一种智能果汁售卖机的视觉系统的制作方法

本实用新型涉及榨汁机领域，尤其涉及一种智能果汁售卖机的视觉系统。

背景技术：

市场上的果汁售卖设备几乎全部不具备检测橙子好坏的功能，这给机器供应水果的前期工作增加了较大的人工工作量及成本。如果疏忽水果质量的检测，会影响客户的体验，甚至危害客户健康。智慧零售的发展迫切需要给机器装备上“眼睛”来感知周围的环境来做出相应判断。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能果汁售卖机的视觉系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能果汁售卖机的视觉系统，包括柜体、控制模块和机器人，所述机器人包括头部壳体，所述头部壳体的耳部设置有用于拍摄水果图像以供所述控制模块检测水果好坏的耳部视觉模块，所述头部壳体的前部设置有用于拍摄人脸图像以供所述控制模块进行人脸检测的头部视觉模块以及用于展示水果检测信息的显示屏，所述控制模块可控制头部视觉模块获取图像进行人脸检测以判定是否有人需要购买果汁，并在人完成付款或者购买后控制耳部视觉模块获取图像进行水果好坏的检测。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述头部壳体包括头型壳体、插入头型壳体两边的耳部安装口的两个耳部模块、位于头型壳体脖子处的旋转副模块，两个耳部模块中的至少一个作为所述耳部视觉模块且配置有用于检测水果好坏的摄像头；

所述控制模块可在购买者通过语音或者其他命令完成付款或者购买指令后，发出指令至机器人以控制头部壳体转动至指定角度，从而到达设定的可以照到水果的位置。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述头型壳体由前部分壳体和后部分壳体拼合而成，所述前部分壳体和后部分壳体关于拼合平面对称，所述前部分壳体安装有一前透明面罩以及位于前透明面罩上方的所述头部视觉模块，所述前部分壳体内部安装有一位于前透明面罩后方的用于显示检测结果的显示屏，所述后部分壳体与前透明面罩对称的位置安装有后罩板，与头部视觉模块对称的位置安装有天线模块。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述前透明面罩靠侧边位置开设有至少一个定位孔，所述前部分壳体沿背离表面的方向延伸有与所述至少一个定位孔匹配的至少一个定位柱，所述前透明面罩从所述前部分壳体后面扣合以使所述定位孔插入对应的所述定位柱直至所述前透明面罩与所述前部分壳体的止口对接。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述显示屏通过卡扣卡入装配到所述前部分壳体内部。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述天线模块包括密封件以及穿设所述密封件的天线，所述密封件包括两层平面部以及连接两层平面部的中间连接部，所述密封件还开设一贯穿两层平面部以及中间连接部的中心孔，所述天线穿设所述中心孔。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述旋转副模块上预留有安装电机的孔位，所述旋转副模块由与前部分壳体和后部分壳体分别连接的两部分拼合组成，且该两部分拼合后形成一个中间大两头小的过孔；

当要求头部壳体可以摆动时，将电机固定于相应孔位后，电机轴通过所述过孔与肩部或者躯干部固定，所述控制模块可在购买者通过语音或者其他命令完成付款或者购买指令后，发出指令至机器人以控制所述电机转动固定脉冲数对应的角度，从而到达设定的可以照到水果的位置；

当不要求头部壳体摆动时，在所述过孔中放置一个螺母，待前部分壳体与后部分壳体扣合锁紧后，可利用穿设机器人肩部或者躯干部通孔的螺钉从所述过孔下方与螺母锁紧，以使得所述机器人头部壳体与机器人肩部或者躯干部固定。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述耳部视觉模块包括可插入头部壳体的摄像头安装壳体、耳部摄像头及PCB板、摄像头护镜，所述摄像头安装壳体具有一与所述摄像头护镜匹配的窗口，所述摄像头护镜安装于所述窗口内，所述窗口覆盖耳部摄像头的视角范围，所述耳部摄像头及PCB 板安装于所述摄像头安装壳体的内部，且耳部摄像头朝向所述窗口。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述摄像头安装壳体的剖面呈耳状，所述摄像头安装壳体插入所述头部壳体的边缘为具有两条切边的圆形，所述两条切边平行相对设置，当摄像头模块安装于头部壳体后，所述两条切边与头部壳体的两条限位边配合，可防止摄像头模块旋转。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述摄像头护镜从所述摄像头安装壳体的内部嵌入所述摄像头安装壳体的表面，且所述摄像头护镜与所述摄像头安装壳体的嵌合缝隙之间通过密封胶密封。

在本实用新型所述的智能果汁售卖机的视觉系统中，所述摄像头安装壳体的内部具有多根安装柱，所述耳部摄像头及PCB板通过自攻螺钉安装于所述多根安装柱上。

实施本实用新型的智能果汁售卖机的视觉系统，具有以下有益效果：基于本实用新型如果有人过来购买橙汁，通过人脸检测可知有人过来购买果汁，并在完成付款或者购买后为水果进行摄像机拍照并进行水果检测，本实用新型可以在购买果汁的时候进行水果检测，减小了供应水果的前期工作及成本，大大提高了客户体验以及对果汁原材料品质的保证；

进一步地，头部壳体中的前部分壳体和后部分壳体关于拼合平面对称，可以由同一个模具出，左右两个耳部模块也可以由同一个模具出，节约开模成本；还可以满足不同的要求，互换性强，当要求头部可以摆动时，则配置电机，如果不要求摆动的时候，只需要装入螺母并通过螺钉锁紧即可；进一步地，整个耳部模块的安装不需要任何螺钉卡扣，拆卸维护方便，只需要插入头部壳体对应的耳部安装口即可。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是机器人视角效果示意图；

图2是头部壳体的一个具体实施例的结构示意图；

图3是耳部视觉模块的结构示意图一；

图4是耳部视觉模块的结构示意图二；

图5是图4中的A-A向剖视图；

图6是耳部视觉模块安装到头部壳体后的结构示意图；

图7是前部分壳体的结构示意图；

图8是图7中C-C向剖视图；

图9是前部分壳体装配前后对比图；

图10是后部分壳体的三视图；

图11是头部壳体的两种装配方式对比图；

图12是图10中的A-A向剖视图；

图13是密封件的结构示意图一；

图14是密封件的结构示意图二。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本实用新型总的构思是：构造一种智能果汁售卖机的视觉系统，包括柜体、控制模块和机器人，所述机器人包括头部壳体，所述头部壳体的耳部设置有用于拍摄水果图像以供所述控制模块检测水果好坏的耳部视觉模块，所述头部壳体的前部设置有用于拍摄人脸图像以供所述控制模块进行人脸检测的头部视觉模块以及用于展示水果检测信息的显示屏，所述控制模块可控制头部视觉模块获取图像进行人脸检测以判定是否有人需要购买果汁，并在人完成付款或者购买后控制耳部视觉模块获取图像进行水果好坏的检测。

其中，控制模块和机器人均设置在柜体内。一个具体实施例中，所述控制模块包括上位机和与上位机通信的下位机，下位机包括PLC或者单片机，可与所述机器人进行通信。

优选的，检测水果图像实时反映到机器人头部壳体的显示屏上，还可以在柜体的大屏幕同步显示。

下面对本实用新型的机器人进行详细说明。

参考图1，所述头部壳体包括头型壳体，头型壳体两边耳部安装两个耳部模块31，两个耳部模块31中的至少一个作为所述耳部视觉模块。头型壳体前部设置有一显示屏222，显示屏222上方设置头部视觉模块32。本实施例中耳部视觉模块、头部视觉模块均采用USB摄像头。

优选的，本实施例中耳部摄像头采用LI-OV560-USB-FF-PA摄像头，500 万像素分辨率可调，本实施例中考虑到由于机构件的误差导致相机无法拍摄到完整的橙子表面，相机的宽和高不同，所以水平和竖直方向的视场角不同，一般摄像头的固定方式是保证左右视角宽度，而本实施例中将相机转90°安装以保证上下视角宽度，这样很好的解决了视野不够的问题。

参考图2，一个具体实施例中，头型壳体由前后对称的前部分壳体22和后部分壳体21关于拼合而成。耳部安装口由前部分壳体22和后部分壳体21 的两部分凹槽构成，实际安装时，先将两个耳部模块31插入前部分壳体22/ 后部分壳体21的弧形耳部凹槽内，然后将前部分壳体22、后部分壳体21扣合，并用自攻螺钉锁紧。

需要说明的是，两个耳部模块31可以同时配置摄像头以提供两个耳部视觉模块；也可以是两个耳部模块31中的一个配置摄像头以提供一个耳部视觉模块，另一个起到装饰作用。

参考图3-6，整个耳部视觉模块为一体化设计，整体的造型类似一个耳朵，如图5所示。整个耳部视觉模块主要包括以下三部分：可插入头部壳体的耳部安装口内的摄像头安装壳体311、耳部摄像头及PCB板312(起装饰作用的耳部模块31则不具备此结构)、摄像头护镜313。其中，耳部安装口由前部分壳体22和后部分壳体21的弧形耳部凹槽拼合形成，安装时先将整个耳部视觉模块插入其中一个壳体的弧形耳部凹槽内，再将另一个壳体扣合即可。

具体的，所述摄像头安装壳体311的剖面呈耳状，所述摄像头安装壳体 311插入所述头部壳体的边缘为具有两条切边3111的圆形，所述两条切边3111 平行相对设置，如图6，当耳部视觉模块安装于头部壳体后，所述两条切边3111 与头部壳体的两条限位边3121配合，可防止摄像头模块旋转。

可见，耳部视觉模块只需要插入对应的头部壳体，由于头部壳体上下边沿的限位边3121可以防止整个耳部视觉模块的旋转。整个耳部视觉模块的安装不需要任何螺钉卡扣，拆卸维护方便，只需要插入壳体对应的弧形耳部凹槽，然后将另一个壳体扣合，再利用自攻螺钉将两个壳体锁紧即可。

其中，所述摄像头安装壳体311的大致中心位置具有一与所述摄像头护镜 313匹配的窗口，所述摄像头护镜313安装于所述窗口内，所述窗口覆盖耳部摄像头的视角范围，所述耳部摄像头及PCB板312安装于所述摄像头安装壳体 311的内部，且所述耳部摄像头朝向所述窗口。

具体的，所述摄像头护镜313从所述摄像头安装壳体311的内部嵌入所述摄像头安装壳体311的表面，且所述摄像头护镜313与所述摄像头安装壳体 311的嵌合缝隙之间通过密封胶密封。其中的摄像头护镜起到保护摄像头及密封防水的作用。

具体的，所述摄像头安装壳体311的内部具有4根安装柱，所述耳部摄像头及PCB板312通过自攻螺钉安装于该4根安装柱上。

参考图7，所述前部分壳体22安装有一前透明面罩223以及位于前透明面罩223上方的头部视觉模块32。其中，前透明面罩223通过定位柱固定，具体参考图8，所述前透明面罩223靠侧边位置开设有至少一个定位孔2230，所述前部分壳体22沿背离表面的方向延伸有与所述至少一个定位孔2230匹配的至少一个塑料材质的定位柱224，位柱224的长度高于前透明面罩223的后表面，所述前透明面罩223从所述前部分壳体22后面扣合，使定位孔2230 插入对应的定位柱224直至所述前透明面罩223与所述前部分壳体22的止口对接，如图8中，前透明面罩223与所述前部分壳体22的止口呈阶梯状。然后在缝隙中涂入适量密封胶，且定位孔2230插入定位柱224到位后，凸出的定位柱224热熔，通过塑料热熔，使得其顶部大于根部，定位的功能之外还起到了紧固的作用，并有较好的密封性。

参考图9，前部分壳体22内部安装有一位于前透明面罩223后方的显示屏222，具体的，前部分壳体22内部左右两侧分别设置有卡扣221，显示屏 222左右两侧通过卡扣221卡入装配，不需任何螺钉，方便安装。

参考图10，由于前部分壳体22与后部分壳体21是对称的，因此，后部分壳体21与前透明面罩223对称的位置安装有后罩板211，与头部视觉模块 32对称的位置安装有天线模块。需要说的是，天线模块可以仅作为装饰，也可以拓展成为信号接收装置。

其中，后罩板211和前透明面罩223是一个模开出来的，只是材料不同，安装固定方式也一样，同样是有定位柱，并且顶部热熔变大将其卡住，起到紧固作用。

可见，前部分壳体22与后部分壳体21，左右的耳部模块31对称，前透明面罩223和后罩板211对称，头部视觉模块32和天线模块对称，这样对称的设计节约了模具成本。

参考图11，头型壳体脖子处设置一旋转副模块4，控制模块可在购买者通过语音或者其他命令完成付款或者购买指令后，发出指令至机器人以控制头部壳体转动至指定角度，从而到达设定的可以照到水果的位置。

具体的，旋转副模块4由与前部分壳体22和后部分壳体21分别连接的两部分拼合组成，且该两部分拼合后形成一个中间大两头小的过孔。具体的，拼合后的过孔的两头是圆孔，而拼合后的过孔的中间是一个与所需放置的螺母的外形匹配的通孔。

当客户不要求头部壳体摆动时，可以在所述过孔中放置一个螺母6，例如 M3六角螺母，待前部分壳体22与后部分壳体21扣合锁紧后，利用穿设机器人肩部或者躯干部通孔的粗牙普通螺纹螺钉从过孔下方与螺母6锁紧，以使得所述机器人头部壳体与机器人肩部或者躯干部固定。

为了满足不同的要求，所述旋转副模块4上预留有安装电机5(一般是微型步进电机)的孔位。当客户要求头部可以摆动时，则配置电机5，将电机5 固定于相应孔位后，电机轴通过所述过孔与肩部或者躯干固定。所述控制模块可在购买者通过语音或者其他命令完成付款或者购买指令后，通过PLC或者单片机发出指令至机器人以控制电机5转动固定脉冲数对应的角度，从而到达设定的可以照到水果的位置。

可见，本实施例可以满足不同的客户要求，互换性强，当客户要求头部可以摆动时，增加微型步进电机，如果不要求摆动的时候，只需要装入螺母6，在合适的设定的位置锁紧即可。

由于大多数自动售卖机机柜都为冷柜，机器人在冷柜内，其头部的电气元器件对于防水要求较高，所以密封显得尤为重要。参考图12-14，本实施例中，所述天线模块包括密封件2120以及穿设所述密封件2120的天线212。

具体的，所述密封件2120为硅胶制件。硅胶密封件的摩擦力产生的扭矩大于其本身重力产生的扭矩，则可以防止天线212旋转，同时后面用螺钉锁定，限位。加上硅胶圈本身的摩擦力，即达到了定位于紧固的功能，又有良好的密封效果。确保了电气元器件可以正常使用。

参考图13-14，所述密封件2120包括位于两层平面部2121、2123以及连接两层平面部2121、2123的中间连接部2122，所述密封件2120还开设一贯穿两层平面部2121、2123以及中间连接部2122的中心孔2124，天线212穿设所述中心孔2124。

其中，后部分壳体21安装密封件2120的位置具有一环形凸缘，密封件 2120的一层平面部2123位于凸缘下方，另一层平面部2121位于凸缘上方且与后部分壳体21表面形成一个完成的平面，中间连接部2122与凸缘涨紧配合。

综上所述，实施本实用新型的智能果汁售卖机的视觉系统，具有以下有益效果：基于本实用新型如果有人过来购买橙汁，通过人脸检测可知有人过来购买果汁，并在完成付款或者购买后为水果进行摄像机拍照并进行水果检测，本实用新型可以在购买果汁的时候进行水果检测，减小了供应水果的前期工作及成本，大大提高了客户体验以及对果汁原材料品质的保证。进一步地，头部壳体中的前部分壳体和后部分壳体关于拼合平面对称，可以由同一个模具出，左右两个耳部模块也可以由同一个模具出，节约开模成本；还可以满足不同的要求，互换性强，当要求头部可以摆动时，则配置电机，如果不要求摆动的时候，只需要装入螺母并通过螺钉锁紧即可；进一步地，整个耳部模块的安装不需要任何螺钉卡扣，拆卸维护方便，只需要插入头部壳体对应的耳部安装口即可。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。