CN106311616A - 并联机器分拣机及分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联机器分拣机及分拣方法。并联机器分拣机包括控制器、视觉***、导轨、驱动机构和并联机器分拣机本体，所述并联机器分拣机本体安装于所述导轨，所述驱动机构用于驱动所述并联机器分拣机本体沿着所述导轨移动，所述视觉***和所述驱动机构分别与所述控制器连接，所述视觉***用于获取快递的位置信息。它能够识别快递的位置信息，并拣取该快递。

Description

并联机器分拣机及分拣方法

技术领域

本发明涉及快递分拣设备领域，尤其涉及到一种并联机器分拣机及分拣方法。

背景技术

传统的快递分拣方法主要是采用人工进行分拣物品。然而，人工分拣效率低。人容易疲劳和情绪化，造成分拣出错或暴力分拣。

有些快递公司引入工业上的并联机器人用于分拣快递。然而，快递随机地放置在传送带上，快递在传送带上的位置并不固定。引入的并联机器人不能识别快递的位置，造成分拣出错。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种并联机器分拣机及分拣方法，它能够识别快递的位置信息，并拣取该快递。

其技术方案如下：

一种并联机器分拣机，包括控制器、视觉***、导轨、驱动机构和并联机器分拣机本体，所述并联机器分拣机本体安装于所述导轨，所述驱动机构用于驱动所述并联机器分拣机本体沿着所述导轨移动，所述视觉***和所述驱动机构分别与所述控制器连接，所述视觉***用于获取快递的位置信息。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括第一电机、滑座和丝杆，所述丝杆具有外螺丝，所述滑座设有螺纹孔，所述螺纹孔具有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述丝杆穿过所述螺纹孔与所述并联机器分拣机本体连接，所述第一电机与所述控制器连接，所述第一电机驱动所述丝杆转动。

在其中一个实施例中，所述驱动机构还包括联轴器，所述电机的输出轴通过所述联轴器与所述丝杆连接。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括气缸、推杆和复位弹簧，所述气缸的设置方向与所述导轨的设置方向相同，所述复位弹簧一端连接于所述气缸，所述复位弹簧另一端连接于所述推杆，所述推杆一端安装于所述气缸内，所述推杆与所述并联机器分拣机本体连接，所述推杆能够沿着所述气缸的设置方向移动。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括第二电机、曲柄、连杆和滑块，所述第二电机驱动所述曲柄转动，所述曲柄、所述连杆和所述滑块构成曲柄滑块机构，所述滑块与所述并联机器分拣机本体连接。

在其中一个实施例中，所述并联机器分拣机本体包括安装座、执行器和机械臂机构，所述安装座安装于所述导轨，所述安装座能够沿着所述导轨移动，所述机械臂机构为两个以上，所述机械臂机构连接于所述安装座和所述执行器之间。

在其中一个实施例中，还包括扫码器，所述扫码器安装于所述执行器，所述扫码器与所述控制器连接，所述扫码器用于识别快递上的条形码或二维码。

一种采用所述的并联机器分拣机的并联机器分拣方法，包括以下步骤：

所述视觉***用于获取快递的位置信息；

所述视觉***将该位置信息发送至所述控制器；

所述控制器根据该位置信息产生控制信号，并将该控制信号发送至所述驱动机构；

所述驱动机构根据所述控制信号驱动所述并联机器分拣机本体移动至该快递的上方；

当所述并联机器分拣机本体移动至该快递的上方，所述并联机器分拣机本体拣取该快递。

在其中一个实施例中，还包括传送带，所述视觉***用于获取快递的位置信息包括以下步骤：

所述视觉***识别所述传送带上的快递，并获取该快递在所述视觉***的坐标系下的位置信息；

将所述视觉***的坐标系下的位置信息转换为所述传送带的坐标系下的位置信息；

将所述传送带的坐标系下的位置信息转换为所述并联机器分拣机本体的坐标系下的位置信息。

在其中一个实施例中，所述视觉***还用于获取快递的轮廓信息；所述并联机器分拣机本体根据所述轮廓信息确定拣取动作。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

1、上述的并联机器分拣机，视觉***与控制器连接，视觉***用于获取快递的位置信息，并将该位置信息发送至控制器。控制器根据该位置信息产生驱动信号，并将该驱动信号发送至驱动机构。驱动机构驱动并联机器分拣机本体沿着导轨移动到该快递位置，并拣取该快递。如此，当快递随机地放置于传送带上时，并联机器分拣机本体能够移动到该快递的实际位置，并完成分拣工作。

2、上述的并联机器分拣机，扫码器安装于执行器。扫码器识别快递上的条形码或二维码，并将扫码结果发送至控制器。控制器分析扫码结果，对该快递进行分类，并发送驱动信号至驱动机构。当执行器拣取快递后，驱动机构根据驱动信号，驱动并联机器分拣机本体将该快递放置到指定位置。

3、上述的并联机器分拣方法，视觉***获取快递的位置信息并发送至控制器。控制器根据该位置信息产生控制信号，并发送该控制信号至驱动机构。驱动机构驱动并联机器分拣机本体移动至该位置坐标，使得并联机器分拣机本体能够拣取该快递。如此，当快递随机地放置于传送带上时，并联机器分拣机本体能够移动到该快递的实际位置，并完成分拣工作。

附图说明

图1为本发明实施例中所述并联机器分拣机的结构示意图；

图2为一个实施例中驱动机构的结构示意图；

图3为另一个实施例中驱动机构的结构示意图。

附图标记说明：

100、驱动机构，101、第一电机，102、滑座，103、丝杆，104、联轴器，105、气缸，1051、内腔，106、推杆，107、复位弹簧，200、视觉***，300、导轨，400、并联机器分拣机本体，401、安装座，402、机械臂机构，403、执行器。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种并联机器分拣机包括控制器、视觉***200、导轨300、驱动机构100和并联机器分拣机本体400。并联机器分拣机本体400安装于导轨300。驱动机构100用于驱动并联机器分拣机本体400沿着导轨300移动。视觉***200和驱动机构100分别与控制器连接。视觉***200用于获取快递的位置信息。

视觉***200获取到快递的位置信息后，将该位置信息发送至控制器。控制器根据该位置信息产生驱动信号，并将该驱动信号发送至驱动机构100。驱动机构100驱动并联机器分拣机本体400沿着导轨300移动到该快递位置，并拣取该快递。如此，当快递随机地放置于传送带上时，并联机器分拣机本体400能够移动到该快递的实际位置，并完成分拣工作。

能够驱动并联机器分拣机本体400沿着导轨300移动的驱动机构100有很多形式。

在其中一个实施例中，如图2所示，驱动机构100包括第一电机101、滑座102和丝杆103。丝杆103具有外螺丝。滑座102设有螺纹孔。螺纹孔具有与外螺纹相匹配的内螺纹。丝杆103穿过螺纹孔与并联机器分拣机本体400连接。第一电机101与控制器连接，第一电机101驱动丝杆103转动。

控制器发送控制信号至第一电机101，控制第一电机101的转向、转速和转动时间，从而控制与第一电机101相连接的丝杆103的转向、转速和转动时间。转动丝杆103将带动并联机器分拣机本体400沿着导轨300移动。并联机器分拣机本体400沿着导轨300移动的方向由第一电机101的转向决定，移动的距离由第一电机101的转速和转动时间决定。

丝杆103可以直接焊接在第一电机101的输出轴上，也可以通过其他方式与第一电机101相连接。比如，驱动机构100还包括联轴器104。电机的输出轴通过联轴器104与丝杆103连接。

在另一个实施例中，如图3所示，驱动机构100包括气缸105、推杆106和复位弹簧107。气缸105的设置方向与导轨300的设置方向相同。气缸105具有内腔1051。复位弹簧107一端连接于气缸105，复位弹簧107另一端连接于推杆106。推杆106一端安装于气缸105内，推杆106与并联机器分拣机本体400连接。推杆106能够沿着气缸105的设置方向移动，从而实现并联机器分拣机本体400沿着导轨300移动。

推杆106的移动方向和移动距离由内腔1051的压强和复位弹簧107的弹簧力决定。由于复位弹簧107的弹簧力能够计算得到，所以控制器通过控制内腔1051的压强能够决定推杆106的移动方向和移动距离。比如，控制器能够通过活塞改变内腔1051的气体体积，或者能够通过阀体改变内腔1051的气体质量，再或者通过改变内腔1051的气体温度从而改变内腔1051的压强。具体地，内腔1051内放置有加热片。控制器控制加热片的启停，从而控制内腔1051的气体温度。

在另一个实施例中，驱动机构包括第二电机、曲柄、连杆和滑块。第二电机驱动曲柄转动。曲柄、连杆和滑块构成曲柄滑块机构。滑块与并联机器分拣机本体连接。如此，控制器控制第二电机的转向、转速和转动时间，能够控制滑块和并联机器分拣机本体400的移动方向和移动距离。

如图1所示，并联机器分拣机本体400包括安装座401、执行器403和机械臂机构402。安装座401安装于导轨300，安装座401能够沿着导轨300移动。机械臂机构402为两个以上，机械臂机构402连接于安装座401和执行器403之间。执行器403为用于拣取快递的吸盘、气爪或者机械手。

所述并联机器分拣机还包括扫码器。扫码器安装于执行器403，扫码器与控制器连接，扫码器用于识别快递上的条形码或二维码，并将扫码结果发送至控制器。控制器分析扫码结果，对该快递进行分类，并发送驱动信号至驱动机构100。驱动机构100根据驱动信号，驱动并联机器分拣机本体400对该快递进行分拣。比如，在省级物流中转站处，当扫码结果为该快递送往省内，则驱动机构100驱动并联机器分拣机本体400至该快递上方，并联机器分拣机本体400拣取该快递并放到另一条传送带上；当扫码结果为该快递送往省外，则驱动机构100不驱动并联机器分拣机本体400移动。

扫码器具有无线通信模块。当扫码器识别快递上的条形码或二维码后，扫码器通过无线通信模块将扫码结果传到物流数据库。物流数据库接收到扫码结果后，更新该快递的物流状态。

本发明还包括一种采用上述任意一种并联机器分拣机的并联机器分拣方法。所述并联机器分拣方法包括以下步骤：

S1：视觉***200用于获取快递的位置信息。比如，所述并联机器分拣方法还采用了传送带。首先，视觉***200识别出传送带上的快递，并获取该快递在视觉***200的坐标系V下的位置信息^VP。其次，按照公式(a)，将视觉***200的坐标系V下的位置信息^VP转换为传送带的坐标系C下的位置信息^CP。其中，是坐标系V到坐标系C的转换矩阵。最后，按照公式(d)，传送带的坐标系C下的位置信息^CP转换为并联机器分拣机本体400的坐标系R下的位置信息^RP,其中，是坐标系C到坐标系R的转换矩阵，该转换矩阵考虑了传送带的速度和传送带与并联机器分拣机本体400的夹角关系。

当传送带的移动方向与并联机器分拣机本体400的移动方向相垂直时，即传送带的移动不影响到并联机器分拣机本体400的移动方向和距离，则按照公式(b)，将传送带的坐标系C下的位置信息^CP转换为并联机器分拣机本体400的坐标系R下的位置信息^RP。其中，是当传送带的移动方向与并联机器分拣机本体400的移动方向相垂直时，坐标系C到坐标系R的转换矩阵，该转换矩阵不考虑传送带的速度。和的转换关系如公式(c)所示。其中，x、y和z分别是坐标系C的直角坐标轴。

$P_C=T_V^{C}P_V\mathrm{......}\left(a\right)$

$R_R={T_C^R}^{C}P\mathrm{......}\left(b\right)$

${T_C^R}^{\′}=Trans(dx,dy,dz)\×T_C^R\mathrm{......}\left(c\right)$

$P_R={T_C^R}^{\′}P_C\mathrm{......}\left(d\right)$

S2：视觉***200将该位置信息发送至控制器。

S3：控制器根据该位置信息产生控制信号，并将该控制信号发送至驱动机构100。

S4：驱动机构100根据控制信号驱动并联机器分拣机本体400移动至该快递的上方。

S5：当并联机器分拣机本体400移动至该快递的上方，并联机器分拣机本体400拣取该快递。

从上述步骤了解到，视觉***200获取快递的位置信息并发送至控制器。控制器根据该位置信息产生控制信号，并发送该控制信号至驱动机构100。驱动机构100驱动并联机器分拣机本体400移动至该位置坐标，使得并联机器分拣机本体400能够拣取该快递。如此，当快递随机地放置于传送带上时，并联机器分拣机本体400能够移动到该快递的实际位置，并完成分拣工作。

在步骤S1中，视觉***200还获取快递的轮廓信息。在步骤S2中，视觉***200将该轮廓信息发送至并联机器分拣机本体400。并联机器分拣机本体400根据轮廓信息确定拣取动作。该轮廓信息包含了快递的尺寸信息和形状信息。比如，当并联机器分拣机本体400的执行器403是气爪或机械爪时，并联机器分拣机本体400根据快递的轮廓信息确定气爪或机械爪的张开角度，使得气爪或机械爪能够抓取该快递。

在步骤S5后还包括以下步骤：

S6：并联机器分拣机本体400将该快递放置到预订位置。

具体地，所述并联机器分拣方法还采用了扫码器。扫码器与控制器连接，扫码器用于识别快递上的条形码或二维码，并将扫码结果发送至控制器。控制器分析扫码结果，对该快递进行分类，并发送驱动信号至驱动机构100。

比如，在省级物流中转站处，当扫码结果为快递送往省内，则驱动机构100驱动并联机器分拣机本体400至该快递上方，并联机器分拣机本体400将该快递拣取并放到另一条传送带上；当扫码结果为该快递送往省外，则驱动机构100不驱动并联机器分拣机本体400移动。

以上所述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。

以上所述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)

1.一种并联机器分拣机，其特征在于，包括控制器、视觉***、导轨、驱动机构和并联机器分拣机本体，所述并联机器分拣机本体安装于所述导轨，所述驱动机构用于驱动所述并联机器分拣机本体沿着所述导轨移动，所述视觉***和所述驱动机构分别与所述控制器连接，所述视觉***用于获取快递的位置信息。

2.根据权利要求1所述的并联机器分拣机，其特征在于，所述驱动机构包括第一电机、滑座和丝杆，所述丝杆具有外螺丝，所述滑座设有螺纹孔，所述螺纹孔具有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述丝杆穿过所述螺纹孔与所述并联机器分拣机本体连接，所述第一电机与所述控制器连接，所述第一电机驱动所述丝杆转动。

3.根据权利要求2所述的并联机器分拣机，其特征在于，所述驱动机构还包括联轴器，所述电机的输出轴通过所述联轴器与所述丝杆连接。

4.根据权利要求1所述的并联机器分拣机，其特征在于，所述驱动机构包括气缸、推杆和复位弹簧，所述气缸的设置方向与所述导轨的设置方向相同，所述复位弹簧一端连接于所述气缸，所述复位弹簧另一端连接于所述推杆，所述推杆一端安装于所述气缸内，所述推杆与所述并联机器分拣机本体连接，所述推杆能够沿着所述气缸的设置方向移动。

5.根据权利要求1所述的并联机器分拣机，其特征在于，所述驱动机构包括第二电机、曲柄、连杆和滑块，所述第二电机驱动所述曲柄转动，所述曲柄、所述连杆和所述滑块构成曲柄滑块机构，所述滑块与所述并联机器分拣机本体连接。

6.根据权利要求1所述的并联机器分拣机，其特征在于，所述并联机器分拣机本体包括安装座、执行器和机械臂机构，所述安装座安装于所述导轨，所述安装座能够沿着所述导轨移动，所述机械臂机构为两个以上，所述机械臂机构连接于所述安装座和所述执行器之间。

7.根据权利要求6所述的并联机器分拣机，其特征在于，还包括扫码器，所述扫码器安装于所述执行器，所述扫码器与所述控制器连接，所述扫码器用于识别快递上的条形码或二维码。

8.一种采用如权利要求1～7任意一项所述的并联机器分拣机的并联机器分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述视觉***用于获取快递的位置信息；

所述视觉***将该位置信息发送至所述控制器；

所述控制器根据该位置信息产生控制信号，并将该控制信号发送至所述驱动机构；

所述驱动机构根据所述控制信号驱动所述并联机器分拣机本体移动至该快递的上方；

当所述并联机器分拣机本体移动至该快递的上方，所述并联机器分拣机本体拣取该快递。

9.根据权利要求8所述的并联机器分拣方法，其特征在于，还包括传送带，所述视觉***用于获取快递的位置信息包括以下步骤：

所述视觉***识别所述传送带上的快递，并获取该快递在所述视觉***的坐标系下的位置信息；

将所述视觉***的坐标系下的位置信息转换为所述传送带的坐标系下的位置信息；

将所述传送带的坐标系下的位置信息转换为所述并联机器分拣机本体的坐标系下的位置信息。

10.根据权利要求8所述的并联机器分拣方法，其特征在于，所述视觉***还用于获取快递的轮廓信息；所述并联机器分拣机本体根据所述轮廓信息确定拣取动作。