CN114803396B - 智能机器人家具自动化检测工作站 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种智能机器人家具自动化检测工作站，用于被检测桌子和待检测椅的质检，包括第一机器人和第二机器人，第一机器人和第二机器人附近各设有若干椅子测试台；第二机器人包括机器人本体，机器人本体的作业端设有相机和静载荷测试工具，相机通过法兰与机器人本体连接，静载荷测试工具通过力传感器与法兰连接；通过对相机所捕捉图片的分析，并根据桌椅测试标准来自动找正不同规格桌椅的测试位置；本申请通过机器人、传送带、检测工具和多种类传感器等自动化、智能化设备配合精准算法实现多品种、多规格桌椅的合格性检测，同时自动化、智能化检测可避免人工频繁搬运桌椅至不同检测工位，有效降低检测人员作业强度，提高检测效率。

Description

智能机器人家具自动化检测工作站

技术领域

本发明属于机器人自动化应用技术领域，具体涉及一种通过力控、摄像等在家具载荷测试和疲劳测试方面应用的智能机器人自动化检测工作站。

背景技术

当前家具在载荷、疲劳和稳定性等测试方面主要通过人工和检测设备的人机协作的方式完成检测，在测试过程中，由于被测试工位不同，需要测试人员多次移动、搬运桌椅至测试工位处；被测试桌椅大小、形式、定位、检测位置等差异，需要测试人不断地调整桌子位置和定位位置，整个检测过程耗时耗力，效率较低，人性化较差，急需改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能机器人家具自动化检测工作站，通过机器人、传送带、检测工具及多种类传感器等自动化、智能化设备配合准确的算法和高速通讯，实现家具检测的智能化、自动化检测。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种智能机器人家具自动化检测工作站，用于被检测桌子和待检测椅的质检，包括用于围挡出检测空间的安全护栏；安全护栏内设有第一机器人和第二机器人，安全护栏一侧设有用于向第一机器人和第二机器人供料的进料传输带，安全护栏另一侧设有出料传输带，第一机器人和第二机器人附近各设有若干椅子测试台；出料传输带的出料端附近设有桌子检测位；

所述第一机器人和第二机器人具有相似的结构，第二机器人包括机器人本体，机器人本体的作业端设有相机和静载荷测试工具，相机通过法兰与机器人本体连接，静载荷测试工具通过力传感器与法兰连接；通过对相机所捕捉图片的分析，并根据桌椅测试标准来自动找正不同规格桌椅的测试位置；

还包括用于存放第一机器人和第二机器人所用工具的工具库，工具库设于第一机器人和第二机器人附近；

所述安全护栏上设有安全门以及用于供进料传输带和出料传输带运行的缺口；

所述智能机器人家具自动化检测工作站的检测方法满足BS EN 1730-2012检测标准的要求。

优选的是，所述椅子测试台包括台座和固定于台座上一侧的立柱，立柱上部设有气缸，气缸的活动端设有用于按压被测试椅椅背的压力测试接触板，台座上还设有用于对被测试椅的椅面进行限位固定的固定柱一和固定柱二，固定柱一和固定柱二各通过一对柱子与台座连接并对被测试椅进行固定；固定柱一的一端通过铰链与其中一根柱子铰接，另一端通过电磁阀与另一根柱子连接；固定柱一的近铰链一端设有用于对固定柱一在打开时进行限位的限位杆，铰链所在柱子的上部设有用于检测固定柱一打开时到位情况的接近开关；固定柱二结构与固定柱一相同。

优选的是，所述固定柱一上设有若干拾音装置，拾音装置用于根据检测过程中出现的异响来判定木质结构的椅子是否需要人工复检；拾音装置与第一机器人或第二机器人信号连接；拾音装置用于接收被测试椅在测试过程中的异响，异响包括木质结构椅子在松动摇晃时所发出的独特的尖锐而短促的声音；当拾音装置检测到椅子检测过程中出现异响时，椅子检测完毕后由第一机器人或第二机器人将椅子以不同于摆放检测正常椅子的姿态摆放于出料传输带上，送出安全护栏后再由人工进行检测。

优选的是，所述进料传输带的末端安装有限位板和光电式传感器，待检测椅通过进料带传输到安全护栏内，出料传输带结构和布局与进料传输带相似；进料传输带上的光电式传感器检测到被测试物到位后，将信号发送给第一机器人或第二机器人，第一机器人或第二机器人开始作业将被测试物放置至测试位置；当被测试椅测试结束时，电磁阀断电，此时处于自由状态的固定柱一和固定柱二升起，接近开关检测到固定柱一或固定柱二到位后，发送指令给第一机器人或第二机器人取出椅子并送出安全护栏。

优选的是，所述工具库至少包括底座，底座上加工有若干放置位，放置位上分别设有垂直冲击工具、压块、垂直静载工具一、垂直静载工具二和稳定性检测杆。

优选的是，所述安全门包括安全门本体，安全门本体通过铰链二与安全护栏连接。

优选的是，所述立柱上设有启动按钮支架；启动按钮支架上设有启动按钮。

优选的是，所述第一机器人或第二机器人安装好椅子后，通过第一机器人或第二机器人按击启动按钮启动椅子测试程序。

优选的是，所述安全护栏形成封闭的检测空间，正常只能通过安全门进入工作区域，安全门和安全护栏上分别设有安全门锁母与安全门锁公，安全门锁母与安全门锁公处于非扣合状态时，整个系统不运行。

优选的是，所述柱子的高度可调，以适应不同椅面高度的椅子；或者面对不同高度的椅面时，通过人工更换相应高度的柱子以适应不同高度的椅面。

本发明的智能机器人家具自动化检测工作站，至少具有以下优点：

第一，本发明通过机器人、力传感器、视觉等智能自动化设备配合精准算法，可准确设定测试力和识别测试位置，检测人员只需选择检测类型和按启动按钮即可，操作简单，测试准确高效。

第二，本发明通过机器人与传送带的协作，配合智能控制系统，合理分配各检测工位，提高各检测工位的利用率；在检测过程中避免人工频繁的搬运、移动被检测桌椅，降低检测人员的劳动强度，更加人性化。

第三，通过对异响的监测，挑出部分木质椅子中存在轻微松动或瑕疵，但仍能通过检测的椅子进行复检，确保质检准确性。

附图说明

图1是一种智能机器人家具自动化检测工作站的整体结构示意图；

图2是图1中椅子测试台的结构示意图；

图3是图1中机器人作业端的结构示意图；

图4是图1中工具库的结构示意图；

图5是图1中进料传输带的结构示意图；

图6是图1中安全门的结构示意图；

附图中的标号分别为：1、出料传输带，2、椅子测试台，201、台座，202、立柱，203、启动按钮支架，204、启动按钮，205、气缸，206、压力测试接触板，207、固定柱一，208、固定柱二，209、电磁阀，210、铰链一，211、接近开关，212、限位杆，213、被测试椅，3、第二机器人，301、机器人本体，302、法兰，303、相机，304、力传感器，305、静载荷测试工具，4、被检测桌子，5、待检测椅，6、工具库，601、底座，602、垂直冲击工具，603、压块，604、垂直静载工具一，605、垂直静载工具二，606、稳定性检测杆，7、安全门，701、铰链二，702、安全门本体，703、安全门锁母，704、安全门锁公，8、进料传输带，801、光电式传感器，802、限位板，803、受测椅，804、进料带，9、第一机器人，10、安全护栏。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1所示，一种智能机器人家具自动化检测工作站，用于被检测桌子4和待检测椅5的质检，包括用于围挡出检测空间的安全护栏10；安全护栏10内设有第一机器人9和第二机器人3，安全护栏10一侧设有用于向第一机器人9和第二机器人3供料的进料传输带8，安全护栏10另一侧设有出料传输带1，第一机器人9和第二机器人3附近各设有若干椅子测试台2；出料传输带1的出料端附近设有桌子检测位；

如图3所示，所述第一机器人9和第二机器人3具有相似的结构，第二机器人3包括机器人本体301，机器人本体301的作业端设有相机303和静载荷测试工具305，相机303通过法兰302与机器人本体301连接，静载荷测试工具305通过力传感器304与法兰302连接；通过对相机303所捕捉图片的分析，并根据桌椅测试标准来自动找正不同规格桌椅的测试位置；相机303通过拍照配合准确的算法和高速通讯，可以根据桌椅测试标准实现高效自动找正不同规格桌椅的测试位置，简单、快捷、高效。力传感器304可以给机器人增加以力的触觉，精准的控制桌椅等不同家具的测试力。

还包括用于存放第一机器人9和第二机器人3所用工具的工具库，工具库设于第一机器人9和第二机器人3附近；

所述安全护栏10上设有安全门7以及用于供进料传输带8和出料传输带1运行的缺口；

所述智能机器人家具自动化检测工作站的检测方法满足BS EN 1730-2012检测标准的要求。

如图2所示，所述椅子测试台2包括台座201和固定于台座201上一侧的立柱202，立柱202上部设有气缸205，气缸205的活动端设有用于按压被测试椅213椅背的压力测试接触板206，台座201上还设有用于对被测试椅213的椅面进行限位固定的固定柱一207和固定柱二208，固定柱一207和固定柱二208各通过一对柱子与台座201连接并对被测试椅213进行固定；固定柱一207一端通过铰链210与其中一根柱子铰接，另一端通过电磁阀209与另一根柱子连接；固定柱一207的近铰链210一端设有用于对固定柱一207在打开时进行限位的限位杆212，铰链210所在柱子的上部设有用于检测固定柱一207打开时到位情况的接近开关211；固定柱二208结构与固定柱一207相同。

如图5所示，所述进料传输带8的末端安装有限位板802和光电式传感器801，受测椅803通过进料带804传输到安全护栏10内，出料传输带1结构和布局与进料传输带8相似；进料传输带8上的光电式传感器801检测到被测试物到位后，将信号发送给第一机器人9或第二机器人3，第一机器人9或第二机器人3开始作业将被测试物放置至测试位置；当被测试椅213测试结束时，电磁阀209断电，此时处于自由状态的固定柱一207和固定柱二208升起，接近开关211检测到固定柱一207或固定柱二208到位后，发送指令给第一机器人9或第二机器人3取出椅子并送出安全护栏10。

如图4所示，所述工具库6包括底座601，底座601上加工有若干放置位，放置位上分别设有垂直冲击工具602、压块603、垂直静载工具一604、垂直静载工具二605和稳定性检测杆606。工具库6中至少备着家具检测所用的5种工具，第一机器人9和第二机器人3通过快换盘实现工具的快速切换，可以实现家庭桌椅、户外桌椅等不同用处的家具检测需求，通用性强。

所述安全门7包括安全门本体702，安全门本体702通过铰链二701与安全护栏10连接。

所述立柱202上设有启动按钮支架203；启动按钮支架203上设有启动按钮204。

所述第一机器人9或第二机器人3安装好椅子后，通过第一机器人9或第二机器人3按击启动按钮204启动椅子测试程序。第一机器人和第二机器人安装好椅子后，通过机器人按击启动按钮启动椅子测试程序，保证测试流程有条不紊的安全执行。

如图6所示，所述安全护栏10形成封闭的检测空间，正常只能通过安全门7进入工作区域，安全门7和安全护栏10上分别设有安全门锁母703与安全门锁公704，安全门锁母703与安全门锁公704处于非扣合状态时，整个系统不运行，以保证安全性。

在本发明实施的过程中，将被检测桌椅等放置于进料传输带8上，进料传输带8将桌椅等传送至检测站体内，当接触到限位板802，进料带804停止运转，光电式传感器801接收到被检测物到位信号后，发送命令给第一机器人9或第二机器人3，此时可选择第一机器人9运行至工具库6更换抓件工具，将被检测物抓至检测工位。

第一机器人9和第二机器人3先后更换检测工具，至被检测物上放，机器人末端携带的相机303拍照并通过精准算法，将被检测物的检测位置计算出并生成相应点位程序发送给第一机器人9和第二机器人3，机器人根据接收都的指令程序完成被检测物的垂直静载荷测试、水平耐久性测试、垂直冲击载荷测试等测试实验。

其中，在测试过程中，部分测试工序需要两个机器人协作同步测试，如垂直静载荷测试工具，部分测试工序只需要一个机器人参与测试，如水平耐久性测试；第一机器人9和第二机器人3在测试等待时间，将椅子测试台2上已完成检测的椅子抓取放置出料传输带1上，已检测完的椅子随出料传输带1移出检测站，与此同时，机器人将新进的待检测椅子5抓取放至控制的椅子测试台2上，夹紧完成后，机器人点击启动按钮204，开始执行椅子检测程序。

被检测物完成检测后，第一机器人9回至安全home点，第二机器人3至工具库6处更换抓取工具，抓取被检测物至出料传输带1上，被检测物传输至检测站体外，完成检测。

实施例2

与实施例1类似，其区别之处在于，所述固定柱一207上设有若干拾音装置，多个拾音装置用于根据检测过程中出现的异响来判定木质结构的椅子是否需要人工复检；拾音装置与第一机器人9或第二机器人3信号连接；拾音装置用于接收被测试椅213在测试过程中的异响，异响包括木质结构椅子在松动摇晃时所发出的独特的尖锐而短促的声音；当拾音装置检测到椅子检测过程中出现异响时，椅子检测完毕后由第一机器人9或第二机器人3将椅子以不同于摆放检测正常椅子的姿态摆放于出料传输带1上，送出安全护栏10后再由人工进行检测。实际操作过程中发现，对于木质椅子（如榫卯结构的木质椅子）的测试标准中，有时即便存在轻微松动或瑕疵也能通过测试，但在客户使用过程中能感觉到异样（如坐上椅子倚靠靠背时有刺耳异响），因此再次进行人工复检，有助于确保质检准确性。拾音装置可设置多个，根据所检测到异响的音量、音频等进行比对分析，检索其他噪音的干扰，确保认准发生异响的椅子位置。

实施例3

与实施例1类似，其区别之处在于，所述柱子的高度可调，以适应不同椅面高度的椅子；这样做可以适应多种型号的椅子，但一个椅子测试台上的四根柱子高度协同起来并不容易，成本和故障率都会增加。

由于常规椅子的椅面高度较为统一，较多情况下无必要采用带有高度可调的柱子。当面对不同高度的椅面时，可通过人工更换相应高度的柱子以适应不同高度的椅面。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (9)

1.一种智能机器人家具自动化检测工作站，用于被检测桌子(4)和待检测椅(5)的质检，其特征在于，包括用于围挡出检测空间的安全护栏(10)；安全护栏(10)内设有第一机器人(9)和第二机器人(3)，安全护栏(10)一侧设有用于向第一机器人(9)和第二机器人(3)供料的进料传输带(8)，安全护栏(10)另一侧设有出料传输带(1)，第一机器人(9)和第二机器人(3)附近各设有若干椅子测试台(2)；出料传输带(1)的出料端附近设有桌子检测位；

所述第一机器人(9)和第二机器人(3)具有相似的结构，第二机器人(3)包括机器人本体(301)，机器人本体(301)的作业端设有相机(303)和静载荷测试工具(305)，相机(303)通过法兰(302)与机器人本体(301)连接，静载荷测试工具(305)通过力传感器(304)与法兰(302)连接；通过对相机(303)所捕捉图片的分析，并根据桌椅测试标准来自动找正不同规格桌椅的测试位置；

还包括用于存放第一机器人(9)和第二机器人(3)所用工具的工具库，工具库设于第一机器人(9)和第二机器人(3)附近；

所述安全护栏(10)上设有安全门(7)以及用于供进料传输带(8)和出料传输带(1)运行的缺口；

所述智能机器人家具自动化检测工作站的检测方法满足BS EN1730-2012检测标准的要求；

所述椅子测试台(2)包括台座(201)和固定于台座(201)上一侧的立柱(202)，立柱(202)上部设有气缸(205)，气缸(205)的活动端设有用于按压被测试椅(213)椅背的压力测试接触板(206)，台座(201)上还设有用于对被测试椅(213)的椅面进行限位固定的固定柱一(207)和固定柱二(208)，固定柱一(207)和固定柱二(208)各通过一对柱子与台座(201)连接并对被测试椅(213)进行固定；固定柱一(207)一端通过铰链(210)与其中一根柱子铰接，另一端通过电磁阀(209)与另一根柱子连接；固定柱一(207)的近铰链(210)一端设有用于对固定柱一(207)在打开时进行限位的限位杆(212)，铰链(210)所在柱子的上部设有用于检测固定柱一(207)打开时到位情况的接近开关(211)；固定柱二(208)结构与固定柱一(207)相同。

2.根据权利要求1所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述固定柱一(207)上设有若干拾音装置，拾音装置用于根据检测过程中出现的异响来判定木质结构的椅子是否需要人工复检；拾音装置与第一机器人(9)或第二机器人(3)信号连接；拾音装置用于接收被测试椅(213)在测试过程中的异响，异响包括木质结构椅子在松动摇晃时所发出的独特的尖锐而短促的声音；当拾音装置检测到椅子检测过程中出现异响时，椅子检测完毕后由第一机器人(9)或第二机器人(3)将椅子以不同于摆放检测正常椅子的姿态摆放于出料传输带(1)上，送出安全护栏(10)后再由人工进行检测。

3.根据权利要求1所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述进料传输带(8)的末端安装有限位板(802)和光电式传感器(801)，受测椅(803)通过进料带(804)传输到安全护栏(10)内，出料传输带(1)结构和布局与进料传输带(8)相似；进料传输带(8)上的光电式传感器(801)检测到被测试物到位后，将信号发送给第一机器人(9)或第二机器人(3)，第一机器人(9)或第二机器人(3)开始作业将被测试物放置至测试位置；当被测试椅(213)测试结束时，电磁阀(209)断电，此时处于自由状态的固定柱一(207)和固定柱二(208)升起，接近开关(211)检测到固定柱一(207)或固定柱二(208)到位后，发送指令给第一机器人(9)或第二机器人(3)取出椅子并送出安全护栏(10)。

4.根据权利要求1所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述工具库(6)至少包括底座(601)，底座(601)上加工有若干放置位，放置位上分别设有垂直冲击工具(602)、压块(603)、垂直静载工具一(604)、垂直静载工具二(605)和稳定性检测杆(606)。

5.根据权利要求1所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述安全门(7)包括安全门本体(702)，安全门本体(702)通过铰链二(701)与安全护栏(10)连接。

6.根据权利要求1所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述立柱(202)上设有启动按钮支架(203)；启动按钮支架(203)上设有启动按钮(204)。

7.根据权利要求6所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述第一机器人(9)或第二机器人(3)安装好椅子后，通过第一机器人(9)或第二机器人(3)按击启动按钮(204)启动椅子测试程序。

8.根据权利要求5所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述安全护栏(10)形成封闭的检测空间，正常只能通过安全门(7)进入工作区域，安全门(7)和安全护栏(10)上分别设有安全门锁母(703)与安全门锁公(704)，安全门锁母(703)与安全门锁公(704)处于非扣合状态时，整个系统不运行。

9.根据权利要求1所述的智能机器人家具自动化检测工作站，其特征在于，所述柱子的高度可调，以适应不同椅面高度的椅子；或者

面对不同高度的椅面时，通过人工更换相应高度的柱子以适应不同高度的椅面。

Images