一種基于激光測距的箱體尺寸測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型所提供的一種基于激光測距的箱體尺寸測量裝置包括支架、速度傳感器、激光測距單元以及控制單元。其中，支架固定設置在傳送帶的上方；速度傳感器設置在輸送機上，用于對輸送機的水平速度進行測量；激光測距單元包括高度測距傳感器和兩個水平測距傳感器，高度測距傳感器設置在支架上且位于面對傳送帶的上方位置，兩個水平測距傳感器分別相對設置在支架的兩側且面對箱體的位置；控制單元包括數據處理機，數據處理機分別與高度測距傳感器以及兩個水平測距傳感器進行連接并接收來自傳感器的數據后進行處理，得出箱體的尺寸，從而實現了對箱體的自動化測量，與傳統的手工測量相比，降低了操作工的勞動強度。
【專利說明】
一種基于激光測距的箱體尺寸測量裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種箱體尺寸測量裝置，具體涉及一種基于激光測距的箱體尺寸測量裝置。
【背景技術】
[0002]倉儲管理是物流企業和生產企業在運營中重要的一個環節，能否高效利用倉庫空間，以及快速存取貨物，直接影響到運營的成本及效率。倉儲管理中突出的問題是貨物吞吐效率以及空間利用率，目前很多企業倉庫空間的利用率極低，其中很大的問題是不能及時獲取貨物的相關信息，比如貨物的體積，傳統做法是操作工利用卷尺等工具進行人工測量，不但測量的準確性有限，而且降低了存放貨物的效率。
[0003]目前雖然有一些進行倉儲智能管理的裝置，但在箱體尺寸采集與數據傳輸上還沒有完全實現自動化，還需要人工操作測量設備對箱體尺寸進行測量，不僅存在測量的較大誤差，而且費時費力。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供基于激光測距的箱體尺寸測量裝置.
[0005]本實用新型提供了一種基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，具有這樣的特征，包括支架、速度傳感器、激光測距單元以及控制單元，其中，支架固定設置在傳送帶的上方;速度傳感器設置在輸送機上，用于對輸送機的水平速度進行測量;激光測距單元包括高度測距傳感器和兩個水平測距傳感器，高度測距傳感器設置在支架上且位于面對傳送帶的上方位置，兩個水平測距傳感器分別相對設置在支架的兩側且面對箱體的位置;控制單元包括數據處理機，數據處理機分別與速度傳感器、高度測距傳感器以及兩個水平測距傳感器進行連接。
[0006]在本實用新型提供的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，支架為門形框架，包括上梁以及與該上梁兩端分別連接的兩根相對設置的側梁，側梁橫跨所傳送帶且固定連接在輸送機的外側。
[0007]另外，在本實用新型提供的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置中，還可以具有這樣的特征:高度測距傳感器和水平測距傳感器采用集成激光測距傳感器模塊。
[0008]另外，在本實用新型提供的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，數據處理機與高度測距傳感器以及兩個水平測距傳感器分別采用串行接口電路連接。
[0009]另外，在本實用新型提供的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，控制單元還包括無線通信模塊，無線通信模塊與數據處理機連接，用于接收來自數據處理機的數據后進行無線通信。
[0010]另外，在本實用新型提供的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，數據處理機為單片機。
[0011]實用新型的作用與效果
[0012]根據本實用新型所涉及的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，因為包括激光測距單元以及控制單元，所以，本實用新型的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置具有如下特點:
[0013]1.由于激光測距具有速度快，精度高以及非接觸的特點，本實用新型所提供的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置能夠實現倉儲箱體的自動化測量，與傳統的手工測量相比，大大的降低了勞動強度，從而節約了企業倉庫的管理成本；
[0014]2.本實用新型所提供的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置將尺寸測量與智能無線傳輸結合起來，發揮了現有成熟技術的優勢，實現了從測量到數據處理，再到數據呈現的一個完整過程。
【附圖說明】

[0015]圖la、lb是本實用新型的實施例中基于激光測距的箱體尺寸測量裝置的主視圖和側視圖；
[0016]圖2是本實用新型的實施例中測距傳感器測量布置俯視示意圖；以及
[0017]圖3是本實用新型的實施例中測距傳感器測量布置主視示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結合附圖對本實用新型基于激光測距的箱體尺寸測量裝置作具體闡述。
[0019]圖1是本實用新型的實施例中基于激光測距的箱體尺寸測量裝置的示意圖；
[0020]圖1(a)為基于激光測距的箱體尺寸測量裝置的主視圖；
[0021]圖1(b)為基于激光測距的箱體尺寸測量裝置的側視圖。
[0022]如圖1所示，基于激光測距的箱體尺寸測量裝置100包括支架10、速度傳感器20、激光測距單元30以及控制單元40。
[0023]支架10為門形框架，包括上梁以及與該上梁兩端分別連接的兩根相對設置的側梁，兩根側梁橫跨傳送帶，兩根側梁的下端分別固定連接在輸送機S的外側。
[0024]速度傳感器20設置在輸送機S前端，用于對輸送機S的水平速度進行測量。
[0025]激光測距單元30包括高度測距傳感器31和兩個水平測距傳感器32。
[0026]高度測距傳感器31設置在支架10的上梁上，面對傳送帶W進行設置，高度測距傳感器31采用集成激光測距傳感器模塊。
[0027]兩個水平測距傳感器32分別相對設置在支架10的兩根側梁的下部，面對箱體X進行設置，水平測距傳感器32采用集成激光測距傳感器模塊。
[0028]控制單元40包括數據處理機，設置在支架10頂部的一端。
[0029]數據處理機分別與速度傳感器20、高度測距傳感器31以及兩個水平測距傳感器32連接，接收并處理來自速度傳感器20、高度測距傳感器31以及兩個水平測距傳感器32的信號;數據處理機分別與高度測距傳感器31以及兩個水平測距傳感器32采用串行接口電路連接。
[0030]控制單元40還包括無線通信模塊，無線通信模塊與數據處理機連接，用于接收來自數據處理機的數據后進行無線通信。
[0031]實施例中的數據處理機為單片機，單片機需要實現的功能有三個方面:一是通過串口通信實現對激光測距模塊的控制，根據三個激光測距模塊不同的狀態來控制激光模塊測距獲取數據，第二是將獲取的數據進行處理，確定所測物體的長、寬、高，第三是作為下位機，將長、寬、高數據通過無線傳輸給上位機(pc機)，從而使整個系統進行后面的流程。
[0032]基于激光測距的箱體尺寸測量裝置100對箱體X尺寸測量的原理如下:
[0033]圖2是本實用新型的實施例中測距傳感器測量布置俯視示意圖；
[0034]圖3是本實用新型的實施例中測距傳感器測量布置主視示意圖。
[0035]如圖2、圖3所示，假設所測量物體全部為規則的長方體，傳送帶以速度V運動，待測箱體X在傳送帶W上運輸，為了測量其體積，我們使用了三個激光測距傳感器(測距器)分別為A(水平測距傳感器32)、B(水平測距傳感器32)、C(高度測距傳感器31 )，每個激光測距傳感器均有三個管腳角a、b、c分別連接電源。
[0036]A(水平測距傳感器32)和B(水平測距傳感器32)不斷發出正弦調制光，水平測距傳感器32與目標物間距離所產生的相位差可以測量，根據調制光的波長和頻率，換算出激光飛行時間，再依次計算出待測距離d=A0。
[0037]d=A0 = ct/2
[0038]t= Φ/ω
[0039]ω =2iif
[0040]φ =N+ Δ φ
[0041]gpd=A0=(N+A φ )*c/(43if)
[0042]其中，AO是待測距離(O為AB與DG交點)，同樣的可以在B傳感器一邊測出B與EF邊之間的距離；
[0043]C是光速，等于299792458m/s(假設光速未受環境影響)；
[0044]t是往返水平測距傳感器32與箱體X間距離一次的時間；
[0045]φ是激光光束往返一次后所形成的相位差；
[0046]Δ Φ是激光光束往返一次后所形成的相位差不足半波長的部分；
[0047]N是相位差中半波長的個數；ω是調制信號的角頻率;f為激光頻率。
[0048]箱體X隨著傳送帶W運動，當G到達AB線段上時，會逐漸產生相位差，一直到E到達線段AB上。通過不斷發出的正弦調制光，可以得出D點是到傳送帶W邊緣距離最短的點以及正弦光遇到D和G點分別返回傳送帶W邊緣的時間。那么，可以得出傳送帶W經過距離DI所用的時間，同時，已知傳送帶W的速度V(由安裝在W上的速度傳感器20測量得到)，可以得到DI的長度。又已知光速，可以得出D和G點分別到傳送帶W邊緣的距離差即為GI。在RT ADIG中，可求GI和DI，利用直角三角形勾股定理，即可得出DG的長度。
[0049]同理，可以得出DE、EF和FG的長度。這樣即可得出箱體X俯視圖的面積。
[0050]高度測距傳感器31到傳送帶W上N點的垂直距離CN是已知的，當箱體X經過CN時，正弦調制波發生相位變化，可以知道光往返CM—次所用的時間，又已知光的傳播速度，可以得出CM的長度。
[0051 ] 所以物體的高麗=CN-CM;
[0052]通過求得箱體X的長、寬和高，即可求得待測物體的體積。
[0053]實施例的作用與效果
[0054]根據本實施例所涉及的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，還包括高度測距傳感器和水平測距傳感器采用集成激光測距傳感器模塊，集成激光測距傳感器模塊是成熟的技術，具有性能穩定，采購容易，成本低的特點。
[0055]進一步地，數據處理機為單片機，單片機也是成熟的技術，具有性能穩定，采購容易，成本低的特點。
[0056]再進一步地，控制單元還包括無線通信模塊，無線通信模塊與數據處理機連接，用于接收來自數據處理機的數據后進行無線通信。無線傳輸模塊作為為目前通信的主流技術，可以與倉庫已有設備進行對接，也可以與傳統的有線數據進行傳輸，實現多端口及時數據接收與發送，實用性強。
[0057]上述實施方式為本實用新型的優選案例，并不用來限制本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，安裝在輸送機上對輸送機的傳送帶上輸送的箱體進行尺寸測量，其特征在于: 包括支架、速度傳感器、激光測距單元以及控制單元， 其中，所述支架固定設置在所述傳送帶的上方， 所述速度傳感器設置在所述輸送機上，用于對所述輸送機的水平速度進行測量， 所述激光測距單元包括高度測距傳感器和兩個水平測距傳感器，所述高度測距傳感器設置在所述支架上且位于面對所述傳送帶的上方位置， 兩個所述水平測距傳感器分別相對設置在所述支架的兩側且面對所述箱體的位置， 所述控制單元包括數據處理機，所述數據處理機分別與所述速度傳感器、所述高度測距傳感器以及兩個所述水平測距傳感器進行連接。2.根據權利要求1所述的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，其特征在于: 其中，所述支架為門形框架，包括上梁以及與該上梁兩端分別連接的兩根相對設置的側梁，所述側梁橫跨所述傳送帶且固定連接在所述輸送機的外側。3.根據權利要求1所述的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，其特征在于: 其中，所述高度測距傳感器和所述水平測距傳感器采用集成激光測距傳感器模塊。4.根據權利要求1所述的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，其特征在于: 其中，所述數據處理機與所述高度測距傳感器以及兩個所述水平測距傳感器分別采用串行接口電路連接。5.根據權利要求1所述的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，其特征在于: 其中，所述控制單元還包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述數據處理機連接，用于接收來自所述數據處理機的數據后進行無線通信。6.根據權利要求1或4或5所述的基于激光測距的箱體尺寸測量裝置，其特征在于: 其中，所述數據處理機為單片機。
【文檔編號】G01B11/02GK205718854SQ201620676925
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】張俊勝, 劉萬超, 李卓斌, 陳明松, 張洪彪, 牟瑩, 羅福享, 李雪瑩, 修方濤, 付夢雙
【申請人】上海理工大學