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)自動系統(tǒng)技術領域。包括用于輸送托盤的傳送帶，傳送帶的兩側架設有測量門架，測量門架正對托盤的一側長度方向上安裝有多個交叉布置的光電傳感器、測距傳感器，測量門架兩側相對位置處均安裝有光電開關，傳送帶的一端安裝有電機，電機的輸出軸上安裝有旋轉編碼器，光電傳感器、測距傳感器、光電開關、電機、旋轉編碼器均受控于測控系統(tǒng)。本實用新型設計巧妙，成本低廉，可以在托盤一次通過的過程中，同時測出每垛輪胎的中心位置和垛高，測量效率高，而且當輪胎發(fā)生錯位時，也可以測量出抓取中心位置。
【專利說明】
托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本實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)自動系統(tǒng)技術領域。
【背景技術】
[0002]目前輪胎行業(yè)已經(jīng)大規(guī)模使用自動化生產(chǎn)線，生產(chǎn)好的輪胎都存放在立體庫中，其中一種存放方式是利用托盤進行存放。
[0003]通常，托盤中存放著多垛同一型號的輪胎，每垛輪胎放置的位置和每垛存放的輪胎高度是未知的，為了方便利用機器人進行后續(xù)的拆垛工作，必須對托盤上每垛輪胎的位置及高度進行測量。
[0004]現(xiàn)有的測量方案大多采用以下機器視覺及二維激光雷達掃描傳感器兩種技術。無論是機器視覺還是二維激光雷達掃描，其視野都是一個圓錐形視野，從剖面上看就是一個扇形剖面，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輪胎發(fā)生錯位，則無法進行檢測，從而對后續(xù)的抓取帶來困難。
[0005]要解決這個問題則需要讓相機或掃描傳感器移動到各垛的上方中央位置進行測量，或將測量裝置架高一層一層測量，這樣一來就降低的測量效率，增加了測量成本。
[0006]即便采取了以上措施，也不能保證測量的正確。以相機為例，比如利用相機，由于相機景深有限，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，而對輪胎的錯位情況則無法檢測。同樣的情況也會出現(xiàn)在利用二維雷達掃描測距傳感器的使用過程中。
[0007]因此，要正確測量輪胎位置及錯位情況，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)采用直射光線進行輪胎位置及高度進行測量的掃描系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的就在于解決上述現(xiàn)有技術存在的不足之處，提供一種設計巧妙，成本低廉，可以在托盤一次通過的過程中，同時測出每垛輪胎的中心位置和垛高，測量效率高，而且當輪胎發(fā)生錯位時，也可以測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]為實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[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的兩側架設有測量門架3，測量門架3正對托盤I的一側長度方向上安裝有多個交叉布置的光電傳感器4、測距傳感器5，測量門架3兩側相對位置處均安裝有光電開關6，傳送帶2的一端安裝有電機7，電機7的輸出軸上安裝有旋轉編碼器8，光電傳感器4、測距傳感器5、光電開關6、電機7、旋轉編碼器8均受控于測控系統(tǒng)9;
[0011]所述測量門架3包括設置于傳送帶2兩側的垂直桿體10，兩個垂直桿體10的上方設有橫跨傳送帶2寬度方向的水平桿體11，水平桿體11與垂直桿體10為一體結構，兩個光電開關6分別安裝于兩個垂直桿體10上，光電傳感器4、測距傳感器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個光電傳感器設置一個測距傳感器5，測距傳感器5的數(shù)量為2-4個；
[0013]所述傳送帶2安裝于架體上；
[0014]所述光電開關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的帶動下通過測量門架3時，托盤I邊沿首先觸發(fā)光電開關6，測控系統(tǒng)9會記錄下該瞬間旋轉編碼器8數(shù)值；
[0018]2、托盤I繼續(xù)前進，多個光電傳感器4就會形成如附圖4所示的多條掃描線，在這些掃描線上，有輪胎和沒有輪胎的地方，光電傳感器4就會輸出不同的高低電平信號，通過測量這些高低電平發(fā)生變化時的旋轉編碼器8數(shù)值，就可以得到出輪胎12內(nèi)徑與各個掃描線交點的橫坐標值，再加上由光電傳感器4間距所確定的縱坐標值，就可以計算出輪胎12的中心位置；
[0019]3、在托盤I運動過程中，通過采集所有測距傳感器5的最小值就可以測量出每垛輪胎12的高度，進而測量出每垛輪胎12的個數(shù)。
[0020]所述步驟2)中，若是輪胎12發(fā)生錯位，可以測出錯位后各輪胎內(nèi)圈在托盤面上形成的投影的交集，從而計算粗交集的中心位置作為機器人的抓取位置，當錯位較大，機器人手爪無法伸入時可以發(fā)出報警信號。
[0021]本實用新型的托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，結構設計巧妙，采用該掃描系統(tǒng)，可以在托盤一次通過的過程中，同時測出每垛輪胎的中心位置和垛高，測量效率及精準度高，而且測量過程中，當輪胎發(fā)生錯位時，也可以測量出抓取位置的中心，該系統(tǒng)使用的多個便宜的光電開關和多個價格較高的測距傳感器，整體價格比其他方案便宜很多，制造成本低廉。綜上所述，本實用新型結構設計巧妙，在輪胎生產(chǎn)自動控制領域具有很好的應用前景。
[0022]
【附圖說明】

[0023]圖1:現(xiàn)有技術中機器視覺或者二維激光雷達掃描的扇形剖面圖。
[0024]圖2:現(xiàn)有技術中相機或掃描傳感器移動到各垛的上方中央位置進行測量的示意圖；
[0025]圖3:本實用新型托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)的結構示意圖；
[0026]圖4:本實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。
【具體實施方式】
[0027]下面對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]實施例1
[0029]本實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的兩側架設有測量門架3，測量門架3正對托盤I的一側長度方向上安裝有多個交叉布置的光電傳感器4、測距傳感器5，測量門架3兩側相對位置處均安裝有光電開關6，傳送帶2的一端安裝有電機7，電機7的輸出軸上安裝有旋轉編碼器8，光電傳感器
4、測距傳感器5、光電開關6、電機7、旋轉編碼器8均受控于測控系統(tǒng)9;測量門架3包括設置于傳送帶2兩側的垂直桿體10，兩個垂直桿體10的上方設有橫跨傳送帶2寬度方向的水平桿體11，水平桿體11與垂直桿體10為一體結構，兩個光電開關6分別安裝于兩個垂直桿體10上，光電傳感器4、測距傳感器5交叉的安裝于水平桿體11上;水平桿體11上每隔6-10個光電傳感器設置一個測距傳感器5，測距傳感器5的數(shù)量為2-4個;傳送帶2安裝于架體上;光電開關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的帶動下通過測量門架3時，托盤I邊沿首先觸發(fā)光電開關6，測控系統(tǒng)9會記錄下該瞬間旋轉編碼器8數(shù)值；
[0032]2、托盤I繼續(xù)前進，多個光電傳感器4就會形成如附圖4所示的多條掃描線，在這些掃描線上，有輪胎和沒有輪胎的地方，光電傳感器4就會輸出不同的高低電平信號，通過測量這些高低電平發(fā)生變化時的旋轉編碼器8數(shù)值，就可以得到出輪胎12內(nèi)徑與各個掃描線交點的橫坐標值，再加上由光電傳感器4間距所確定的縱坐標值，就可以計算出輪胎12的中心位置；
[0033]若是輪胎12發(fā)生錯位，可以測出錯位后各輪胎內(nèi)圈在托盤面上形成的投影的交集，從而計算粗交集的中心位置作為機器人的抓取位置，當錯位較大，機器人手爪無法伸入時可以發(fā)出報警信號。
[0034]3、在托盤I運動過程中，通過采集所有測距傳感器5的最小值就可以測量出每垛輪胎12的高度，進而測量出每垛輪胎12的個數(shù)。
[0035]本實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、采用該測量裝置，可以在托盤一次通過的過程中，同時測出每垛輪胎的中心位置和垛高，測量效率高；
[0037]2、測量過程中，當輪胎發(fā)生錯位時，也可以測量出抓取位置的中心；
[0038]3、該裝置使用的多個便宜的光電開關和三個價格較高的測距傳感器，整體價格比其他方案便宜很多。
[0039]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
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)的兩側架設有測量門架(3)，測量門架(3)正對托盤(I)的一側長度方向上安裝有多個交叉布置的光電傳感器(4)、測距傳感器(5)，測量門架(3)兩側相對位置處均安裝有光電開關(6)，傳送帶(2)的一端安裝有電機(7)，電機(7)的輸出軸上安裝有旋轉編碼器(8)，光電傳感器(4)、測距傳感器(5)、光電開關(6)、電機(7)、旋轉編碼器(8)均受控于測控系統(tǒng)(9)。2.按照權利要求1所述的一種托盤上輪胎位置及高度智能掃描系統(tǒng)，其特征在于所述測量門架(3 )包括設置于傳送帶(2 )兩側的垂直桿體(1 )，兩個垂直桿體(1 )的上方設有橫跨傳送帶(2)寬度方向的水平桿體(11)，水平桿體(11)與垂直桿體(10)為一體結構，兩個光電開關(6)分別安裝于兩個垂直桿體(10)上，光電傳感器(4)、測距傳感器(5)交叉的安裝于水平桿體(I I)上。3.按照權利要求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個光電傳感器設置一個測距傳感器(5)，測距傳感器(5)的數(shù)量為2-4 個。4.按照權利要求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關(6)的安裝位置高于傳送帶(2)。6.按照權利要求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】G01B11/00GK205718904SQ201620332348
【公開日】2016年11月23日
【申請日】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
【申請人】煙臺拓偉智能科技股份有限公司