[发明专利]基于视觉定位的起重机自动抓钩与自动脱钩机构

权利要求书

1.一种基于视觉定位的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，包括吊架和吊钩，以及视频采集处理系统和控制系统，其特征在于，在吊架下方连接有支撑环(5)，在支撑环(5)的下方边缘均布有多个轴座，各轴座内分别安装有销轴且铰接有J形吊钩，同时在各销轴上安装有扭簧，使的各J形吊钩保持向外弹出趋势，同时在位于支撑环(5)的下方设置一个限位环，该限位环的周边缘均布有多个边缘限位孔(35)，各J形吊钩(1)贯穿于相应的边缘限位孔(35)且吊钩部分位于孔位下方，在所述支撑环(5)的下方与限位环(4)之间，设置有导向机构以确保限位环能够仅竖向滑动，在所述支撑环(5)的下方与限位环(4)之间，连接有竖向推拉机构以确保限位环能被控制系统控制升降移动，在各J形吊钩的外侧面设置有上宽下窄的斜面，满足：当限位环向上移动时，位于限位环(4)的各边缘限位孔(35)能分别压迫相应形J形吊钩(1)的相应斜面至其向内收敛，当限位环向下移动时，各J形吊钩自动向外展开的同时限位环覆盖于各J形吊钩的出入口(3)上方，所述的视频采集处理系统包括在起重机吊架的某一位置处安装有广角摄像机组件，同时在吊扣组件上相应位置设置立体占标，广角摄像机组件对吊扣组件及立体占标的形状进行拍摄，并将视频信号输入计算机，通过软件对其处理，选取吊扣组件或立体占标形状图像，离线学习；学习结束后，广角摄像机根据实时采集图像，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到起重机吊架纵移运动节位置给定值，并通过控制系统调整起重机吊架及摄像头位置；由控制系统控制竖向推拉机构伸缩，进而控制限位环伸缩升降移动，限位环(4)被控制系统控制向上移动后能够释放各J形吊钩(1)的出入口(3)，限位环被控制向下移动后能够同时封闭各J形吊钩(1)的出入口(3)。

2.根据权利要求1所述的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，其特征在于，视频采集处理系统识别出吊扣组件或占标特征的边界与中心后，由控制系统通过逆运动学求解得到起重机吊架纵移运动节位置误差，调整起重机吊架纵移运动的位姿以消除此误差，使起重机吊架移动至吊扣组件及立体占标正上方；再控制起重机吊架向下移动直至各激光测距仪同时具有标高信号时，由控制系统控制竖向推拉机构伸缩，进而控制限位环伸缩。

3.根据权利要求1所述的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，其特征在于，在位于所述支撑环(5)中心下方安装有摄像机组件(33)，在所述限位环的中部有中心透孔(34)，所述多个边缘限位孔(35)均布于中心透孔(34)的周边缘。

4.根据权利要求3所述的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，其特征在于，控制系统控制所述的限位环(4)升降运动具有上、中、下三工位，限位环(4)位于上工位时能够同时压迫各J形吊钩上部斜面部分使其收敛，限位环(4)位于中工位时保持各J形吊钩处于向外展开状态，限位环(4)处于下工位时能封闭各J形吊钩的出入口。

5.根据权利要求4所述的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，其特征在于，控制系统驱动竖向推拉机构使限位环(4)处于中工位状态下，所述的摄像机组件的前端从中心透孔(34)穿出用以获取图像信息。

6.根据权利要求1所述的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，其特征在于，位于支撑环(5)与限位环(4)之间的导向机构是在支撑环(5)上设置穿孔并在穿孔内套固有导向套(27)，同时在限位环(4)上垂直固定有导向杆(28)，各导向杆(28)匹配贯穿于相应导向套(27)内。

7.根据权利要求4所述的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，其特征在于，限位环(4)处于中工位状态下，位于各J形吊钩的外侧面设置有向内的凹陷区，使得限位环(4)位于该凹陷区后，各J形吊钩自动向外展开，而限位环(4)处于下工位时，限位环(4)又从该凹陷区移出，使各J形吊钩处于竖直状态。

8.根据权利要求1所述的起重机自动抓钩与自动脱钩机构，其特征在于，在限位环(4)的外缘设置有向下的翻边，形成导向罩(29)，导向罩(29)覆盖于各J形吊钩外侧。