具有附件视觉识别功能的工具系统的制作方法_2

文档序号:9932043阅读:来源:国知局
控制器50可以是远离驱动单元20定位的单独部件,如图1所示。控制器50可以位于组件区域上或附近的柜子等中。控制器50可以包括具有一个或多个处理器和/或微控制器的控制电路52,该控制电路52根据存储在存储器53中的程序指令控制驱动单元20的总体操作。可以包括用于存储操作所需的程序指令和数据的各种类型的存储器,以及用于存储执行其操作所需的临时数据的其他存储器。系统控制器20还可以包括用户界面54,用户界面54可以包括一个或多个用户输入装置,例如小型键盘、触摸垫、功能键、滚轮或者其他类型的计算机输入装置。系统控制器20还可以包括显示器55,例如常规液晶显示器(LCD)或者也起到用户输入装置作用的触摸屏显示器。
[0040]在一个实施例中,系统10还包括监测和控制驱动单元20的操作的单独的工具控制器70。工具控制器70还可以管理视觉识别系统的操作。工具控制器70可以包括附加的控制电路和相关联的存储器以通过程序指令控制驱动单元20。工具控制器70还可以包括与用户交互的界面和显示器。
[0041 ] 图1示意性地示出了操作地连接至控制器50,70的单个驱动单元20。一个或两个控制器50,70还可以控制贯穿组件区域定位的附加驱动单元20。
[0042]驱动单元20可以以各种方式操作地连接到控制器50和工具控制器70。这可包括一个或多个电缆63,电缆63配置成在各个组件之间提供数据。电缆63还可配置成从电源向一个或多个组件提供动力。组件之间的通信还可包括无线接口,例如通过蓝牙接口或无线局域网(WLAN)接口。组件之间各种其它通信模式可包括使用声波载波信号的声波通信,和使用光信号的通信。一些实施例特征在于不同通信模式的组合(例如,电缆通信和无线通信)。
[0043]驱动单元20将力提供至工具部件80以对工件100执行操作。在一个实施例中,驱动单元20配置成向所附接的工具部件80提供旋转力。驱动单元20还可根据工具部件80和工件100的特定操作而提供不同的力。在一个实施例中,驱动单元20向工具部件80提供往复运动。驱动单元20可包括各种不同的装置,例如但不限于紧固螺杆和螺母、焊机、钻子和其它的螺杆轴(或更一般地紧固轴)。驱动单元20还可包括从配置成由用户手工操作的手持单元到大型的固定工业单元的各个不同尺寸。
[0044]驱动单元20包括向底座21提供力以移动所附接的工具部件80的马达23。在一个实施例中,马达23通过外部电源或内部电池供电。驱动单元20也可为气动的。驱动单元20配置成向工具部件80提供不同程度的运动,例如转矩、转速和往复速度。
[0045]在一个实施例中,驱动马达20是电动的紧固轴。轴20可包括各种不同的元件和配置。在图2中示出了轴20的一个实施例,其包括围绕内部组件延伸且保护内部组件的外部壳体25。壳体25容纳驱动马达23、齿轮单元26、驱动输出29、测量传感器24a和控制器27。驱动马达23通常具有与其相关联以辅助控制驱动马达23的伺服放大器28。齿轮单元26有助于以本领域公知的方式将来自驱动马达23的旋转力耦接至驱动输出29。
[0046]测量传感器24a用于监控驱动马达23、齿轮单元26、和/或驱动输出29。测量传感器24a可以是模拟的或数字的,且使用一个或多个电连接器可移除地连接到适当的电子器件,诸如控制器27。测量传感器24a可配置成测量一个或多个参数,诸如旋转角度、施加转矩、或相对于时间的这些参数之一的一阶导数。如果需要,轴20可任选地包括第二传感器24b以提供冗余。
[0047]控制器27接收来自测量传感器24a(或者传感器24a、24b)的测量数据并处理该数据,然后将一些或全部处理过的数据提供至接口 60。控制器27可以有利地模块化或以其它方式经由一个或多个适当的电连接器可移除地配合驱动马达20的平衡。接口 60可包括用于供应电源和传送数据的一个或多个端口。
[0048]在美国专利第7,090,031号中公开了驱动马达20的实施例,其整体以引用方式并入本文中。驱动马达的其它实施例包括可从艾沛克斯工具集团(Apex Tool Group)购得的CLECO LIVEWIRE工具。
[0049]驱动单元20还包括当工具部件80附接到底座21时撷取工具部件80上的目标30的摄像机40。摄像机40包括用来聚焦于目标30的可调镜头。在需要附加照明来照亮并撷取目标30的情况下,灯41还可以与摄像机40相关联。灯41的示例包括但不限于发光二极管、卤素灯、和电致发光灯。摄像机40可操作地连接至控制器27。图像识别过程可以发生在控制器
27、50、70的一个或多个处,如下文将更详细说明。
[0050]图3示出了具有摄像机40的驱动单元20。摄像机40从壳体25延伸并定位成在底座21处向驱动单元20的正面提供视觉访问。当工具部件80附接到底座21时该位置用于撷取目标30。图4示出了包括底座21的驱动单元20的正视图。摄像机40位于壳体25的内部内。壳体25包括容纳摄像机40的一个或多个开口64。在图4的实施例中,第一开口64用于摄像机40的镜头43且第二开口 64用于灯41。
[0051 ]底座21用于将工具部件80附接到驱动单元20。底座21可包括从壳体25的前端向外延伸的驱动输出29的延伸部。底座21可包括特定形状以与工具部件80接合,诸如有四个平侧面的矩形形状。底座21还可包括配置成可移除地附接工具部件80的附接特征部62,例如球和棘爪机构。附接特征部62还可包括更持久的附接机构,该附接机构需要用于移除工具部件的工具作业。实例包括但并不限于将工具部件附接到底座21的机械紧固件。
[0052]工具部件80配置成附接到底座21并且与工件100接合。图5示出工具部件80,该工具部件包括具有相对的第一端部81和第二端部82的大体圆柱形形状。第一端部81包括配置成与工具100接合的工具接合部件84。接合部件84设计成当布置成与工件100接触并且旋转时对工件100执行操作。图5包括接合部件84,该接合部件从第一端部81向外延伸,例如各种螺丝钉头设计。接合部件84也可在第一端部81处包括容座,该容座接收工件100。实例包括各种不同尺寸和构造的套筒,这些套筒接收工件100的螺母或螺栓头。第二端部82配置成与驱动单元20上的底座21接合。图5包括容座83的实施例,该容座的尺寸被设置成接收底座
21ο
[0053]一个或多个目标30位于工具部件80上。图5示出多个目标30,但其他实施例可包括更多或更少的目标30。一个特定的实施例包括单个目标30。一个或多个目标30识别工具部件80并且以合适的方式用于操作驱动单元20以对工件100执行操作。目标30可包括各种不同的形式,包括但不限于一个或多个字母数字字符、符号、条形码、灰度、颜色以及图案。目标30可与工具部件80—体地形成,可蚀刻到工具部件80中或者可附接到工具部件80(例如,标签、颜料等等)。
[0054]在具有多个目标30的一个实施例中,每个目标30均是相同的。系统10配置成从每个目标30获得相同类型的使用信息。在其他实施例中,两个或更多个目标30是不同的并且将不同的信息提供给系统10。在一个实施例中,在工具部件80的使用期间,目标30的第一个识别工具部件80且目标30的第二个识别用于操作驱
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