CN210043470U - 一种三维拾取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维拾取装置，其特征在于，包括导轨底座(4)，其上设有X轴导轨(5)，X轴导轨(5)上设有X‑Y轴联动支架及齿轮箱(7)；X‑Y轴联动支架及齿轮箱(7)上设有Y轴同步带从动轮支架(12)，其分别与X轴一号电机(1)、X轴二号电机(2)和Y轴电机(6)连接；Y轴同步带(9)与Y轴同步带从动轮(3)、Y轴同步带主动轮(17)和Y轴同步带导轮(15)连接；Y‑Z轴联动支架及齿轮箱(10)分别与Z轴电机(11)、Y轴同步带导轮(15)连接，齿轮齿条传动机构(16)上设有一拾取挂钩，Y‑Z轴联动支架及齿轮箱(10)上设置一距离传感器，Y轴同步带主动轮(17)与Y轴电机(6)连接。

Description

一种三维拾取装置

技术领域

本实用新型涉及一种拾取装置，特别涉及一种三维拾取装置。

背景技术

物联网通过标签与资产关联，采集资产基本信息，利用网络把数据发送给系统进行智能处理，实现了资产智能化监控。结合已有的衣物智能分发系统，本实用新型将给出一种新的衣物智能分发系统。

目前，针对人们衣物的收纳管理，已有采用智能衣柜的方式来提高效率。通常，将衣物内放置RFID标签，将有RFID标签的衣服放入智能衣柜，并通过机器手臂上的橡胶吊钩，拿起每件衣服。在这个过程中，衣服的RFID标签会靠近衣橱内的内置的RFID天线，使得该件衣服能够被识别。衣橱会选择适合该件衣服大小的存储位置，并将钩子移动到该位置，衣服就直接保留在那个钩上，直到被需要时取出。

关于拾取方面，现有智能衣柜中的每件衣服进入衣柜时需要配对相应的吊钩，增加了衣柜制作的成本，同时占用了一定的衣柜空间，不适用衣物众多的情景，因此在拾取装置方面本实用新型将做进一步改进，采用三维拾取装置。

实用新型内容

针对现有技术存在的技术问题，本系统是在现存智能衣柜技术的基础上进一步优化创新。本实用新型的目的在于提供一种三维拾取装置，实现衣物的快捷管理。

本实用新型的技术方案为：

一种基于标签的服装智能收纳与分发系统，其特征在于，包括智能衣柜、衣橱控制端，所述智能衣柜与衣橱控制端通信连接；所述智能衣柜上设有信号发送和接收装置、射频识别读取器和三维拾取装置；其中，

所述射频识别读取器，与所述衣橱控制端通信连接，用于实时读取该智能衣柜中衣物信息并发送给所述衣橱控制端；

所述衣橱控制端，用于存储所述智能衣柜中存放的衣物信息，以及发送衣物的放置或拿取指令给所述信号发送和接收装置；

所述信号发送和接收装置，分别与所述衣橱控制端、所述三维拾取装置通信连接，用于接收所述衣橱控制端发出的指令并将该指令发送给所述三维拾取装置；

所述三维拾取装置，用于根据收到的指令对衣物进行的放置或拿取；

其中，每一所述衣物上设有一RFID标签。

进一步的，所述三维拾取装置包括导轨底座4，导轨底座4上设有X轴导轨5，X轴导轨 5上设有X-Y轴联动支架及齿轮箱7，X-Y轴联动支架及齿轮箱7上设有Y轴同步带从动轮支架12，用于支撑Y轴同步带从动轮3；X-Y轴联动支架及齿轮箱7分别与X轴一号电机1、 X轴二号电机2和Y轴电机6连接，X轴一号电机1与X轴二号电机2联动驱动Y轴导杆8 上的齿轮齿条传动机构16沿X轴方向上移动，Y轴电机6驱动Y轴同步带9转动，Y轴同步带9与Y轴同步带从动轮3、Y轴同步带主动轮17和Y轴同步导轮15相连接；Y-Z轴联动支架及齿轮箱10分别与Z轴电机11、Y轴同步带导轮15连接，Z轴电机11用于驱动齿轮齿条传动机构16运动，齿轮齿条传动机构16上设有一拾取挂钩13，Y轴同步带导轮15用于将Y轴同步带9的运动传递到Y-Z轴联动支架及齿轮箱10上实现齿轮齿条传动机构16沿 Y轴方向的移动；Y-Z轴联动支架及齿轮箱10上设置一距离传感器14，用于确定Y-Z轴联动支架及齿轮箱10的位置；Z轴电机11通过齿轮齿条传动机构16驱动拾取挂钩13沿Z轴方向运动；Y轴同步主动轮17与Y轴电机6连接，用于驱动Y轴同步带9运动。

进一步的，所述射频识别读取器通过导轨支架一号18与射频识别读取器移动导轨相连，同步带导轮一号19与同步带和导轨支架一号18连接，所述射频识别读取器移动导轨上设有读写器移动电机及齿轮箱20，读写器移动电机及齿轮箱20在所述射频识别读取器移动导轨上可滑动，同步带主动轮21与所述同步带连接，读写器移动电机及齿轮箱20驱动同步带主动轮21转动，读写器支架22与读写器移动电机及齿轮箱20连接，读写器支架22上设置有读写器23，同步带导轮二号24与所述同步带和导轨支架二号25连接，导轨支架二号25与射频识别读取器移动导轨相连。

进一步的，所述RFID标签与所述射频识别读取器的最大距离为15cm。

进一步的，所述射频识别读取器位于所述三维拾取装置的下方。

本系统包括智能衣柜、RFID标签和衣橱控制端，所述智能衣柜安装于用户家中，所述智能衣柜与衣橱控制端连接，其中，每一衣物上设有一个RFID标签，标签包含衣物的款式信息，所述衣橱控制端上有衣物数量、位置、款式等信息。

其中，所述智能衣柜上设有信号发送和接收装置，用于人机交互信号的发送和接收。并将人工和软件的选择转换为信号传递给其他各个执行机构。各执行机构都包含一电控部件，用来接受指令；电控单元是电器元件组成的部分，电控单元是一个总集成线路和芯片。

所述智能衣柜上安装有射频读取器，用于实时读取该智能衣柜中衣物数量和款式，射频读取器可以接收和发送衣物的数量款式以及位置信息给控制端。

所述智能衣柜上安装有三维拾取装置，用于每件衣物的放置和拿取。

所述RFID标签在每件衣物上，用于储存衣物信息。

所述衣橱控制端与智能衣柜相连接，用于用户了解衣服信息以及发送指令。

本实用新型实现衣物管理便捷化，保证衣物放置和拿取均由智能衣柜完成。用户通过衣橱控制端发送衣物放置或拿取指令，智能衣柜接收指令后执行，通过改进后的拾取装置，为用户快速整理衣物或取出衣物。本实用新型实现人与衣柜的高度互动，保证衣柜满足用户更人性化的需求。衣橱控制端与衣柜相连接，打通了与第三方的联系。

实现本实用新型，首先需要在衣服设置特制RFID标签，安装三维拾取装置，安装射频识别读取器，通过用户使用衣橱控制端，完成操作关联。

实现本实用新型的系统如图1所示，其包含RFID标签、智能衣柜和衣橱控制端几部分，其中智能衣柜如图4所示，包含三维拾取装置(如图2)、射频识别读取器(如图3)。射频识别读取器的电控部件通过接收射频识别读取器的信号，然后写入数据库；三维拾取装置的电控部件通过选取的信号，从数据库中读取数据，并通过端口发送脉冲信号给三维拾取装置对应电机，电机联动将衣物拾取并送出。

每件衣服的衣架上都会贴有一个RFID磁条(ALIEN AZ-9654 ALN-9654不干胶电子标签 UHF无源RFID射频识别900MH)，不同的磁条用来区分不同的衣服，并且可以用读卡器写入信息，修改磁条内容(例如该衣服属于适合party穿的连衣裙，可以这样命名： Jupe-party-black)，为后期衣橱控制端设计取出不同风格衣服提供了数据基础，到时只需根据关键词筛选衣服。

三维拾取装置如图2所示，包括X轴一号电机1与二号电机配合联动驱动机构在X轴范围移动，X轴二号电机2与一号电机1在X轴范围移动，Y轴同步带从动轮3与Y轴同步带向连接，属从动件，导轨底座4支撑整个拾取装置，X轴导轨5与底座相连，限制机构在 X指定范围内移动，Y轴电机6驱动Y轴同步带转动，X轴与Y轴通过X-Y轴联动支架及齿轮箱7连接，并且内置减速齿轮箱，使X轴的电机降速从而提高其扭矩，Y轴导杆8为限制机构，Y轴同步带9与Y轴同步带从动轮、Y轴同步带主动轮和Y轴同步导轮相连接，Y-Z 轴联动支架及齿轮箱10用于连接Y轴与Z轴，并且内置齿轮箱使Z轴电机减速从而增大其扭矩，Z轴电机11与Y-Z轴联动支架及齿轮箱连接，驱动齿轮齿条传动机构运动，Y轴同步带从动轮支架12支撑Y轴同步带从动轮，拾取挂钩13通过拾取挂钩拾取衣架，距离传感器 14与Y-Z轴联动支架及齿轮箱连接，起到确定其位置的作用，Y轴同步带导轮15将同步带的运动传递到Y-Z轴联动支架及齿轮箱上实现Y轴方向的移动，齿轮齿条传动机构16通过该机构完成Z轴电机对Z轴的驱动，Y轴同步带主动轮17与Y轴电机连接，驱动Y轴同步带。

该装置是对X-Y-Z三轴电机联动控制，首先通过Y轴电机6及Y轴同步带9将衣架提钩移动到需要拾取的衣架上方，然后通过Y轴电机和Z轴电机联动将衣架从衣柜中的横梁上面提起，最后通过Z轴齿条和Z轴电机将被拾取的衣架提出衣柜。三轴电机使用步进电机，通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。步进电机是一种开环控制电机，通过使用距离传感器来反馈拾取器的位置，从而将开环控制转化成闭环控制。

射频识别读取器如图3所示，通过一个支架与射频识别读取器移动导轨相连，导轨支架一号18与导轨连接支撑导轨，同步带导轮一号19与同步带和导轨支架一号连接，读写器移动电机及齿轮箱20与导轨连接在导轨上滑动，同步带主动轮21与同步带连接通过读写器移动电机驱动其旋转，读写器支架22与读写器移动电机及齿轮箱连接，读写器23按指定方向安装在读写器支架上，同步带导轮二号24与同步带和导轨支架二号连接，导轨支架二号25 与导轨连接支撑导轨，通过电机带动支架及支架上的射频识别读取器逐次扫描衣物上的RFID 电子标签，然后将其数据录入数据库。标签与射频识别读取器的最大距离为15cm(可调节，功率越小识别距离越小)，将标签置于每件衣服的衣架上，射频识别读取器位于衣架上方，为了保证射频识别读取器每次只识别一件衣服，相邻两件衣服之间的距离可控制在7cm左右。当识别器走过一圈后，衣橱控制端可得到衣服的序列和标签信息，存储为数据供后续分析提取使用。

用户通过衣橱控制端发送衣物拿取指令，智能衣柜中的射频识别读取器开始启动，在移动过程中识别衣服上的RFID标签，找到目标衣服所处的位置，同时三维拾取装置通过Y轴电机及Y轴同步带将衣架提钩移动到需要拾取的衣架上方，然后通过Y轴电机和Z轴电机联动将衣架从衣柜中的横梁上面提起，最后通过Z轴齿条和Z轴电机将被拾取的衣架提出衣柜，送出衣柜，完成指令。

若用户有衣物搭配需求，则先通过衣橱控制端完成衣物搭配工作，再发送衣物拿取指令，由智能衣柜完成衣物拿取任务；若用户放回衣物，只需将衣物放在三维拾取器的挂钩上，射频识别读取器通过识别衣服上的RFID标签找到衣服原在的位置，并将其送回原来所处的位置；若用户有衣物二次利用需求，智能衣柜中的射频识别读取器将接收衣柜中所有衣物信息，再将信息通过衣橱控制端反馈给用户，其中信息包含数量、款式和位置等，用户将根据衣物信息进行回收利用或者二手出卖。同时，商家可以根据用户数据减少高端品牌库存，或将衣物出租。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果为：

本实用新型可以实现衣物的灵活抓取和放置，减少人工寻找和选择的时间成本，可以实现与第三方的互动，满足用户更多的需求。

附图说明

图1为本系统结构图；

图2(a)为三维拾取装置前视图；

图2(b)为三维拾取装置后视图；

图3为射频识别读取器结构图；

图4为智能衣柜结构图。

其中，1.X轴一号电机，2.X轴二号电机，3.Y轴同步带从动轮，4.导轨底座，5.X轴导轨，6.Y轴电机，7.X-Y轴联动支架及齿轮箱，8.Y轴导杆，9.Y轴同步带，10.Y-Z轴联动支架及齿轮箱，11.Z轴电机，12.Y轴同步带从动轮支架，13.拾取挂钩，14.距离传感器，15.Y 轴同步带导轮，16.齿轮齿条传动机构，17.Y轴同步带主动轮，18.导轨支架一号，19.同步带导轮一号，20.读写器移动电机及齿轮箱，21.同步带主动轮，22.读写器支架，23.读写器，24 同步带导轮二号，25.导轨支架二号。

具体实施方式

本实用新型实现内容可应用到家居生活、服装销售等需要对衣物进行管理利用的领域。下面以某一用户参与某项活动而进行衣物管理为例，阐述本实用新型实现流程。

首先需要在用户家中安放智能衣柜如图4所示，包含射频识别读取器如图2所示和三维拾取装置如图3所示，在每一件衣物的衣架上放置特制RFID标签，将这些衣服放在衣柜里的横梁上，相邻两件衣服之间的距离可控制在7cm左右，射频识别器沿着横梁方向走过一圈，电脑端收集衣服的序列和标签信息，存储为数据。

用户下载相应的衣橱控制端，衣柜将收取的标签信息如衣物的数量、款式和位置等，通过衣橱控制端反馈给用户。

由于用户有活动需要参加，使用衣橱控制端发送相关搭配需求，并通过衣橱控制端选定将要穿的衣物，发送指令，衣柜接收到用户发送的指令后，射频识别读取器开始启动，在移动过程中识别衣服上的RFID标签，找到目标衣服所处的位置，同时三维拾取装置将衣架从衣柜中的横梁上面提起，最后通过Z轴齿条和Z轴电机将被拾取的衣架提出衣柜，送出衣柜，完成指令。此外，用户可提前发送搭配和衣物拿取请求，也可授权给第三方操作，以便节省时间，提高效率。

当用户参加完活动时，将穿过的衣物放到三维拾取器的挂钩上，通过衣橱控制端发送收纳指令，三维拾取器接收指令后将衣服放回原来衣服所处的位置。

当用户想处理掉闲置衣物时，可通过衣橱控制端查看衣柜中的衣物信息，并发送相关衣物处理的需求。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种三维拾取装置，其特征在于，包括导轨底座(4)，导轨底座(4)上设有X轴导轨(5)，X轴导轨(5)上设有X-Y轴联动支架及齿轮箱(7)，X-Y轴联动支架及齿轮箱(7)上设有Y轴同步带从动轮支架(12)，用于支撑Y轴同步带从动轮(3)；X-Y轴联动支架及齿轮箱(7)分别与X轴一号电机(1)、X轴二号电机(2)和Y轴电机(6)连接，X轴一号电机(1)与X轴二号电机(2)联动驱动Y轴导杆(8)上的齿轮齿条传动机构(16)沿X轴方向上移动，Y轴电机(6)驱动Y轴同步带(9)转动，Y轴同步带(9)与Y轴同步带从动轮(3)、Y轴同步带主动轮(17)和Y轴同步带导轮(15)相连接；Y-Z轴联动支架及齿轮箱(10)分别与Z轴电机(11)、Y轴同步带导轮(15)连接，Z轴电机(11)用于驱动齿轮齿条传动机构(16)运动，齿轮齿条传动机构(16)上设有一拾取挂钩(13)，Y轴同步带导轮(15)用于将Y轴同步带(9)的运动传递到Y-Z轴联动支架及齿轮箱(10)上实现齿轮齿条传动机构(16)沿Y轴方向的移动；Y-Z轴联动支架及齿轮箱(10)上设置一距离传感器(14)，用于确定Y-Z轴联动支架及齿轮箱(10)的位置；Z轴电机(11)通过齿轮齿条传动机构(16)驱动拾取挂钩(13)沿Z轴方向运动；Y轴同步带主动轮(17)与Y轴电机(6)连接，用于驱动Y轴同步带(9)运动。

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