一种捡蛋机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种捡蛋机器人，属于先进制造及机器视觉相关技术设备领域。机器人包括六关节机械臂及与所述六关节机械臂固定连接的夹爪；夹爪部分主要包括基板；用于带动基板沿Z轴移动的升降机构；安装于所述基板上的X轴鸡蛋夹持机构，所述X轴鸡蛋夹持机构具有够进行X轴移动的X轴蛋托；安装于所述基板上的Y轴鸡蛋夹持机构，所述Y轴鸡蛋夹持机构具有够进行Y轴移动的Y轴蛋托；安装于所述基板侧面并用于识别蛋槽内有无鸡蛋的第一摄像头；安装于所述基板下表面并用于判定鸡蛋位置的第二摄像头。本发明专利技术所提供的机器人，能够将目标鸡蛋从鸡蛋群中分离并抓取。

An egg picking robot

The invention relates to an egg picking robot, which belongs to the field of advanced manufacturing and machine vision related technical equipment. The robot comprises a six-joint manipulator and a clamp which is fixed and connected with the six-joint manipulator; a clamp part mainly comprises a substrate; a lifting mechanism for driving the substrate to move along the Z axis; an X-axis egg-holding mechanism mounted on the substrate; and an X-axis egg-holding mechanism mounted on the substrate; and an X-axis egg-holding mechanism mounted on the substrate has an X-axis egg-holding mechanism capable of moving the X-axis; The Y-axis egg-holding mechanism on the substrate has a Y-axis egg-holding mechanism capable of Y-axis movement; a first camera mounted on the side of the substrate and used for identifying the presence or absence of eggs in the egg trough; and a second camera mounted on the lower surface of the substrate and used for determining the egg position. The robot provided by the invention can separate and grab the target eggs from the egg group.

【技术实现步骤摘要】
一种捡蛋机器人
本专利技术涉及先进制造及机器视觉相关技术设备领域，具体的说，是涉及一种捡蛋机器人。
技术介绍
在目前的大型养鸡场中，需要人工捡拾鸡蛋，并将鸡蛋以大头向上，小头向下的规则整齐的放在蛋筐中。人工捡蛋工作量较大，需要耗费较大的体力，效率较低。为了解决上述弊端，现有技术中，存在部分关于捡蛋机器人和捡蛋夹爪相关技术的研究。例如：公开号为CN202264222U的中国专利文献提供了一种自动捡鸡蛋机械手。该方案主要包括三个夹爪、控住三个夹爪动作的气缸及能够多自由度动作的主体。该方案通过在三个夹爪上安装传感器用于检测鸡蛋位置，三个夹爪协同动作将鸡蛋抓起，主体动作将鸡蛋放置于托盘中，能够在一定程度上节省人力，提高工作效率。又如说，公开号为CN105145407A的中国专利文献提供了一种自动拾取鸡蛋的机器人。其主要包括六关节机器人主体，便于机器人移动的滑板和固定滑轨、方形鸡蛋筒组件和鸡蛋架组件。机器人主体带动方形鸡蛋筒组件移动及动作，方形鸡蛋筒组件用于捡拾鸡蛋，鸡蛋架组件用于容纳未被收走的鸡蛋。该方案中，通过多个传感器检测鸡蛋的数量及机器人的位置变化，并能够批量从鸡蛋架组件中收走鸡蛋。上述两个方案中，均存在一定的缺陷，即：两种机器人均不能将位于鸡蛋群中的单个鸡蛋独立拾取，再放置于托盘中。作为公知的部分，蛋鸡通常为多只饲养于同一鸡槽中，每只蛋鸡每日产蛋量约为0.8个。在多只蛋鸡均产蛋的情况下，鸡蛋会不规则的堆叠在一起，成为鸡蛋群。公开号为CN202264222U的专利文献，其夹爪抓取过程主要包括张开及闭合两个动作，能够一次迅速抓取一个周围无蛋的鸡蛋。因夹爪为气动夹爪，则当目标鸡蛋与其他鸡蛋堆叠于一起成为鸡蛋群时，不同夹爪闭合过程中内传感器会检测到鸡蛋进而停止动作，使夹爪无法完全闭合，造成鸡蛋无法抓取。且气动夹爪工作噪音较大，会影响蛋鸡的产蛋量。公开号为CN105145407A的中国文献，虽然工作噪音较低，但同样无法单独将位于鸡蛋群中的目标鸡蛋单独分离并放置，仅能够将鸡蛋从蛋架中批量取出再进行人工分拣。因此，如何设计一种新型机器人，其能够将目标鸡蛋在鸡蛋群中分离，并能够将目标鸡蛋放置于蛋筐中，实现高度自动化的捡蛋工作，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种捡蛋机器人。本专利技术所提供的机器人，通过对夹爪结构部分的创新，使夹爪能够将目标鸡蛋从鸡蛋群中分离并抓取。为了达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种捡蛋机器人，包括六关节机械臂及与所述六关节机械臂固定连接的夹爪；所述夹爪包括：基板；用于带动基板沿Z轴移动的升降机构；安装于所述基板上的X轴鸡蛋夹持机构，所述X轴鸡蛋夹持机构具有够进行X轴移动的X轴蛋托；安装于所述基板上的Y轴鸡蛋夹持机构，所述Y轴鸡蛋夹持机构具有够进行Y轴移动的Y轴蛋托；安装于所述基板侧面并用于识别蛋槽内有无鸡蛋的第一摄像头；安装于所述基板下表面并用于判定鸡蛋位置的第二摄像头。优选的，所述Y轴鸡蛋夹持机构包括：与所述基板固定连接的Y轴电机安装板、第一轴承座、第二轴承座及Y轴滑轨；Y轴电机安装板上设有Y轴电机；Y轴电机将动力传递至Y轴丝杆，Y轴丝杆的两端分别安装于第一轴承座和第二轴承座当中；Y轴丝杆带动Y轴丝母座移动；所述Y轴丝母座上的两侧分别与Y轴滑块固定连接；Y轴滑块与Y轴滑轨构成滑动副；所述第一轴承座上固定连接有第一蛋托；所述Y轴丝母座上固定连接有第二蛋托。第一蛋托与第二蛋托用于夹持鸡蛋小头。其中，通过Y轴丝杆的转动，实现第一蛋托与第二蛋托之间距离的变化，进而完成对鸡蛋小头的夹持并能够将鸡蛋以小头向下的姿态放置于蛋筐中。优选的，所述Y轴电机、第一轴承座、第二轴承座及Y轴丝母座共轴线。优选的，所述X轴鸡蛋夹持机构包括：与所述基板固定连接的X轴电机安装板、第三轴承座、第四轴承座及X轴滑轨；X轴电机安装板上设有X轴电机；X轴电机将动力传递至X轴丝杆，X轴丝杆的两端分别安装于第三轴承座和第四轴承座当中；X轴丝杆带动X轴丝母座移动；所述X轴丝母座上的两侧分别与X轴滑块固定连接；X轴滑块与X轴滑轨构成滑动副；所述X轴丝母座上固定连接有第三蛋托及第四蛋托。其中，第三蛋托及第四蛋托的尺寸大于第一蛋托及第二蛋托。第三蛋托与第四蛋托用于夹持鸡蛋大头。通过X轴丝杆的转动，实现第三蛋托与第四蛋托共同向第一蛋托及第二蛋托移动(即X轴移动)，则第一蛋托、第二蛋托、第三蛋托与第四蛋托之间的X轴距离变小，将鸡蛋夹持。四个蛋托整体可以在升降机构的带动下进行Z轴移动，所以当目标鸡蛋位于鸡蛋群中时，第三蛋托与第四蛋托可以插入目标鸡蛋与其他鸡蛋之间的缝隙中。同时，因第三蛋托及第四蛋托可以同步X向移动。所以堆叠于一起的鸡蛋，可以在第三蛋托及第四蛋托的带动下先与其他鸡蛋分离，以便于进行夹持。优选的，所述X轴电机、第三轴承座、第四轴承座及X轴丝母座共轴线。优选的，所述第三蛋托和第四蛋托以X轴丝杆为轴线呈对称设置。优选的，所述升降机构为电动缸。优选的，所述升降机构与法兰盘固定连接。优选的，所述第一蛋托、第二蛋托、第三蛋托与第四蛋托内侧粘接有海绵衬垫层(海绵衬垫层也可选择为橡胶衬垫层)。本专利技术的有益效果是:(1)在升降机构的带动下第三蛋托和第四蛋托可以插入目标鸡蛋与其他鸡蛋之间的缝隙中；在X轴电机的带动下可以将目标鸡蛋与其他鸡蛋分离并将目标鸡蛋在X轴方向上夹紧；在Y轴电机的带动下可以将目标鸡蛋Y轴夹紧，实现对单一目标鸡蛋的分离与夹持。(2)第一蛋托与第二蛋托的距离可变，则目标鸡蛋在被夹持后可以呈大头朝上小头朝下的姿态放置于蛋托中，提高捡蛋的自动化程度。(3)所有的蛋托仅水平移动，不同蛋托之间距离可变化，则抓取目标鸡蛋精准度较高，不会发生同时抓取两个或两个以上鸡蛋的意外情况。(4)能够自动识别鸡蛋与抓取鸡蛋，无需改造厂房与鸡舍结构。(5)升降机构可以带动基板上下移动，机器人无需动作，弥补机器人可能会与蛋槽发生干涉的弊端，令本装置可适用于不同鸡槽层间距的鸡舍。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中A处的局部放大图；图3是本专利技术中夹爪的结构示意图；图4是本专利技术中Y轴鸡蛋夹持机构的结构示意图；图5是本专利技术中X轴鸡蛋夹持机构的结构示意图；图6是本专利技术夹爪的仰视图；图7是对目标鸡蛋分离的定位原理示意图；图8是对目标鸡蛋分离的夹持原理示意图；图9是本专利技术的捡蛋状态示意图；图10是图9中B处的局部放大图；其中：夹爪1；升降机构1100，法兰盘1101；基板1200；Y轴鸡蛋夹持机构1300；Y轴电机安装板1301，Y轴电机1302，第一轴承座1303，第一蛋托1304，Y轴滑轨1305，Y轴丝母座1306，第二轴承座1307，Y轴丝杆1308，第二蛋托1309，Y轴滑块1310；X轴鸡蛋夹持机构1400；第四轴承座1401，X轴滑轨1402，X轴丝杆1403，X轴丝母座1404，第三轴承座1405，X轴电机安装板1406，X轴电机1407，第三蛋托1408,第四蛋托1409，X轴滑块1410；图像获取机构1500；第二摄像头1501，摄像头安装板1502，第一摄像头1503；六关节机械臂2；第一鸡蛋3001，第二鸡蛋3002，第三鸡蛋3003，第四鸡蛋3004。具体实施方式下面将结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种捡蛋机器人，包括六关节机械臂及与所述六关节机械臂固定连接的夹爪，其特征在于，所述夹爪包括：基板；用于带动基板沿Z轴移动的升降机构；安装于所述基板上的X轴鸡蛋夹持机构，所述X轴鸡蛋夹持机构具有够进行X轴移动的X轴蛋托；安装于所述基板上的Y轴鸡蛋夹持机构，所述Y轴鸡蛋夹持机构具有够进行Y轴移动的Y轴蛋托；安装于所述基板侧面并用于识别蛋槽内有无鸡蛋的第一摄像头；安装于所述基板下表面并用于判定鸡蛋位置的第二摄像头。

【技术特征摘要】
1.一种捡蛋机器人，包括六关节机械臂及与所述六关节机械臂固定连接的夹爪，其特征在于，所述夹爪包括：基板；用于带动基板沿Z轴移动的升降机构；安装于所述基板上的X轴鸡蛋夹持机构，所述X轴鸡蛋夹持机构具有够进行X轴移动的X轴蛋托；安装于所述基板上的Y轴鸡蛋夹持机构，所述Y轴鸡蛋夹持机构具有够进行Y轴移动的Y轴蛋托；安装于所述基板侧面并用于识别蛋槽内有无鸡蛋的第一摄像头；安装于所述基板下表面并用于判定鸡蛋位置的第二摄像头。2.根据权利要求1所述的捡蛋机器人，其特征在于，所述Y轴鸡蛋夹持机构包括：与所述基板固定连接的Y轴电机安装板、第一轴承座、第二轴承座及Y轴滑轨；Y轴电机安装板上设有Y轴电机；Y轴电机将动力传递至Y轴丝杆；Y轴丝杆带动Y轴丝母座移动；所述Y轴丝母座上的两侧分别与Y轴滑块固定连接；Y轴滑块与Y轴滑轨构成滑动副；所述第一轴承座上固定连接有第一蛋托；所述Y轴丝母座上固定连接有第二蛋托。3.根据权利要求2所述的捡蛋机器人，其特征在于，所述Y轴电机、第一轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓月，
申请(专利权)人：赵晓月，
类型：发明
国别省市：山东,37