[发明专利]一种基于二维视觉的自动分拣线包裹上件系统及上件方法

权利要求书

1.一种基于二维视觉的自动分拣线包裹上件系统，包括一个用于输送包裹的输送带，输送带一侧设有自动分拣线，自动分拣线设置若干包裹上件入口，自动分拣线与输送带之间布置机器人；其特征在于：所述的输送带输入端设有二维视觉摄像系统与速度传感器，机器人手臂上设有视觉摄像机；通过二维视觉摄像系统和速度传感器判定输送带上各包裹位置并配合机器人实现抓取包裹作业，机器人通过手臂上部的视觉摄像机将包裹附有标签的标签面朝上放入自动分拣线包裹上件入口；自动分拣线包裹上件入口的一侧设有翻转平台；

所述的自动分拣线设置若干自动分拣线包裹上件入口，每个上件入口分别对应布置一台机器人；

所述的机器人的抓取手部上设有包裹感应装置；该包裹感应装置与抓取手部抓取后的包裹相接触；

该翻转平台包括翻转平台底座，翻转架，移动杆，移动架，移动挡板，底部挡板，旋转轴齿轮，旋转电机轴齿轮，旋转电机，夹紧滑槽，移动滑槽，移动十字支架，滑块，移动气缸，包裹检测光电管；

所述的翻转平台底座呈方形结构，翻转平台底座上端面布置翻转架，翻转架上端面设置相互平行的移动滑槽，移动架的两端分别置于相互平行的滑槽内；垂直于移动架两端向上设有移动杆，移动架的底部设有夹紧滑槽；移动杆之间设有移动挡板，所述的移动挡板的两端上设有用于包裹检测的光电管；翻转架的一端固定设置旋转轴齿轮；

所述的移动气缸垂直于移动滑槽之间，布置在靠近旋转轴齿轮的翻转架底端；所述的移动气缸的驱动端与移动十字支架的一端相连；移动十字支架的另一端的端部设有滑块，滑块布置在夹紧滑槽内，移动十字支架的中部设有为铰接相连；

由移动气缸驱动移动十字支架以中部铰接结构为端点发生夹角变形，从而使相连的移动架沿移动滑槽的延伸方向作往复运动，实现将移动挡板与底部挡板的包裹夹紧及松放；

所述的旋转电机与减速机相配合驱动旋转电机轴齿轮转动，旋转电机轴齿轮与翻转架上的旋转轴齿轮相啮合；旋转电机带动旋转轴齿轮转动，翻转架以旋转轴齿轮为圆心进行翻转，翻转架的翻转角度为135°；

所述的翻转架位于旋转轴齿轮的一端垂立设置底部挡板；所述的底部挡板上设有包裹检测光电管。

2.根据权利要求1所述的一种基于二维视觉的自动分拣线包裹上件系统，其特征在于：还包括底部光电发射管，底部光电接收管，移动光电接收管，移动光电发射管；

所述的底部光电发射管及底部光电接收管相对布置，布置在翻转架上底部挡板的两侧边缘部；

所述的移动光电接收管及移动光电发射管相对布置，位于移动挡板的两侧边缘部。

3.根据权利要求1所述的一种基于二维视觉的自动分拣线包裹上件系统，其特征在于：所述的包裹感应装置包括感应器底座、包裹探针、探针复位弹簧、光电传感器发射管、光电传感器接收管；所述的感应器底座内设有内腔，包裹探针的外套置探针复位弹簧，包裹探针插置于感应器底座内；感应器底座沿径向相对设置光电传感器发射管及光电传感器接收管。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种基于二维视觉的自动分拣线包裹上件系统的上件方法，其特征在于：上件方法步骤如下：

步骤一、包裹由输送带输送至分拣段，并由端部的二维视觉摄像系统及输送带速度传感器对包裹大小及在输送带上的分布、输送带速度进行取样并传输至中央控制系统；

步骤二、中央控制器将收集后的包裹信息传输至各机器人；

步骤三、机器人根据中央控制器的指令移动至包裹上方，机器人通过其抓取部上的视觉摄像机拍照取样，并将图像传输至中央控制器；

步骤四、在步骤三中中央控制器检测到包裹上表面有面单，则发出指令，规划机器人手部运动轨迹，相对输送带运动方向与包裹同步，从包裹正上方向下快速移动，当包裹感应装置触及到包裹后，光电传感器动作，发送信号给中央控制系统，根据向下运动时间计算出包裹的高度，同时中央控制系统规划机器人抓取部运动轨迹，机器人抓取部继续下移30mm，抓取包裹，并放到对应自动分拣线上件入口输送带上，输送至自动分拣线上；

步骤五、在步骤三中中央控制器检测到包裹上表面无面单，发出指令，规划机器人手部运动轨迹，相对输送带运动方向与包裹同步，从包裹正上方向下快速移动，当包裹感应装置触及到包裹后，光电传感器动作，发送信号给中央控制系统，根据向下运动时间计算出包裹的高度，同时中央控制系统规划机器人抓取部运动轨迹，机器人抓取部继续下移30mm，抓取包裹，机器人手臂上的视觉摄像机对包裹四个侧面进行拍照，并由中央控制器对四面图像进行识别处理，判断是否有面单；

步骤六、在步骤五中中央控制器识别后得到面单位于包裹其中一侧面的图像信息后，发出指令，规划机器人手臂运动轨迹，将包裹放到对应自动分拣线上件入口输送带上，并使面单朝上，输送至自动分拣线上；

步骤七、在步骤五中中央控制器识别后未得到包裹侧面的面单图像信息，发出指令，规划机器人手臂运动轨迹，将包裹放到翻转平台，机器人进入下一轮工作抓取；

步骤八、翻转平台检测到包裹后，夹固包裹，通过驱动电机驱动翻转架进行翻转，翻转平台夹固装置复位，包裹的底端朝上自然落入对应自动分拣线上件入口输送带上，此时面单朝上，输送至自动分拣线上；动作结束。