[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050] 参照图1所示，本发明提供一种基于机器视觉的工业机器人自动化作业智能分析调控系统，包括轮胎抓取搬运作业终端设置模块、机器人监测设备设置模块、轮胎抓取过程分析调控模块、轮胎放置过程调控模块、轮胎搬运分析调控模块和存储数据库。
[0051] 上述中，轮胎抓取搬运作业终端设置模块与机器人监测设备设置模块连接，轮胎抓取过程分析调控模块、轮胎放置过程调控模块和轮胎搬运分析调控模块均与机器人监测设备设置模块连接，轮胎抓取过程分析调控模块和轮胎放置过程调控模块均与存储数据库连接。
[0052] 轮胎抓取搬运作业终端设置模块用于对轮胎抓取搬运作业进行抓取机器人和搬运机器人设置。
[0053] 机器人监测设备设置模块用于分别在抓取机器人和搬运机器人上设置监测设备。
[0054] 具体地，分别在抓取机器人和搬运机器人上设置监测设备对应的具体设置方式为：在抓取机器人上设置的监测设备包括扫描仪、压力传感器和第一测距传感器，其中扫描仪设置在抓取机器人的机械臂上，用于扫描待抓取的轮胎，压力传感器设置在抓取机器人的机械手爪上，用于机械手爪闭合作业时测量每个手爪的受力，第一测距传感器设置在抓取机器人的机械手爪上，用于测量轮胎直径；在搬运机器人上设置的监测设备包括重量传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，其中重量传感器设置在搬运机器人的机身处，用于测量搬运机器上已放置的轮胎重量，第二测距传感器设置在搬运机器人底部中心点，用于测量搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心距离，第三测距传感器搬运机器人的机身平面上，用于测量搬运机器人上已放置轮胎的高度。
[0055] 参照图2所示，轮胎抓取过程分析调控模块用于由抓取机器人从轮胎运输流水线中对轮胎执行抓取操作，并对待抓取轮胎的抓取过程进行分析调控，其中轮胎抓取过程分析调控模块包括轮胎基本参数扫描单元、机械手爪抓取位置调控单元、机械手爪开合度调控单元和机械手爪抓取力调控单元。
[0056] 具体地，轮胎基本参数扫描单元用于利用抓取机器人上扫描仪对运输流水线中的待抓取轮胎进行扫描操作，并且根据扫描结果获取待抓取轮胎的基本参数，其中基本参数包括外直径、内直径和宽度。
[0057] 机械手爪抓取位置调控单元用于利用抓取机器人的机械手爪上设置的第一测距传感器进行待抓取轮胎的抓取位置调控，其具体调节步骤如下：
[0058] A1:通过抓取机器人的机械臂控制机械手爪朝下，使得第一测距传感器朝向待抓取轮胎；
[0059] A2:由抓取机器人的机械臂控制机械手爪由待抓取轮胎的一侧上方沿待抓取轮胎面径向水平运动至轮胎另一侧的上方，使得第一测距传感器检测到两侧的距离，并标记运动轨迹；
[0060] A3:将检测到的两侧距离与待抓取轮胎的外直径相比，如果两侧的距离与待抓取轮胎的外直径相等，取运动轨迹中心位置，并标记为轮胎圆心；
[0061] A4:由抓取机器人的机械臂控制机械手爪运行到待抓取轮胎圆心正上方，开始进行机械手爪开合度调控。
[0062] 机械手爪开合度调控单元用于根据待抓取轮胎的基本参数调控抓取机器人对应机械手爪的开合度，其具体步骤如下：
[0063] 步骤一：从待抓取轮胎的基本参数中提取外直径，并记为D；
[0064] 步骤二：利用待抓取轮胎的外直径计算抓取机器人的机械手爪对应的需求开合度，其计算公式为 其中ω表示机械手爪对应的需求开合度，π表示圆周率，D′表示机械手爪和待抓取轮胎预留的最小间隔值；
[0065] 在上述公式中，将待抓取轮胎的外直径代入公式可知，将待抓取轮胎的外直径越大，抓取机器人的机械手爪对应的需求开合度越大。
[0066] 步骤三：从存储数据库中提取机械手爪的最大开合度，并将其与机械手爪对应的需求开合度相比，若机械手爪的最大开合度大于或等于机械手爪对应的需求开合度，则调控机械手爪开合至机械手爪对应的需求开合度；若机械手爪的最大开合度小于机械手爪对应的需求开合度，则机械手爪不调节开合度，让该待抓取轮胎随传送带运行到传送带末端掉入集中处理箱。
[0067] 机械手爪抓取力调控单元用于分析待抓取轮胎的重量，并以此调控抓取机器人对应机械手爪的抓取力，其具体调节方法如下：
[0068] B1:根据待抓取轮胎的基本参数计算待抓取轮胎的重量，待抓取轮胎的重量计算公式为 其中G表示待抓取轮胎的重量，ρ表示待抓取轮胎的密度因子，π表示圆周率，D表示待抓取轮胎的外直径，d表示待抓取轮胎的内直径；
[0069] B2:从存储数据库中提取单位轮胎重量对应的标准抓取力，记为f；
[0070] B3:根据待抓取轮胎的重量和单位轮胎重量对应的标准抓取力计算待抓取轮胎所需的抓取力，其计算公式为F＝Gf,其中F表示待抓取轮胎所需的抓取力；
[0071] 在上述公式中，待抓取轮胎的重量越大，表示待抓取轮胎所需的抓取力越大。
[0072] B4:根据每个机械爪手上的压力传感器测量的抓取力，调节每个机械爪手的抓取力，使每个机械爪手的抓取力都达到待抓取轮胎所需的抓取力。
[0073] 在本发明的优选技术方案中，分别对机械手爪进行抓取位置调控、机械手爪开合度调控和机械手爪抓取力调控，通过综合三个方面的调控使抓取机器人抓取时更加稳定。
[0074] 参照图3所示，轮胎放置过程调控模块用于由抓取机器人将抓取的轮胎放置在搬运机器人上，并对轮胎的放置过程进行分析调控，其中轮胎放置过程调控模块包括搬运机器人停放位置调控单元、轮胎放置位置调控单元和搬运机器人核载监测单元。
[0075] 进一步地，搬运机器人停放位置调控单元用于利用搬运机器人底部中心点的第二测距传感器测量值进行搬运机器人停放位置调节，其具体调节方法如下：
[0076] C1:由第二测距传感器测量搬运机器人底部中心点到搬运机器人停放位置的中心距离，记为L；
[0077] C2:从存储数据库中提取搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心垂直距离，记为L0；
[0078] C3:根据测量的搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心距离和搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心垂直距离计算搬运机器人停放位置的贴合度，其计算公式为 其中η表示搬运机器人停放位置贴合度；
[0079] C4：从存储数据库中提取搬运机器人停放位置的标准贴合度，将其与搬运机器人停放位置的贴合度相比，如果搬运机器人停放位置的贴合度小于搬运机器人停放位置的标准贴合度，则搬运机器人调整停放位置；如果搬运机器人停放位置的贴合度等于搬运机器人停放位置的标准贴合度，则搬运机器人停止调整停放位置。
[0080] 在上述公式中，搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心距离越接近搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心垂直距离，搬运机器人停放位置的贴合度越高。
[0081] 在本发明的优选技术方案中，当搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心距离和搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心垂直距离相等时，即两者在一条垂直于水平面的直线上，此时搬运机器人停放位置贴合度就是提取搬运机器人停放位置的标准贴合度。
[0082] 进一步地，轮胎放置位置调控单元用于利用第一测距传感器测量调节抓取机器人放置轮胎的位置，其具体调节如下：抓取机器人的机械臂控制机械手爪朝下，使机械手爪中的轮胎平行于搬运机器人机身，同时利用第一测距传感器定位轮胎圆心，调整机械手爪位置使轮胎圆心和搬运机器人机身中心在一条垂直线上，然后抓取机器人的机械臂控制机械手爪垂直向下进行放置作业。
[0083] 具体地，搬运机器人核载监测单元用于监测和分析搬运机器人上已放置轮胎的重量和高度，具体监测方法如下：
[0084] H1:利用搬运机器人机身的重力传感器采集搬运机器人上已经放置的轮胎重量，同时利用搬运机器人的机身平面上的第三测距传感器测量搬运机器人上已经放置轮胎的高度，并从待抓取轮胎的基本参数中提取待抓取轮胎的宽度；
[0085] H2:从存储数据库中提取搬运机器人的核载重量和搬运机器人的核载高度；
[0086] H3:根据待抓取轮胎的重量计算公式计算得到下一个待抓取轮胎的重量；
[0087] H4：将搬运机器人上已经放置的轮胎重量加上下一个轮胎的重量，记为搬运机器人的评估重量，同时将搬运机器人上已经放置轮胎的高度加上下一个待抓取轮胎的宽度，记为搬运机器人的评估高度；
[0088] H5:将搬运机器人的评估重量和搬运机器人的核载重量对比，同时将搬运机器人的评估高度和搬运机器人的核载高度对比，若是搬运机器人的评估重量小于等于搬运机器人的核载重量且搬运机器人的评估高度小于等于搬运机器人的核载高度，则抓取机器人可以继续抓取下一个待抓取轮胎；反之，该搬运机器人直接开始搬运作业。
[0089] 轮胎搬运分析调控模块用于获取轮胎的目标搬运位置，进而规划搬运路径，由搬运机器人按照规划的搬运路径将轮胎搬运到目标搬运位置。
[0090] 存储数据库用于存储机械手爪的最大开合度，存储单位轮胎重量对应的标准抓取力，存储搬运机器人底部中心到搬运机器人待停放区域的中心垂直距离，存储搬运机器人停放位置的标准贴合度，并存储搬运机器人的核载重量和搬运机器人的核载高度。
[0091] 本发明通过采集机器视觉技术先是对待抓取轮胎进行扫描操作，获取待抓取轮胎的基本参数，机械手根据待抓取轮胎的基本参数通过公式计算得到机械手爪所需的开合度，实现了机械手爪的智能化开合大小，不需要再根据轮胎的规格和大小尺寸,配备不同型号的机械手，不仅节约了生产成本，而且提高了抓取机器人的工作效率。
[0092] 本发明还通过对搬运机器人上已经放置的轮胎重量和高度进行了双重监测，相对于传统搬运机器人只对装载轮胎的重量进行监测，不会再出现因为运输过程中轮胎过高而倒塌的现象，大大提高了搬运轮胎的效率，并且同时保证了搬运过程中轮胎的质量完好。
[0093] 以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
