CN116692470B - 基于视觉识别的双向定点搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于视觉识别的双向定点搬运装置，包括起升机构、取物装置、回转机构、大车机构和识别模块；所述起升机构左侧设置取物装置，所述起升机构右侧下端设置回转机构，所述回转机构下端设置大车机构，所述识别模块设置在起升机构左侧下端。本发明大大简化了抓取机构，省去了冗余抓取机构的设计问题，避免因多机构产生的复杂连接及运动干涉，节省维修时间及成本。

Description

基于视觉识别的双向定点搬运装置

技术领域

本发明涉及智能物流小车技术领域，更具体地说，涉及一种基于视觉识别的双向定点搬运装置。

背景技术

随着现代物流运输要求的不断提高，对各行业搬运机械的智能化需求也越来越突出。尤其是在短距离搬运货物方面，智能物流搬运小车等机械设备正发挥着至关重要的作用。现有的智能物流小车在仓库和工厂环境下的应用面临着很多挑战，现有的大多数智能物流小车的抓取方式采用机械爪抓取小型货物，中大型货物采用货叉抓取，虽然其能满足使用需求，但其难以适应快递行业及中小型超市仓库中多种类大小货物的抓取。传统的货叉式搬运小车的起升方式选用链式传动及液压传动，结构复杂且维修困难，不适合快递行业及超市仓库中对于中小型货物的搬运。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于视觉识别的双向定点搬运装置，其能够简化夹具和起升机构，同时增加通用性，并减少起重机的零件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于视觉识别的双向定点搬运装置，包括起升机构、取物装置、回转机构、大车机构和识别模块；所述起升机构左侧下部设置取物装置，所述起升机构右侧下端设置回转机构，所述回转机构下端设置大车机构，所述识别模块设置在起升机构左侧下端。

按上述方案，所述起升机构包括起重臂和起升导向装置，所述起升导向装置设置在起重臂上部；所述起升导向装置包括支撑框架和固定绳，所述支撑框架通过固定绳竖向固定设置在起重臂上，所述起重臂左端表面从左至右固定设置第三有机玻璃板和第二有机玻璃板，所述起重臂右端固定设置有第一有机玻璃板；所述第一有机玻璃板上固定设置第一驱动件和步进电机，所述第一驱动件设置在步进电机内侧，所述第一驱动件和步进电机电连接，所述第一驱动件侧面设置第一同步带轮；所述第二有机玻璃板上通过绕线轴支座固定设置第一绕线轴，所述第一绕线轴上固定设置第二同步带轮，所述第二同步带轮左端设置导向滑轮，所述导向滑轮通过导向滑轮支座固定设置第三有机玻璃板上，所述导向滑轮通过第二绕线轴设置在导向滑轮支座上；所述第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带连接，所述起升机构还包括工作台和牵引绳，所述工作台通过同步带压板设置在同步带上，所述牵引绳一端连接工作台，所述牵引绳另外一端绕过导向滑轮后与拉环组连接，所述拉环组固定设置起升导向机构上。

按上述方案，所述起升导向机构包括第四有机玻璃板、第五有机玻璃板和导杆组，所述导杆组顶端固定设置第五有机玻璃板，所述导杆组底端固定设置第四有机玻璃板，所述拉环组包括三个拉环，所述拉环固定设置在第四有机玻璃板上，所述导杆组包括三个导杆，所述导杆的顶端通过固定环固定设置在第五有机玻璃板上，所述导杆的低端通过固定环固定设置在第四有机玻璃板上，所述第四有机玻璃板底端固定设置取物支座，所述导杆通过法兰滑动轴套穿过第二有机玻璃板和第三有机玻璃板。

按上述方案，所述识别模块用于识别抓取货物类别和货物位置，所述识别模块固定设置在第二有机玻璃板底端，所述识别模块包括K210开发板和配套摄像头，所述K210开发板和配套摄像头彼此集成于一体。

按上述方案，所述取物装置用于将货物吸起后完成机械取物动作，所述取物装置包括吸盘、继电器和气泵，所述继电器和气泵设置在支撑框架上，所述吸盘固定设置在第四有机玻璃板底部，所述吸盘由气泵抽取气体。

按上述方案，所述回转机构包括第六有机玻璃板，所述第六有机玻璃板上固定设置回转支承内圈，所述回转支承内圈外部套设有回转支承外圈，所述回转支承外圈固定设置在第七有机玻璃板底端，所述第七有机玻璃板固定设置于支撑框架底端，所述第六有机玻璃板侧面通过第一电机支架固定设置有齿轮配套电机，所述齿轮配套电机顶部设置有小齿轮，所述小齿轮与回转支承外圈啮合，所述回转支承外圈带动起升机构完成起升取物动作。

按上述方案，所述大车机构包括大车框架，所述大车框架中部的竖向支架中部侧面设置齿轮配套电机调速器，所述大车框架中部的竖向支架底部侧面固定设置有机玻璃筋板，所述有机玻璃筋板通过角码固定设置在所述大车框架底部的边框，所述大车框架底部设置有运动模块，所述运动模块包括两个主动轮装置和两个从动轮装置，所述主动轮装置设置在大车框架底部的左侧顶角，所述从动轮装置设置在大车框架底部的右侧顶角，所述主动轮装置包括主动轮，所述主动轮设置在直流电机的主轴上，所述直流电机通过第二电机支架固定设置在大车框架底端，所述从动轮装置包括从动轨道轮，所述从动轨道轮通过从动轮支架固定设置在有机玻璃垫板上，所述有机玻璃垫板固定设置在大车框架底部，所述大车框架底部的四角设置有限位开关。

按上述方案，所述大车机构的主动轮和从动轨道轮分别放置在封闭轨道上，所述封闭轨道包括横向轨道和纵向轨道，所述横向轨道和纵向轨道相接处通过轨道连接件固定连接。

按上述方案，所述固定绳为钢丝绳，所述角码为L形角码，所述横向道和纵向轨道为HJY-2.0H-1020H型轨道，所述回转支承内圈、回转支承外圈和小齿轮均由50Mn材料制成，所述步进电机电为57步进电机，所述齿轮配套电机为M3508电机。

实施本发明的基于视觉识别的双向定点搬运装置，具有以下有益效果：

1、本发明中设置的取物装置选用吸盘等套组，可以适应多种大小货物的抓取，大大简化了抓取机构，省去了冗余抓取机构的设计问题，避免因多机构产生的复杂连接及运动干涉，节省维修时间及成本；

2、本发明设置的起升机构不同于传统钢丝绳卷筒式起升机构，本发明的起升机构略去卷筒装置，采取同步带带动牵引绳的起升方式，既保证了能稳定顺利起升所需货物，省去卷绕钢丝绳的繁琐，消除了钢丝绳卷绕过程中出现的轴向偏移，也避免了钢丝绳卷绕过程中易出现的打结等问题；

3、本发明设置的起重臂采取固定绳作为辅助固定，采用传统塔式起重机的结构方案，保证所述起重臂部分的结构稳定。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于视觉识别的双向定点搬运装置的整体结构示意图；

图2是本发明的起升机构的结构示意图；

图3是本发明起升机构前端局部放大的结构示意图；

图4是本发明回转机构的结构示意图；

图5是本发明大车机构的结构示意图；

图6是本发明大车机构的限位开关局部放大图；

图7是本发明大车机构的轨道示意图；

图8是本发明识别模块的局部放大图；

图9是本发明取物模块安装位置的局部放大图；

图10是本发明起升机构下方的局部放大图；

图中：1、起升机构；101、起重臂；111、第一驱动件；112、步进电机；113、第一有机玻璃板；114、第一同步带轮；115、同步带；116、同步带压板；117、第二有机玻璃板；118、第三有机玻璃板；119、固定绳；120、支撑框架；121、第一绕线轴；122、绕线轴支座；123、第二绕线轴；124、导向滑轮支座；125、牵引绳；126、导向滑轮；127、第二同步带轮；128、工作台；12、起升导向机构；12-1、第四有机玻璃板；12-2、固定环；12-3、拉环组；12-4、法兰滑动轴承组；12-5、导杆组；12-6、第五有机玻璃板；

2、取物装置；201吸盘；202、继电器；203、气泵；

3、回转机构；31、齿轮配套电机；32、第一电机支架；33、第六有机玻璃板；34、回转支承外圈；35、回转支承内圈；36、小齿轮；37、齿轮配套电机调速器；38、第七有机玻璃板；

4、大车机构；41、有机玻璃垫板；42、从动轮支架；43、从动轨道轮；44、第二电机支架；45、主动轮；46、直流电机；47、大车框架；48、有机玻璃筋板；49、角码；

5、封闭轨道；51、横向轨道；52、纵向轨道；53、限位开关；54、轨道连接件；

6、识别模块。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-7所示，本发明的基于视觉识别的双向定点搬运装置，包括起升机构1、取物装置2、回转机构3、大车机构4和识别模块6；起升机构1左侧下部设置取物装置2，起升机构1右侧下端设置回转机构3，回转机构3下端设置大车机构4，识别模块6设置在起升机构1左侧下端。起升机构1通过有机玻璃板和螺栓固定于回转机构3上，取物装置2与起升机构1通过螺栓相连接。

起升机构1包括起重臂101和起升导向装置，起升导向装置设置在起重臂101上部；起升导向装置包括支撑框架120和固定绳119，支撑框架120通过固定绳119竖向固定设置在起重臂101上，起重臂101左端表面从左至右固定设置第三有机玻璃板118和第二有机玻璃板117，起重臂101右端固定设置有第一有机玻璃板113；第一有机玻璃板113上固定设置第一驱动件111和步进电机112，第一驱动件111设置在步进电机112内侧，第一驱动件111和步进电机112电连接，第一驱动件111侧面设置第一同步带轮114；第二有机玻璃板117上通过绕线轴支座122固定设置第一绕线轴121，第一绕线轴121上固定设置第二同步带轮127，第二同步带轮127左端设置导向滑轮126，导向滑轮126通过导向滑轮支座124固定设置第三有机玻璃板118上，导向滑轮126通过第二绕线轴123设置在导向滑轮支座124上；第一同步带轮114和第二同步带轮127通过同步带115连接，起升机构1还包括工作台128和牵引绳125，固定绳119为钢丝绳，工作台128通过同步带压板116设置在同步带115上，牵引绳125一端连接工作台128，牵引绳125另外一端绕过导向滑轮126后与拉环组12-3连接，拉环组12-3固定设置起升导向机构12上。第一绕线轴121横向布置在起重臂101的一端，第一绕线轴121与第二同步带轮127转动连接，第一驱动件111布置在起重臂101的另一端，第一驱动件111与第一同步带轮114固定连接，可驱动同步带115运动。同步带压板116安装在同步带115上，工作台128固定连接于同步带压板116上，牵引绳125一端固定连接于工作台128上，牵引绳125另一端固定连接于取物装置2上，第二绕线轴123与导向滑轮126相连，牵引绳125经过导向滑轮126，起到导向作用。回转步进电机112电为57步进电机。

起升导向机构12包括第四有机玻璃板1-21、第五有机玻璃板12-6和导杆组12-5，拉环组12-3包括三个拉环，拉环固定设置在第四有机玻璃板1-21上，导杆组12-5包括三个导杆，导杆的顶端通过固定环12-2固定设置在第五有机玻璃板12-6上，导杆的底端通过固定环12-2固定设置在第四有机玻璃板1-21上，第四有机玻璃板1-21底端固定设置吸盘201，导杆通过法兰滑动轴组124穿过第二有机玻璃板117和第三有机玻璃板118。法兰滑动轴承组12-4上下两个滑动轴承为一组，共三组，呈等边三角形布置于第一绕线轴121同一端，导杆组12-5共三根导杆，三根导杆竖直平行布置，导杆组12-5与法兰滑动轴承组12-4滑动连接。在使用过程中，第一驱动件111带动第一同步带轮114旋转，第一同步带轮114驱动同步带115实现传动，同步带115带动工作台128和同步带压板116进行沿同步带115方向水平移动，工作台128带动牵引绳125进行水平移动，通过牵引绳125传递拉力，法兰滑动轴承组12-4和第四有机玻璃板1-21对导杆组12-5起竖直方向的限位作用，从而带动货物进行上下往复平移运动，实现竖直起升。

识别模块6用于识别抓取货物类别和货物位置，识别模块6固定设置在第二有机玻璃板117底端，识别模块包括K210开发板及配套摄像头组成。其中，K210开发板及配套摄像头集成于一体，构成所述识别模块。

取物装置2用于将货物吸起后完成机械取物动作，取物装置2包括吸盘201、继电器202和气泵203，继电器202与气泵203固结于支承框架120上，使用软管彼此相连，吸盘201固定设置在第四有机玻璃板1-21底部中央，吸盘201由所述气泵203抽取气体，气泵203通过软管驱动吸盘201实现取物与放物。

回转机构3包括第六有机玻璃板33，第六有机玻璃板33上固定设置回转支承内圈35，回转支承内圈35外部套设有回转支承外圈34，回转支承外圈34固定设置在第七有机玻璃板38底端，第七有机玻璃板38固定设置支撑框架120底端，第六有机玻璃板33侧面通过第一电机支架32固定设置有齿轮配套电机31，齿轮配套电机31顶部设置有小齿轮36，小齿轮36与回转支承外圈34啮合，回转支承外圈34带动起升机构1完成起升取物动作。回转支承内圈35、回转支承外圈34和小齿轮36均由50Mn材料制成，齿轮配套电机31为M3508电机。在使用过程中，齿轮配套电机31带动小齿轮36传动，小齿轮36与回转支承外圈34形成齿轮啮合，回转支承外圈34带动起升机构1完成所需起升取物动作。

大车机构4包括大车框架47，大车框架47中部的竖向支架中部侧面设置齿轮配套电机调速器37，大车框架47中部的竖向支架底部侧面固定设置有机玻璃筋板48，有机玻璃筋板48通过角码49固定设置在大车框架47底部的边框，大车框架47底部设置有运动模块，运动模块包括两个主动轮装置和两个从动轮装置，主动轮装置设置在大车框架47底部的左侧顶角，从动轮装置设置在大车框架47底部的右侧顶角，主动轮装置包括主动轮45，主动轮45设置在直流电机46的主轴上，直流电机46通过第二电机支架44固定设置在大车框架47底端，从动轮装置包括从动轨道轮43，从动轨道轮43通过从动轮支架42固定设置在有机玻璃垫板41上，有机玻璃垫板41固定设置在大车框架47底部，大车框架47底部的四角设置有限位开关53。

大车机构4的主动轮45和从动轨道轮43分别设置在封闭轨道5上，封闭轨道5包括横向道51和纵向轨道52，横向轨道51和纵向轨道52相接处通过轨道连接件54固定连接。角码49为L形角码，横向道51和纵向轨道52为HJY-2.0H-1020H型轨道，通过板材相互连接形成封闭式轨道。在使用过程中，大车机构4通过直流电机46带动主动轮45进行驱动，从动轨道轮43起导向作用，整车放置于封闭轨道5上，便于双向顶点移动，当限位开关53与封闭轨道边缘触碰时，触发紧急停车程序，既便于双向定位，也增加安全性。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，包括起升机构、取物装置、回转机构、大车机构和识别模块；所述起升机构左侧下部设置取物装置，所述起升机构右侧下端设置回转机构，所述回转机构下端设置大车机构，所述识别模块设置在起升机构左侧下端；

所述起升机构包括起重臂和起升导向装置，所述起升导向装置设置在起重臂上部；所述起升导向装置包括支撑框架和固定绳，所述支撑框架通过固定绳竖向固定设置在起重臂上，所述起重臂左端表面从左至右固定设置第三有机玻璃板和第二有机玻璃板，所述起重臂右端固定设置有第一有机玻璃板；所述第一有机玻璃板上固定设置第一驱动件和步进电机，所述第一驱动件设置在步进电机内侧，所述第一驱动件和步进电机电连接，所述第一驱动件侧面设置第一同步带轮；所述第二有机玻璃板上通过绕线轴支座固定设置第一绕线轴，所述第一绕线轴上固定设置第二同步带轮，所述第二同步带轮左端设置导向滑轮，所述导向滑轮通过导向滑轮支座固定设置第三有机玻璃板上，所述导向滑轮通过第二绕线轴设置在导向滑轮支座上；所述第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带连接，所述起升机构还包括工作台和牵引绳，所述工作台通过同步带压板设置在同步带上，所述牵引绳一端连接工作台，所述牵引绳另外一端绕过导向滑轮后与拉环组连接，所述拉环组固定设置起升导向机构上。

2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，所述起升导向机构包括第四有机玻璃板、第五有机玻璃板和导杆组，所述导杆组顶端固定设置第五有机玻璃板，所述导杆组底端固定设置第四有机玻璃板，所述拉环组包括三个拉环，所述拉环固定设置在第四有机玻璃板上，所述导杆组包括三个导杆，所述导杆的顶端通过固定环固定设置在第五有机玻璃板上，所述导杆的低端通过固定环固定设置在第四有机玻璃板上，所述第四有机玻璃板底端固定设置取物支座，所述导杆通过法兰滑动轴套穿过第二有机玻璃板和第三有机玻璃板。

3.根据权利要求1所述的基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，所述识别模块用于识别抓取货物类别和货物位置，所述识别模块固定设置在第二有机玻璃板底端，所述识别模块包括K210开发板和配套摄像头，所述K210开发板和配套摄像头彼此集成于一体。

4.根据权利要求1所述的基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，所述取物装置用于将货物吸起后完成机械取物动作，所述取物装置包括吸盘、继电器和气泵，所述继电器和气泵设置在支撑框架上，所述吸盘固定设置在第四有机玻璃板底部，所述吸盘由气泵抽取气体。

5.根据权利要求1所述的基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，所述回转机构包括第六有机玻璃板，所述第六有机玻璃板上固定设置回转支承内圈，所述回转支承内圈外部套设有回转支承外圈，所述回转支承外圈固定设置在第七有机玻璃板底端，所述第七有机玻璃板固定设置于支撑框架底端，所述第六有机玻璃板侧面通过第一电机支架固定设置有齿轮配套电机，所述齿轮配套电机顶部设置有小齿轮，所述小齿轮与回转支承外圈啮合，所述回转支承外圈带动起升机构完成起升取物动作。

6.根据权利要求5所述的基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，所述大车机构包括大车框架，所述大车框架中部的竖向支架中部侧面设置齿轮配套电机调速器，所述大车框架中部的竖向支架底部侧面固定设置有机玻璃筋板，所述有机玻璃筋板通过角码固定设置在所述大车框架底部的边框，所述大车框架底部设置有运动模块，所述运动模块包括两个主动轮装置和两个从动轮装置，所述主动轮装置设置在大车框架底部的左侧顶角，所述从动轮装置设置在大车框架底部的右侧顶角，所述主动轮装置包括主动轮，所述主动轮设置在直流电机的主轴上，所述直流电机通过第二电机支架固定设置在大车框架底端，所述从动轮装置包括从动轨道轮，所述从动轨道轮通过从动轮支架固定设置在有机玻璃垫板上，所述有机玻璃垫板固定设置在大车框架底部，所述大车框架底部的四角设置有限位开关。

7.根据权利要求6所述的基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，所述大车机构的主动轮和从动轨道轮分别放置在封闭轨道上，所述封闭轨道包括横向轨道和纵向轨道，所述横向轨道和纵向轨道相接处通过轨道连接件固定连接。

8.根据权利要求7所述的基于视觉识别的双向定点搬运装置，其特征在于，所述固定绳为钢丝绳，所述角码为L形，所述横向轨道和纵向轨道为HJY-2.0H-1020H型轨道，所述回转支承内圈、回转支承外圈和小齿轮均由50Mn材料制成，所述步进电机电为57步进电机，所述齿轮配套电机为M3508电机。