一种机器人卸料系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人卸料系统，包括机械臂、吸盘防掉夹爪、3D视觉系统、地轨和系统控制器，机械臂设置于地轨上，可沿地轨来回移动，吸盘防掉夹爪设置于机械臂的末端，3D视觉系统布置于机械臂及地轨的上方，机械臂的两侧分别为物料拆垛场地和物料码垛场地，系统控制器分别与机械臂、吸盘防掉夹爪、3D视觉系统和地轨连接。本发明专利技术实现建筑施工物料的无序分拣和智能码垛，全程自动化作业，作业具有效率高；可以全天候作业，整体占地面积小；作业范围大。作业范围大。作业范围大。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人卸料系统


[0001]本专利技术涉及建筑机器人
，具体涉及一种机器人卸料系统。

技术介绍

[0002]目前，随着建筑行向着自动化、无人化、智能化方向的发展，建筑机器人的应用逐渐增多。建筑施工场地存在砌块、袋装腻子、地砖、沙袋等诸多物料，这些物料的搬运和卸载基本都靠人力完成，存在搬运效率低、损耗率大、安全性低等问题。
[0003]本专利专利技术了一种施工物料无序分拣和智能码垛的机器人系统，该机器人系统有以下几个优点：1.本专利技术可以实现建筑施工物料的无序分拣和智能码垛，全程实现自动化作业，作业具有效率高。2.本专利技术使用的吸盘式防掉夹爪可以自适应建筑施工物料的形状和尺寸，抓取稳定不易掉落，抓取重量大。3.本专利技术提出的无序分拣和智能码垛机器人作业范围大，可以在地轨上来回移动，此外，3D视觉系统可以同时在长度和高度方向上移动，检测视野宽，整体的作业面积大。
[0004]本专利技术提出的无序分拣和智能码垛机器人系统可以全天候作业，物料堆场和料架分别位于机器人两侧，抓取和码垛速度快，整体占地面积小。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种机器人卸料系统，实现建筑施工物料的无序分拣和智能码垛，全程自动化作业，作业具有效率高；可以全天候作业，整体占地面积小；作业范围大。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种机器人卸料系统，包括机械臂、吸盘防掉夹爪、3D视觉系统、地轨和系统控制器，机械臂设置于地轨上，可沿地轨来回移动，吸盘防掉夹爪设置于机械臂的末端，3D视觉系统布置于机械臂及地轨的上方，机械臂的两侧分别为物料拆垛场地和物料码垛场地，系统控制器分别与机械臂、吸盘防掉夹爪、3D视觉系统和地轨连接。
[0008]按照上述技术方案，3D视觉系统包括两个移动式3D视觉检测系统，分别布置于物料拆垛场地和物料码垛场地的上方。
[0009]按照上述技术方案，吸盘防掉夹爪包括夹爪机架、和设置于夹爪机架上的伸缩气缸和旋转气缸，夹爪机架上布置有真空吸盘，夹爪机架两端分别设有左侧挡板和右侧挡板，左侧挡板的上端与夹爪机架的左端连接固定，左侧挡板的下端铰接有左侧勾板，伸缩气缸的伸缩端与左侧勾板的外侧面连接，伸缩气缸带动左侧勾板绕铰接点转动，旋转气缸与右侧挡板之间连接有弧形杆。
[0010]按照上述技术方案，夹爪机架包括连接法兰、吸盘安装板、型材骨架，吸盘安装板的上表面依次固设有安装板和连接法兰，型材骨架整体固设于吸盘安装板的下表面，真空吸盘布置于型材骨架上。
[0011]按照上述技术方案，夹爪机架的下表面设有压板，真空吸盘布置于压板的两侧。
[0012]按照上述技术方案，左侧挡板或夹爪机架上设有位移传感器。
[0013]按照上述技术方案，地轨一端连接有地轨驱动电机，地轨上设有安装底座，机械臂设置于安装底座上，地轨驱动电机带动安装底座来回移动；
[0014]地轨驱动电机通过丝杆或同步带与安装底座连接。
[0015]按照上述技术方案，移动式3D视觉检测系统包括横向移动机构、竖直移动机构和3D相机，竖直移动机构设置于横向移动机构，3D相机设置于竖直移动机构上。
[0016]按照上述技术方案，横向移动机构包括驱动电机、第一导轨和第二滑座，第二滑座设置于第一导轨上，驱动电机设置于第一导轨的一端，并通过同步带与第二滑座连接，驱动电机通过同步带带动第二滑座沿第一导轨来回移动，竖直移动机构设置于第二滑座上；
[0017]竖直移动机构包括第二导轨和第一滑座，第二导轨竖直布置于第二滑座上，第一滑座设置于第二导轨上，沿第二导轨上布置有丝杆，第一滑座通过螺母与丝杆连接，丝杆连接有竖直驱动电机，3D相机设置于第一滑座上，竖直驱动电机通过丝杆带动第一滑座及其上的3D相机沿第二导轨上下移动。
[0018]一种采用以上所述的机器人卸料系统的卸料方法，包括以下步骤：
[0019]S1、建筑施工物料运输到物料拆垛场后，系统控制器将指令同时发到拆垛侧的可移动式3D视觉检测系统和码垛侧的可移动式3D视觉检测系统；
[0020]S2、两侧的移动式3D视觉检测系统沿着导轨在长度方向和高度方向进行移动，不断的对拆垛场地的物料信息和码垛场地的料架信息进行扫描，之后将得到的整个场地上物料的特征和位置发送给系统控制器；
[0021]S3、系统控制器发送指令给六轴机械臂，机械臂的各关节和地轨同步运动，使机械臂的末端吸盘防掉式夹爪定位到拆垛场地侧物料的上方；
[0022]S4、吸盘防掉式夹爪开始进行物料抓取，抓取完成后，机械臂的各关节和地轨开始运动，将抓取的物料送至码垛场地料架上对应的位置，吸盘防掉式夹爪将物料放置到料架上。
[0023]S5、重复步骤3
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步骤4的循环直到整层工件抓取完成，单层抓取结束后对整体进行扫描，进行下一层砌块识别抓取，直到整垛物料分拣完成；
[0024]S6、开始下一整垛物料的拆垛、码垛循环。
[0025]本专利技术具有以下有益效果：
[0026]1、本专利技术可以实现建筑施工物料的无序分拣和智能码垛，全程实现自动化作业，作业具有效率高；本专利技术提出的无序分拣和智能码垛机器人系统可以全天候作业，物料堆场和料架分别位于机器人两侧，抓取和码垛速度快，整体占地面积小；本专利技术提出的无序分拣和智能码垛机器人作业范围大，可以在地轨上来回移动，此外，3D视觉系统可以同时在长度和高度方向上移动，检测视野宽，整体的作业面积大。
[0027]2、本专利技术使用的吸盘式防掉夹爪可以自适应建筑施工物料的形状和尺寸，抓取稳定不易掉落，抓取重量大。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例中机器人卸料系统的立体图；
[0029]图2是本专利技术实施例中防掉式夹爪的左侧轴向视图；
[0030]图3是本专利技术实施例中防掉式夹爪的右侧轴向视图；
[0031]图4是图3的A向视图；
[0032]图5是本专利技术实施例中移动式3D视觉检测系统的结构示意图；
[0033]图6是本专利技术实施例中机械臂安设于地轨上的示意图；
[0034]图7是本专利技术实施例中机器人卸料系统的基于3D相机的拆垛和码垛原理图；
[0035]图中，1
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移动式3D视觉检测系统、2
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机械臂、3
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防掉式夹爪、4
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堆场物料、5
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AGV运输车、6
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物料架、7
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地轨、9
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薄膜结构棚、10
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连接法兰、11
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真空发生器、12
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左侧大挡板、13
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标准气缸、14
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位移传感器、15
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合页、16
‑
左侧勾板、17
‑
安装板、18
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人卸料系统，其特征在于，包括机械臂、吸盘防掉夹爪、3D视觉系统、地轨和系统控制器，机械臂设置于地轨上，可沿地轨来回移动，吸盘防掉夹爪设置于机械臂的末端，3D视觉系统布置于机械臂及地轨的上方，机械臂的两侧分别为物料拆垛场地和物料码垛场地，系统控制器分别与机械臂、吸盘防掉夹爪、3D视觉系统和地轨连接。2.根据权利要求1所述的机器人卸料系统，其特征在于，3D视觉系统包括两个移动式3D视觉检测系统，分别布置于物料拆垛场地和物料码垛场地的上方。3.根据权利要求1所述的机器人卸料系统，其特征在于，吸盘防掉夹爪包括夹爪机架、和设置于夹爪机架上的伸缩气缸和旋转气缸，夹爪机架上布置有真空吸盘，夹爪机架两端分别设有左侧挡板和右侧挡板，左侧挡板的上端与夹爪机架的左端连接固定，左侧挡板的下端铰接有左侧勾板，伸缩气缸的伸缩端与左侧勾板的外侧面连接，伸缩气缸带动左侧勾板绕铰接点转动，旋转气缸与右侧挡板之间连接有弧形杆。4.根据权利要求3所述的机器人卸料系统，其特征在于，夹爪机架包括连接法兰、吸盘安装板、型材骨架，吸盘安装板的上表面依次固设有安装板和连接法兰，型材骨架整体固设于吸盘安装板的下表面，真空吸盘布置于型材骨架上。5.根据权利要求4所述的机器人卸料系统，其特征在于，夹爪机架的下表面设有压板，真空吸盘布置于压板的两侧。6.根据权利要求3所述的机器人卸料系统，其特征在于，左侧挡板或夹爪机架上设有位移传感器。7.根据权利要求1所述的机器人卸料系统，其特征在于，地轨一端连接有地轨驱动电机，地轨上设有安装底座，机械臂设置于安装底座上，地轨驱动电机带动安装底座来回移动；地轨驱动电机通过丝杆或同步带与安装底座连接。8.根据权利要求2所述的机器人卸料系统，其特征在于，移动式3D视觉检测系统包括横向移动机构、竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琨，王开强，孙庆，刘威，杨朋，周勇，崔志鹏，叶贞，黄雷，陈敏，章磊，
申请(专利权)人：中建三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：