座内安装有锥齿轮组，且所述锥齿轮组包括相互啮合的一个主动锥齿轮和至少一个从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与导杆固定连接；在所述锥齿轮组的两侧分别固定有第一电机和第二电机，且所述主动锥齿轮通过第一电机驱动转动，所述螺纹杆通过第二电机驱动转动。

优选的，所述夹持部件还包括电动伸缩组件，且所述电动伸缩组件的伸缩端沿轴向与连接座远离螺纹杆的一侧固定。

优选的，所述视觉组件包括安装架和视觉摄像头，所述安装架由垂直配合的立架与横架组成，所述视觉摄像头固定于横架上，且横架与夹持部件的轴向平行。

优选的，在所述AGV小车的顶部安装有升降平台，且所述夹持部件的电动伸缩组件和视觉组件的立架并列固定于所述升降平台上。

优选的，在所述立架的一侧转动转动有丝杆，且所述丝杆平行定位于电动伸缩组件上方；在所述立架的一侧固定有依次连接的第三电机和齿轮传动箱，且所述第三电机通过齿轮传动箱驱动丝杆转动；在所述丝杆上螺旋套设有配重块，且所述配重块与电动伸缩组件滑动连接。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)在本发明装置中，通过内、外夹板的相互配合，使得整体夹持部件可直接夹持于管状产品的管壁上，由此在夹取及转运过程中，可有效保证管状产品不会因夹紧力过大而出现变形问题；另外，本发明装置还可对称配合使用，由此能有效实现超长型管状产品的搬运，并能有效避免产品脱离。

(2)针对上述内、外夹板，均可进行内移或外扩的活动调节，由此可使得整体夹持部件能灵活适用于不同管径及不同壁厚的管状产品。

(3)针对上述外夹板，其调节结构由第一电机、锥齿轮组、导杆及螺纹套等结构组成，由此通过一个电机的驱动，能同步实现多个外夹板的调节，结构简单、调节方便。

(4)针对上述导杆，由转动连接的两个半杆组成，且两个半杆之间连接有涡卷弹簧，由此在实现内、外夹板及螺纹套的内移回缩后，可使两个半杆自动翻折至垂直状态，以此实现导杆及整体夹持部件的收缩，减小占用空间。

(5)在本发明装置中，还对应配合有视觉组件和配重组件，以此智能化实现产品的夹持及搬运，且能有效保证搬运过程中的平衡。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中夹持部件的结构示意图；

图3为图2中的A处放大图；

图4为本发明中导杆、螺纹套与外夹板的配合示意图；

图5为本发明中连接座的内部结构示意图；

图中：AGV小车-1；夹持部件-2；内夹板-21；滑槽-211；滑块-212；外夹板-22；螺纹套-23；连接座-24；锥齿轮组-241；第一电机-242；第二电机-243；移动套-25；内撑杆-26；外撑杆-27；导杆-28；螺纹杆-29；视觉组件-3；安装架-31；视觉摄像头-32；电动伸缩组件-4；升降平台-5；丝杆-6；配重块-7；第三电机-8；齿轮传动箱-9。

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。

请参阅图1-图5所示，在本发明中提供了一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，且该装置主要包括：

AGV小车1；

夹持部件2，与AGV小车1相连，用以夹持管状产品；夹持部件2包括夹紧于管状产品管壁上的至少一组夹板，且夹板包括抵紧于管状产品内壁上的内夹板21、抵紧于管状产品外壁上的外夹板22；

视觉组件3，与AGV小车1相连，用以识别管状产品并判断管状产品所在位置。

上述，视觉组件3可配合实现夹持部件2的精准导向，夹持部件2可保证管状产品不变形的状态下被稳定夹持，AGV小车1可使得整体搬运装置能按预设路线进行移动，以此全自动的智能化实现管状产品的夹持及搬运。

具体，针对上述夹持部件2，包括：

电动伸缩组件4；

沿轴向固定于电动伸缩组件4伸缩端的连接座24；

沿径向与连接座24转动连接的导杆28，导杆28贯穿内夹板21，并与内夹板21滑动连接；

转动连接于内夹板21一侧的螺纹套23，螺纹套23滑动套设于导杆28上，且螺纹套23贯穿外夹板22、并与外夹板22旋合连接；

沿轴向与连接座24转动连接的螺纹杆29，且螺纹杆29上旋合套设有移动套25；移动套25上转动连接内撑杆26，连接座24上转动连接有外撑杆27，且内撑杆26与外撑杆27转动连接；在内夹板21朝向外撑杆27的一侧开设有滑槽211，滑槽211内滑动连接有滑块212，且滑块212与外撑杆27转动连接。

由上可知，关于整体夹持部件2实现对管状产品的夹持操作为：

在整体搬运装置沿轴向定位于管状产品的一侧时，转动螺纹杆29，以此使得移动套25与螺纹杆29之间形成螺旋传动，由此驱使移动套25远离连接座24，并在移动过程中通过内撑杆26与外撑杆27的配合向外推动内夹板21，由此实现内夹板21的外扩；与此同时，转动导杆28，以此带动螺纹套23转动，而螺纹套23则与外夹板22之间形成螺旋传动，从而驱使外夹板22远离内夹板21，增大外夹板22与内夹板21之间的距离；

上述，在外夹板22与内夹板21之间的距离大于管状产品壁厚，且在内夹板21与螺纹杆29之间的距离接近并小于管状产品内径时启动电动伸缩组件4，以此将内夹板21伸入至管状产品内部，外夹板22套设至管状产品外部；

然后，继续转动螺纹杆29，以使得内夹板21继续外扩并抵紧于管状产品内壁上；与此同时，反向转动导杆28，以此内移外夹板22，使得外夹板22抵紧于管状产品外壁上。

综上，基于外夹板22与内夹板21的配合，有效实现对管状产品管壁的双向夹紧，进而避免了单向夹持时因夹紧力过大而出现产品变形的问题。优选的，内夹板21和外夹板22与管状产品管壁接触的一侧均为外凸弧面。

上述，导杆28包括通过内凹部与外凸部转动连接的两个半杆，两个半杆之间连接有涡卷弹簧(图中未示出)，以使内夹板21与连接座24接触时，两个半杆相互垂直。由此使得整体夹持部件2在内移至初始位置时，导杆28也能形成收纳状态，从而减小整体夹持部件2的占用空间，并且在内夹板21外扩时，通过螺纹套23的移动可自动时两个半杆转动至直线连接状态，由此不会影响内夹板21与外夹板22的外扩移动。

进一步的，在连接座24内安装有锥齿轮组241，且锥齿轮组241包括相互啮合的一个主动锥齿轮和至少一个从动锥齿轮，从动锥齿轮与导杆28固定连接；在锥齿轮组241的两侧分别固定有第一电机242和第二电机243，且主动锥齿轮通过第一电机242驱动转动，螺纹杆29通过第二电机243驱动转动。由此可知，第一电机242可通过锥齿轮组241实现多个导杆28及螺纹套23的同步驱动，从而使得整体结构更为合理。

具体，针对上述视觉组件3，包括：

安装架31和视觉摄像头32，安装架31由垂直配合的立架与横架组成，视觉摄像头32固定于横架上，且横架与夹持部件2的轴向平行。

进一步的，在AGV小车1的顶部安装有升降平台5，且夹持部件2的电动伸缩组件4和视觉组件3的立架并列固定于升降平台5上。由此可有效调整夹持部件2及视觉组件3的使用高度，从而灵活使用不同情况下的使用需求。

更进一步的，在立架的一侧转动转动有丝杆6，且丝杆6平行定位于电动伸缩组件4上方；在立架的一侧固定有依次连接的第三电机8和齿轮传动箱9，且第三电机8通过齿轮传动箱9驱动丝杆6转动；在丝杆6上螺旋套设有配重块7，且配重块7与电动伸缩组件4滑动连接。由此可知，利用第三电机8的驱动可实现丝杆6的转动，而丝杆6的转动可驱使配重块7移动，从而有效保证整体装置在搬运过程中的平行，进而避免出现倾倒现象。

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 (10)

1.一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于，包括：

AGV小车(1)；

夹持部件(2)，与AGV小车(1)相连，用以夹持管状产品；所述夹持部件(2)包括夹紧于管状产品管壁上的至少一组夹板，且所述夹板包括抵紧于管状产品内壁上的内夹板(21)、抵紧于管状产品外壁上的外夹板(22)；

视觉组件(3)，与AGV小车(1)相连，用以识别管状产品并判断管状产品所在位置；

所述夹持部件(2)包括：

连接座(24)；

沿径向与连接座(24)转动连接的螺纹套(23)，且所述螺纹套(23)与外夹板(22)旋合连接；

沿轴向与连接座(24)转动连接的螺纹杆(29)，且所述螺纹杆(29)上旋合套设有移动套(25)；所述移动套(25)上转动连接内撑杆(26)，所述连接座(24)上转动连接有外撑杆(27)，且所述内撑杆(26)与外撑杆(27)转动连接，所述外撑杆(27)与内夹板(21)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：所述内夹板(21)和外夹板(22)与管状产品管壁接触的一侧均为外凸弧面。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：在所述内夹板(21)朝向外撑杆(27)的一侧开设有滑槽(211)，所述滑槽(211)内滑动连接有滑块(212)，且所述滑块(212)与外撑杆(27)转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：在所述螺纹套(23)的内部贯穿有导杆(28)，且所述螺纹套(23)通过导杆(28)与连接座(24)转动连接；所述内夹板(21)位于螺纹套(23)与连接座(24)之间，且内夹板(21)与螺纹套(23)转动连接、与导杆(28)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：所述导杆(28)包括通过内凹部与外凸部转动连接的两个半杆，所述两个半杆之间连接有涡卷弹簧，以使所述内夹板(21)与连接座(24)接触时，两个半杆相互垂直。

6.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：

在所述连接座(24)内安装有锥齿轮组(241)，且所述锥齿轮组(241)包括相互啮合的一个主动锥齿轮和至少一个从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与导杆(28)固定连接；

在所述锥齿轮组(241)的两侧分别固定有第一电机(242)和第二电机(243)，且所述主动锥齿轮通过第一电机(242)驱动转动，所述螺纹杆(29)通过第二电机(243)驱动转动。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：所述夹持部件(2)还包括电动伸缩组件(4)，且所述电动伸缩组件(4)的伸缩端沿轴向与连接座(24)远离螺纹杆(29)的一侧固定。

8.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：所述视觉组件(3)包括安装架(31)和视觉摄像头(32)，所述安装架(31)由垂直配合的立架与横架组成，所述视觉摄像头(32)固定于横架上，且横架与夹持部件(2)的轴向平行。

9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：在所述AGV小车(1)的顶部安装有升降平台(5)，且所述夹持部件(2)的电动伸缩组件(4)和视觉组件(3)的立架并列固定于所述升降平台(5)上。

10.根据权利要求9所述的一种基于机器视觉的智能机器人搬运装置，其特征在于：

在所述立架的一侧转动转动有丝杆(6)，且所述丝杆(6)平行定位于电动伸缩组件(4)上方；

在所述立架的一侧固定有依次连接的第三电机(8)和齿轮传动箱(9)，且所述第三电机(8)通过齿轮传动箱(9)驱动丝杆(6)转动；

在所述丝杆(6)上螺旋套设有配重块(7)，且所述配重块(7)与电动伸缩组件(4)滑动连接。

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