CN205718854U

CN205718854U - 一种基于激光测距的箱体尺寸测量装置

Info

Publication number: CN205718854U
Application number: CN201620676925.2U
Authority: CN
Inventors: 张俊胜; 刘万超; 李卓斌; 陈明松; 张洪彪; 牟莹; 罗福享; 李雪莹; 修方涛; 付梦双
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2026-06-30

Abstract

本实用新型所提供的一种基于激光测距的箱体尺寸测量装置包括支架、速度传感器、激光测距单元以及控制单元。其中，支架固定设置在传送带的上方；速度传感器设置在输送机上，用于对输送机的水平速度进行测量；激光测距单元包括高度测距传感器和两个水平测距传感器，高度测距传感器设置在支架上且位于面对传送带的上方位置，两个水平测距传感器分别相对设置在支架的两侧且面对箱体的位置；控制单元包括数据处理机，数据处理机分别与高度测距传感器以及两个水平测距传感器进行连接并接收来自传感器的数据后进行处理，得出箱体的尺寸，从而实现了对箱体的自动化测量，与传统的手工测量相比，降低了操作工的劳动强度。

Description

一种基于激光测距的箱体尺寸测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种箱体尺寸测量装置，具体涉及一种基于激光测距的箱体尺寸测量装置。

背景技术

仓储管理是物流企业和生产企业在运营中重要的一个环节，能否高效利用仓库空间，以及快速存取货物，直接影响到运营的成本及效率。仓储管理中突出的问题是货物吞吐效率以及空间利用率，目前很多企业仓库空间的利用率极低，其中很大的问题是不能及时获取货物的相关信息，比如货物的体积，传统做法是操作工利用卷尺等工具进行人工测量，不但测量的准确性有限，而且降低了存放货物的效率。

目前虽然有一些进行仓储智能管理的装置，但在箱体尺寸采集与数据传输上还没有完全实现自动化，还需要人工操作测量设备对箱体尺寸进行测量，不仅存在测量的较大误差，而且费时费力。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供基于激光测距的箱体尺寸测量装置.

本实用新型提供了一种基于激光测距的箱体尺寸测量装置，具有这样的特征，包括支架、速度传感器、激光测距单元以及控制单元，其中，支架固定设置在传送带的上方；速度传感器设置在输送机上，用于对输送机的水平速度进行测量；激光测距单元包括高度测距传感器和两个水平测距传感器，高度测距传感器设置在支架上且位于面对传送带的上方位置，两个水平测距传感器分别相对设置在支架的两侧且面对箱体的位置；控制单元包括数据处理机，数据处理机分别与速度传感器、高度测距传感器以及两个水平测距传感器进行连接。

在本实用新型提供的基于激光测距的箱体尺寸测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，支架为门形框架，包括上梁以及与该上梁两端分别连接的两根相对设置的侧梁，侧梁横跨所传送带且固定连接在输送机的外侧。

另外，在本实用新型提供的基于激光测距的箱体尺寸测量装置中，还可以具有这样的特征：高度测距传感器和水平测距传感器采用集成激光测距传感器模块。

另外，在本实用新型提供的基于激光测距的箱体尺寸测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，数据处理机与高度测距传感器以及两个水平测距传感器分别采用串行接口电路连接。

另外，在本实用新型提供的基于激光测距的箱体尺寸测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，控制单元还包括无线通信模块，无线通信模块与数据处理机连接，用于接收来自数据处理机的数据后进行无线通信。

另外，在本实用新型提供的基于激光测距的箱体尺寸测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，数据处理机为单片机。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所涉及的基于激光测距的箱体尺寸测量装置，因为包括激光测距单元以及控制单元，所以，本实用新型的基于激光测距的箱体尺寸测量装置具有如下特点：

1.由于激光测距具有速度快，精度高以及非接触的特点，本实用新型所提供的基于激光测距的箱体尺寸测量装置能够实现仓储箱体的自动化测量，与传统的手工测量相比，大大的降低了劳动强度，从而节约了企业仓库的管理成本；

2.本实用新型所提供的基于激光测距的箱体尺寸测量装置将尺寸测量与智能无线传输结合起来，发挥了现有成熟技术的优势，实现了从测量到数据处理，再到数据呈现的一个完整过程。

附图说明

图1a、1b是本实用新型的实施例中基于激光测距的箱体尺寸测量装置的主视图和侧视图；

图2是本实用新型的实施例中测距传感器测量布置俯视示意图；以及

图3是本实用新型的实施例中测距传感器测量布置主视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型基于激光测距的箱体尺寸测量装置作具体阐述。

图1是本实用新型的实施例中基于激光测距的箱体尺寸测量装置的示意图；

图1(a)为基于激光测距的箱体尺寸测量装置的主视图；

图1(b)为基于激光测距的箱体尺寸测量装置的侧视图。

如图1所示，基于激光测距的箱体尺寸测量装置100包括支架10、速度传感器20、激光测距单元30以及控制单元40。

支架10为门形框架，包括上梁以及与该上梁两端分别连接的两根相对设置的侧梁，两根侧梁横跨传送带,两根侧梁的下端分别固定连接在输送机S的外侧。

速度传感器20设置在输送机S前端，用于对输送机S的水平速度进行测量。

激光测距单元30包括高度测距传感器31和两个水平测距传感器32。

高度测距传感器31设置在支架10的上梁上，面对传送带W进行设置，高度测距传感器31采用集成激光测距传感器模块。

两个水平测距传感器32分别相对设置在支架10的两根侧梁的下部，面对箱体X进行设置，水平测距传感器32采用集成激光测距传感器模块。

控制单元40包括数据处理机，设置在支架10顶部的一端。

数据处理机分别与速度传感器20、高度测距传感器31以及两个水平测距传感器32连接，接收并处理来自速度传感器20、高度测距传感器31以及两个水平测距传感器32的信号；数据处理机分别与高度测距传感器31以及两个水平测距传感器32采用串行接口电路连接。

控制单元40还包括无线通信模块，无线通信模块与数据处理机连接，用于接收来自数据处理机的数据后进行无线通信。

实施例中的数据处理机为单片机，单片机需要实现的功能有三个方面:一是通过串口通信实现对激光测距模块的控制，根据三个激光测距模块不同的状态来控制激光模块测距获取数据，第二是将获取的数据进行处理，确定所测物体的长、宽、高，第三是作为下位机，将长、宽、高数据通过无线传输给上位机(pc机)，从而使整个系统进行后面的流程。

基于激光测距的箱体尺寸测量装置100对箱体X尺寸测量的原理如下：

图2是本实用新型的实施例中测距传感器测量布置俯视示意图；

如图2、图3所示，假设所测量物体全部为规则的长方体，传送带以速度V运动，待测箱体X在传送带W上运输，为了测量其体积，我们使用了三个激光测距传感器(测距器)分别为A(水平测距传感器32)、B(水平测距传感器32)、C(高度测距传感器31)，每个激光测距传感器均有三个管脚角a、b、c分别连接电源。

A(水平测距传感器32)和B(水平测距传感器32)不断发出正弦调制光,水平测距传感器32与目标物间距离所产生的相位差可以测量，根据调制光的波长和频率，换算出激光飞行时间，再依次计算出待测距离d＝AO。

d＝AO＝ct/2

t＝φ/ω

ω＝2πf

φ＝N+Δφ

即d＝AO＝(N+Δφ)*c/(4πf)

其中，AO是待测距离(O为AB与DG交点)，同样的可以在B传感器一边测出B与EF边之间的距离；

C是光速，等于299792458m/s(假设光速未受环境影响)；

t是往返水平测距传感器32与箱体X间距离一次的时间；

φ是激光光束往返一次后所形成的相位差；

Δφ是激光光束往返一次后所形成的相位差不足半波长的部分；

N是相位差中半波长的个数；ω是调制信号的角频率；f为激光频率。

箱体X随着传送带W运动，当G到达AB线段上时，会逐渐产生相位差，一直到E到达线段AB上。通过不断发出的正弦调制光，可以得出D点是到传送带W边缘距离最短的点以及正弦光遇到D和G点分别返回传送带W边缘的时间。那么，可以得出传送带W经过距离DI所用的时间，同时，已知传送带W的速度V(由安装在W上的速度传感器20测量得到)，可以得到DI的长度。又已知光速，可以得出D和G点分别到传送带W边缘的距离差即为GI。在RTΔDIG中，可求 GI和DI，利用直角三角形勾股定理，即可得出DG的长度。

同理，可以得出DE、EF和FG的长度。这样即可得出箱体X俯视图的面积。

高度测距传感器31到传送带W上N点的垂直距离CN是已知的，当箱体X经过CN时，正弦调制波发生相位变化，可以知道光往返CM一次所用的时间，又已知光的传播速度，可以得出CM的长度。

所以物体的高MN＝CN-CM；

通过求得箱体X的长、宽和高，即可求得待测物体的体积。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的基于激光测距的箱体尺寸测量装置，还包括高度测距传感器和水平测距传感器采用集成激光测距传感器模块，集成激光测距传感器模块是成熟的技术，具有性能稳定，采购容易，成本低的特点。

进一步地，数据处理机为单片机，单片机也是成熟的技术，具有性能稳定，采购容易，成本低的特点。

再进一步地，控制单元还包括无线通信模块，无线通信模块与数据处理机连接，用于接收来自数据处理机的数据后进行无线通信。无线传输模块作为为目前通信的主流技术，可以与仓库已有设备进行对接，也可以与传统的有线数据进行传输，实现多端口及时数据接收与发送，实用性强。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于激光测距的箱体尺寸测量装置，安装在输送机上对输送机的传送带上输送的箱体进行尺寸测量，其特征在于：

包括支架、速度传感器、激光测距单元以及控制单元，

其中，所述支架固定设置在所述传送带的上方，

所述速度传感器设置在所述输送机上，用于对所述输送机的水平速度进行测量，

所述激光测距单元包括高度测距传感器和两个水平测距传感器，所述高度测距传感器设置在所述支架上且位于面对所述传送带的上方位置，

两个所述水平测距传感器分别相对设置在所述支架的两侧且面对所述箱体的位置，

所述控制单元包括数据处理机，所述数据处理机分别与所述速度传感器、所述高度测距传感器以及两个所述水平测距传感器进行连接。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距的箱体尺寸测量装置，其特征在于：

其中，所述支架为门形框架，包括上梁以及与该上梁两端分别连接的两根相对设置的侧梁，所述侧梁横跨所述传送带且固定连接在所述输送机的外侧。

3.根据权利要求1所述的基于激光测距的箱体尺寸测量装置，其特征在于：

其中，所述高度测距传感器和所述水平测距传感器采用集成激光测距传感器模块。

4.根据权利要求1所述的基于激光测距的箱体尺寸测量装置，其特征在于：

其中，所述数据处理机与所述高度测距传感器以及两个所述水平测距传感器分别采用串行接口电路连接。

5.根据权利要求1所述的基于激光测距的箱体尺寸测量装置，其特征在于：

其中，所述控制单元还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述数据处理机连接，用于接收来自所述数据处理机的数据后进行无线通信。

6.根据权利要求1或4或5所述的基于激光测距的箱体尺寸测量装置，其特征在于：

其中，所述数据处理机为单片机。