一种机械手搭载式双目立体视觉装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种机械手搭载式双目立体视觉装置，包括：底座、控制箱、回转台、立柱、升降环、机械手后端固定座与升降环相连、紧固螺钉、支架主轴、丝杠、平衡杠、滑块机构、主轴夹片、轴侧固定座、旋钮、主轴夹片中安装有圆柱齿轮；上下动力控制组件，水平上板片和水平下板片中孔内侧有两层单侧齿形段，通过旋钮控制齿轮与齿形段啮合实现上板片和下板片的横向移动。水平支架前端组有可水平方向旋转的机械爪用来搭载摄像机。摄像机的控制接口分别与控制箱的配合接口相连。本实用新型通过一些简单机构和电机的驱动可实现双目摄像机多自由度运动，控制简单，可测范围大，适用于三维重建与三维形貌检测等领域。
【专利说明】
一种机械手搭载式双目立体视觉装置
技术领域
[0001]本实用新型是一种机械手搭载式双目立体视觉装置，通过一些简单的辅助机构和电机的驱动可实现双目摄像机多自由度运动，控制简单，可测范围大，适用于三维重建与三维形貌检测等领域。
【背景技术】
[0002]近年来，双目立体视觉技术在移动机器人导航、智能车导航、三维重建、精密测量等领域得到广泛的应用。在这些应用领域中，通常要求仪器设备自动的获取周边环境的三维立体信息，这就是要求双目摄像装置能够实现自身的多维运动，以满足图像获取的要求，现有的可调式双目摄像装置虽然可以实现多维运动，但是存在基线不可调，运动结构复杂，测量机构过于庞大等不足之处。在实现水平旋转、仰俯的改变等动作上太过于麻烦，摄像机旋转之后给图像匹配与深度计算等算法带来很大的难度。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有双目视觉装置的上述缺陷，提供了一种通过回转台驱动立柱带动机械手旋转以及旋转机械爪搭载摄像机的方式来实现双目摄像机水平旋转运动，并且能使两个摄像机相互之间水平移动，实现两个摄像机之间基线长度的调整，进而获取需要的图像信息，通过对三维深度信息恢复，可以应用于三维重建等领域。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案。底座(I)，控制箱(2)，基座也称回转台(3)，所述控制箱(2)与底座(I)固接，回转台(3)带动立柱与底座以转动副形式连接，立柱(4)与升降环(5)以滑动副形式连接，伺服电动机(6)控制升降环(5)的自由升降，机械手后端固定座(7)与升降环(5)之间为固接，支架主轴(9)与丝杠(10)之间为螺纹连接，主轴夹片(11)与丝杠(10)之间为固接，水平支架上板片(20)，水平支架下板片(15)，单侧齿形段
(12)，上旋钮(13)，下旋钮(19)，所述上旋钮(13)控制内部圆柱齿轮与水平支架上板片(20)内单侧齿形段(12)啮合，实现水平支架上板片沿X轴正方向移动，下旋钮(19)控制内部圆柱齿轮与水平支架下板片(15)内单侧齿形段(12)啮合，实现水平支架下板片沿X轴负方向移动，在图2中表示为由bl位置移动至b2位置。第一旋钮(14)位于第一平衡杠(24)上，第二旋钮(21)位于第二平衡杠(22)上，通过旋转第一旋钮(14)控制右机械爪(16)的张开闭合，旋转第二旋钮(21)控制左机械爪的张开闭合，在右机械爪(16)与水平支架下板片(15)接触处有倒角，所述控制为齿轮啮合，在图2中表示为由al位置运动到a2位置。第二平衡杠(22)与主轴侧向固定座(23 )之间为销连接，第二平衡杠(22 )与连杆(25 )之间连接方式为滑块机构形式。第二平衡杠(22)的运动状态如图2所示，由cl运动到c2位置。主轴测向固定座(23)的运动转台如图2中d位置所示。摄像机搭载架(18)与右机械爪(16)固接，摄像机(17)紧固在摄像机搭载架(18 )上。摄像机(17 )和驱动电机的控制接口分别与控制箱(2 )的配合接口相连。
[0005]所述的一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于搭载摄像机(17)的右机械爪(16)与水平支架下板片(15)可通过第一旋钮(14)控制内置齿轮旋转，左机械爪与水平支架上板片(20 )可通过第二旋钮(21)控制内置齿轮旋转。
[0006]所述的第二平衡杠(22)与主轴侧向固定座(23)之间为销连接，第二平衡杠(22)与连杆(25)之间连接方式为滑块机构形式。
[0007]所述的上旋钮(13)控制圆柱齿轮与水平支架上板片(20)内单侧齿形段(12)啮合，下旋钮(19)控制圆柱齿轮与水平支架下板片(15)内单侧齿形段(12)啮合，可实现上下板片的X轴方向移动。
[0008]所述机械部分能通过几个驱动电机和一些简单的辅助机构的控制来实现双目摄像机的水平旋转运动、Z轴方向的移动以及两摄像机之间基线长度的调整。
[0009]相比现有双目视觉装置的技术，本实用新型的有益效果是通过摇臂升降台带动机械手臂实现Z轴方向的运动以及运用一些简单辅助机构就可以完成双目摄像机的水平旋转运动和两个摄像机之间的基线距离的改变，从而获得最佳的拍摄效果，适用于三维重建等领域，通过使用精密螺纹、精密驱动电机保证了拍摄质量。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0011 ]图2为本实用新型的机械爪与水平板片运动结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1、图2所示。一种机械手搭载式双目立体视觉装置，包括:底座(I)，控制箱(2)，基座也称回转台(3)，所述控制箱(2)与底座(I)固接，回转台(3)带动立柱与底座以转动副形式连接，立柱(4)与升降环(5)以滑动副形式连接，伺服电动机(6)控制升降环(5)的自由升降，机械手后端固定座(7)与升降环(5)之间为固接，支架主轴(9)与丝杠(10)之间为螺纹连接，主轴夹片(11)与丝杠(10)之间为固接，水平支架上板片(20)，水平支架下板片
(15)，单侧齿形段(12)，上旋钮(13)，下旋钮(19)，所述上旋钮(13)控制内部圆柱齿轮与水平支架上板片(20)内单侧齿形段(12)啮合，实现水平支架上板片沿X轴正方向移动，下旋钮
(19)控制内部圆柱齿轮与水平支架下板片(15)内单侧齿形段(12)啮合，实现水平支架下板片沿X轴负方向移动，在图2中表示为由bl位置移动至b2位置。第一旋钮(14)位于第一平衡杠(24)上，第二旋钮(21)位于第二平衡杠(22)上，通过旋转第一旋钮(14)控制右机械爪
(16)的张开闭合，旋转第二旋钮(21)控制左机械爪的张开闭合，在右机械爪(16)与水平支架下板片(15)接触处有倒角，所述控制为齿轮啮合，在图2中表示为由al位置运动到a2位置。第二平衡杠(22)与主轴侧向固定座(23)之间为销连接，第二平衡杠(22)与连杆(25)之间连接方式为滑块机构形式。第二平衡杠(22)的运动状态如图2所示，由Cl运动到c2位置。主轴测向固定座(23)的运动转台如图2中d位置所示。摄像机搭载架(18)与右机械爪(16)固接，摄像机(17)紧固在摄像机搭载架(18)上。摄像机(17)和驱动电机的控制接口分别与控制箱(2)的配合接口相连。
[0013]所述的一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于搭载摄像机(17)的右机械爪(16)与水平支架下板片(15)可通过第一旋钮(14)控制内置齿轮旋转，左机械爪与水平支架上板片(20 )可通过第二旋钮(21)控制内置齿轮旋转。
[0014]所述的一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于:第二平衡杠(22)与主轴侧向固定座(23)之间为销连接，第二平衡杠(22)与连杆(25)之间连接方式为滑块机构形式。第二平衡杠(22)可沿主轴侧向固定座(23)进行一定角度的旋转，使得第二平衡杠(22)配合水平支架上板片(20)和水平支架下板片(15)进行横向伸长，并且可以起到固定水平支架上板片(22)和水平支架下板片(20)水平位置的作用。
[0015]所述的一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于:上旋钮(13)控制圆柱齿轮与水平支架上板片(20)内单侧齿形段(12)啮合，下旋钮(19)控制圆柱齿轮与水平支架下板片(15)内单侧齿形段(12)啮合，所述的上旋钮(13)和下旋钮(19)由电机驱动内部齿轮带动其旋转，分别使上板片和下板片向两侧移动，实现机械爪的横向伸长。同时也可以有单独的旋钮旋转控制其中一个板片向单方向运动，由第二平衡杠(22)来控制其水平方向的固定位置，从而能够实现一定范围内的摄像机基线距的变化。
【主权项】
1.一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于包括:底座(I)，控制箱(2)，基座也称回转台(3)，所述控制箱(2)与底座(I)固接，回转台(3)带动立柱与底座以转动副形式连接，立柱(4)与升降环(5)以滑动副形式连接，伺服电动机(6)控制升降环(5)的自由升降，机械手后端固定座(7)，螺栓(8)，所述机械手后端固定座(7)与螺栓(8)之间为螺栓紧固连接，机械手后端固定座(7)与升降环(5)之间为固接，支架主轴(9)与丝杠(10)之间为螺纹连接，主轴夹片(11)与丝杠(10)之间为固接，水平支架上板片(20)，水平支架下板片(15)，单侧齿形段(12)，上旋钮(13)，下旋钮(19)，所述上旋钮(13)控制圆柱齿轮与水平支架上板片(20)内单侧齿形段(12)啮合，下旋钮(19)控制圆柱齿轮与水平支架下板片(15)内单侧齿形段(12)啮合，第一旋钮(14)位于第一平衡杠(24)上，第二旋钮(21)位于第二平衡杠(22)上，通过旋转第一旋钮(14)控制右机械爪(16)的张开闭合，旋转第二旋钮(21)控制左机械爪的张开闭合，所述控制为齿轮啮合，在右机械爪(16)与水平支架下板片(15)接触处有倒角，第二平衡杠(22)与主轴侧向固定座(23)之间为销连接，第二平衡杠(22)与连杆(25)之间连接方式为滑块机构形式，摄像机搭载架(18)与左机械爪固接，摄像机(17)紧固在搭载架(18)上，摄像机(17)以及驱动电机的控制接口分别与控制箱(2)的相配合接口相连。2.根据权利要求1所述的一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于右机械爪(16)与水平支架下板片(15)可通过第一旋钮(14)控制旋转，由电机驱动水平支架下板片(15)关节处的第一旋钮(14)带动内置齿轮啮合，左机械爪与水平支架上板片(20)可通过第二旋钮(21)控制旋转，由电机驱动水平支架上板片(20)关节处的第二旋钮(21)带动内置齿轮啮合，可实现搭载摄像机的机械手张开和闭合动作。3.根据权利要求1所述的一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于:第二平衡杠(22)与主轴侧向固定座(23)之间为销连接，第二平衡杠(22)与连杆(25)之间连接方式为滑块机构形式，第二平衡杠(22)可绕主轴侧向固定座(23)进行一定角度的旋转，使得第二平衡杠(22)可以配合水平支架上板片(20)和水平支架下板片(15)的横向伸长，并且可以起到固定水平支架上板片(20)和水平支架下板片(15)水平位置的作用。4.根据权利要求1所述的一种机械手搭载式双目立体视觉装置，其特征在于:上旋钮(13)控制圆柱齿轮与水平支架上板片(20)内单侧齿形段(12)啮合，下旋钮(19)控制圆柱齿轮与水平支架下板片(15)内单侧齿形段(12)啮合，所述的上旋钮(13)和下旋钮(19)由电机驱动带动内部齿轮旋转，分别使水平支架上板片(20)和水平支架下板片(15)向两侧移动，实现机械爪的横向伸长，同时也可以有单独的旋钮旋转控制其中一个板片向单方向运动，由第二平衡杠(22)来控制其水平方向的位置固定，从而能够实现一定范围内的摄像机基线距的变化。
【文档编号】B25J9/12GK205466207SQ201620069240
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】乔玉晶, 谭世征, 曹岩
【申请人】哈尔滨理工大学