一种基于视觉识别的多功能分拣系统

1.本发明涉及分拣设备技术领域，更具体的说是涉及一种基于视觉识别的多功能分拣系统。


背景技术：

2.随着制造业的迅速发展,水产品分类工作已成为企业制造环节中不能缺少的重要内容。目前，我国市场经济上的包装机械设备所面向的包装目标和物质对象一般是大中小型物件，并且主要应用对象多为物流行业，但是分拣设备不能根据待分拣的物料的形状、尺寸进行快速响应并准确的抓取待分拣的物料，不能够基于视觉识别对待分拣的物料进行分拣，分拣设备的多用途性不强，其适用性有待进一步强化，同时现有的夹取装置，在夹取过程中夹爪的同步性低，夹爪上所夹持的待分拣物料容易发生倾斜，存在夹持不牢容易脱夹的问题，进而导致分拣效率低的问题。
3.因此，如何提供一种能够基于视觉识别对待分拣的物料进行分拣，同时能提高夹爪同步性的多功能分拣系统是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种基于视觉识别的多功能分拣系统，旨在解决上述背景技术中的问题之一，基于视觉识别对待分拣的物料进行分拣，同时能够提高夹爪的同步性，进而提高多功能分拣系统的分拣效率。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种基于视觉识别的多功能分拣系统，包括：
7.机架，
8.中转机构，包括托盘，所述托盘设置在所述机架上，所述托盘用于对待分拣的物料进行暂存；
9.分拣机构，包括机械臂和夹取部，所述夹取部与所述机械臂连接，所述夹取部包括滑轨、第一夹爪、第二夹爪和驱动组件，所述第一夹爪和第二夹爪均与所述滑轨滑动配合，所述驱动组件分别与所述第一夹爪和第二夹爪连接，所述驱动组件用于驱动所述第一夹爪和第二夹爪沿所述滑轨移动，以实现所述第一夹爪和第二夹爪共同配合对所述待分拣的物料夹取和释放；
10.工控机，分别与机械臂和驱动组件电连接，所述工控机用于基于对所述待分拣的物料进行视觉识别的识别结果驱动所述机械臂和驱动组件对所述待分拣的物料分拣。
11.进一步地，所述驱动组件包括第一驱动电机、第一齿条、第二齿条和齿轮；
12.所述第一齿条的一端与所述第一夹爪固定连接，所述第一齿条的另一端朝向所述第二夹爪，所述第二夹爪上具有用于所述第一齿条穿过的第一通孔；
13.所述第二齿条的一端与所述第二夹爪固定连接，所述第二齿条的另一端朝向所述第一夹爪，所述第一夹爪上具有用于所述第二齿条穿过的第二通孔；
14.所述齿轮设于所述第一齿条和第二齿条之间，所述齿轮同时与所述第一齿条和第二齿条啮合，所述第一驱动电机驱动所述齿轮转动。
15.进一步地，所述机械臂包括x轴直线机构、y轴直线机构、z轴直线机构和安装板，所述x轴直线机构与所述机架固定连接，所述y轴直线机构可滑动地设置于所述x轴直线机构上，所述z轴直线机构可滑动地设置于所述y轴直线机构上，所述安装板可滑动地设置于所述z轴直线机构上，所述滑轨固定设置在所述安装板上。
16.进一步地，所述z轴直线机构包括z轴滑轨、安装座和第二驱动电机，所述安装座可滑动地设置在所述y轴直线机构上，所述z轴滑轨固定设置在所述安装座上，所述第二驱动电机固定在所述安装座上，所述安装板可滑动的安装在所述z轴滑轨上，所述第二驱动电机用于驱动所述安装板沿所述z轴滑轨滑动。
17.进一步地，该基于视觉识别的多功能分拣系统还包括多个分拣筒，多个所述分拣筒呈环形绕设于所述托盘的下方。
18.进一步地，每个所述分拣筒的底部均设置有重力传感器。
19.进一步地，所述中转机构还包括旋转台、转轴、支撑架、转动电机和转动轴，所述旋转台固定在所述机架上，所述转轴的一端与所述旋转台连接，所述转轴的另一端与所述支撑架连接，所述转动轴设置在所述支撑架上，所述转动电机与所述转轴连接，所述托盘与所述转轴固定连接。
20.进一步地，所述托盘的底部设置有重力传感器。
21.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于视觉识别的多功能分拣系统，通过工控机和机械臂的设置，工控机根据对托盘上待分拣物料的视觉识别结果，然后控制机械臂和驱动组件动作，使得第一夹爪和第二夹爪对待分拣物料的抓取并夹持至指定定点进行释放，以此完成对待分拣物料的分拣工作，同时，通过将齿轮分别与第一齿条和第二齿条啮合，能够提高第一夹爪和第二夹爪的同步性，进而提升对待分拣物料的分拣效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
23.图1为本发明提供的基于视觉识别的多功能分拣系统的内部结构示意图；
24.图2为本发明提供的基于视觉识别的多功能分拣系统的整体结构示意图；
25.图3为本发明提供的机械臂和夹取部的结构示意图；
26.图4为本发明提供的夹取部的结构示意图；
27.图5为本发明提供的夹取部在另一种视角下的结构示意图；
28.图6为本发明提供的中转机构的结构示意图；
29.图7为本发明提供的中转机构在另一种视角下的结构示意图。
30.其中：1为机架；2为入料口；3为分拣筒；4为托盘；5为夹取部；51为滑轨；52为第一夹爪；53为第二夹爪；54为驱动组件；541为第一驱动电机；542为第一齿条；543为第二齿条；
544为齿轮；6为x轴直线机构；7为y轴直线机构；8为z轴直线机构；81为z轴滑轨；82为安装座；83为第二驱动电机；9为安装板；10为旋转台；11为转轴；12为支撑架；13为转动电机；14为转动轴。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.参见图1-7，本发明实施例公开了一种基于视觉识别的多功能分拣系统，包括：机架1、中转机构、分拣机构和工控机。
33.机架1的整体结构为箱体结构，箱体的侧面具有入料口2，入料口2处安装有自动升降门，箱体的底部放置有多个分拣筒3，每个分拣筒3的底部均设置有重力传感器；
34.中转机构包括托盘4，托盘4设置在机架1上，托盘4用于对待分拣的物料进行暂存，托盘4设置在多个分拣筒3的上方，在本实施例中，优选地，托盘4的底部设置有重力传感器，分拣筒3设置有四个，四个分拣筒3呈2
×
2正方形结构布置，托盘4设置在四个分拣筒3形成正方形结构中心位置的正上方；
35.分拣机构包括机械臂和夹取部5，夹取部5与机械臂连接，夹取部5包括滑轨51、第一夹爪52、第二夹爪53和驱动组件54，第一夹爪52和第二夹爪53均与滑轨51滑动配合，驱动组件54分别与第一夹爪52和第二夹爪53连接，驱动组件54用于驱动第一夹爪52和第二夹爪53沿滑轨51移动，以实现第一夹爪52和第二夹爪53共同配合对待分拣的物料夹取和释放；
36.工控机(图中未示出)分别与机械臂和驱动组件54电连接，工控机用于基于对待分拣的物料进行视觉识别的识别结果驱动机械臂和驱动组件54对待分拣的物料分拣，其中，在机架1的顶部设置有ccd相机，工控机将ccd相机采集的图像发送至服务器，该服务器例如可以是现有技术中阿里识别系统的服务器，服务器能够对图像处理，该过程属于现有技术，服务器反馈给工控机处理结果，工控机根据处理结果控制机械臂和驱动组件54动作，根据处理结果控制机械臂和驱动组件54动作可参见现有技术中的成熟技术，在此不做赘述。
37.在本实施例中，优选地，驱动组件54包括第一驱动电机541、第一齿条542、第二齿条543和齿轮544；
38.第一齿条542的一端与第一夹爪52固定连接，第一齿条542的另一端朝向第二夹爪53，第二夹爪53上具有用于第一齿条542穿过的第一通孔；
39.第二齿条543的一端与第二夹爪53固定连接，第二齿条543的另一端朝向第一夹爪52，第一夹爪52上具有用于第二齿条543穿过的第二通孔；
40.齿轮544设于第一齿条542和第二齿条543之间，齿轮544同时与第一齿条542和第二齿条543啮合，第一驱动电机541驱动齿轮544转动，通过第一驱动电机541的驱动，齿轮544能够同时驱动第一夹爪52和第二夹爪53同时相向或背向运动，进而能够实现对托盘4上的待分拣物料夹取或释放，通过齿轮544同时与第一齿条542和第二齿条543啮合，进而能够保证第一夹爪52和第二夹爪53的同步性，防止由于第一夹爪52和第二夹爪53不同步，导致夹取时，容易导致待分拣的物料在第一夹爪52和第二夹爪53之间发生倾斜和脱夹的现象，
还可以通过在第一夹爪52和第二夹爪53内侧设置有海绵，使其能够顺利稳定地抓取任何不规则物料。
41.在本实施例中，机械臂包括x轴直线机构6、y轴直线机构7、z轴直线机构8和安装板9，x轴直线机构6与机架1固定连接，y轴直线机构7可滑动地设置于x轴直线机构6上，z轴直线机构8可滑动地设置于y轴直线机构7上，安装板9可滑动地设置于z轴直线机构8上，滑轨51固定设置在安装板9上。其中，x轴直线机构6、y轴直线机构7和z轴直线机构8组成三坐标系结构，进而能够驱动安装板9在空间内动作，从而带动第一夹爪52和第二夹爪53移动。
42.在本实施例中，具体地，z轴直线机构8包括z轴滑轨81、安装座82和第二驱动电机83，安装座82可滑动地设置在y轴直线机构7上，z轴滑轨81固定设置在安装座82上，第二驱动电机83固定在安装座82上，安装板9可滑动的安装在z轴滑轨81上，第二驱动电机83用于驱动安装板9沿z轴滑轨81滑动。在另一些实施例中，第二驱动电机83还可以为气缸，通过气缸控制安装板9在z轴滑轨81上移动。
43.在本实施例中，中转机构还包括旋转台10、转轴11、支撑架12、转动电机13和转动轴14，旋转台10固定在机架1上，转轴11的一端与旋转台10连接，转轴11的另一端与支撑架12连接，转动轴14设置在支撑架12上，转动电机13与转轴11连接，托盘4与转轴11固定连接。
44.在上述实施例中，还设置有显示器，显示器分别与工控机、分拣筒3下方的重力传感器、托盘4下方的重力传感器以及ccd相机电连接，显示器用于显示托盘4上待分拣的物料的重量、各分拣筒3内盛放分拣完物料的重量、夹取部5的运行情况、以及托盘4待分拣的物料图片信息。
45.以下通过工作原理对本发明公开的基于视觉识别的多功能分拣系统做进一步解释说明：
46.首先将待分拣的物料(水产品)通过上料机构由入料口输送至托盘上，此时工控机控制自动升降门关闭，ccd相机对托盘上的待分拣的物料进行拍照，拍照完成后，根据待分拣的物料的种类进行区分，多个分拣筒分别用于盛放不同类别的水产品，当待分拣的物料为同一种类时，托盘上设置的重力传感器对待分拣的物料称取重量，通过工控机驱动旋转台转动，进而带动托盘转向水产品对应的分拣筒，在转动电机的驱动下转动轴发生转动，以此将托盘中的水产品倾倒至对应分拣筒内；当待分拣的物料为多种种类时，工控机控制机械臂动作，同时控制第一夹爪和第二夹爪动作，将托盘上的水产品按照种类分别夹取并携带至对应分拣筒的上方，并通过第一夹爪和第二夹爪的动作将水产品释放在下方的分拣筒内，以此循环对托盘上的待分拣的物料进行逐一分拣，分拣完成后，通过分拣筒下方的重力传感器对分拣筒内的水产品进行称量，称量完成后直接进行装箱。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。