CN113427473A - 一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人 - Google Patents
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Abstract
一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，包括机器人本体、位于机器人本体前端的视觉区、位于机器人本体末端的抓取组件和包围机器人本体的外壳，所述机器人本体的末端安装有用于抓取垃圾的抓取组件；通过所述视觉区的传感器、多轴连接的机器人本体及抓取组件，实现自动识别的同时还具有自动跟随和抓取垃圾。本发明提供一种识别定位准确、操作精确度高的面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人。
Description
技术领域
本发明涉及智能视觉垃圾分拣机器人领域，尤其涉及一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾识别定位分拣机器人。
背景技术
随着社会经济的快速发展和城镇化进程的加速，新建筑不断出现，与此同时，大量的建筑垃圾也在不断产生。据统计，目前建筑垃圾占到了垃圾总量的30％～40％，建筑垃圾的随意堆放与填埋不仅严重影响市容环境、侵占土地，还造成土壤、大气和水体的污染，建筑垃圾产量的持续增长与消纳场地、处理手段落后的矛盾日益尖锐，并逐渐形成了“垃圾包围城市”的态势，如何将这些建筑垃圾资源化并综合利用便成为日益紧迫的问题。建筑垃圾具有来源多变、成分复杂和数量不稳定的问题，并混有金属、木材、塑料、纺织品和土等成分，甚至还混有一些生活垃圾，因此垃圾的形状、规格和尺寸变化很大，原料破碎强度也高低不一。
目前，我国建筑垃圾的处理方式除了暂时存放和填埋之外，也有资源化利用的范例，但是他们的处置设备绝大部分是机制砂石生产设备增加了部分功能(如磁选、风选等)改进而来，其功能难以适应建筑垃圾的多样性，而且他们大多数是小作坊式生产、工作环境恶劣，因此资源化后的产品单一、质量离散且市场推广困难。
基于此，在大型建筑垃圾分拣中心原有的基础上，需要一种智能视觉垃圾分拣机器人，能够对已经过粉碎筛选等预处理的建筑垃圾进行进一步分拣，在混凝土砖块中抓取去除例如布料、木头等其他垃圾，以使得建筑垃圾可以更好的得到全面的资源化再利用。
发明内容
为了克服已有技术的不足，本发明提供一种识别定位准确、操作精确度高的面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，包括机器人本体、位于机器人本体前端的视觉区、位于机器人本体末端的抓取组件和包围机器人本体的外壳，所述机器人本体的末端安装有用于抓取垃圾的抓取组件；通过所述视觉区的传感器、多轴连接的机器人本体及抓取组件，实现自动识别的同时还具有自动跟随和抓取垃圾。
进一步，所述视觉区包括视觉区中部和右部，所述视觉区的中部收容有视觉光源、视觉光源支架、RGB彩色传感器和RGBD稠密测距传感器，所述视觉区的右部收容有中央处理器、伺服电机驱动器、伺服控制板和显示器。
再进一步，所述RGB彩色传感器进行采集图像信息，RGBD稠密测距传感器采集距离信息，一起传输至所述中央处理器，所述中央处理器进行智能识别和定位，并给所述伺服控制板传递信号，所述机器人本体则等待垃圾到达其工作范围之内，所述抓取组件对垃圾进行抓取并投放到指定位置。
更进一步，所述机器人本体包括四根立柱，其中两根立柱支撑第一齿轮齿条模组，另外两根立柱支撑第二齿轮齿条模组，第一和第二共同支撑第三齿轮齿条模组，第三齿轮齿条模组悬挂第四齿轮齿条模组，第四齿轮齿条模组末端安装旋转法兰，所述机器人本体共四轴机械臂组成，通过多轴构成的机器人适应性强、工作范围广、负载大且使用方便。
所述抓取组件包括箱体，箱体下方设有抓手，箱体内部设有气动元件、可控无刷电机和控制器，箱体上方设有气动控制元件，所述抓手与所述气动元件相连接，所述气动控制元件通过接收控制器的指令来驱动所述气动元件进行闭合张开动作，所述可控无刷电机通过接收控制器的指令来驱动所述抓手转动进行夹持角度调节。
进一步，所述箱体内部还设有调速器、驱动齿轮和传动齿轮，所述驱动齿轮与所述可控无刷电机通过同轴连接，所述传动齿轮通过中间齿轮与所述驱动齿轮啮合，所述传动齿轮与所述抓手通过所述气动元件过渡连接，所述调速器可以接收控制器的指令来驱动所述可控无刷电机转动指定的角度，所述调速器接收控制器的指令来驱动所述无刷电机转动指定角度，所述驱动齿轮驱动所述传动齿轮转动指定的角度，所述抓手与所述传动齿轮通过所述气动元件连接转动指定角度完成角度动态可调。
再进一步，所述抓手弧度凹陷的内表面设计有小锯齿，加大与被抓物体的摩擦力，使被抓物体不易于脱落，所述抓手与所述气动元件的手指通过螺丝连接，所述气动元件被所述气动控制元件驱动进行张开闭合动作时，所述抓手跟随所述气动元件的手指实现张开闭合动作，实现抓取功能，所述传动齿轮与所述气动元件手指同轴连接，所述传动齿轮被所述可控无刷电机驱动时，所述气动元件手指跟随传动齿轮转动，所述抓手被所述气动元件手指带动旋转完成物体的夹持和角度动态可调功能，所述抓手最下端的锯齿采用高硬度的材料制作，并且可以与抓手分离，在损坏后可进行更换，提高抓手的实用性与经济性。
更进一步，所述箱体上方设有弹性组件和连接件，所述弹性组件包括弹簧、弹性支撑杆和压力传感器，所述弹性组件与机器人通过所述连接件相连接，实现手爪的高度柔性功能。
所述压力传感器与控制器组成闭环控制系统，所述压力传感器可以检测所述手爪运行过程中的压力变化，所述压力传感器将手爪的压力数值反馈给控制器，由控制器进行数据分析，检测所述手爪是否与物体相撞。
所述弹性组件还包括角形支撑板，所述弹性支撑杆通过角件固定在两块三角形支撑板上，所述三角形支撑板为等边三角形，所述三角形支撑板为上下分布，所述三角形支撑板的中心点在同一条轴线上，所述三角形支撑板边线之间的夹角为120°，所述弹性支撑杆通过球形轴承与角件连接，可以实现大范围的伸缩转向。所述弹性支撑杆共有6根，所述弹性支撑杆排布为笼形结构，每两根之间的夹角为120°，每根弹性支撑杆与水平面夹角为60°，所述排布方式可以在机器人运动过程中有效的稳定手爪并实现柔性功能。
所述弹性组件还包括弹簧导柱，所述弹簧通过弹簧导柱安装在两块三角形支撑板之间，所述弹簧配合所述支撑杆结构实现手爪与机器人柔性连接。
所述压力传感器获取抓取组件受到的压力值大于设定阈值时，将信号传递至所述中央处理器，所述中央处理器将信息处理完毕后传输至所述伺服控制板，停止抓取组件动作并升高抓取组件以保护组件，所述中央处理器将信息及状态显示在所述显示器上，使得面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人抗干扰能力更强，鲁棒性更高。
所述一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人为非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，所述一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人能够适应复杂工厂的恶劣环境，识别定位垃圾并将其抓取和准确分拣收集。
本发明通过采用一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，所述一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人包括机器人本体由若干个轴连接而成，所述机器人本体末端安装有用于抓取垃圾的抓取组件，RGB彩色传感器和RGBD稠密测距传感器相结合的方式来保证垃圾的准确识别和定位，提高面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人动作时的精确度，在实现自动识别的同时还有自动跟随、抓取速度快、智能便捷等特点。
本发明的有益效果主要表现在：识别定位准确、操作精确度高。
附图说明
图1是本申请一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的俯瞰图；
图2是本申请一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的机器人本体部分元件组装示意图；
图3是本申请一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的视觉区中部部分元件组装示意图；
图4是本申请一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的视觉区右部部分元件组装示意图；
图5是本申请一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的抓取组件完全张开状态示意图；
图6是本申请一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的抓取组件半张开状态示意图；
图7是本申请一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的抓取组件闭合状态示意图。
附图标记如下：
视觉区1；中部10；右部11；视觉光源100；视觉光源支架101；RGB彩色传感器102；RGBD稠密测距传感器103；中央处理器110；伺服控制板111；第一伺服驱动器1120；第二伺服驱动器1121；第三伺服驱动器1122；第四伺服驱动器1123；第五伺服驱动器1124；散热模块113；
机器人本体2；第一立柱200；第二立柱201；第三立柱202；第四立柱203；第一齿轮齿条模组210；第二齿轮齿条模组211；第三齿轮齿条模组212；第四齿轮齿条模组213；第一伺服电机220；第二伺服电机221；第三伺服电机222；第四伺服电机223；第五伺服电机224；
抓取组件3；可控无刷电机30；驱动齿轮300；气动元件31；传动齿轮310；抓取控制器32；压力传感器320；气动控制元件321；弹性组件33；箱体34；齿轮防尘罩340；箱体连接件3400；齿轮防尘罩连接件3401；抓手35；连接件36。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图7，一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，包括大致呈矩形结构的机器人本体2、位于机器人本体2前端的视觉区1、位于机器人本体2末端的抓取组件3和包围机器人本体的外壳4。
参照图1、图2及图3所示，所述视觉区1包括位于所述视觉区1的中间部分用于收容视觉相关元件的中部10；位于所述视觉区1的右半部分用于收容控制模块的右部11。其中，所述中部10的内部对称的装有8个视觉光源100和两个视觉光源支架101，在所述的两个视觉光源支架中间悬挂有视觉传感器支架(未标号)，其上装有RGB彩色传感器102和RGBD稠密测距传感器103，所述视觉光源100采用镇流器来保证光照的稳定性，所述RGB彩色传感器102进行实时的采集图像信息，所述RGBD稠密测距传感器103进行实时的获取垃圾距离传感器的高度信息，并将所述图像信息和高度信息传输至所述中央处理器110。所述右部11的内部装有中央处理器110、伺服控制板111、第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123、第五伺服驱动器1124、散热模块113和显示器(未标号)，所述中央处理器110获取了图像信息和高度信息之后，经过算法处理后得到待抓取物料的坐标、类别、尺寸等信息，并发送给所述的伺服控制板111，所述伺服控制板111便经所述第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123和第五伺服驱动器1124控制所述第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224协同运动并规划路径来执行等待→抓取→抬升→投放等动作。
参阅图4所示，所述机器人本体2包括四根立柱(第一立柱200、第二立柱201、第三立柱202、第四立柱203)、四根齿轮齿条模组(第一齿轮齿条模组210；第二齿轮齿条模组211；第三齿轮齿条模组212；第四齿轮齿条模组213)和五台伺服电机(第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224)，其中所述第一立柱200和所述第二立柱201支撑所述第三齿轮齿条模组212，所述第三立柱202和所述第四立柱203支撑所述第四齿轮齿条模组213，所述第三齿轮齿条模组212和所述第四齿轮齿条模组213共同支撑所述第一齿轮齿条模组210，所述第一齿轮齿条模组210上悬挂所述第二齿轮齿条模组211，所述第一齿轮齿条模组210由所述第一伺服电机220控制，所述第二齿轮齿条模组211由所述第二伺服电机221控制，所述第三齿轮齿条模组212由所述第三伺服电机222控制，所述第四齿轮齿条模组213由所述第四伺服电机223控制，所述第五伺服电机224固定在所述第二齿轮齿条模组211的最低端，所述第五伺服电机224末端安装旋转法兰(未标示)，所述第三齿轮齿条模组212和所述第四齿轮齿条模组213同步运动，以保证所述第一齿轮齿条模组210进行水平的往复运动，所述的所有齿轮齿条模组协同运动会使所述第五伺服电机224末端的旋转法兰(未标示)做前、后、左、右、上、下和旋转等运动，同时能够运动到机器人本体工作范围内的任一坐标点。
参阅图5、图6和图7所示，所述抓取组件3安装在所述伺服电机224末端的旋转法兰上，包括所述箱体34包括所述箱体34上方的弹性组件33，位于所述弹性组件33上方的压力传感器320，位于所述压力传感器320上方的连接板36，其中连接板36可以更换为适配各种不同机器人连接处的尺寸。所述弹性组件33包括一组弹簧导柱(未标号)、弹簧(未标号)、弹力支撑杆(未标号)角件(未标号)、球形轴承(未标号)、两块三角形连接板(未标号)、压力传感器320，所述弹性支撑杆(未标号)通过角件(未标号)固定在两块三角形支撑板(未标号)上，所述三角形支撑板(未标号)为等边三角形，所述三角形支撑板(未标号)为上下分布，所述三角形支撑板(未标号)的中心点在同一条轴线上，所述三角形支撑板(未标号)边线之间的夹角为120°，所述弹性支撑杆(未标号)通过球形轴承(未标号)与角件(未标号)连接，可以实现大范围的伸缩转向。所述弹性支撑杆(未标号)共有6根，所述弹性支撑杆(未标号)排布为笼形结构，每两根之间的夹角为120°，每根弹性支撑杆(未标号)与水平面夹角为60°，所述排布方式可以在机器人运动过程中有效的稳定所述抓取组件3并实现柔性功能。所述压力传感器320与所述抓取控制器32组成闭环控制系统，所述压力传感器320将压力数值反馈给所述抓取控制器32，由所述抓取控制器32进行数据分析，通过检测所述抓取组件3的压力变化来判断是否与物体相撞。所述弹性组件33实现了所述抓取组件与所述机器人本体2高度柔性连接的功能，有效的避免了所述机器人本体2运行过程中与物体相撞，从而降低了故障率。
所述箱体34包括所述箱体34上方的气动控制元件321、抓取控制器32、驱动齿轮300、传动齿轮310、气动元件31、可控无刷电机30、调速器(未标出)。所述抓取控制器32可以接收所述伺服控制板111发出的指令，所述抓取控制器32可以给所述气动控制元件321和所述调速器(未标出)发送指令，所述调速器(未标出)可以控制所述可控无刷电机30转动指定的角度，所述气动控制元件312可以控制所述气动元件31进行张开闭合动作。
参阅图1及图2所示，一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的安装环境是处理建筑垃圾的传送带生产线，所诉视觉区1和所述机器人本体2横跨在该传送带生产线上。所述一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的工作流程如下：
首先，在传送带生产线开始上料后，开启所述一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人的电源，系统会自动将底层程序和所述机器人本体2开启，同时在所述显示器(未标示)上显示系统当前状态和是否选择开始工作，开始工作以后，所述中央处理器110启动所述视觉光源100、所述RGB彩色传感器102和所述RGBD稠密测距传感器103,同时所述中央处理器110向所述伺服控制板111发送指令，所述伺服控制板111自动检测所述机器人本体2的当前位姿是否处于初始原点位姿，不是的话则运动到初始原点位姿。
然后由所述RGB彩色传感器102实时采集图像信息，所述RGBD稠密测距传感器103实时获取垃圾距离传感器的高度信息，并将所述图像信息和高度信息传输至所述中央处理器110，所述中央处理器110处理图像信息得到待分拣物料的类别和坐标等信息，并结合高度信息得到待分拣物料距离抓取组件的垂直距离，接着将待分拣物料信息发送给所述伺服控制板111；所述伺服控制板111经所述伺服驱动器(第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123和第五伺服驱动器1124)控制所述伺服电机(第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224)使得所述抓取组件3运动到待抓取物料上方等待；待抓取物料到达所述抓取组件下方时，所述伺服控制板111经所述伺服驱动器(第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123和第五伺服驱动器1124)控制所述伺服电机(第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224)使得所述抓取组件3同步传送带的速度运动，并同时下爪抓取待抓取物料，抓取成功后所述抓取组件3连同抓取的物料一起抬升往远离传送带方向运动，同时所述抓取组件3停止同步传送带动作；随后所述伺服控制板111根据抓取物料的类别，经所述伺服驱动器(第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123和第五伺服驱动器1124)控制所述伺服电机(第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224)使得所述抓取组件3运动到该类别对应的投放位置，并将抓取物料扔掉；接着所述中央处理器110判断是否有新物料到达，如果有新物料到达，那么直接发送指令给所述伺服控制板111，经所述伺服驱动器(第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123和第五伺服驱动器1124)控制所述伺服电机(第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224)使得所述抓取组件3运动到新物料上方等待，否则所述伺服控制板111经所述伺服驱动器(第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123和第五伺服驱动器1124)控制所述伺服电机(第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224)使得所述抓取组件3运动到默认等待点，并等待下一个物料到达。
在抓取过程中，待抓取物料如果被其他物料挡住，那么所述弹性组件33起到缓冲作用，所述压力传感器320将所述抓取组件3受到的压力数据经所述抓取控制器32传输到所述伺服控制板111，所述伺服控制板111将数据处理完毕后，如果发现高于设定阈值，那么经所述伺服驱动器(第一伺服驱动器1120、第二伺服驱动器1121、第三伺服驱动器1122、第四伺服驱动器1123和第五伺服驱动器1124)控制所述伺服电机(第一伺服电机220、第二伺服电机221、第三伺服电机222、第四伺服电机223和第五伺服电机224)使得所述抓取组件3做远离传送带方向的运动，以避免所述抓取组件3受到损伤。
通过综合所述RGB彩色传感器102、RGBD稠密测距传感器103、压力传感器、伺服控制板111控制的智能视觉垃圾分拣机器人在铺设好的传送带生产线上可以避开障碍物并平稳运行，为了精确的识别和定位待抓取物料信息，采用了所述RGB彩色传感器102和RGBD稠密测距传感器103相结合的方式，所述中央处理器110利用深度学习网络精准识别待抓取物料的轮廓和类别信息，然后经过处理获得物料的抓取角度、抓取高度和手爪张开角度等其他辅助信息。在实现自由移动的同时还有精度高、速度快、效率高等特点，因此决定了所述一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人会有更多实际的应用。
本申请所述抓取组件3可以匹配不同型号的所述机器人本体2，且同一型号的抓取组件可以根据待抓取物料的大小改变手爪的张开角度，所以所述抓取组件3具有广泛的适用范围，而且与传统的只针对一种物品设计一种抓取组件3相比，本技术方案对于垃圾这种包含众多类型和特性的待抓取物料有着良好的适应性，其结构简单，控制方便，提高了整体应用的效率和泛用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述智能视觉垃圾分拣机器人包括机器人本体、位于机器人本体前端的视觉区、位于机器人本体末端的抓取组件和包围机器人本体的外壳，所述机器人本体的末端安装有用于抓取垃圾的抓取组件；通过所述视觉区的传感器、多轴连接的机器人本体及抓取组件，实现自动识别的同时还具有自动跟随和抓取垃圾。
2.如权利要求1所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述视觉区包括视觉区中部和右部，所述视觉区的中部收容有视觉光源、视觉光源支架、RGB彩色传感器和RGBD稠密测距传感器，所述视觉区的右部收容有中央处理器、伺服电机驱动器、伺服控制板和显示器。
3.如权利要求2所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述RGB彩色传感器进行采集图像信息，RGBD稠密测距传感器采集距离信息，一起传输至所述中央处理器，所述中央处理器进行智能识别和定位，并给所述伺服控制板传递信号，所述机器人本体则等待垃圾到达其工作范围之内，所述抓取组件对垃圾进行抓取并投放到指定位置。
4.如权利要求1～3之一所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述机器人本体包括第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第一齿轮齿条模组、第二齿轮齿条模组、第三齿轮齿条模组、第四齿轮齿条模组、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机和第五伺服电机，其中所述第一立柱和所述第二立柱支撑所述第三齿轮齿条模组，所述第三立柱和所述第四立柱支撑所述第四齿轮齿条模组，所述第三齿轮齿条模组和所述第四齿轮齿条模组共同支撑所述第一齿轮齿条模，所述第一齿轮齿条模组上悬挂所述第二齿轮齿条模组，所述第一齿轮齿条模组由所述第一伺服电机控制，所述第二齿轮齿条模组由所述第二伺服电机控制，所述第三齿轮齿条模组由所述第三伺服电机控制，所述第四齿轮齿条模组由所述第四伺服电机控制，所述第五伺服电机固定在所述第二齿轮齿条模组的最低端，所述第五伺服电机末端安装旋转法兰，所述第三齿轮齿条模组和所述第四齿轮齿条模组同步运动，以保证所述第一齿轮齿条模组进行水平的往复运动，所有齿轮齿条模组协同运动会使所述第五伺服电机末端的旋转法兰做前、后、左、右、上、下和旋转运动，同时能够运动到机器人本体工作范围内的任一坐标点；所述抓取朱极爱按安装在所述旋转法兰上。
5.如权利要求1～3之一所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述抓取组件包括箱体，箱体下方设有抓手，箱体内部设有气动元件、可控无刷电机和控制器，箱体上方设有气动控制元件，所述抓手与所述气动元件相连接，所述气动控制元件通过接收控制器的指令来驱动所述气动元件进行闭合张开动作，所述可控无刷电机通过接收控制器的指令来驱动所述抓手转动进行夹持角度调节。
6.如权利要求5所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述箱体内部还设有调速器、驱动齿轮和传动齿轮，所述驱动齿轮与所述可控无刷电机通过同轴连接，所述传动齿轮通过中间齿轮与所述驱动齿轮啮合，所述传动齿轮与所述抓手通过所述气动元件过渡连接，所述调速器可以接收控制器的指令来驱动所述可控无刷电机转动指定的角度，所述调速器接收控制器的指令来驱动所述无刷电机转动指定角度，所述驱动齿轮驱动所述传动齿轮转动指定的角度，所述抓手与所述传动齿轮通过所述气动元件连接转动指定角度完成角度动态可调。
7.如权利要求5所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述抓手弧度凹陷的内表面设计有小锯齿，加大与被抓物体的摩擦力，使被抓物体不易于脱落，所述抓手与所述气动元件的手指通过螺丝连接，所述气动元件被所述气动控制元件驱动进行张开闭合动作时，所述抓手跟随所述气动元件的手指实现张开闭合动作，实现抓取功能，所述传动齿轮与所述气动元件手指同轴连接，所述传动齿轮被所述可控无刷电机驱动时，所述气动元件手指跟随传动齿轮转动，所述抓手被所述气动元件手指带动旋转完成物体的夹持和角度动态可调功能，所述抓手最下端的锯齿采用高硬度的材料制作，并且可以与抓手分离。
8.如权利要求1～3之一所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述箱体上方设有弹性组件和连接件，所述弹性组件包括弹簧、弹性支撑杆和压力传感器，所述弹性组件与机器人通过所述连接件相连接，实现手爪的高度柔性功能。
9.如权利要求8所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述压力传感器与控制器组成闭环控制系统，所述压力传感器可以检测所述手爪运行过程中的压力变化，所述压力传感器将手爪的压力数值反馈给控制器，由控制器进行数据分析，检测所述手爪是否与物体相撞；
所述弹性组件还包括角形支撑板，所述弹性支撑杆通过角件固定在两块三角形支撑板上，所述三角形支撑板为等边三角形，所述三角形支撑板为上下分布，所述三角形支撑板的中心点在同一条轴线上，所述三角形支撑板边线之间的夹角为120°，所述弹性支撑杆通过球形轴承与角件连接，可以实现大范围的伸缩转向。所述弹性支撑杆共有6根，所述弹性支撑杆排布为笼形结构，每两根之间的夹角为120°，每根弹性支撑杆与水平面夹角为60°，所述排布方式可以在机器人运动过程中有效的稳定手爪并实现柔性功能；
所述弹性组件还包括弹簧导柱，所述弹簧通过弹簧导柱安装在两块三角形支撑板之间，所述弹簧配合所述支撑杆结构实现手爪与机器人柔性连接。
10.如权利要求8所述的一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人，其特征在于，所述压力传感器获取抓取组件受到的压力值大于设定阈值时，将信号传递至所述中央处理器，所述中央处理器将信息处理完毕后传输至所述伺服控制板，停止抓取组件动作并升高抓取组件以保护组件，所述中央处理器将信息及状态显示在所述显示器上，使得面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人抗干扰能力更强，鲁棒性更高。
Priority Applications (1)
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| CN202110508609.XA CN113427473A (zh) | 2021-05-11 | 2021-05-11 | 一种面向建筑垃圾的智能视觉垃圾分拣机器人 |
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Cited By (1)
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- 2021-05-11 CN CN202110508609.XA patent/CN113427473A/zh active Pending
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