一种基于点激光测距的货箱自动抓取装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于点激光测距的货箱自动抓取装置及方法。该装置包括激光测距单元、信息处理与控制单元和执行单元。方法为：首先由安装在抓取装置上的一组点激光距离传感器组成的激光测距单元实时采集目标货箱不同位置的距离信息，距离信息通过数据传输模块送至信息处理与控制单元；然后信息处理与控制单元对距离信息进行分析和处理，获得抓取装置相对于目标货箱的距离和姿态信息；最后，信息处理与控制单元根据位姿信息控制执行单元调整抓具位姿，使抓具运动到合适位置并收紧卡爪，实现目标货箱的抓取。本发明专利技术实现了货箱抓取过程的自动化，提高了工业生产中抓取工作的效率和准确率。

An automatic grabbing device and method of container based on point laser ranging

【技术实现步骤摘要】
一种基于点激光测距的货箱自动抓取装置及方法
本专利技术涉及自动控制
，特别是一种基于点激光测距的货箱自动抓取装置及方法。
技术介绍
随着自动化技术的飞速发展，生产生活中很多需要人类工作的地方已经被机器取代，生产生活效率得到了很大的提高。在工业生产中常常需要对货箱进行搬运或移动等操作，若是使用人力的方式来完成此类任务，在搬运比较重的目标时，容易出现安全事故，即使时借助机械臂等工具来辅助人力，效率也十分低。目前已经存在的货箱自动抓取技术存在很多不成熟的地方，例如精度不足，或者价格十分昂贵。彭一航等(一种新型不锈钢管包装箱高速码垛设备的设计与实现，《机床与液压》2018年第5期)提出了一种包装箱高速码垛设备，将原来人工码垛改进为自动化码垛，但是该装置并没有使用传感器对货箱位置实现精准的定位，系统处于开环控制状态，不能实现完全的自动化。而曹动(一种用于集装箱的自动检测抓箱和码放位置的装置，CN205709438U)提出的一种用于集装箱的自动检测抓箱装置使用摄像机采集图像信息，用图像处理技术判断目标箱体引导堆垛机械在正确位置实现抓箱。虽然该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于点激光测距的货箱自动抓取装置，其特征在于，包括激光测距单元、信息处理与控制单元和执行单元；/n所述执行单元，包括大臂(1)、伸缩臂(2)、旋转关节(3)、抓具(4)和大臂旋转关节(9)，其中抓具(4)包括抓具主架(10)和卡爪(12)；所述执行单元用于实现抓取目标货箱(5)的任务；/n所述激光测距单元，包括激光距离传感器(11)，用于采集抓具(4)与目标货箱(5)之间的距离信息，并将采集的距离数据传输至信息处理与控制单元；/n所述信息处理与控制单元，包括控制器(8)，用于对采集到的距离信息进行分析和处理，得到抓具(4)与目标货箱(5)之间的位姿信息，并控制执行单元将抓具(4)运动到...

【技术特征摘要】
1.一种基于点激光测距的货箱自动抓取装置，其特征在于，包括激光测距单元、信息处理与控制单元和执行单元；
所述执行单元，包括大臂(1)、伸缩臂(2)、旋转关节(3)、抓具(4)和大臂旋转关节(9)，其中抓具(4)包括抓具主架(10)和卡爪(12)；所述执行单元用于实现抓取目标货箱(5)的任务；
所述激光测距单元，包括激光距离传感器(11)，用于采集抓具(4)与目标货箱(5)之间的距离信息，并将采集的距离数据传输至信息处理与控制单元；
所述信息处理与控制单元，包括控制器(8)，用于对采集到的距离信息进行分析和处理，得到抓具(4)与目标货箱(5)之间的位姿信息，并控制执行单元将抓具(4)运动到抓取目标货箱(5)正上方。


2.根据权利要求1所述的基于点激光测距的货箱自动抓取装置，其特征在于，所述激光测距单元包括在抓具(4)上四个顶点安装的四个激光距离传感器(11)和数据传输模块；
所述激光距离传感器(11)型号为DT500型激光距离传感器，用于采集抓具(4)与目标货箱(5)之间的距离数据，测量距离为30m，重复精度为1mm，测量精度为±3mm；
所述数据传输模块为串行通讯接口，用于将激光距离传感器(11)得到的距离信息发送到信息处理与控制单元。


3.根据权利要求2所述的基于点激光测距的货箱自动抓取装置，其特征在于，所述信息处理与控制单元包括控制器(8)，所述控制器(8)采用型号为STM32F103的嵌入式处理器；所述嵌入式处理器通过接收来自激光距离传感器(11)的四组距离数据，得到抓具(4)与目标货箱(5)四个角的距离信息，并计算抓具(4)相对于目标货箱(5)的位姿，嵌入式处理器根据位姿信息发送相应的控制信号到执行单元。


4.根据权利要求1、2或3所述的基于点激光测距的货箱自动抓取装置，其特征在于，执行单元中：
所述大臂(1)能够在水平面上旋转，用于实现作业面的平移；大臂(1)长度为L1；
所述伸缩臂(2)上端固定在大臂(1)末端，下端能够进行竖直方向上的位移，用于下放和抬升抓具(4)，伸缩臂(1)初始长度为L2，伸长距离范围为[0,ΔL2]；
所述旋转关节(3)用于调整抓具(4)在水平方向的姿态，使抓具(4)与目标货箱(5)上表面保持平行；旋转关节(3)角度旋转范围为[-θmax,θmax]；
所述抓具(4)上装有激光距离传感器(11)和卡爪(12)，激光距离传感器(11)用于实现抓具(4)与目标货箱(5)距离的测量，卡爪(12)用于实现目标货箱(5)的抓取。


5.一种基于点激光测距的货箱自动抓取方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、传送带(7)将目标货箱(5)运送到抓具(4)下方，通过自动挡板(6)确保货箱处于抓具(4)正下方，激光测距单元采集抓具(4)与目标货箱(5)之间的距离信息，并将采集的距离信息数据传输至信...

【专利技术属性】
技术研发人员：单梁，邱博，王志强，周盛世，李军，王力立，黄成，张永，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32