[发明专利]基于视觉的移动分拣机器人及其分拣方法

说明书

本发明属于机器人技术领域，涉及一种基于视觉的移动分拣机器人及其分拣方法。在机器人的工作平台上放置快件，主控板控制轮式行走机构沿着引导线行进，同时主控板对摄像头拍摄到的工作平台上快件的画面进行处理，得到各快件上所贴标签的信息以及各快件中心点对应的图像坐标，主控板再将图像坐标数据转换成机械臂的控制信号，当机器人行进到各个快件堆放点处时，将对应的快件搬运到堆放点，实现一次搬运能分拣多个快件的目的，提高分拣效率。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种基于视觉的移动分拣机器人及其分拣方法。

背景技术

随着科技的发展，机器人时代已经来临，许多大型生产制造产业已运用机器人来代替劳动力。工业机器人难以满足部分领域的要求，人们对移动分拣机器人寄予厚望。从基于PLC系统的分拣搬运控制系统，到之后的基于微处理器的移动分拣机器人控制系统，接着结合视觉系统，诞生了基于视觉算法的移动分拣机器人控制系统，随着大数据的出现以及物联网技术的发展，又产生了更为先进的基于物联网的移动物流分拣机器人控制系统。从上述几个阶段可以看出，移动分拣机器人朝着形体更灵活，功能更强大，效率更高的方向发展。人工分拣速度远远落后于机器人，所以快递行业中移动分拣机器人的使用越来越广泛。

随着机器视觉和人工智能的发展，机器人能够适应环境的需求，随时变更作业对象和作业工具。在快递行业中，若作业对象为快件，在进行分拣时，无法单纯地以快件的形状以及颜色进行区分，需要对快件上的标签进行识别；同时市场中的移动分拣机器人一次只能识别并搬运一个快件，大大降低了分拣效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于视觉的移动分拣机器人及其分拣方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于视觉的移动分拣机器人，包括底板、轮式行走机构、摄像头a、机械臂、末端执行器、工作平台、摄像头b、主控板、电池、气泵机构、红外接收器、LCD显示屏和无线通信模块；

所述的轮式行走机构主要由多个电机和轮胎组成，对称安装在底板的底部，电机驱动轮胎13转动，从而实现机器人的移动；

所述的摄像头a通过底座和支架安装在底板的前端，用于获取前方道路环境；底座安装在底板上，支架垂直固定在底座上，摄像头a固定在支架的上端；

所述的机械臂安装在底板上，包括三个臂节、舵机a、舵机b、舵机c和舵机d，三个臂节通过舵机b和舵机c顺次连接，舵机a和舵机d分别设在端部的两个臂节上，通过舵机的控制实现机械臂的五个自由度运动；第一个自由度是通过底部的舵机a控制机械臂在Z方向上的运动，第二个和第三个自由度是通过舵机b和舵机c分别控制机械臂实现水平面上的X、Y方向上的运动，第四个自由度是通过舵机d和丝杆传动控制套杆连接的竖直上升和下降，第五个自由度是通过舵机e调整末端执行器的姿态；

所述的末端执行器安装在机械臂的末端，主要由舵机e、光杆、套杆连接、丝杆、光杆固定架、联轴器、气动手指气缸和手爪组成；所述的光杆固定架安装在机械臂的端部，使舵机d位于光杆固定架中间的空隙中；光杆固定架上对称安装有两个光杆，丝杆位于两个光杆之间，丝杆的端部与舵机d的输出轴相连；套杆连接套装在光杆和丝杆上，通过丝杆的旋转控制套杆连接的竖直上升和下降；所述的舵机e的输出轴通过联轴器与气动手指气缸实现连接，所述的手爪安装在气动手指气缸的末端，用于夹持快件；舵机e固定在套杆连接的端部，用于调整末端执行器的姿态；

所述的工作平台通过支柱安装在底板上，工作平台与底板之间留有空隙，用于安装电池和气泵机构，工作平台位于摄像头b的下方；

所述的摄像头b通过支杆a和支杆b安装在工作平台上，用于拍摄工作平台上的画面；支杆b垂直固定安装在工作平台上，支杆a垂直固定在支杆b的端部，摄像头b通过卡套安装在支杆a上，通过调节卡套的位置以调节摄像头b在支杆a上的相对位置；