本发明涉及餐饮包装机械，尤其涉及一种并联协作式餐盒搬运机器人及其视觉差分方法。
背景技术：
1、餐饮是人生活的基础，食品安全是重中之重。在社会和科技日益发展的今天食品种类多样化配合运输行业的发展，及时相隔遥远两地也可以吃到其他地方新鲜的食品。目前各餐饮公司和餐厅餐盒出餐的主要搬运方式仍是人工搬运，从厨房生产出的餐饮搬运出产品后需要进行一系列的装箱工作，待装箱工作完成后再将产品放置于车厢内的不同货架上，这一过程仍需要大量的人工参与，这种人工搬运的方法除了工作强度大，人力成本高之外，周而复始，需要大量的人工参与，不仅费事费力，还有可能导致细菌进入餐盒的风险，在此种情况下，餐饮产品的搬运工作是非常不便的。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种并联协作式餐盒搬运机器人及其视觉差分方法，用以解决人工搬运的复杂性，降低人工劳动成本和强度，更好的实现无菌式、精确式的餐盒搬运。
2、第一方面，本发明提供了一种并联协作式餐盒搬运机器人，所述搬运机器人包括：框架、机架、主动杆、从动杆、刚性夹持爪、传送机构和动平台；机架的一端连接安装平台，另一端固定连接框架顶端；主动杆的一端活动连接从动杆一端，主动杆的另一端活动连接固定在机架处的步进电机，从动杆的另一端连接动平台，动平台的另一端活动连接刚性夹持爪；传送机构固定安装于框架下方的平行型材上；步进电机通过齿轮相互啮合驱动主动杆，以带动从动杆运动，从动杆的从动将带动动平台运动，并使连接在动平台处的刚性夹持爪包络餐盒，以进行抓放动作。
3、可选地，框架通过角固件连接型材搭建；机架包括齿轮组和驱动元件；驱动元件、齿轮组、主动杆、从动杆和刚性夹持爪依次连接；驱动元件呈等腰三角形分布于机架的四周，驱动元件用于带动齿轮组转动，并使齿轮组带动主动杆，主动杆带动从动杆，从动杆带动动平台和刚性夹持爪移动；传送机构包括动力元件、传动机构和输送带。
4、可选地，驱动元件为步进电机；齿轮组包括两个外啮合齿轮，其中一个外啮合齿轮与步进电机的输出轴同轴连接，另一个外啮合齿轮的转轴安装于机架中，且和主动杆固定连接；传动机构固定安装于框架下方；在框架底端型材上固定有动力元件，其与传送机构垂直，动力元件为无刷直流电机；传送机构包括两个外啮合齿轮和一个滚轴，其中一个外啮合齿轮与无刷直流电机同轴固定连接，另一个外啮合齿轮与滚轴同轴固定连接，滚轴固定于传送机构两端，且传输带活动固定于滚轴上方，图像采集件固定安装于传送机构送料传送带正上方的框架上。
5、可选地，刚性夹持爪与动平台活动连接，刚性夹持爪由两带齿轮的弧形刚爪和舵机构成，舵机与一个动力齿轮的弧形刚爪同轴固定连接，且齿轮与另一个从动齿轮的弧形刚爪的齿轮啮合。
6、可选地，主动杆和从动杆的连接处具有轴和轴承。
7、可选地，框架为正方体结构，框架上方为两型材十字交叉搭成机器人固定架，框架下方为两型材平行固定搭建传动机构支架。
8、可选地，动平台和刚性夹持爪通过轴承和螺栓连接。
9、第二方面，本发明提供了一种并联协作式餐盒搬运机器人的视觉差分方法，所述方法基于并联协作式餐盒搬运机器人实现，所述方法包括：
10、步骤1、设置基准图像，在当前帧图像中进行视觉差分，获取餐盒偏移的区域；
11、步骤2、根据偏移区域的特征计算偏移角度信息，并将偏移角度信息反馈给机械臂控制系统；
12、步骤3、控制系统根据角度信息调整机械臂末端机械爪的角度，以适应偏移的餐盒位置。
13、可选地，所述步骤1中设置基准图像包括：
14、步骤11、将采集到的实际图像进行预处理后，设置校准点阵；
15、步骤12、根据校准点阵获取点阵中所有点在坐标系中的位置，并建立图像坐标系；
16、步骤13、根据图像坐标系，通过最小二乘法确定出畸变模型参数，以完成校准过程。
17、可选地，所述步骤13包括：
18、步骤131、确定畸变参数k1、k2、k3、p1和p2，其中k1，k2，k3为径向畸变参数，p1，p2为切向畸变系数，其表达式为：
19、distortioncoefficients＝(k1k2k3p1p2)；
20、步骤132、确定切向畸变表达式：
21、xdistorted＝x+[2p1xy+p2(r2+2x2)]；
22、ydistorted＝y+[p1(r2+2y2)+2p2xy]；
23、步骤133、通过相机的焦距(fx,fy)和光心(cx,cy)创建相机矩阵，将其用于消除相机镜头特有属性造成的畸变，其为3×3的矩阵，表达式为：
24、
25、本发明提供的技术方案中，该搬运机器人包括框架、机架、主动杆、从动杆、刚性夹持爪、传送机构和动平台；机架的一端连接安装平台，另一端固定连接框架顶端；主动杆的一端活动连接从动杆一端，主动杆的另一端活动连接固定在机架处的步进电机，从动杆的另一端连接动平台，动平台的另一端活动连接刚性夹持爪；传送机构固定安装于框架下方的平行型材上；步进电机通过齿轮相互啮合驱动主动杆，以带动从动杆运动，从动杆的从动将带动动平台运动，并使连接在动平台处的刚性夹持爪包络餐盒，以进行抓放动作，该搬运机器人解决了人工搬运的复杂性，降低了人工劳动成本和强度，更好的实现了无菌式、精确式的餐盒搬运。
1.一种并联协作式餐盒搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人包括：框架(1)、机架(2)、主动杆(4)、从动杆(6)、刚性夹持爪(7)、传送机构(8)和动平台(10)；机架(2)的一端连接安装平台，另一端固定连接框架(1)顶端；主动杆(4)的一端活动连接从动杆(6)一端，主动杆(4)的另一端活动连接固定在机架(2)处的步进电机，从动杆(6)的另一端连接动平台(10)，动平台(10)的另一端活动连接刚性夹持爪(7)；传送机构(8)固定安装于框架(1)下方的平行型材上；步进电机通过齿轮相互啮合驱动主动杆(4)，以带动从动杆(6)运动，从动杆(6)的从动将带动动平台(10)运动，并使连接在动平台(10)处的刚性夹持爪(7)包络餐盒，以进行抓放动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，框架(1)通过角固件连接型材搭建；机架(2)包括齿轮组和驱动元件；驱动元件、齿轮组、主动杆(4)、从动杆(6)和刚性夹持爪(7)依次连接；驱动元件呈等腰三角形分布于机架(2)的四周，驱动元件用于带动齿轮组转动，并使齿轮组带动主动杆(4)，主动杆(4)带动从动杆(6)，从动杆(6)带动动平台(10)和刚性夹持爪(7)移动；传送机构(8)包括动力元件、传动机构和输送带。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，驱动元件为步进电机(3)；齿轮组包括两个外啮合齿轮，其中一个外啮合齿轮与步进电机(3)的输出轴同轴连接，另一个外啮合齿轮的转轴安装于机架(2)中，且和主动杆(4)固定连接；传动机构(8)固定安装于框架(1)下方；在框架(1)底端型材上固定有动力元件，其与传送机构垂直，动力元件为无刷直流电机；传送机构(8)包括两个外啮合齿轮和一个滚轴，其中一个外啮合齿轮与无刷直流电机同轴固定连接，另一个外啮合齿轮与滚轴同轴固定连接，滚轴固定于传送机构(8)两端，且传输带活动固定于滚轴上方，图像采集件(9)固定安装于传送机构(8)送料传送带正上方的框架上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刚性夹持爪(7)与动平台(10)活动连接，刚性夹持爪(7)由两带齿轮的弧形刚爪(15)和舵机(13)构成，舵机(13)与一个动力齿轮的弧形刚爪(14)同轴固定连接，且齿轮与另一个从动齿轮的弧形刚爪(16)的齿轮啮合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，主动杆(4)和从动杆(6)的连接处具有轴和轴承(5)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，框架(1)为正方体结构，框架(1)上方为两型材十字交叉搭成机器人固定架，框架(1)下方为两型材平行固定搭建传动机构支架。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，动平台(10)和刚性夹持爪(7)通过轴承和螺栓连接。
8.一种并联协作式餐盒搬运机器人的视觉差分方法，其特征在于，所述方法基于并联协作式餐盒搬运机器人实现，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤1中设置基准图像包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤13包括：
