[發明專利]基于視覺的全自動上料機器人系統及其上料和輸運方法

有效

• 申請號: 201710269043.3
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106904442B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 楊林;陸洲
• 申請（專利權）人: 北京佳百瑞科技有限責任公司
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B65G65/00;B65G65/32;B65G69/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于視覺的全自動上料機器人系統，其特征在于：該系統包括：物料總站子系統、灌裝料倉、上料機器人子系統和灌裝設備；所述灌裝料倉從所述物料總站子系統獲取物料，將物料送至所述灌裝設備，由所述上料機器人子系統控制所述灌裝料倉的行程、避開障礙物和取放物料；所述上料機器人子系統包括上料機器人、三維輸運平臺、運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統、料堆三維外形掃描成像系統和基于機械臂的堆料平整系統；上料機器人控制和支撐所述三維輸運平臺、所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統、所述料堆三維外形掃描成像系統和所述堆料平整系統；所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統包括安裝在所述上料機器人周邊的非接觸的視覺距離傳感器，通過所述視覺距離傳感器在三維空間巡查所有所述灌裝設備的料倉，探測所述灌裝設備的所述料倉缺料就自動上料。

2.根據權利要求1所述的全自動上料機器人系統，其特征在于：所述視覺距離傳感器采用時間飛行相機、基于結構光的三維相機或毫米波雷達。

3.根據權利要求1或2所述的全自動上料機器人系統，其特征在于：所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統通過所述視覺距離傳感器探測周邊物體的外形特征和距離，結合所述上料機器人自身的三維尺寸計算出運行線路上障礙物的危險級別。

4.根據權利要求3所述的全自動上料機器人系統，其特征在于：所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統通過所述視覺距離傳感器獲取所述灌裝料倉的運行軌跡和所述障礙物的特征，并不斷探測計算獲得所述灌裝設備的料倉的坐標。

5.根據權利要求4所述的全自動上料機器人系統，其特征在于：由所述上料機器人根據所述灌裝設備的料倉的坐標、所述灌裝料倉的運行軌跡和所述障礙物的特征，進行所述灌裝料倉的路徑規劃。

6.根據權利要求1所述的全自動上料機器人系統，其特征在于：所述料堆三維外形掃描成像系統獲取所述灌裝設備的料倉內物料的掃描值。

7.一種如權利要求1所述的全自動上料機器人系統的上料和輸運方法，其特征在于：

所述上料機器人剛啟動時，所述灌裝料倉為空，需要在第一位置處進所述物料總站上料；

由所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統探測所述灌裝設備的料倉，直至探測到需要上料的所述灌裝設備的料倉；

進行上料；

由所述料堆三維外形掃描成像系統掃描上料后的所述灌裝設備的所述料倉，

由基于機械臂的堆料平整系統對所述灌裝設備的所述料倉進行平整處理。

8.一種如權利要求7所述的上料和輸運方法：其特征在于：

在第一位置之后，經過第二位置的過程中沿路經不斷通過所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統尋找灌裝設備，在第三位置處發現第一灌裝設備并定位其料倉；

定位之后，所述料堆三維外形掃描成像系統對所述第一灌裝設備的所述料倉進行物料掃描分析，一旦發現物料充足便離開繼續搜尋下一灌裝設備；

經過第四位置后，在第五位置處發現第二灌裝設備并定位其料倉；

之后，對第二灌裝設備的所述料倉進行物料掃描分析，發現物料不充足便通過所述上料機器人對所述第二灌裝設備進行上料；

上料完成后，再次對所述第二灌裝設備的所述料倉進行物料掃描分析，分析得出物料堆放的掃描值；

當所述掃描值超過預定掃描閾值時，采用所述基于機械臂的堆料平整系統對所述第二灌裝設備的所述料倉的物料進行平整處理，如此重復直到最終所述掃描值滿足要求；

之后再完成第六位置和第七位置處的第三灌裝設備的尋找、上料和平整工序；到第八位置時判斷所述灌裝料倉是否需要添料，如需要則返回所述物料總站添料否則繼續尋找灌裝設備。

9.一種如權利要求7所述的上料和輸運方法：其特征在于：

在物料輸運過程中，所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統發現障礙物時，停止所述灌裝料倉，等待障礙物處理完成后，再重新開啟物料輸運。

10.一種如權利要求7所述的上料和輸運方法：其特征在于：

基于機械臂的堆料平整系統對所述灌裝設備的所述料倉進行平整處理的步驟為：

上料結束后，采用所述料堆三維外形掃描成像系統對所述灌裝設備的所述料倉進行三維掃描，獲得該料倉的物料的掃描值；

當所述掃描值超過預定掃描閾值時，采用所述機械臂進行物料平整；

再次進行三維掃描分析該料倉的物料的掃描值，重復上述步驟直至掃描值合格，則結束。