CN207025864U - 具有图像识别功能的快递分拣机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有图像识别功能的快递分拣机器人。目的是提供一种能够集自主视觉感知、自主移动、自主实施抓取动作、自主移动至指定位置以及自主放置指定物体的机器人，以减少人工劳动力，并提高识别准确性。技术方案是：具有图像识别功能的快递分拣机器人，包括安装有全向轮的底盘、固定在底盘上的摄像头和电脑、通过支撑板固定在底盘上且装有机械爪的机械臂；底盘上还安装有进行运动控制的微控制器和用于寻址的若干个灰度传感器。

Description

具有图像识别功能的快递分拣机器人

技术领域

本实用新型涉及一种具有图像识别功能的快递分拣机器人。

背景技术

在当今社会快递行业迅猛发展，快递走进了家家户户，快递的投递量大幅度增加。但随着快递量的增加，按照以往人工分拣的方式往往会造成人工效率不高、人工错误放置快递的问题。

所以需要一种能够集自主视觉感知，自主移动，自主实施抓取动作，自主移动至指定位置以及自主放置指定物体的机器人。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术存在的不足，提供一种能够集自主视觉感知、自主移动、自主实施抓取动作、自主移动至指定位置以及自主放置指定物体的机器人，以减少人工劳动力，并提高识别准确性。

本实用新型采用的技术方案如下：具有图像识别功能的快递分拣机器人，包括安装有全向轮的底盘、固定在底盘上的摄像头和电脑、通过支撑板固定在底盘上且装有机械爪的机械臂；底盘上还安装有进行运动控制的微控制器和用于寻址的若干个灰度传感器。

所述摄像头通过USB接口与电脑相连，所述微控制器通过串口线与电脑相连。图像经电脑处理速度更加快，上位机软件算法更加成熟，从而使识别精度更高。

所述灰度传感器信号线直接与微控制器I/O口相连，使底盘颜色识别返回的信号更加稳定。

底盘上还安装有装有翻斗的若干个伺服电机；以根据指令驱使翻斗翻转，将存放的快递包输送到指定的传送带上。

底盘由上下连为一体的第一支撑板31、第二支撑板32以及第三支撑板33组成。

所述三自由度机械臂与机械爪相连，并固定在支撑板上。在使用了尽可能少的自由度的情况下完成了快递的抓取，避免了传统串联式机械臂运行时挠度过大、抓取精度不高、抖动过大的缺点。

本实用新型的有益效果是：所提供的机器人精确地完成自主识别、抓取以及放置动作，准确率高，避免人工的错误识别以及错误放置，而且工作效率高，无需工作时间限制，因而显著提高了分拣工作效率，降低了人力开支成本。

附图说明

图1本实用新型的轴测结构图。

图2是本实用新型带机械爪的机械臂的轴测结构图之一。

图3是本实用新型带机械爪的机械臂的轴测结构图之二。

图4是本实用新型底盘上的灰度传感器安装位置示意图。

图5是本实用新型的系统通讯示意图。

图6是本实用新型的控制流程图。

具体实现方式

以下通过附图所示的实施例进一步说明。

附图所示的具有图像识别功能的快递分拣机器人，视觉感知部分涉及上位机摄像头的图片采集以及处理，上下位机通信，运动控制部分由下位机完成；机器人会识别快递单上的省份字样，把相同省份快递放置到相应的传送带上，从而完成分拣工作。

快递分拣机器人底盘的下部安装有全向轮；底盘上固定有摄像头37和电脑，还安装有微控制器(图中省略微控制器与电脑)和用于寻址的灰度传感器，装有机械爪的机械臂(三自由度机械臂)通过支撑板固定在底盘上。

图2、图3所示的机械臂为成熟机构，主要动作是机械臂的左右转动、机械爪的前进、机械爪的和抓取东西四个动作。

机械臂的左右转动：底座1固定在底盘的上表面，舵盘17通过转向盘2固定在底座上，舵机4与舵盘17相连接，舵机固定在连接座3上，从而实现机械臂的左右转动。

机械爪的前进：舵机5通过M3螺栓18和M3螺母20固定在舵机连接臂6上，舵机5连接臂6固定在连接座3上。舵盘17固定在支撑杆10上，前进杆8固定在舵机连接臂6上，另一端与三角杆11相连接，三角杆11一端与连接杆14相连接，连接杆14上装有带孔的铜柱19，通过螺母20和螺栓18，将机械爪15固定在连接杆14上，舵机5和舵盘17相连接，控制舵机5的运动，从而实现机械爪的前进。

机械爪的上升：舵机16通过M3螺栓18和M3螺母20固定在舵机连接臂6上，舵机连接臂6固定在连接座3上，舵盘17固定在上升传递杆7上，上升传递杆7的一端与上升杆9相连接，上升杆9的另一端与连接杆14相连接，舵机16和舵盘17相连接，控制舵机16的运动，从而实现机械爪的上升。

机械爪抓取东西：舵机21固定在机械爪15上，舵盘17固定在机械爪15上，控制舵机21的运动，控制机械爪15的张合，从而实现抓取东西的运动。

以上所述舵机均由8V电源供电，由微控制器提供驱动信号，微控制器由8V电源供电。

底盘由上下连为一体的第一支撑板31、第二支撑板32以及第三支撑板33组成。第一支撑板31上固定有3个伺服电机，所述伺服电机输出轴通过法兰盘连接翻斗，以根据指令驱使翻斗翻转，将存放在翻斗内的快递包输送到指定的传送带上。图1中还显示：两两翻斗(翻斗34，翻斗35，翻斗36)之间的转动轴线彼此垂直。第一支撑板31与第二支撑板32使用连接柱相接，中间空余部分可用来放置电脑。第三支撑板33四周固定着4块电机固定架。4个直流减速电机和4个固定架铆接，4个直流全向轮使用紧定螺钉固定在电机的轴上。

本实用新型所用摄像头具有图片采集的功能并带有USB接口，上位机会将摄像头采集的图片保留在磁盘上。上位机软件会调用图像处理的函数扫描图片中的文字信息(本方案采用模板匹配方法以及OCR，但方法不唯一)，提取出快递单上的相应的文字信息。再将所确定的信息按照自定的通信协议发送至下位机。

进一步说明，当下位机接收到上位机发送下来的不同的已按照物品协议规定的数据时，下位机会给机械臂上的舵机在不同时刻发出不同的控制信号，机械臂会执行不同动作。底盘也会执行相应的动作，三部分之间协同配合，直至将快递获取，再将其投放在正确的传送带上。

进一步说明(参见图4)，本实用新型在底盘安装了10个灰度传感器，底盘的传感器分布由图5所示，40-49均为所述灰度传感器。其中40、41用来检测x轴正方向的循迹，44、45用来检测x轴负方向的循迹，42、43用来检测y轴负方向的循迹，46、47用来检测y轴正方向循迹。48、49分别用来检测x、y轴方向经过的节点个数。

在不同的情况下，返回给微控制器不同的信号。为保证机器人能够沿着直线运动，微控制器随后会给带2个L298N芯片的电机驱动模块发送信号，进而控制4个减速电机的运动，4个减速电机的会协同配合运动，以保证运动轨迹和预期一致。

Claims (5)

1.具有图像识别功能的快递分拣机器人，包括安装有全向轮的底盘、固定在底盘上的摄像头(37)和电脑、通过支撑板固定在底盘上且装有机械爪(15)的机械臂；底盘上还安装有进行运动控制的微控制器和用于寻址的若干个灰度传感器。

2.根据权利要求1所述的具有图像识别功能的快递分拣机器人，其特征在于：所述摄像头通过USB接口与电脑相连，所述微控制器通过串口线与电脑相连。

3.根据权利要求2所述的具有图像识别功能的快递分拣机器人，其特征在于：所述灰度传感器信号线直接与微控制器I/O口相连，以使底盘颜色识别返回的信号更加稳定。

4.根据权利要求3所述的具有图像识别功能的快递分拣机器人，其特征在于：底盘上还安装有装有翻斗的若干个伺服电机。

5.根据权利要求4所述的具有图像识别功能的快递分拣机器人，其特征在于：底盘由上下连为一体的第一支撑板(31)、第二支撑板(32)以及第三支撑板(33)组成。