專利名稱:托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)及其掃描方法，屬于輪胎生產(chǎn)自動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。包括用于輸送托盤的傳送帶，傳送帶的兩側(cè)架設(shè)有測(cè)量門架，測(cè)量門架正對(duì)托盤的一側(cè)長(zhǎng)度方向上安裝有多個(gè)交叉布置的光電傳感器、測(cè)距傳感器，測(cè)量門架兩側(cè)相對(duì)位置處均安裝有光電開(kāi)關(guān)，傳送帶的一端安裝有電機(jī)，電機(jī)的輸出軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，光電傳感器、測(cè)距傳感器、光電開(kāi)關(guān)、電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器均受控于測(cè)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)巧妙，成本低廉，可以在托盤一次通過(guò)的過(guò)程中，同時(shí)測(cè)出每垛輪胎的中心位置和垛高，測(cè)量效率高，而且當(dāng)輪胎發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，也可以測(cè)量出抓取中心位置。
【專利說(shuō)明】
托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，屬于輪胎生產(chǎn)自動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前輪胎行業(yè)已經(jīng)大規(guī)模使用自動(dòng)化生產(chǎn)線，生產(chǎn)好的輪胎都存放在立體庫(kù)中，其中一種存放方式是利用托盤進(jìn)行存放。
[0003]通常，托盤中存放著多垛同一型號(hào)的輪胎，每垛輪胎放置的位置和每垛存放的輪胎高度是未知的，為了方便利用機(jī)器人進(jìn)行后續(xù)的拆垛工作，必須對(duì)托盤上每垛輪胎的位置及高度進(jìn)行測(cè)量。
[0004]現(xiàn)有的測(cè)量方案大多采用以下機(jī)器視覺(jué)及二維激光雷達(dá)掃描傳感器兩種技術(shù)。無(wú)論是機(jī)器視覺(jué)還是二維激光雷達(dá)掃描，其視野都是一個(gè)圓錐形視野，從剖面上看就是一個(gè)扇形剖面，如附圖1所示，從圖中可以看出，由于輪胎垛高較高，掃描不到底部的情況，如果輪胎垛中的各個(gè)輪胎發(fā)生錯(cuò)位，則無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)后續(xù)的抓取帶來(lái)困難。
[0005]要解決這個(gè)問(wèn)題則需要讓相機(jī)或掃描傳感器移動(dòng)到各垛的上方中央位置進(jìn)行測(cè)量，或?qū)y(cè)量裝置架高一層一層測(cè)量，這樣一來(lái)就降低的測(cè)量效率，增加了測(cè)量成本。
[0006]即便采取了以上措施，也不能保證測(cè)量的正確。以相機(jī)為例，比如利用相機(jī)，由于相機(jī)景深有限，而垛高又未知，只能采用聚焦到托盤面的方式，由于相機(jī)視野是扇面的，則可能出現(xiàn)如附圖2所示的極端情況。在這種情況下，拍攝到完整的底面圖案，而對(duì)輪胎的錯(cuò)位情況則無(wú)法檢測(cè)。同樣的情況也會(huì)出現(xiàn)在利用二維雷達(dá)掃描測(cè)距傳感器的使用過(guò)程中。
[0007]因此，要正確測(cè)量輪胎位置及錯(cuò)位情況，就必須采用直射光線的掃描方式，目前，本行業(yè)中尚未出現(xiàn)采用直射光線進(jìn)行輪胎位置及高度進(jìn)行測(cè)量的掃描系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的就在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種設(shè)計(jì)巧妙，成本低廉，可以在托盤一次通過(guò)的過(guò)程中，同時(shí)測(cè)出每垛輪胎的中心位置和垛高，測(cè)量效率高，而且當(dāng)輪胎發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，也可以測(cè)量出抓取中心位置的托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0010]一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特殊之處在于包括用于輸送托盤I的傳送帶2，傳送帶2的兩側(cè)架設(shè)有測(cè)量門架3，測(cè)量門架3正對(duì)托盤I的一側(cè)長(zhǎng)度方向上安裝有多個(gè)交叉布置的光電傳感器4、測(cè)距傳感器5，測(cè)量門架3兩側(cè)相對(duì)位置處均安裝有光電開(kāi)關(guān)6，傳送帶2的一端安裝有電機(jī)7，電機(jī)7的輸出軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器8，光電傳感器4、測(cè)距傳感器5、光電開(kāi)關(guān)6、電機(jī)7、旋轉(zhuǎn)編碼器8均受控于測(cè)控系統(tǒng)9;
[0011]所述測(cè)量門架3包括設(shè)置于傳送帶2兩側(cè)的垂直桿體10，兩個(gè)垂直桿體10的上方設(shè)有橫跨傳送帶2寬度方向的水平桿體11，水平桿體11與垂直桿體10為一體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)6分別安裝于兩個(gè)垂直桿體10上，光電傳感器4、測(cè)距傳感器5交叉的安裝于水平桿體11上；
[0012]所述水平桿體11上每隔6-10個(gè)光電傳感器設(shè)置一個(gè)測(cè)距傳感器5，測(cè)距傳感器5的數(shù)量為2-4個(gè)；
[0013]所述傳送帶2安裝于架體上；
[0014]所述光電開(kāi)關(guān)6的安裝位置高于傳送帶2;
[0015]所述光電傳感器4為反射式光電傳感器。
[0016]—種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)的掃描方法，其特殊之處在于包括以下步驟:
[0017]1、托盤I在傳送帶2的帶動(dòng)下通過(guò)測(cè)量門架3時(shí)，托盤I邊沿首先觸發(fā)光電開(kāi)關(guān)6，測(cè)控系統(tǒng)9會(huì)記錄下該瞬間旋轉(zhuǎn)編碼器8數(shù)值；
[0018]2、托盤I繼續(xù)前進(jìn)，多個(gè)光電傳感器4就會(huì)形成如附圖4所示的多條掃描線，在這些掃描線上，有輪胎和沒(méi)有輪胎的地方，光電傳感器4就會(huì)輸出不同的高低電平信號(hào)，通過(guò)測(cè)量這些高低電平發(fā)生變化時(shí)的旋轉(zhuǎn)編碼器8數(shù)值，就可以得到出輪胎12內(nèi)徑與各個(gè)掃描線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，再加上由光電傳感器4間距所確定的縱坐標(biāo)值，就可以計(jì)算出輪胎12的中心位置；
[0019]3、在托盤I運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)采集所有測(cè)距傳感器5的最小值就可以測(cè)量出每垛輪胎12的高度，進(jìn)而測(cè)量出每垛輪胎12的個(gè)數(shù)。
[0020]所述步驟2)中，若是輪胎12發(fā)生錯(cuò)位，可以測(cè)出錯(cuò)位后各輪胎內(nèi)圈在托盤面上形成的投影的交集，從而計(jì)算粗交集的中心位置作為機(jī)器人的抓取位置，當(dāng)錯(cuò)位較大，機(jī)器人手爪無(wú)法伸入時(shí)可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0021]本實(shí)用新型的托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，采用該掃描系統(tǒng)，可以在托盤一次通過(guò)的過(guò)程中，同時(shí)測(cè)出每垛輪胎的中心位置和垛高，測(cè)量效率及精準(zhǔn)度高，而且測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)輪胎發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，也可以測(cè)量出抓取位置的中心，該系統(tǒng)使用的多個(gè)便宜的光電開(kāi)關(guān)和多個(gè)價(jià)格較高的測(cè)距傳感器，整體價(jià)格比其他方案便宜很多，制造成本低廉。綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，在輪胎生產(chǎn)自動(dòng)控制領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
[0022]
【附圖說(shuō)明】

[0023]圖1:現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)器視覺(jué)或者二維激光雷達(dá)掃描的扇形剖面圖。
[0024]圖2:現(xiàn)有技術(shù)中相機(jī)或掃描傳感器移動(dòng)到各垛的上方中央位置進(jìn)行測(cè)量的示意圖；
[0025]圖3:本實(shí)用新型托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4:本實(shí)用新型托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)中光電傳感器所形成的多條掃描線。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0028]實(shí)施例1
[0029]本實(shí)施例中托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，參考附圖3-4，包括用于輸送托盤I的傳送帶2，傳送帶2的兩側(cè)架設(shè)有測(cè)量門架3，測(cè)量門架3正對(duì)托盤I的一側(cè)長(zhǎng)度方向上安裝有多個(gè)交叉布置的光電傳感器4、測(cè)距傳感器5，測(cè)量門架3兩側(cè)相對(duì)位置處均安裝有光電開(kāi)關(guān)6，傳送帶2的一端安裝有電機(jī)7，電機(jī)7的輸出軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器8，光電傳感器
4、測(cè)距傳感器5、光電開(kāi)關(guān)6、電機(jī)7、旋轉(zhuǎn)編碼器8均受控于測(cè)控系統(tǒng)9;測(cè)量門架3包括設(shè)置于傳送帶2兩側(cè)的垂直桿體10，兩個(gè)垂直桿體10的上方設(shè)有橫跨傳送帶2寬度方向的水平桿體11，水平桿體11與垂直桿體10為一體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)6分別安裝于兩個(gè)垂直桿體10上，光電傳感器4、測(cè)距傳感器5交叉的安裝于水平桿體11上;水平桿體11上每隔6-10個(gè)光電傳感器設(shè)置一個(gè)測(cè)距傳感器5，測(cè)距傳感器5的數(shù)量為2-4個(gè);傳送帶2安裝于架體上;光電開(kāi)關(guān)6的安裝位置高于傳送帶2;光電傳感器4為反射式光電傳感器。
[0030]本實(shí)施例的托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)的掃描方法，包括以下步驟:
[0031]1、托盤I在傳送帶2的帶動(dòng)下通過(guò)測(cè)量門架3時(shí)，托盤I邊沿首先觸發(fā)光電開(kāi)關(guān)6，測(cè)控系統(tǒng)9會(huì)記錄下該瞬間旋轉(zhuǎn)編碼器8數(shù)值；
[0032]2、托盤I繼續(xù)前進(jìn)，多個(gè)光電傳感器4就會(huì)形成如附圖4所示的多條掃描線，在這些掃描線上，有輪胎和沒(méi)有輪胎的地方，光電傳感器4就會(huì)輸出不同的高低電平信號(hào)，通過(guò)測(cè)量這些高低電平發(fā)生變化時(shí)的旋轉(zhuǎn)編碼器8數(shù)值，就可以得到出輪胎12內(nèi)徑與各個(gè)掃描線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，再加上由光電傳感器4間距所確定的縱坐標(biāo)值，就可以計(jì)算出輪胎12的中心位置；
[0033]若是輪胎12發(fā)生錯(cuò)位，可以測(cè)出錯(cuò)位后各輪胎內(nèi)圈在托盤面上形成的投影的交集，從而計(jì)算粗交集的中心位置作為機(jī)器人的抓取位置，當(dāng)錯(cuò)位較大，機(jī)器人手爪無(wú)法伸入時(shí)可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0034]3、在托盤I運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)采集所有測(cè)距傳感器5的最小值就可以測(cè)量出每垛輪胎12的高度，進(jìn)而測(cè)量出每垛輪胎12的個(gè)數(shù)。
[0035]本實(shí)用新型的托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0036]1、采用該測(cè)量裝置，可以在托盤一次通過(guò)的過(guò)程中，同時(shí)測(cè)出每垛輪胎的中心位置和垛高，測(cè)量效率高；
[0037]2、測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)輪胎發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，也可以測(cè)量出抓取位置的中心；
[0038]3、該裝置使用的多個(gè)便宜的光電開(kāi)關(guān)和三個(gè)價(jià)格較高的測(cè)距傳感器，整體價(jià)格比其他方案便宜很多。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特征在于包括用于輸送托盤(I)的傳送帶(2)，傳送帶(2)的兩側(cè)架設(shè)有測(cè)量門架(3)，測(cè)量門架(3)正對(duì)托盤(I)的一側(cè)長(zhǎng)度方向上安裝有多個(gè)交叉布置的光電傳感器(4)、測(cè)距傳感器(5)，測(cè)量門架(3)兩側(cè)相對(duì)位置處均安裝有光電開(kāi)關(guān)(6)，傳送帶(2)的一端安裝有電機(jī)(7)，電機(jī)(7)的輸出軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器(8)，光電傳感器(4)、測(cè)距傳感器(5)、光電開(kāi)關(guān)(6)、電機(jī)(7)、旋轉(zhuǎn)編碼器(8)均受控于測(cè)控系統(tǒng)(9)。2.按照權(quán)利要求1所述的一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)量門架(3 )包括設(shè)置于傳送帶(2 )兩側(cè)的垂直桿體(1 )，兩個(gè)垂直桿體(1 )的上方設(shè)有橫跨傳送帶(2)寬度方向的水平桿體(11)，水平桿體(11)與垂直桿體(10)為一體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)(6)分別安裝于兩個(gè)垂直桿體(10)上，光電傳感器(4)、測(cè)距傳感器(5)交叉的安裝于水平桿體(I I)上。3.按照權(quán)利要求2所述的一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特征在于所述水平桿體(11)上每隔6-10個(gè)光電傳感器設(shè)置一個(gè)測(cè)距傳感器(5)，測(cè)距傳感器(5)的數(shù)量為2-4 個(gè)。4.按照權(quán)利要求1所述的一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特征在于所述傳送帶(2)安裝于架體上。5.按照權(quán)利要求1所述的一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特征在于所述光電開(kāi)關(guān)(6)的安裝位置高于傳送帶(2)。6.按照權(quán)利要求1所述的一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特征在于所述光電傳感器(4)為反射式光電傳感器。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK205718904SQ201620332348
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】李洪斌, 蘇兆鋒, 李武斌, 王金斗, 劉增強(qiáng)
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)拓偉智能科技股份有限公司