一种捡垃圾用机器人的视觉识别装置的制作方法

本发明涉及一种视觉识别装置，尤其涉及一种捡垃圾用机器人的视觉识别装置。

背景技术：

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

机器视觉技术，是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。

现有的视觉识别装置存在识别不准确、自动化程度低、使用寿命短的缺点，因此亟需设计一种识别准确、自动化程度高、使用寿命长的捡垃圾用机器人的视觉识别装置。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有的视觉识别装置识别不准确、自动化程度低、使用寿命短的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种识别准确、自动化程度高、使用寿命长的捡垃圾用机器人的视觉识别装置。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种捡垃圾用机器人的视觉识别装置，包括有第一支杆、垃圾车、垃圾箱、第一电机、第一车轮、第一转轴、第一皮带轮、平皮带、第二车轮、第二转轴、第二皮带轮、第一连杆、圆盘、控制器、放置板、旋转电机、滑块、滑轨、视觉传感器、拉绳、电动轮、支架、第二支杆、导向杆、导向架、电动推杆、连接块、第二连杆、摆动杆、第三连杆和夹块，垃圾车底部设有第一转轴和第二转轴，且第一转轴位于第二转轴左侧，第一转轴上连接有第一车轮，第一车轮后方连接有第一皮带轮，第二转轴上连接有第二车轮，第二车轮后方连接有第二皮带轮，第二皮带轮和第一皮带轮上绕有平皮带，垃圾车内左壁上设有垃圾箱和第一支杆，且垃圾箱位于第一支杆上方，第一支杆右端连接有第一电机，第一电机后方连接有圆盘，圆盘前侧偏心铰接连接有第一连杆，第一连杆右端与第一车轮偏心铰接连接，垃圾车内右壁上设有滑轨，滑轨上设有滑块，滑轨前侧设有电动轮，电动轮上绕有拉绳，拉绳下端与滑块连接，滑块左侧连接有放置板，放置板上设有旋转电机，旋转电机顶端连接有支架，支架内左壁上设有第二支杆，第二支杆右端连接有导向架，导向架顶部中间开有导向孔，支架内顶部设有电动推杆，电动推杆下端连接有导向杆，导向杆穿过导向孔，导向杆下端连接有连接块，连接块前侧左右对称地铰接连接有第二连杆，导向架底部左右对称铰接连接有摆动杆，摆动杆上端与第二连杆下端铰接连接，导向架底部摆动杆的内侧左右对称铰接连接有第三连杆，第三连杆下端铰接连接有夹块，且夹块与摆动杆下端铰接连接，垃圾箱外右壁中间设有控制器，第一电机、旋转电机、视觉传感器、电动轮和电动推杆均与控制器相连接。

优选地，还包括有盖板，垃圾箱右壁顶端铰接连接有盖板。

优选地，还包括有透明防护罩，视觉传感器外围设有透明防护罩。

优选地，还包括有第三支杆和警示灯，支架顶部设有第三支杆，第三支杆顶端连接有警示灯，且警示灯与控制器相连接。

优选地，第一电机和旋转电机均为伺服电机。

优选地，支架材质为Q235钢。

优选地，拉绳为钢丝绳。

工作原理：当垃圾车要开始捡垃圾时，控制器控制第一电机转动，带动圆盘转动，从而通过第一连杆带动第一车轮转动，使第一皮带轮转动，从而通过平皮带带动第二皮带轮转动，使第二车轮转动，第一车轮与第二车轮同时转动，使垃圾车移动。当视觉传感器感应到垃圾时，视觉传感器将感应到的信息反馈给控制器，控制器控制第一电机停止工作，且控制器控制电动轮反转放出拉绳，使支架向下移动，当垃圾被夹块包围时，控制器控制电动轮停止反转，控制器控制电动推杆伸长，带动摆动杆摆动，从而带动夹块向内侧摆动，夹块将垃圾夹紧，控制器控制电动轮正转收回拉绳，带动支架恢复原位。控制器控制旋转电机正转180°，带动垃圾正转180°，使垃圾处于垃圾箱正上方，控制器控制电动推杆缩回，使夹块向外侧摆动，夹块将垃圾松开，垃圾掉入垃圾箱内。控制器控制旋转电机反转180°，带动夹块复位，控制器控制第一电机转动，垃圾车继续移动，视觉传感器继续寻找垃圾。

因为还包括有盖板，垃圾箱右壁顶端铰接连接有盖板，所以垃圾车移动过程中，盖板将垃圾箱盖住，防止垃圾从垃圾箱内飞出。

因为还包括有透明防护罩，视觉传感器外围设有透明防护罩，所以透明防护罩能防止视觉传感器浸水受损。

因为还包括有第三支杆和警示灯，支架顶部设有第三支杆，第三支杆顶端连接有警示灯，且警示灯与控制器相连接，所以当垃圾车移动时，控制器控制警示灯亮起，警示行人注意避让。

因为第一电机和旋转电机均为伺服电机，所以第一电机和旋转电机可以更为精确地调节转速。

因为支架材质为Q235钢，Q235钢硬度大，所以支架更耐用。

因为拉绳为钢丝绳，所以能延长拉绳的使用寿命。

控制器选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2为视觉传感器；Y0为第一电机，Y1为旋转电机，Y2为电动轮，Y3为电动推杆，Y4为警示灯。根据图5所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。

(3)有益效果

本发明达到了一种识别准确、自动化程度高、使用寿命长的效果，解决了人工捡垃圾费时费力的问题，使绿化工作效率大大提高用新型达到了的效果。

附图说明

图1为本发明的第一种主视结构示意图。

图2为本发明的第二种主视结构示意图。

图3为本发明的第三种主视结构示意图。

图4为本发明的第四种主视结构示意图。

图5为本发明的电气控制原理图。

附图中的标记为：1-第一支杆，2-垃圾车，3-垃圾箱，4-第一电机，5-第一车轮，6-第一转轴，7-第一皮带轮，8-平皮带，9-第二车轮，10-第二转轴，11-第二皮带轮，12-第一连杆，13-圆盘，14-控制器，15-放置板，16-旋转电机，17-滑块，18-滑轨，19-视觉传感器，20-拉绳，21-电动轮，22-支架，23-第二支杆，24-导向杆，25-导向架，26-电动推杆，27-导向孔，28-连接块，29-第二连杆，30-摆动杆，31-第三连杆，32-夹块，33-盖板，34-透明防护罩，35-第三支杆，36-警示灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种捡垃圾用机器人的视觉识别装置，如图1-5所示，包括有第一支杆1、垃圾车2、垃圾箱3、第一电机4、第一车轮5、第一转轴6、第一皮带轮7、平皮带8、第二车轮9、第二转轴10、第二皮带轮11、第一连杆12、圆盘13、控制器14、放置板15、旋转电机16、滑块17、滑轨18、视觉传感器19、拉绳20、电动轮21、支架22、第二支杆23、导向杆24、导向架25、电动推杆26、连接块28、第二连杆29、摆动杆30、第三连杆31和夹块32，垃圾车2底部设有第一转轴6和第二转轴10，且第一转轴6位于第二转轴10左侧，第一转轴6上连接有第一车轮5，第一车轮5后方连接有第一皮带轮7，第二转轴10上连接有第二车轮9，第二车轮9后方连接有第二皮带轮11，第二皮带轮11和第一皮带轮7上绕有平皮带8，垃圾车2内左壁上设有垃圾箱3和第一支杆1，且垃圾箱3位于第一支杆1上方，第一支杆1右端连接有第一电机4，第一电机4后方连接有圆盘13，圆盘13前侧偏心铰接连接有第一连杆12，第一连杆12右端与第一车轮5偏心铰接连接，垃圾车2内右壁上设有滑轨18，滑轨18上设有滑块17，滑轨18前侧设有电动轮21，电动轮21上绕有拉绳20，拉绳20下端与滑块17连接，滑块17左侧连接有放置板15，放置板15上设有旋转电机16，旋转电机16顶端连接有支架22，支架22内左壁上设有第二支杆23，第二支杆23右端连接有导向架25，导向架25顶部中间开有导向孔27，支架22内顶部设有电动推杆26，电动推杆26下端连接有导向杆24，导向杆24穿过导向孔27，导向杆24下端连接有连接块28，连接块28前侧左右对称地铰接连接有第二连杆29，导向架25底部左右对称铰接连接有摆动杆30，摆动杆30上端与第二连杆29下端铰接连接，导向架25底部摆动杆30的内侧左右对称铰接连接有第三连杆31，第三连杆31下端铰接连接有夹块32，且夹块32与摆动杆30下端铰接连接，垃圾箱3外右壁中间设有控制器14，第一电机4、旋转电机16、视觉传感器19、电动轮21和电动推杆26均与控制器14相连接。

还包括有盖板33，垃圾箱3右壁顶端铰接连接有盖板33。

还包括有透明防护罩34，视觉传感器19外围设有透明防护罩34。

还包括有第三支杆35和警示灯36，支架22顶部设有第三支杆35，第三支杆35顶端连接有警示灯36，且警示灯36与控制器14相连接。

第一电机4和旋转电机16均为伺服电机。

支架22材质为Q235钢。

拉绳20为钢丝绳。

工作原理：当垃圾车2要开始捡垃圾时，控制器14控制第一电机4转动，带动圆盘13转动，从而通过第一连杆12带动第一车轮5转动，使第一皮带轮7转动，从而通过平皮带8带动第二皮带轮11转动，使第二车轮9转动，第一车轮5与第二车轮9同时转动，使垃圾车2移动。当视觉传感器19感应到垃圾时，视觉传感器19将感应到的信息反馈给控制器14，控制器14控制第一电机4停止工作，且控制器14控制电动轮21反转放出拉绳20，使支架22向下移动，当垃圾被夹块32包围时，控制器14控制电动轮21停止反转，控制器14控制电动推杆26伸长，带动摆动杆30摆动，从而带动夹块32向内侧摆动，夹块32将垃圾夹紧，控制器14控制电动轮21正转收回拉绳20，带动支架22恢复原位。控制器14控制旋转电机16正转180°，带动垃圾正转180°，使垃圾处于垃圾箱3正上方，控制器14控制电动推杆26缩回，使夹块32向外侧摆动，夹块32将垃圾松开，垃圾掉入垃圾箱3内。控制器14控制旋转电机16反转180°，带动夹块32复位，控制器14控制第一电机4转动，垃圾车2继续移动，视觉传感器19继续寻找垃圾。

因为还包括有盖板33，垃圾箱3右壁顶端铰接连接有盖板33，所以垃圾车2移动过程中，盖板33将垃圾箱3盖住，防止垃圾从垃圾箱3内飞出。

因为还包括有透明防护罩34，视觉传感器19外围设有透明防护罩34，所以透明防护罩34能防止视觉传感器19浸水受损。

因为还包括有第三支杆35和警示灯36，支架22顶部设有第三支杆35，第三支杆35顶端连接有警示灯36，且警示灯36与控制器14相连接，所以当垃圾车2移动时，控制器14控制警示灯36亮起，警示行人注意避让。

因为第一电机4和旋转电机16均为伺服电机，所以第一电机4和旋转电机16可以更为精确地调节转速。

因为支架22材质为Q235钢，Q235钢硬度大，所以支架22更耐用。

因为拉绳20为钢丝绳，所以能延长拉绳20的使用寿命。

控制器14选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器14，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2为视觉传感器19；Y0为第一电机4，Y1为旋转电机16，Y2为电动轮21，Y3为电动推杆26，Y4为警示灯36。根据图5所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器14控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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、改进及替代，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。