CN117645022A - 一种香水运输物流系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包装运输领域，尤其涉及一种香水运输物流系统，本发明通过运输机构运输装载箱体以及香水瓶体，抓取机构抓取香水瓶体或装载箱体，检测模组获取瓶体图像；形态解析单元提取瓶体图像中的瓶体轮廓，根据曲率分布系数划分瓶体轮廓的形态类别，抓取控制单元控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘或识别特征轮廓段，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物，复位控制模块，控制抓取机构向装载箱体内放置填充物，将完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带，本发明可有效提升香水运输的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及包装运输领域，尤其涉及一种香水运输物流系统。
背景技术
物流系统是一个综合性的系统，涵盖了物流管理中与货物运输相关的各个环节。由于近年来人们对于物流的时效性要求不断提高，物流系统的优化可以显著增加物流时效性，通过有效的管理，可以缩短货物从生产到交付的时间，提高整体物流运作的速度和效率。
中国专利公开号：CN117000603A，公开了一种物流用运输系统，包括：上料模块，用于对物料上料；输送模块，装设于所述上料模块下方，包括用于传送物料的输送线，安装于所述输送线上的来料传感器，以及安装于所述输送线上的防堆叠机构；检测模块，安装于所述输送模块上用于检测物料；分拣模块，与所述检测模块信号连接，将物料分拣至储存机构中，防堆叠机构有益于避免对输送线上的物料堆叠，避免导致后面检测或分拣不精准，提高检测精准度，检测模块对物料进行检测后并将检测结果发送至分拣模块，本装置操作简单，避免物料堆叠，便于对物料进行检测后分拣至不同的储存机构中。
但是，现有技术中还存在以下问题，
现有技术中，香水瓶体的形态为了迎合市场需求形态多样，尤其是部分瓶体存在突出部或异形部容易磕碰，在生产运输过程中对不同类型的香水进行包装运输时不考虑上述因素容易造成香水瓶损坏。
发明内容
为此，本发明提供一种香水运输物流系统，用以克服现有技术中，香水瓶体的形态为了迎合市场需求形态多样，尤其是部分瓶体存在突出部或异形部容易磕碰，在生产过程中对不同类型的香水进行包装运输时不考虑上述因素容易造成香水瓶损坏的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种香水运输物流系统，包括，
运输机构，包括用以运输装载箱体的箱体传送带以及用以运输香水瓶体的瓶体传送带；
抓取机构，包括装载台以及设置在所述装载台一侧用以抓取香水瓶体或装载箱体的机械臂；
检测模组，包括设置在瓶体传送带上用以检测瓶体图像的图像采集单元；
上位机，其分别与所述运输机构、抓取机构以及检测模组连接，包括形态解析单元以及抓取控制单元，所述形态解析单元用以提取瓶体图像中的瓶体轮廓，根据各轮廓段的曲率计算曲率分布系数，以划分瓶体轮廓的形态类别；
所述抓取控制单元用以根据瓶体轮廓的形态类别选定对抓取机构的控制策略，包括，
控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘；
根据瓶体轮廓各轮廓段的曲率识别特征轮廓段，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物；
复位控制模块，其与所述抓取机构连接，用以控制抓取机构向装载箱体内放置填充物，将完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带。
进一步地，所述形态解析单元根据公式（1）计算曲率分布系数，
（1）
公式（1）中，S表示曲率分布系数，n表示轮廓段数量，ρi表示第i个轮廓段的平均曲率，ρ0表示预设平均曲率阈值，α表示曲率权重系数，m表示不连续的曲率点个数，m0表示预设不连续的曲率点个数阈值，β表示不连续的曲率点权重系数。
进一步地，所述形态解析单元将所述曲率分布系数与预设曲率分布系数对比阈值进行对比，
若所述曲率分布系数大于预设曲率分布系数对比阈值，则所述形态解析单元划分所述瓶体轮廓的形态类别为不抗撞击类别；
若所述曲率分布系数小于或等于预设曲率分布系数对比阈值，则所述形态解析单元划分所述瓶体轮廓的形态类别为抗撞击类别。
进一步地，所述抓取控制单元根据瓶体轮廓的形态类别选定对抓取机构的控制策略，包括，
若所述瓶体轮廓的形态类别为不抗撞击类别，则所述抓取控制单元选定控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘；
若所述瓶体轮廓的形态类别为抗撞击类别，则所述抓取控制单元选定控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物。
进一步地，所述抓取控制单元将瓶体轮廓各轮廓段的平均曲率与预设平均曲率阈值进行对比，将瓶体轮廓各轮廓段的不连续的曲率点数量与预设不连续的曲率点个数阈值进行对比，
若轮廓段的平均曲率小于预设平均曲率阈值或轮廓段的不连续的曲率点数量大于预设不连续的曲率点个数阈值，则所述抓取控制单元将所述轮廓段识别为特征轮廓段。
进一步地，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，其中，所述特征轮廓段的曲率分布系数与所述软质防护物数量正相关。
进一步地，所述装载台上还设置有用以检测装载台各位置重力值的若干重力检测单元。
进一步地，所述复位控制模块还用以控制机械臂抓取完成装载的装载箱体以预设晃动频率晃动所述装载箱体若干次，将所述装载箱体放置于装载台。
进一步地，所述复位控制模块还用以根据公式（2）计算装载箱体稳定参数，
（2）
公式（2）中，E表示装载箱体稳定参数，q表示重力检测单元个数，Gj1表示第j个重力检测单元测得的装载箱体晃动前重力值，Gj2表示第j个重力检测单元测得的装载箱体晃动后重力值。
进一步地，所述复位控制模块将装载箱体稳定参数与预设装载箱体稳定参数对比阈值进行对比，若所述装载箱体稳定参数小于所述预设装载箱体稳定参数对比阈值，则所述复位控制模块判定符合预定传送标准，将所述完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带。
与现有技术相比，本发明通过运输机构运输装载箱体以及香水瓶体，抓取机构抓取香水瓶体或装载箱体，检测模组获取瓶体图像；形态解析单元提取瓶体图像中的瓶体轮廓，根据曲率分布系数划分瓶体轮廓的形态类别，抓取控制单元控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘或识别特征轮廓段，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物，复位控制模块，控制抓取机构向装载箱体内放置填充物，将完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带，本发明可有效提升香水运输的稳定性和安全性。
尤其，本发明形态解析单元提取瓶体图像中的瓶体轮廓，根据各轮廓段的曲率计算曲率分布系数，曲率是影响香水瓶体受力的重要影响参数，会影响到香水瓶体在受到外力冲击时的易碎程度，通过考虑曲率可以一定程度表征香水瓶体的易碎程度，为后续操作提供数据支持，确保香水运输的稳定性和安全性。
尤其，本发明形态解析单元基于曲率分布系数划分瓶体轮廓的形态类别，通过曲率分布系数可以对香水瓶体的整体易碎程度产生基本判断，通过分析香水瓶体为局部易碎或整体易碎，选定抓取机构对应的控制策略，提升香水运输的稳定性和安全性。
尤其，本发明抓取控制单元根据瓶体轮廓各轮廓段的曲率识别特征轮廓段，平均曲率和不连续的曲率点数量可以反映轮廓段的易碎程度，提取较易碎的轮廓段，对该轮廓段进行更进一步保护，有利于提升香水运输的稳定性和安全性。
尤其，本发明通过复位控制模块计算装载箱体稳定参数，通过机械臂晃动装载箱体，可以模拟香水运输中的晃动情况，通过获取若干重力检测单元测得的装载箱体晃动前后的重力值，可评估当前装载箱体内部的稳定情况，判定是否还需对装载箱体内部进行调整，有助于提升香水运输的稳定性和安全性。
附图说明
图1为发明实施例的香水运输物流系统结构图；
图2为发明实施例的香水运输物流系统上位机结构图；
图3为发明实施例的瓶体轮廓的形态类别逻辑判定图；
图4为发明实施例的抓取机构控制策略选定图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图4所示，图1为发明实施例的香水运输物流系统结构图，图2为发明实施例的香水运输物流系统上位机结构图，图3为发明实施例的瓶体轮廓的形态类别逻辑判定图，图4为发明实施例的抓取机构控制策略选定图，本发明的一种香水运输物流系统包括：
运输机构，包括用以运输装载箱体的箱体传送带以及用以运输香水瓶体的瓶体传送带；
抓取机构，包括装载台以及设置在所述装载台一侧用以抓取香水瓶体或装载箱体的机械臂；
检测模组，包括设置在瓶体传送带上用以检测瓶体图像的图像采集单元；
上位机，其分别与所述运输机构、抓取机构以及检测模组连接，包括形态解析单元以及抓取控制单元，所述形态解析单元用以提取瓶体图像中的瓶体轮廓，根据各轮廓段的曲率计算曲率分布系数，以划分瓶体轮廓的形态类别；
所述抓取控制单元用以根据瓶体轮廓的形态类别选定对抓取机构的控制策略，包括，
控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘；
根据瓶体轮廓各轮廓段的曲率识别特征轮廓段，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物；
复位控制模块，其与所述抓取机构连接，用以控制抓取机构向装载箱体内放置填充物，将完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带。
在本实施例中，运输机构的具体结构不作限定，箱体传送带和瓶体传送带可以为平面传送带，其可以运输装载箱体和香水瓶体即可，此为现有技术，不再赘述。
在本实施例中，装载台以及机械臂的具体结构不作限定，装载台平面面积大于装载箱体最大面面积，机械臂可以按照预设程序完成装载箱体和香水瓶体的抓取任务，此为现有技术，不再赘述。
在本实施例中，图像采集单元的具体结构不作限定，其可以为CCD相机等可以获取香水瓶体清晰图像的图像采集设备，此为现有技术，不再赘述。
本实施例中，上位机以及复位控制模块具体结构不作限定，均可以由逻辑部件或逻辑部件的组合构成，逻辑部件包括现场可编程处理器、计算机或计算机中的微处理器，此为现有技术，不再赘述。
在本实施例中，软质防护物可以为软质橡胶块或软质橡胶条，其具有一定的缓冲和吸震能力，对香水瓶体可以起到保护作用，填充物可以为气泡包装材料，泡沫颗粒等，其可以保护装载箱体内物品。
具体而言，所述形态解析单元根据公式（1）计算曲率分布系数，
（1）
公式（1）中，S表示曲率分布系数，n表示轮廓段数量，ρi表示第i个轮廓段的平均曲率，ρ0表示预设平均曲率阈值，α表示曲率权重系数，m表示不连续的曲率点个数，m0表示预设不连续的曲率点个数阈值，β表示不连续的曲率点权重系数，在本实施例中，α=0.5，β=0.5。
在本实施例中，不连续的曲率点为曲线的角点或拐点，在这些点上，曲线的方向发生突变，例如正方形的角为不连续的曲率点。
在本实施例中，ρ0，m0为实验预先测得，获取若干香水瓶体轮廓的平均曲率ρe以及平均不连续的曲率点个数me，设ρ0=h×ρe，h为曲率系数，0.9＜h＜1.1，me=[g×me]，g为不连续的曲率点系数，1＜g＜1.2。
具体而言，本发明形态解析单元提取瓶体图像中的瓶体轮廓，根据各轮廓段的曲率计算曲率分布系数，曲率是影响香水瓶体受力的重要影响参数，会影响到香水瓶体在受到外力冲击时的易碎程度，通过考虑曲率可以一定程度表征香水瓶体的易碎程度，为后续操作提供数据支持，确保香水运输的稳定性和安全性。
具体而言，所述形态解析单元将所述曲率分布系数与预设曲率分布系数对比阈值进行对比，
若所述曲率分布系数大于预设曲率分布系数对比阈值，则所述形态解析单元划分所述瓶体轮廓的形态类别为不抗撞击类别；
若所述曲率分布系数小于或等于预设曲率分布系数对比阈值，则所述形态解析单元划分所述瓶体轮廓的形态类别为抗撞击类别。
在本实施例中，预设曲率分布系数对比阈值的取值范围为（0.8,1）。
具体而言，本发明形态解析单元基于曲率分布系数划分瓶体轮廓的形态类别，通过曲率分布系数可以对香水瓶体的整体易碎程度产生基本判断，通过分析香水瓶体为局部易碎或整体易碎，选定抓取机构对应的控制策略，提升香水运输的稳定性和安全性。
具体而言，所述抓取控制单元根据瓶体轮廓的形态类别选定对抓取机构的控制策略，包括，
若所述瓶体轮廓的形态类别为不抗撞击类别，则所述抓取控制单元选定控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘；
若所述瓶体轮廓的形态类别为抗撞击类别，则所述抓取控制单元选定控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物。
具体而言，所述抓取控制单元将瓶体轮廓各轮廓段的平均曲率与预设平均曲率阈值进行对比，将瓶体轮廓各轮廓段的不连续的曲率点数量与预设不连续的曲率点个数阈值进行对比，
若轮廓段的平均曲率小于预设平均曲率阈值或轮廓段的不连续的曲率点数量大于预设不连续的曲率点个数阈值，则所述抓取控制单元将所述轮廓段识别为特征轮廓段。
具体而言，本发明抓取控制单元根据瓶体轮廓各轮廓段的曲率识别特征轮廓段，平均曲率和不连续的曲率点数量可以反映轮廓段的易碎程度，提取较易碎的轮廓段，对该轮廓段进行更进一步保护，有利于提升香水运输的稳定性和安全性。
具体而言，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，其中，所述特征轮廓段的曲率分布系数与所述软质防护物数量正相关。
在本实施例中，可选的，
1＜S＜1.2，则确定软质防护物数量Q1=[Q0+△Q1];
1.2≤S，则确定软质防护物数量Q2=[Q0+△Q2]。
Q0为初始软质防护物数量，△Q1为软质防护物数量第一调整值，△Q2为软质防护物数量第二调整值，0.1Q0＜△Q1＜△Q2＜0.3Q0。
具体而言，所述装载台上还设置有用以检测装载台各位置重力值的若干重力检测单元。
在本实施例中，重力检测单元可以为受力传感器。
具体而言，所述复位控制模块还用以控制机械臂抓取完成装载的装载箱体以预设晃动频率晃动所述装载箱体若干次，将所述装载箱体放置于装载台。
在本实施例中，预设晃动频率为每秒晃动所述装载箱体2次，共晃动10次，用以模拟装载箱体在运输过程中的晃动情况。
具体而言，所述复位控制模块还用以根据公式（2）计算装载箱体稳定参数，
（2）
公式（2）中，E表示装载箱体稳定参数，q表示重力检测单元个数，Gj1表示第j个重力检测单元测得的装载箱体晃动前重力值，Gj2表示第j个重力检测单元测得的装载箱体晃动后重力值。
具体而言，所述复位控制模块将装载箱体稳定参数与预设装载箱体稳定参数对比阈值进行对比，若所述装载箱体稳定参数小于所述预设装载箱体稳定参数对比阈值，则所述复位控制模块判定符合预定传送标准，将所述完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带。
在本实施例中，预设装载箱体稳定参数对比阈值的取值范围为（1N,2N）。
具体而言，本发明通过复位控制模块计算装载箱体稳定参数，通过机械臂晃动装载箱体，可以模拟香水运输中的晃动情况，通过获取若干重力检测单元测得的装载箱体晃动前后的重力值，可评估当前装载箱体内部的稳定情况，判定是否还需对装载箱体内部进行调整，有助于提升香水运输的稳定性和安全性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种香水运输物流系统，其特征在于，包括：
运输机构，包括用以运输装载箱体的箱体传送带以及用以运输香水瓶体的瓶体传送带；
抓取机构，包括装载台以及设置在所述装载台一侧用以抓取香水瓶体或装载箱体的机械臂；
检测模组，包括设置在瓶体传送带上用以检测瓶体图像的图像采集单元；
上位机，其分别与所述运输机构、抓取机构以及检测模组连接，包括形态解析单元以及抓取控制单元，所述形态解析单元用以提取瓶体图像中的瓶体轮廓，根据各轮廓段的曲率计算曲率分布系数，以划分瓶体轮廓的形态类别；
所述抓取控制单元用以根据瓶体轮廓的形态类别选定对抓取机构的控制策略，包括，
控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘；
根据瓶体轮廓各轮廓段的曲率识别特征轮廓段，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物；
复位控制模块，其与所述抓取机构连接，用以控制抓取机构向装载箱体内放置填充物，将完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带；
所述形态解析单元根据公式（1）计算曲率分布系数，
（1）
公式（1）中，S表示曲率分布系数，n表示轮廓段数量，ρi表示第i个轮廓段的平均曲率，ρ0表示预设平均曲率阈值，α表示曲率权重系数，m表示不连续的曲率点个数，m0表示预设不连续的曲率点个数阈值，β表示不连续的曲率点权重系数。
2.根据权利要求1所述的香水运输物流系统，其特征在于，所述形态解析单元将所述曲率分布系数与预设曲率分布系数对比阈值进行对比，
若所述曲率分布系数大于预设曲率分布系数对比阈值，则所述形态解析单元划分所述瓶体轮廓的形态类别为不抗撞击类别；
若所述曲率分布系数小于或等于预设曲率分布系数对比阈值，则所述形态解析单元划分所述瓶体轮廓的形态类别为抗撞击类别。
3.根据权利要求2所述的香水运输物流系统，其特征在于，所述抓取控制单元根据瓶体轮廓的形态类别选定对抓取机构的控制策略，包括，
若所述瓶体轮廓的形态类别为不抗撞击类别，则所述抓取控制单元选定控制机械臂多次抓取软质防护物逐个放置于瓶体轮廓边缘处直至包围瓶体轮廓边缘；
若所述瓶体轮廓的形态类别为抗撞击类别，则所述抓取控制单元选定控制所述机械臂仅在特征轮廓段边缘放置对应数量的软质防护物。
4.根据权利要求1所述的香水运输物流系统，其特征在于，所述抓取控制单元将瓶体轮廓各轮廓段的平均曲率与预设平均曲率阈值进行对比，将瓶体轮廓各轮廓段的不连续的曲率点数量与预设不连续的曲率点个数阈值进行对比，
若轮廓段的平均曲率小于预设平均曲率阈值或轮廓段的不连续的曲率点数量大于预设不连续的曲率点个数阈值，则所述抓取控制单元将所述轮廓段识别为特征轮廓段。
5.根据权利要求1所述的香水运输物流系统，其特征在于，根据特征轮廓段的曲率分布系数确定软质防护物数量，其中，所述特征轮廓段的曲率分布系数与所述软质防护物数量正相关。
6.根据权利要求1所述的香水运输物流系统，其特征在于，所述装载台上还设置有用以检测装载台各位置重力值的若干重力检测单元。
7.根据权利要求1所述的香水运输物流系统，其特征在于，所述复位控制模块还用以控制机械臂抓取完成装载的装载箱体以预设晃动频率晃动所述装载箱体若干次，将所述装载箱体放置于装载台。
8.根据权利要求7所述的香水运输物流系统，其特征在于，所述复位控制模块还用以根据公式（2）计算装载箱体稳定参数，
（2）
公式（2）中，E表示装载箱体稳定参数，q表示重力检测单元个数，Gj1表示第j个重力检测单元测得的装载箱体晃动前重力值，Gj2表示第j个重力检测单元测得的装载箱体晃动后重力值。
9.根据权利要求8所述的香水运输物流系统，其特征在于，所述复位控制模块将装载箱体稳定参数与预设装载箱体稳定参数对比阈值进行对比，若所述装载箱体稳定参数小于所述预设装载箱体稳定参数对比阈值，则所述复位控制模块判定符合预定传送标准，将所述完成装载的装载箱体抓取回箱体传送带。
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