CN108908374A - 一种快递分拣机器人及控制*** - Google Patents

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Abstract

一种快递分拣机器人及控制***，包括机械大臂，机械大臂一端通过机械臂支座与旋转云台相连，机械大臂另一端与机械小臂一端相连，机械小臂另一端与机械爪相连，机械小臂端部设置有摄像机，机械爪上安装有传感器机构；机械大臂与机械臂支座之间，机械大臂与机械小臂之间，机械小臂与机械爪之间分别设置有提供转向动力的第一电机、第二电机、第三电机；底部安装有摄像机，底盘是伺服电动机驱动的履带式行走机构。摄像机将接收到的信息传递给控制器，控制器通过与数据存储模块进行数据对比后，控制器控制旋转云台与电机运转，控制机器人作业。本发明具有机械臂机构灵活度高，覆盖面广，准确快速分拣的特点。

Description

一种快递分拣机器人及控制***
技术领域
本发明涉及机械臂领域，具体涉及一种快递分拣机器人及控制***。
背景技术
近年来，随着机器人技术的发展，应用高速、高精度、高负载自重比的机器臂结构受到工业和航空航天领域的关注。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。
发明内容
所以解决问题需要一种能够通过远程控制，集自主视觉感知，实现自主移动，自主匹配数据信息比对，自主实施抓取动作，自主运送指定物体的机器人。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种快递分拣机器人机械机构，包括机械大臂(4)，机械大臂(4)一端通过机械臂支座(2)与旋转云台(1)相连，机械大臂(4)另一端与机械小臂(6)一端相连，机械小臂端部支架(7)上设置有摄像机(8)，最外端设置有机械爪(10)，机械爪(10)上安装有力度传感器机构(11)；所述的机械大臂(4)与机械臂支座(2)之间，机械大臂(4)与机械小臂(6)之间，机械小臂与机械爪(10)之间分别设置有提供转向动力的第一电机(3)、第二电机(5)和第三电机(9)；摄像机(8)将接收到的信息传递给控制器，控制器控制旋转云台(1)与电机运转。所述的第一电机(3)、第二电机(5)、第三电机(9)上设置有用于感受力的力度传感器。底部安装有摄像机(12)，底盘是伺服电动机(13)驱动的履带式行走机构。
一种快递分拣机器人控制***，包括位于机械手臂上的控制器，所述的控制器分为上位机和下位机，通过控制界面远程操作开始作业，所述的控制器利用摄像头8采集图像信息，然后通过总控制台进行图像处理分析，通过上位机对机械大臂4、机械小臂6和机械爪发出控制指令，使机械大臂4、机械小臂6和机械爪10作业，调整机械大臂4、机械小臂6和机械爪10移动角度，抓取力度通过数据传输发给总控制器；同时下位机由摄像机12、红外测距传感器和角度传感器传递的信息通过伺服电动机操控机器人运动。此时通过上位机向总控制台发送各传感器实时采集的数据进行分析，实时检测机械臂***中的各关节旋转角度，以及机械爪开合力度，确保正确合理的夹持住快递并不使其受到破坏，上位机发出指令，控制第一电机3与第二电机5旋转，使机械臂收缩，然后总控制台发出指令，通过下位机操纵机器人底盘准备转移至指定地点，直至机器人到达指定地点，结束作业。
附图说明
图1为本发明机器人机械结构示意图。
图2为本发明机器人控制***原理框架图。
图3为本发明机器人控制***完整示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
如图1所示：一种快递分拣机器人机械机构，其特征在于，包括机械大臂(4)，机械大臂(4)一端通过机械臂支座(2)与旋转云台(1)相连，机械大臂(4)另一端与机械小臂(6)一端相连，机械小臂端部支架(7)上设置有摄像机(8)，最外端设置有机械爪(10)，机械爪(10)上安装有力度传感器机构(11)；所述的机械大臂(4)与机械臂支座(2)之间，机械大臂(4)与机械小臂(6)之间，机械小臂与机械爪(10)之间分别设置有提供转向动力的第一电机(3)、第二电机(5)和第三电机(9)；摄像机(8)将接收到的信息传递给控制器，控制器控制旋转云台(1)与舵机运转。所述的第一电机(3)、第二电机(5)、第三电机(9)上设置有用于感受力的力度传感器。底部安装有摄像机(12)，底盘是伺服电动机(13)驱动的履带式行走机构，结构简单，足以应付绝大部分地形条件，机械效率高。此底盘可以以前进，后退，斜45°方向行进，原地顺时针，逆时针旋转，移动十分灵活迅速，足以应对多变的突发状况。机械臂灵活度高，覆盖面广。相比于液压式与气动，本产品电力机械驱动，运动可靠，传动效率高，污染少，能够满足大多数的场合需要。并且在控制采用传感器***实时反馈工作中机械臂各关节旋转角度以及机械爪的抓取力度，可以确保正确合理的夹持目标，不使目标受到破坏。
如图2所示：一种快递分拣机器人机械控制***的原理框架，所述的控制器分为上位机和下位机，通过控制界面操作开始作业，所述的上位机通过摄像头8采集图像，然后经过图像处理分析，规划机械大臂4和机械小臂6的运动路径发出控制指令，操控机械大臂4、机械小臂6和机械爪10作业，调整机械大臂4、机械小臂6和机械爪10移动角度，抓取力度通过数据传输发给上位机。同时下位机通过摄像机和传感器采集到的信息规划路径操纵底盘运动控制机器人运动。机械臂关节以及机械爪都安装有力觉传感器，可以通过传感器***实时反馈回来的状态进行判断整个***是否超载。整个机械臂装置采用外带电池提供动力，机械臂的运动通过旋转云台以及电机传动，实现运动。在运动过程中，通过摄像机8的实时监控进行机械臂的操控，可以直观的观察到周围环境状况以及操控物的状态，有利于作业的进行，也使作业变得简单。旋转云台与电机的结构设计可以使整个机械臂***很灵活的操控作业。
如图3所示：机器人完整***控制方法，首先通过触摸显示屏远程控制机器进行作业，此时机器人开始作业，机器人向快递点行进，此时摄像机、红外测距传感器和角度传感器开始工作，采集到的信息通过输出输入口传递给总控制台。总控制台将其处理后的信息发送给上位机，使摄像机8的支座7进行水平方向的旋转，调整摄像头观察角度，同时下位机通过伺服驱动器控制步进电动机带动机器人运动，来到快递前，此时通过控制台向上位机发送指令，通过单片机经过第二放大器调动旋转云台1，第一电机3，第二电机5，使机械爪10正对快递，停止转动，此时，摄像头8将获取到的图像通过处理发送给上位机，经过总控制台与数据存储模块进行比对确认目标快递，确认后通过控制台向上位机发送指令控制旋转云台1与多个电机使机械爪10伸向快递，通过摄像头8实时监测，然后通过机械爪上的力度传感器11夹持快递，同时通过整个***的力度传感器向总控制台发送实时采集的数据进行分析，实时检测机械臂***中的各关节旋转角度，以及机械爪10开合力度，确保正确合理的夹持住快递并不使其受到破坏，最后总控制台通过上位机发出指令，控制第一电机3与第二电机5旋转，使机械臂收缩，然后通过下位机操纵伺服电动机驱动机器人底盘准备转移至指定地点，直至机器人到达制定地点，结束作业。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种快递分拣机器人机械机构，其特征在于，包括机械大臂(4)，机械大臂(4)一端通过机械臂支座(2)与旋转云台(1)相连，机械大臂(4)另一端与机械小臂(6)一端相连，机械小臂端部支架(7)上设置有摄像机(8)，最外端设置有机械爪(10)，机械爪(10)上安装有力度传感器机构(11)；所述的机械大臂(4)与机械臂支座(2)之间，机械大臂(4)与机械小臂(6)之间，机械小臂与机械爪(10)之间分别设置有提供转向动力的第一电机(3)、第二电机(5)和第三电机(9)；摄像机(8)将接收到的信息传递给控制器，控制器控制旋转云台(1)与电机运转；底部安装有摄像机(12)，底盘是伺服电动机(13)驱动的履带式行走机构。
2.根据权利要求1所述的一种快递分拣机器人机械机构，其特征在于，所述的第一电机(3)、第二电机(5)、第三电机(9)上设置有用于感受力的力度传感器。
3.一种快递分拣机器人控制***，包括位于机械手臂上的控制器，所述的控制器分为上位机和下位机，所述的上位机通过摄像头(8)采集图像，然后图像处理分析，通过控制界面规划机械大臂(4)和机械小臂(6)的运动路径发出控制指令，操控机械大臂(4)、机械小臂(6)和机械爪(10)作业，同时下位机通过底部摄像机和传感器采集信息操纵伺服电动机驱动机器人运动；调整机械大臂(4)、机械小臂(6)和机械爪(10)移动角度，抓取力度通过数据传输发给上位机。
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