[发明专利]一种移动式视觉识别物料分拣智能机器人控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能根据图像信息识别物料属性的可移动式的物料分拣机器人的移动式视觉识别物料分拣智能机器人控制装置。

背景技术

分拣作业是许多流水生产线上的一个重要环节。而自动物料分拣机器人现已广泛的应用于工业环境中的物料分拣流水线上。然而，一般的分拣机器人只是应用一个单一方向上的机械臂来实现物体的分拣，且机械臂固定于传送带上，加上控制装置较简单，往往采用固定流程的的分拣工序，导致分拣工序和分拣对象比较单一，所以大多只能应用于一种固定的分拣流水线。当该分拣机器人需要应用于其他的分拣环境中时往往需要进行大量的重新调试与改动。同时，机械臂大多采用不带角度或者位置传感器的工业伺服电机，所以不能做成闭环控制，当需要做闭环系统时需要增加额外的传感器。此外，当被分拣的物品需要被大范围的搬运时，一般的分拣机器人不能完成该功能，需要依靠另外的运输载体。而一般的控制器不足以针对以上描述的可移动式的物料分拣机器人进行有效而精准的控制。

例如已公布专利CN200920264146(一种物料分拣装置)，该物料分拣装置并没有安装移动平台和自身的位置矫正装置，该发明是固定于某一位置的，当物料需要进行大范围的搬运时需要依赖于其他的运送车体，增加了生产成本。又例如已公布专利CN103662777A(物料分拣装置和工程机械)，该发明同样是固定于同一位置，其分拣后的过程依然依赖于输送机来完成，增加了生产的复杂性和过程成本，且其只能依赖单一传感器判断物料属性，属性获取信息不明确，分拣对象比较单一和固定。又例如已公布专利CN203409783U(工业机械手)，该机械手和以上两个专利中的机械抓取装置采用的都是不带角度传感器的工业伺服电机，采取的是开环控制，控制精度受限，如果做成闭环控制需要加入角度或者位置传感器，增加了复杂性和生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不增加外部角度测量传感器的前提下增加机械臂控制的精度的移动式视觉识别物料分拣智能机器人控制装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括微处理器模块S1、视觉识别装置S2、移动平台控制器S3、车体位置矫正装置S4和机械臂抓取装置S5，微处理器模块位于移动平台尾，视觉识别装置位于移动平台头部，移动平台控制器位于移动平台底部，车体位置矫正装置位于移动平台头部的底部，机械臂抓取装置位于移动平台上视觉识别装置的左侧，微处理器模块由ARM主处理器和飞思卡尔单片机组成，ARM作为主处理器，飞思卡尔单片机作为协处理器，二者通过SPI总线接口通信，飞思卡尔单片机的70、71、72、73引脚分别与ARM处理器的33、34、35、36引脚相连；视觉识别装置由高清摄像头和闪光灯组成，其1和2引脚分别与ARM处理器的58、59引脚相连，其4至12引脚分别与ARM处理器的14至22引脚相连，可将采集到的图像信息传给微处理器模块；移动平台控制器由步进电机、电机驱动电路和驱动控制器组成，其STC12C2052单片机16，17引脚分别与飞思卡尔单片机的63、64引脚相连，通信方式为RS232串口通信，可受微处理器模块的控制而运动；车体位置矫正装置由红外发射和红外接收装置组成，共有四个，分别和飞思卡尔单片机的41至44脚相连，可将车体位置偏差数据传送给微处理器模块；机械臂抓取装置为三段式装置，用四个数字舵机采用关节式连接，其四个数字舵机的MCU_TXD引脚相互串联后与飞思卡尔单片机的65引脚相连、MCU_RXD引脚相互串联后与飞思卡尔单片机的66引脚相连，可以将机械臂位置信息传送给微处理器模块同时受微处理器模块控制而运动，完成物料分拣动作。

本发明的有益效果在于：

1、该发明针对基于视觉识别的可移动式物料分拣机器人，该控制装置的投入可以使分拣机器人进行大范围的移动和搬运工作，省却了其他运输装置的成本。

2、移动平台底部采用红外发射接受装置进行车体位置矫正，可以方便的修改和更换运输轨道。

3、采用摄像头进行物料识别，增加了物料分拣的多样性，减少了物料分拣编程的复杂性。并且在摄像头上增加了闪光灯以适应不同的光线环境。

4、机械臂采用数字舵机，在不增加其他角度测量装置的情况下可以得到机械臂的各个角度，减小了机械臂的重量与体积同时增加了机械臂的控制精度。且数字舵机可以灵活的更改站地址，不用修改总控制程序即可方便的更换数字舵机。

5、各个系统以及各个模块之间采用串口和I2C通信协议，保证了信号传输的稳定性。

附图说明

图1为本发明的系统原理结构图；