一种融和图像处理的六自由度机械臂定点取物装置的制作方法

本实用新型专利主要涉及一种机械臂，具体涉及一种融和图像处理的六自由度机械臂定点取物装置。

背景技术：

随着社会的发展，机器已开始进入我们的世界并取代我们做一些危险、重复或者复杂的工作。机械臂是根据仿生学原理而制造出的模拟人的手臂一种机械装置，近年来得到了广泛的应用。同时，图像处理技术是一门热门技术，通过对图像的采集和分析可以得到许多有用的信息可以应用于对机器人、机械臂运动的控制。将图像处理应用于机械臂定点取物，从而可以极大的简化传感器的数量，从而实现对控制的精确可靠。

技术实现要素：

本实用新型专利主要解决的技术问题是提供一种融和图像处理的六自由度机械臂定点取物装置，通过采用摄像头模块与机械臂相结合，能够快速高效准确地做到代替人工去完成一些比较危险或者需要重复定点抓取和移动的工作。

本实用新型专利为了解决上述技术问题，所采用的一种技术方案是：一种融和图像处理的六自由度机械臂定点取物装置，包括机械爪装置、摄像头模块、电源模块、中央控制器、稳压模块、舵机、机械臂支架和底座组成；其特征在于：底座固定于地面某个固定位置，机械臂支架与舵机通过螺钉分别相互连接安装于底座之上，机械爪装置通过螺栓与最上面的舵机相连接，摄像头模块通过螺钉固定于机械爪装置的上端；所述电源模块、中央控制器、稳压模块通过螺丝固定于底座之上，其中电源模块安装于底座后面中间位置，中央控制器安装于电源模块前面，稳压模块安装于中央控制器右边；所述电源模块通过导线与稳压模块连接，稳压模块再与摄像头模块、中央控制器、舵机通过导线连接；所述中央控制器通过信号线分别与摄像头模块、舵机相连接。

进一步，所述机械爪装置材料均为铝合金，机械爪、舵机之间的连接方式采用螺丝和螺母进行连接固定。

进一步，所述机械臂支架和底座的材料均为铝合金，机械臂支架之间的连接方式采用螺丝和螺母进行连接固定。

进一步，所述中央控制器由MK60控制板，其通过信号线分别与摄像头模块、舵机相连接。

进一步，所述电源模块由4S航模锂电池组成，其通过导线与稳压模块连接。

进一步，所述稳压模块是7805三端集成稳压芯片，其与摄像头模块、中央控制器、舵机通过导线连接。

进一步，所述摄像头模块为OV7620数字CMOS摄像头，其通过螺丝固定在机械臂支架上，能够随机械臂一起运动。

进一步，所述舵机由DS3511数字式舵机组成，共有六个，其通过螺丝固定在机械臂支架上。

本实用新型专利的有益效果是：采用舵机配合机械爪装置、机械臂支架运动，使整个装置操作方便，效率较高，结构设计合理，能够应用于多种不同的场合，能够快速高效地做到代替人工去完成一些比较危险或者需要重复定点抓取和移动的工作；配合摄像头模块采集取物周围信息，使整个装置运作更加准确。

附图说明

图1为本实用新型专利的结构图。

图2为本实用新型专利的左视图。

图3为本实用新型专利的机械爪装置的结构图。

附：图中各部件的标记如下：1、机械爪装置，2、摄像头模块，3、电源模块，4、中央控制器，5、稳压模块，6、舵机，7、机械臂支架，8、底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1-3，本实用新型实施例包括：一种融和图像处理的六自由度机械臂定点取物装置，包括机械爪装置1、摄像头模块2、电源模块3、中央控制器4、稳压模块5、舵机6、机械臂支架7和底座8组成；其特征在于：底座8固定于地面某个固定位置，机械臂支架7与舵机6通过螺钉分别相互连接安装于底座8之上，机械爪装置1通过螺栓与最上面的舵机6相连接，摄像头模块2通过螺钉固定于机械爪装置1的上端；所述电源模块3、中央控制器4、稳压模块5通过螺丝固定于底座8之上，其中电源模块3安装于底座8后面中间位置，中央控制器4安装于电源模块3前面，稳压模块5安装于中央控制器4右边；所述电源模块3通过导线与稳压模块5连接，稳压模块5再与摄像头模块2、中央控制器4、舵机6通过导线连接；所述中央控制器4通过信号线分别与摄像头模块2、舵机6相连接。

机械爪装置1材料均为铝合金，机械爪装置1、舵机6之间的连接方式采用螺丝和螺母进行连接固定。机械爪装置1主要是作为整个装置取物的夹具，配和舵机6完成取物过程。

机械臂支架7和底座8的材料均为铝合金，机械臂支架7之间的连接方式采用螺丝和螺母进行连接固定。机械臂支架7主要是作为固定支撑部件。

中央控制器4由MK60控制板，其通过信号线分别与摄像头模块2、舵机6相连接。能够对摄像头模块2采集的图像进行处理分析，进而对舵机6发出工作指令。

电源模块3由4S航模锂电池组成，其通过导线与稳压模块5连接，主要作为整个装置的电源供电部分。

稳压模块5是7805三端集成稳压芯片，其与摄像头模块2、中央控制器4、舵机6通过导线连接。

摄像头模块2为OV7620数字CMOS摄像头，其通过螺丝固定在机械臂支架7上，能够随机械臂一起运动，主要负责采集图像信息。

舵机6由DS3511数字式舵机6组成，共有六个，其通过螺丝固定在机械臂支架7上，接收中央处理器的指令，并执行工作。

本实用新型的控制方案是：

（1）中央控制器通过内部的芯片实现定时对图像采集、图像处理和舵机控制。其中对图像采集的定时时间为10ms，采集图像的大小为80*60，通过DMA通道进行传输数据；对图像处理的定时时间为5ms；对舵机控制的定时时间为10ms；

（2）通过所述摄像头模块采集当前的图像信息，由所述中央控制器接收后进行图像处理和运算；

（3）所述的中央控制器进行完图像处理和运算后将运算得到的偏差数据代入PID算法中，实现对舵机的控制，从而完成对整个系统的控制；

（4）整个系统的能量由电源模块提供，电源模块通过稳压模块提供给舵机、摄像头模块和中央处理器所需用电。

本实用新型的工作原理如下：打开电源模块后，中央控制器通过内部的芯片实现定时获取由摄像头模块传输而来的图像信息，然后通过相应的图像处理算法进行图像处理，可以得到当前位置与目标位置的偏差，从而可以通过PID算法实现对舵机的控制，完成目标任务。其中对图像采集的定时时间为10ms，采集图像的像素大小为80*60，通过中央控制器4内部自带的DMA通道进行传输数据；对图像处理的定时时间为5ms；对舵机控制的定时时间为10ms。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型专利保护范围内。