本发明涉及一种基于机器视觉的快递搬运机器人，属于机器人技术领域。
背景技术：
随着社会经济和技术的不断进步，机器视觉技术已逐渐应用于运输领域中，并形成一个巨大的产业。在传统的快递配送工作中，工作人员依靠目视分辨快递单进行快递的家家配送，往往因为较大的工作量导致其工作效率低下、耗时长，并且容易由于人体疲劳产生快递的错放，漏放等，这就要求快递员在配送快递工作中要集中精力去分辨快递单信息，而且能够有效提高快递的配送效率。因此，可以在快递配送的工作中添加一套机器视觉检测装置，由工业相机和计算机来模拟人的视觉行为，使其得到人的视觉系统所能获得的信息，这样能够显著提高快递配送的准确性和效率。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于机器视觉的快递搬运机器人。
本发明的技术方案是：一种基于机器视觉的快递搬运机器人，包括机器人的驱动装置、货物的夹取装置、货物的承载装置、图像的采集装置和控制器；机器人的驱动装置、货物的夹取装置、图像的采集装置均安装在货物的承载装置上，控制器用于驱动机器人的驱动装置行走和转向，控制器用于驱动货物的夹取装置对目标货物进行夹取，货物的承载装置用于承载货物的夹取装置夹取的物体，控制器用于驱动图像的采集装置转动。
所述机器人的驱动装置包括前轮、后轮、驱动电机、电源、转动杆齿轮、驱动电机齿轮、转动杆、转向杆、舵机、舵机齿轮和转向杆齿轮；其中驱动电机与驱动电机齿轮同心轴连接，转动杆与转动杆齿轮同心轴连接，驱动电机齿轮与转动杆齿轮啮合，实现动力从驱动电机到后轮的传导；舵机与舵机齿轮同心轴连接，转向杆与转向杆齿轮同心轴连接，舵机齿轮与转向杆齿轮啮合，实现转向力从舵机到前轮的传导；电源提供该机器人的动力来源；控制器用于控制驱动电机驱动后轮行走，用于控制舵机驱动前轮转向。
所述货物的夹取装置包括两个结构相同且对称安装的机械手，机械手包括大臂、中臂、小臂、手指、手掌、手臂底座、手臂旋转轴、手臂驱动电机和手指驱动电机；其中手臂底座固定安装在货物的承载装置的侧面；手臂旋转轴安装在手臂底座上，控制器用于驱动手臂旋转轴底部的电机实现手臂旋转轴在下层货物放置的侧面转动；大臂的一端安装在手臂旋转轴上，中臂的一端与大臂的另一端连接，小臂的一端与中臂的另一端连接，手掌安装在小臂的另一端，手指安装在手掌上，控制器用于驱动大臂、中臂、小臂连接处的手臂驱动电机实现各手臂的弯曲，控制器用于驱动手掌底部的电机实现手掌在该安装平面上转动，控制器用于驱动手指指节连接处的手指驱动电机实现指节的弯曲。
所述货物的承载装置包括上层货物放置区和下层货物放置区；上层货物放置区和下层货物放置区上下安装在一起。
所述图像的采集装置包括相机、相机支架、相机支架旋转轴、伸缩杆和伸缩杆套筒；其中相机安装在相机支架上，相机支架安装在相机支架旋转轴上，相机支架旋转轴固定连接在伸缩杆上，伸缩杆安装在伸缩杆套筒内，控制器用于驱动伸缩杆在伸缩杆套筒内上下移动，相机用于将捕捉的图像信息传输给控制器，控制器用于驱动相机两侧的电机在相机支架上实现xoz平面上的转动，控制器用于驱动相机支架底部的电机在相机支架旋转轴上实现xoy平面上的转动。
本发明的有益效果是：
本发明结构简单，易于实现，采用相机对目标进行信息采集，控制器采用图像处理技术对采集信息进行处理，区别于传统的扫码采集信息。能够用于实现将快递货物从配送站运送至目的地，极大地提高快递配送的准确性和运输效率，降低了人工成本，能够灵活的应用于小区和校园内的快递货物配送。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为本发明的结构示意图二；
图中各标号：1-相机，2-相机支架，3-相机支架旋转轴，4-大臂，5-中臂，6-小臂，7-手指，8-手掌，9-前轮，10-后轮，11-伸缩杆，12-上层货物放置区，13-下层货物放置区，14-手臂底座，15-手臂旋转轴，16-驱动电机，17-电源，18-转动杆齿轮，19-驱动电机齿轮20-转动杆，21-转向杆，22-舵机，23-伸缩杆套筒，24-舵机齿轮，25-转向杆齿轮，26-控制器，27-手臂驱动电机，28-手指驱动电机。
具体实施方式
实施例1：如图1-2所示，一种基于机器视觉的快递搬运机器人，包括机器人的驱动装置、货物的夹取装置、货物的承载装置、图像的采集装置和控制器26；机器人的驱动装置、货物的夹取装置、图像的采集装置均安装在货物的承载装置上，控制器26用于驱动机器人的驱动装置行走和转向，控制器26用于驱动货物的夹取装置对目标货物进行夹取，货物的承载装置用于承载货物的夹取装置夹取的物体，控制器26用于驱动图像的采集装置转动。
进一步地，可以设置所述机器人的驱动装置包括前轮9、后轮10、驱动电机16、电源17、转动杆齿轮18、驱动电机齿轮19、转动杆20、转向杆21、舵机22、舵机齿轮24和转向杆齿轮25；其中驱动电机16与驱动电机齿轮19同心轴连接，转动杆20与转动杆齿轮18同心轴连接，驱动电机齿轮19与转动杆齿轮18啮合，实现动力从驱动电机16到后轮10的传导；舵机22与舵机齿轮24同心轴连接，转向杆21与转向杆齿轮25同心轴连接，舵机齿轮24与转向杆齿轮25啮合，实现转向力从舵机22到前轮9的传导；电源17提供该机器人的动力来源；驱动电机16和电源17均通过固定螺丝固定安装在下层货物放置区13尾部的预留空间内，控制器26用于控制驱动电机16驱动后轮10行走，用于控制舵机22驱动前轮9转向。
进一步地，可以设置所述货物的夹取装置包括两个结构相同且对称安装的机械手，机械手包括大臂4、中臂5、小臂6、手指7、手掌8、手臂底座14、手臂旋转轴15、手臂驱动电机27和手指驱动电机28；其中手臂底座14通过固定螺丝固定安装在货物的承载装置的侧面；手臂旋转轴15安装在手臂底座14上，控制器26用于驱动手臂旋转轴15底部的电机实现手臂旋转轴15在下层货物放置13的侧面转动；大臂4的一端安装在手臂旋转轴15上，中臂5的一端与大臂4的另一端连接，小臂6的一端与中臂5的另一端连接，手掌8安装在小臂6的另一端，手指7安装在手掌8上，控制器26用于驱动大臂4、中臂5、小臂6连接处的手臂驱动电机27实现各手臂的弯曲，控制器26用于驱动手掌8底部的电机实现手掌8在该安装平面上转动，控制器26用于驱动手指7指节连接处的手指驱动电机28实现指节的弯曲。
进一步地，可以设置所述货物的承载装置包括上层货物放置区12和下层货物放置区13；上层货物放置区12和下层货物放置区13上下安装在一起。
进一步地，可以设置所述图像的采集装置包括相机1、相机支架2、相机支架旋转轴3、伸缩杆11和伸缩杆套筒23；其中相机1安装在相机支架2上，相机支架2安装在相机支架旋转轴3上，相机支架旋转轴3固定连接在伸缩杆11上，伸缩杆11安装在伸缩杆套筒23内，控制器26用于驱动伸缩杆11在伸缩杆套筒23内上下移动，相机1用于将捕捉的图像信息传输给控制器26，控制器26用于驱动相机1两侧的电机在相机支架2上实现xoz平面上的转动，控制器26用于驱动相机支架2底部的电机在相机支架旋转轴3上实现xoy平面上的转动。
本发明的使用过程是：
对于快递站点的快递配送服务，可直接将快递货物堆放成不高于600mm的货物堆，即可通过该机器人上的相机1对货物拍照进行图像信息的采集，并将图像信息传输给控制器26，控制器26分析图像信息并定位所要抓取的货物，然后控制驱动电机16和舵机22转动使机器人到达目标地点，再驱动夹取装置上的电机控制机械手移动使其精确夹取快递货物并根据货物大小将货物放置在机器人的货物承载装置上，若该货物能由机械手单手抓取，则放置到下层货物放置区13，若需两只机械手配合抓取，则放置到上层货物放置区12。货物放置好后，控制器26控制驱动电机16和舵机22转动使机器人到达目标货物的配送位置；在配送过程中由相机1采集路面信息并传输给控制器26实现避障功能。当机器人需要乘坐电梯等时，相机1可采集场景的按键面板并传输给控制器26，由控制器26驱动机械手实现按键功能。
具体的，控制器26控制驱动装置使机器人到达货物堆，控制器26控制相机1、相机支架2进行一定的转动，使相机1能采集到目标货物信息，采集到的图像信息传输给控制器26，控制器26控制驱动电机16、舵机22转动使机器人接近目标货物，再驱动货物夹取装置各部件移动，精确夹取目标货物，并判断其货物大小放置到对应的货物承载装置上，控制器26控制驱动电机16、舵机22转动，使机器人行走到达配送位置。在行走过程中，相机1采集路面图像信息并传输给控制26，实现机器人的避障功能。
当机器人需要乘坐电梯时，控制器26控制伸缩杆11上升，使其能采集到电梯的按键面板，并将采集的图像信息传输给控制器26进行字符识别定位，控制器驱动手臂旋转轴底部电机、手掌底部电机、手臂驱动电机27和手指驱动电机28转动，使其配合移动实现按键的输入。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。