CN213828972U - 一种基于视觉导航的小型搬运机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于视觉导航的小型搬运机器人，包括用于行走运动的机器人本体、设置在机器人本体上的储物箱、以及用于拾捡物品的抓取装置，其特征在于，还包括伸缩支架、第一摄像模组；伸缩支架竖直固定设置在机器人本体上，第一摄像模组设置在伸缩支架顶端；伸缩支架与第一摄像模组转动副连接；伸缩支架与第一摄像模组之间设置有矢量角度传感器；矢量角度传感器用于获取第一摄像模组相对于伸缩支架转动时的转角大小和转动方向；伸缩支架用于自动调节第一摄像模组距离地面的高度，并为矢量角度传感器提供固定参考基准；第一摄像模组用于获取机器人本体周围的环境图像及环境中的物品物信息，为机器人本体的行动指明方向。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种基于视觉导航的小型搬运机器人。
背景技术
电子商务和网络购物的快速发展，既给物流仓储行业带来了前所未有的发展机遇，也给快递服务提出了严峻的挑战。在物流仓储行业中，传统的人工拣货方式为操作人员推着装有表单容器的小车，根据表单(例如，订单)在库房内逐个找到表单对应的物品装进表单对应的表单容器。这种拣选方式需要操作人员走很多路程，劳动强度大、效率低并且错误率较高。
发明内容
基于上述，提供一种能够自动拣选物品基于视觉导航的小型搬运机器人。不仅效率高，且错误率大大降低。
一种基于视觉导航的小型搬运机器人，包括用于行走运动的机器人本体、设置在所述机器人本体上的储物箱、以及用于拾捡物品的抓取装置，还包括伸缩支架、第一摄像模组；所述伸缩支架竖直固定设置在所述机器人本体上，所述第一摄像模组设置在所述伸缩支架顶端；所述伸缩支架与所述第一摄像模组转动副连接；所述伸缩支架与所述第一摄像模组之间设置有矢量角度传感器；所述矢量角度传感器用于获取所述第一摄像模组相对于所述伸缩支架转动时的转角大小和转动方向；所述伸缩支架用于自动调节所述第一摄像模组距离地面的高度，并为所述矢量角度传感器提供固定参考基准；所述第一摄像模组用于获取所述机器人本体周围的环境图像，并通过计算机视觉运算初步获取周围大环境中的物品物信息，为所述机器人本体的行动指明方向。
在其中一个实施例中，还包括第二摄像模组；所述抓取装置包括多关节的机械臂；所述第二摄像模组设置在所述机械臂末端部，以便通过所述机械臂的运动拉近所述第二摄像模组与目标物品之间的距离，从而获取目标物品更清晰的画面。
在其中一个实施例中，还包括摄像头安装架及伺服变位装置；所述伺服变位装置设置在所述机械臂末端部，所述摄像头安装架一端与所述伺服变位装置固定连接，另外一端与所述第二摄像模组连接；所述伺服变位装置用于带动所述摄像头安装架及所述第二摄像模组绕着所述机械臂的末端部转动。
在其中一个实施例中，还包括音频接收器；所述抓取装置还包括设置在所述机器人本体上的机械臂安装座、机械手和末端电机；所述机械臂通过所述机械臂安装座与所述机器人本体连接；所述机械臂安装座与所述机械臂转动副连接，所述机械臂安装座还用于控制所述机械臂的整体运动；所述机械手通过所述末端电机与所述机械臂的末端转动副连接；所述末端电机用于控制所述机械手实现抓握或抖动；所述音频接收器用于获取所述机械手抖动时，被抓握住的物品发出的声音，以辅助判断被抓握住的物品是否含有液态水。
在其中一个实施例中，所述第一摄像模组与所述伸缩支架之间通过相机稳定器连接；所述相机稳定器与所述伸缩支架之间转动副连接；所述第一摄像模组包括镜头模块、镜头支撑杆和重力块；所述镜头支撑杆垂直固定安装在所述相机稳定器的相机安装座上；所述镜头模块设置在所述镜头支撑杆的顶端；所述重力块设置在所述相机安装座的背面，以降低所述第一摄像模组的重心，以及提高所述相机安装座相对于所述相机稳定器的扭矩，从而使得所述镜头支撑杆保持竖直状态；所述矢量角度传感器设置在所述伸缩支架与所述相机稳定器之间，用以获取所述相机稳定器相对于所述伸缩支架转动时的转角大小和转动方向。
在其中一个实施例中，还包括第一通讯模组和第二通讯模组；所述第一通讯模组用于与互联网连接，以实现远程控制和数据维护；所述第二通讯模组用于与同一区域内的其他机器人配对后实时通讯，以实现机器人之间互相学习的功能以及共享各自周围物品信息。
在其中一个实施例中，还包括设置在所述机器人本体上用于导航的激光雷达；所述激光雷达用于获取所述机器人本体与其周围障碍物之间的距离；所述第一摄像模组距离地面的高度大于所述激光雷达距离地面的高度。
在其中一个实施例中，所述激光雷达包括依次设置在所述机器人本体四周的第一激光雷达、第二激光雷达、第三激光雷达及第四激光雷达；所述第一激光雷达、所述第二激光雷达、所述第三激光雷达和所述第四激光雷达用于分别获取机器人本体与四周障碍物之间的距离。
在其中一个实施例中，还包括音频接收器；所述抓取装置还包括用于敲打物体的锤子；所述音频接收器用于接收所述锤子敲击物体的声音，以用于判断该物体的属性。
在其中一个实施例中，所述第一摄像模组包括第一广角镜头、第二广角镜头和第三广角镜头；所述第一广角镜头、所述第二广角镜头和所述第三广角镜头的拍摄角度各为120度，并通过拼接合成一个360度全景摄像头。
上述提供的基于视觉导航的小型搬运机器人，通过在竖直设置的可伸缩支架上安置第一摄像模组，可以获取到激光雷达获取不到的色彩信息或文字信息，提高了机器人对周围环境的认识程度，同时，可以通过可伸缩支架调节第一摄像模组距离地面的高度来调节第一摄像模组可以获得图像的范围。如此设置，可以使得本申请的小型搬运机器人更能适应复杂的物流仓储环境，并通过计算机视觉运算初步获取周围大环境中的物品物信息，为机器人的行动指明方向。
附图说明
图1为一实施例提供的一种基于视觉导航的小型搬运机器人结构示意图。
附图标记说明：10.机器人本体；11.第一激光雷达；12.第二激光雷达； 13.第三激光雷达；20.储物箱；30.抓取装置；31.机械臂安装座；32.机械臂； 33.机械手；34.末端电机；41.伸缩支架；42.相机稳定器；50.第一摄像模组； 51.第一广角镜头；52.第二广角镜头；53.第三广角镜头；54.镜头支撑杆；55. 重力块；60.矢量角度传感器；71.摄像头安装架；72.第二摄像模组；73.伺服变位装置；80.音频接收器；91.第一通讯模组；92.第二通讯模组。
具体实施方式
在本专利文件中，下面讨论的图1和用于描述本公开的原理或方法的各种实施例只用于说明，而不应以任何方式解释为限制了本公开的范围。本领域的技术人员应理解的是，本公开的原理或方法可在任何适当布置的机器人中实现。参考附图，本公开的优选实施例将在下文中描述。在下面的描述中，将省略众所周知的功能或配置的详细描述，以免以不必要的细节混淆本公开的主题。而且，本文中使用的术语将根据本发明的功能定义。因此，术语可能会根据用户或操作者的意向或用法而不同。因此，本文中使用的术语必须基于本文中所作的描述来理解。
一种基于视觉导航的小型搬运机器人，如图1所示，包括用于行走运动的机器人本体10、设置在机器人本体10上的储物箱20、以及用于拾捡物品的抓取装置30，还包括伸缩支架41、第一摄像模组50。伸缩支架41竖直固定设置在机器人本体10上，第一摄像模组50设置在伸缩支架41顶端。伸缩支架41 与第一摄像模组50转动副连接。伸缩支架41与第一摄像模组50之间设置有矢量角度传感器60。矢量角度传感器60用于获取第一摄像模组50相对于伸缩支架41转动时的转角大小和转动方向。伸缩支架41用于自动调节第一摄像模组 50距离地面的高度，并为矢量角度传感器60提供固定参考基准。第一摄像模组 50用于获取机器人本体10周围的环境图像，并通过计算机视觉运算初步获取周围大环境中的物品物信息，为机器人本体10的行动指明方向。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括第二摄像模组72。抓取装置30 包括多关节的机械臂32。第二摄像模组72设置在机械臂32末端部，以便通过机械臂32的运动拉近第二摄像模组72与目标物品之间的距离，从而获取目标物品更清晰的画面。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括摄像头安装架71及伺服变位装置73。伺服变位装置73设置在机械臂32末端部，摄像头安装架71一端与伺服变位装置73固定连接，另外一端与第二摄像模组72连接。伺服变位装置73用于带动摄像头安装架71及第二摄像模组72绕着机械臂32的末端部转动。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括音频接收器80。抓取装置30还包括设置在机器人本体10上的机械臂安装座31、机械手33和末端电机34。机械臂32通过机械臂安装座31与机器人本体10连接。机械臂安装座31与机械臂32转动副连接，机械臂安装座31还用于控制机械臂32的整体运动。机械手 33通过末端电机34与机械臂32的末端转动副连接。末端电机34用于控制机械手33实现抓握或抖动。音频接收器80用于获取机械手33抖动时，被抓握住的物品发出的声音，以辅助判断被抓握住的物品是否含有液态水。
在其中一个实施例中，如图1所示，第一摄像模组50与伸缩支架41之间通过相机稳定器42连接。相机稳定器42与伸缩支架41之间转动副连接。第一摄像模组50包括镜头模块、镜头支撑杆54和重力块55。镜头支撑杆54垂直固定安装在相机稳定器42的相机安装座上。镜头模块设置在镜头支撑杆54的顶端。重力块55设置在相机安装座的背面，以降低第一摄像模组50的重心，以及提高相机安装座相对于相机稳定器42的扭矩，从而使得镜头支撑杆54保持竖直状态。矢量角度传感器60设置在伸缩支架41与相机稳定器42之间，用以获取相机稳定器42相对于伸缩支架41转动时的转角大小和转动方向。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括第一通讯模组91和第二通讯模组92。第一通讯模组91用于与互联网连接，以实现远程控制和数据维护。第二通讯模组92用于与同一区域内的其他机器人配对后实时通讯，以实现机器人之间互相学习的功能以及共享各自周围物品信息。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括设置在机器人本体10上用于导航的激光雷达。激光雷达用于获取机器人本体10与其周围障碍物之间的距离。第一摄像模组50距离地面的高度大于激光雷达距离地面的高度。
在其中一个实施例中，如图1所示，激光雷达包括依次设置在机器人本体 10四周的第一激光雷达11、第二激光雷达12、第三激光雷达13及第四激光雷达(图中未画出)。第一激光雷达11、第二激光雷达12、第三激光雷达13和第四激光雷达(图中未画出)用于分别获取机器人本体10与四周障碍物之间的距离。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括音频接收器80。抓取装置30还包括用于敲打物体的锤子(图中未画出)。音频接收器80用于接收锤子敲击物体的声音，以用于判断该物体的属性。
在其中一个实施例中，如图1所示，第一摄像模组50包括第一广角镜头51、第二广角镜头52和第三广角镜头53。第一广角镜头51、第二广角镜头52和第三广角镜头53的拍摄角度各为120度，并通过拼接合成一个360度全景摄像头。
上述提供的基于视觉导航的小型搬运机器人，通过在竖直设置的可伸缩支架41上安置第一摄像模组50，可以获取到激光雷达获取不到的色彩信息或文字信息，提高了机器人对周围环境的认识程度，同时，可以通过可伸缩支架41调节第一摄像模组50距离地面的高度来调节第一摄像模组50可以获得图像的范围。如此设置，可以使得本申请的小型搬运机器人更能适应复杂的物流仓储环境，并通过计算机视觉运算初步获取周围大环境中的物品物信息，为机器人的行动指明方向。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于视觉导航的小型搬运机器人，包括用于行走运动的机器人本体、设置在所述机器人本体上的储物箱、以及用于拾捡物品的抓取装置，其特征在于，还包括伸缩支架、第一摄像模组；所述伸缩支架竖直固定设置在所述机器人本体上，所述第一摄像模组设置在所述伸缩支架顶端；所述伸缩支架与所述第一摄像模组转动副连接；所述伸缩支架与所述第一摄像模组之间设置有矢量角度传感器；所述矢量角度传感器用于获取所述第一摄像模组相对于所述伸缩支架转动时的转角大小和转动方向；所述伸缩支架用于自动调节所述第一摄像模组距离地面的高度，并为所述矢量角度传感器提供固定参考基准；所述第一摄像模组用于获取所述机器人本体周围的环境图像，并通过计算机视觉运算初步获取周围大环境中的物品物信息，为所述机器人本体的行动指明方向。
2.根据权利要求1所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
还包括第二摄像模组；所述抓取装置包括多关节的机械臂；所述第二摄像模组设置在所述机械臂末端部，以便通过所述机械臂的运动拉近所述第二摄像模组与目标物品之间的距离，从而获取目标物品更清晰的画面。
3.根据权利要求2所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
还包括摄像头安装架及伺服变位装置；所述伺服变位装置设置在所述机械臂末端部，所述摄像头安装架一端与所述伺服变位装置固定连接，另外一端与所述第二摄像模组连接；所述伺服变位装置用于带动所述摄像头安装架及所述第二摄像模组绕着所述机械臂的末端部转动。
4.根据权利要求2所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
还包括音频接收器；所述抓取装置还包括设置在所述机器人本体上的机械臂安装座、机械手和末端电机；所述机械臂通过所述机械臂安装座与所述机器人本体连接；所述机械臂安装座与所述机械臂转动副连接，所述机械臂安装座还用于控制所述机械臂的整体运动；所述机械手通过所述末端电机与所述机械臂的末端转动副连接；所述末端电机用于控制所述机械手实现抓握或抖动；所述音频接收器用于获取所述机械手抖动时，被抓握住的物品发出的声音，以辅助判断被抓握住的物品是否含有液态水。
5.根据权利要求1所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
所述第一摄像模组与所述伸缩支架之间通过相机稳定器连接；所述相机稳定器与所述伸缩支架之间转动副连接；所述第一摄像模组包括镜头模块、镜头支撑杆和重力块；所述镜头支撑杆垂直固定安装在所述相机稳定器的相机安装座上；所述镜头模块设置在所述镜头支撑杆的顶端；所述重力块设置在所述相机安装座的背面，以降低所述第一摄像模组的重心，以及提高所述相机安装座相对于所述相机稳定器的扭矩，从而使得所述镜头支撑杆保持竖直状态；所述矢量角度传感器设置在所述伸缩支架与所述相机稳定器之间，用以获取所述相机稳定器相对于所述伸缩支架转动时的转角大小和转动方向。
6.根据权利要求1所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
还包括第一通讯模组和第二通讯模组；所述第一通讯模组用于与互联网连接，以实现远程控制和数据维护；所述第二通讯模组用于与同一区域内的其他机器人配对后实时通讯，以实现机器人之间互相学习的功能以及共享各自周围物品信息。
7.根据权利要求1所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
还包括设置在所述机器人本体上用于导航的激光雷达；所述激光雷达用于获取所述机器人本体与其周围障碍物之间的距离；所述第一摄像模组距离地面的高度大于所述激光雷达距离地面的高度。
8.根据权利要求7所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
所述激光雷达包括依次设置在所述机器人本体四周的第一激光雷达、第二激光雷达、第三激光雷达及第四激光雷达；所述第一激光雷达、所述第二激光雷达、所述第三激光雷达和所述第四激光雷达用于分别获取机器人本体与四周障碍物之间的距离。
9.根据权利要求1所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
还包括音频接收器；所述抓取装置还包括用于敲打物体的锤子；所述音频接收器用于接收所述锤子敲击物体的声音，以用于判断该物体的属性。
10.根据权利要求1所述的基于视觉导航的小型搬运机器人，其特征在于，
所述第一摄像模组包括第一广角镜头、第二广角镜头和第三广角镜头；所述第一广角镜头、所述第二广角镜头和所述第三广角镜头的拍摄角度各为120 度，并通过拼接合成一个360度全景摄像头。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022246516.8U CN213828972U (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种基于视觉导航的小型搬运机器人 |
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| CN202022246516.8U CN213828972U (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种基于视觉导航的小型搬运机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN213828972U true CN213828972U (zh) | 2021-07-30 |
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Family Applications (1)
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| CN202022246516.8U Active CN213828972U (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种基于视觉导航的小型搬运机器人 |
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| CN (1) | CN213828972U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114179111A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-03-15 | 于文婷 | 一种自走式危险作业机器狗 |
| CN114604649A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于视觉伺服的智能装卸车机器人 |
| CN116728438A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-12 | 博莱阀门（常州）有限公司 | 一种阀门管件自动送检智能机器人 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114179111A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-03-15 | 于文婷 | 一种自走式危险作业机器狗 |
| CN114604649A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于视觉伺服的智能装卸车机器人 |
| CN116728438A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-12 | 博莱阀门（常州）有限公司 | 一种阀门管件自动送检智能机器人 |
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