一种基于视觉的机器人位姿调整装置的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于视觉的机器人位姿调整装置。

背景技术：

在自动化项目中，人工往传送带起始端放件，传送带运行至摄像头拍照范围和机器人行程范围后，传送带两边的传感器检测到工件到达使得传送带停止，机器人需要将传送带上的小件进行抓取，然后将工件运送至特定夹具上面放置。由于放置时的位姿精度要求较高，需要保证机器人在传送带上抓取工件时每次工件和抓手的位置相对固定。

人工往传送带上面放置工件的位置具有不确定性，传感器检测到运动中的工件从而停止传送带时每次工件位置也会有些许偏差。这两个偏差因素使得机器人采用固定位姿抓取办法无法保证每次抓取工件相对一致，为此，我们提出了一种基于视觉的机器人位姿调整装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于视觉的机器人位姿调整装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于视觉的机器人位姿调整装置，包括两个连接板，两个连接板之间共同转动连接有两个相互平行的传送轴，两个传送轴之间通过传送带传动连接，其中一个传送轴的一端贯穿其中一个连接板并延伸至该连接板的一侧，所述该传送轴的一端固定有第一转动轮，所述连接板的下端设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定有第二转动轮，所述第二转动轮与第一转动轮之间通过传动带传动连接，两个连接板的一侧均固定有固定块，两个固定块的相对一侧均设有滑槽，两个滑槽内均安装有滑块，两个滑槽内的底部均转动连接有螺杆，两个滑块分别螺纹套接在两个螺杆上，所述螺杆的上端贯穿滑槽内的顶部并延伸至固定块的上端，所述螺杆的上端固定有转动块，两个连接板上设有拍摄装置，所述传送带的一侧设有机器人，所述机器人上安装有抓手，所述机器人的一侧设有夹持装置。

优选地，所述拍摄装置包括设置在两个连接板上的型材支架，所述型材支架的上端固定有连接杆，所述连接杆的一侧固定有两个固定板，两个固定板之间共同转动连接有摄像头，所述摄像头的一端转动连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端转动连接在连接杆的一侧。

优选地，所述夹持装置包括设置在机器人一侧的底板，所述底板的上端固定有L型板，所述L型板的一侧固定有放置台，所述放置台的上端放置有工件，所述L型板的另一侧固定有三个安装块，所述安装块的下端固定有气缸，所述安装块的上端固定有连接箱，所述连接箱贯穿设有连接轴，所述连接轴的两端共同固定有连接块，所述气缸的活塞杆贯穿安装块和连接箱并延伸至连接箱内，所述连接轴上固定有转动板，所述气缸的活塞杆末端转动连接在转动板的下端，所述连接块的下端固定有夹块，所述夹块抵触在工件的一端。

优选地，所述机器人的下端四角均固定有安装板，所述安装板上均设有三个螺纹通孔，且三个螺纹通孔内均设有螺钉。

优选地，两个连接板的下端两侧均固定有支撑杆。

优选地，所述摄像头为视觉摄像头。

优选地，两个滑块的相对一侧分别固定有红外发射器和与红外发射器相对应的红外接收器。

优选地，所述型材支架采用铝合金制成。

优选地，所述转动块上包覆有橡胶层。

本实用新型中，使用时，在两个滑块之间的传送带上设定一个工件停止的基准位置点，方便红外发射器和红外接收器感应到工件后使传送带停止，转动转动块，转动块带动螺杆转动，继而带动滑块升降，方便根据工件的高度对滑块的高度进行调节，使红外发射器和红外接收器相对应，方便根据工件进行高度调整，更好的适应工件，电动伸缩杆伸缩带动摄像头转动，摄像头为视觉摄像头，方便对工件进行静态采集，能对工件进行拍照，方便为机器人提供工件的位置信息与位姿信息，使摄像头的拍摄范围覆盖传送带的基准位置区域，方便对摄像头的拍摄位置进行调整，便于进行调试，基准位置区域包括传送带感应停止时工件可能存在的区域，保证了摄像头能拍摄到停止的工件，将摄像头的坐标系与机器人坐标系进行关联，对摄像头坐标系内的坐标进行计算，继而转化为机器人坐标系的坐标值，从而方便准确的为机器人提供工件停止时位置信息，挑选一个工件作为测试工件，对测试工件的位姿进行调整，使用调整好的测试工件位姿作为标准位姿，将测试工件放置在传送带上，驱动电机带动第二转动轮转动，继而通过传动带带动第一转动轮转动，第一转动轮带动传送轴转动，继而带动传送带对测试工件进行传送，红外接收器接收不到红外发射器红外信号后发出信号使传送带停止，摄像头对测试工件进行拍照，测算并记录测试工件基准位姿时机器人的抓取坐标值，继而将该坐标值设置为机器人的标准坐标值，工作人员将工件放置在传送带上，驱动电机带动传送带工作，传送带对工件进行传送，红外接收器接收不到红外发射器红外信号后发出信号，信号传输至PLC，继而传送带停止传送，摄像头对工件进行拍摄，继而将拍摄的照片传输至PLC，通过PLC分析得到工件停止时的位置，继而得到工件停止时的位置坐标值，PLC将拍摄照片与标准位姿进行对比，继而判断出工件停止位姿与工件标准位姿的偏差，同时将偏差量化为具体的坐标差值，通过量化工件位姿偏差得到具体的坐标差值，方便机器人进行位姿调整，PLC将位置坐标值和位姿坐标差值传送给机器人，所述PLC、摄像头和机器人之间通过Profinet方式进行通讯，机器人根据收到的坐标差值对抓取位姿进行调整，同时根据位置坐标值对抓手进行调整，继而对工件进行抓取，从而使得抓取的工件和抓手的相对位姿保持一致，方便保持工件的放置位姿，便于对工件进行焊接，机器人运动对工件进行搬运，继而将工件精确放置在放置台上，气缸通过转动板和连接轴带动连接块转动，继而通过夹块与放置台将工件夹紧，从而对产品进行焊接，本实用新型可以实现智能化的抓取，机器人通过PLC系统与视觉摄像头进行信号通讯，根据视觉摄像头提供的工件位姿信息，在机器人基准位置的基础上调整机器人的抓取姿态，使得每次抓取时机器人的抓手和工件的相对位置固定，从而保证即使被抓取的工件位置有偏差，但是工件放置时的位置和姿态仍可唯一固定，适合在高精度自动化行业中应用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种基于视觉的机器人位姿调整装置的传送带结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种基于视觉的机器人位姿调整装置的工件结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种基于视觉的机器人位姿调整装置的机器人结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种基于视觉的机器人位姿调整装置的气缸结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种基于视觉的机器人位姿调整装置的固定块内部结构示意图。

图中：1固定板、2摄像头、3转动块、4固定块、5传送带、6传送轴、7第一转动轮、8传动带、9第二转动轮、10驱动电机、11电动伸缩杆、12连接杆、13型材支架、14连接板、15支撑杆、16工件、17抓手、18机器人、19安装板、20螺钉、21连接块、22连接箱、23安装块、24气缸、25夹块、26放置台、27L型板、28底板、29滑块、30螺杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种基于视觉的机器人位姿调整装置，包括两个连接板14，两个连接板14之间共同转动连接有两个相互平行的传送轴6，两个连接板14的下端两侧均固定有支撑杆15，稳定支撑，两个传送轴6之间通过传送带5传动连接，其中一个传送轴6的一端贯穿其中一个连接板14并延伸至该连接板14的一侧，该传送轴6的一端固定有第一转动轮7，连接板14的下端设有驱动电机10，驱动电机10的输出轴上固定有第二转动轮9，第二转动轮9与第一转动轮7之间通过传动带8传动连接，驱动电机10带动第二转动轮9转动，继而通过传动带8带动第一转动轮7转动，第一转动轮7带动其中一个传送轴6转动，继而带动传送带5对工件16进行传送，方便将工件16运送至基准位置点；

两个连接板14的一侧均固定有固定块4，两个固定块4的相对一侧均设有滑槽，两个滑槽内均安装有滑块29，两个滑块29的相对一侧分别固定有红外发射器和与红外发射器相对应的红外接收器，方便调节红外发射器和红外接收器的高度，两个滑槽内的底部均转动连接有螺杆30，两个滑块29分别螺纹套接在两个螺杆30上，螺杆30的上端贯穿滑槽内的顶部并延伸至固定块4的上端，螺杆30的上端固定有转动块3，转动块3上包覆有橡胶层，提高摩擦力，方便转动，两个连接板14上设有拍摄装置，传送带5的一侧设有机器人18，机器人18的下端四角均固定有安装板19，安装板19上均设有三个螺纹通孔，且三个螺纹通孔内均设有螺钉20，方便进行安装，机器人18上安装有抓手17，机器人18的一侧设有夹持装置，转动转动块3，转动块3带动螺杆30转动，继而带动滑块29在滑槽内移动，方便根据工件16调节红外发射器和红外接收器的高度，便于将红外发射器和红外接收器对应，提高了适用性。

本实用新型中，拍摄装置包括设置在两个连接板14上的型材支架13，型材支架13采用铝合金制成，防止型材支架13生锈导致摄像头2损坏，型材支架13的上端固定有连接杆12，连接杆12的一侧固定有两个固定板1，两个固定板1之间共同转动连接有摄像头2，摄像头2为视觉摄像头，方便对工件16进行静态采集，能对工件16进行拍照，方便为机器人18提供工件16的位置信息与位姿信息，摄像头2的一端转动连接有电动伸缩杆11，电动伸缩杆11的一端转动连接在连接杆12的一侧，电动伸缩杆11伸缩带动摄像头2转动，方便调节摄像头2拍摄的位置。

本实用新型中，夹持装置包括设置在机器人18一侧的底板28，底板28的上端固定有L型板27，L型板27的一侧固定有放置台26，放置台26的上端放置有工件16，L型板27的另一侧固定有三个安装块23，安装块23的下端固定有气缸24，安装块23的上端固定有连接箱22，连接箱22贯穿设有连接轴，连接轴的两端共同固定有连接块21，气缸24的活塞杆贯穿安装块23和连接箱22并延伸至连接箱22内，连接轴上固定有转动板，气缸24的活塞杆末端转动连接在转动板的下端，连接块21的下端固定有夹块25，夹块25抵触在工件16的一端，机器人18将工件16放置在放置台26上，气缸24活塞端通过转动板和连接轴带动连接块21转动，继而带动夹块25将工件16夹持，方便进行焊接。

本实用新型中，使用时，在两个滑块29之间的传送带5上设定一个工件16停止的基准位置点，方便红外发射器和红外接收器感应到工件16后使传送带5停止，转动转动块3，转动块3带动螺杆30转动，继而带动滑块29升降，方便根据工件16的高度对滑块29的高度进行调节，使红外发射器和红外接收器相对应，方便根据工件16进行高度调整，更好的适应工件16，电动伸缩杆11伸缩带动摄像头2转动，摄像头2为视觉摄像头，方便对工件16进行静态采集，能对工件16进行拍照，方便为机器人18提供工件16的位置信息与位姿信息，使摄像头2的拍摄范围覆盖传送带5的基准位置区域，方便对摄像头2的拍摄位置进行调整，便于进行调试，基准位置区域包括传送带5感应停止时工件16可能存在的区域，保证了摄像头2能拍摄到停止的工件16，将摄像头2的坐标系与机器人18坐标系进行关联，对摄像头2坐标系内的坐标进行计算，继而转化为机器人18坐标系的坐标值，从而方便准确的为机器人提供工件16停止时位置信息，挑选一个工件16作为测试工件，对测试工件的位姿进行调整，使用调整好的测试工件位姿作为标准位姿，将测试工件放置在传送带5上，驱动电机10带动第二转动轮9转动，继而通过传动带8带动第一转动轮7转动，第一转动轮7带动传送轴6转动，继而带动传送带5对测试工件进行传送，红外接收器接收不到红外发射器红外信号后发出信号使传送带5停止，摄像头2对测试工件进行拍照，测算并记录测试工件基准位姿时机器人18的抓取坐标值，继而将该坐标值设置为机器人18的标准坐标值，工作人员将工件16放置在传送带5上，驱动电机10带动传送带5工作，传送带5对工件16进行传送，红外接收器接收不到红外发射器红外信号后发出信号，信号传输至PLC，继而传送带5停止传送，摄像头2对工件16进行拍摄，继而将拍摄的照片传输至PLC，通过PLC分析得到工件16停止时的位置，继而得到工件16停止时的位置坐标值，PLC将拍摄照片与标准位姿进行对比，继而判断出工件16停止位姿与工件16标准位姿的偏差，同时将偏差量化为具体的坐标差值，通过量化工件16位姿偏差得到具体的坐标差值，方便机器人18进行位姿调整，PLC将位置坐标值和位姿坐标差值传送给机器人18，PLC、摄像头2和机器人18之间通过Profinet方式进行通讯，机器人18根据收到的坐标差值对抓取位姿进行调整，同时根据位置坐标值对抓手17进行调整，继而对工件16进行抓取，从而使得抓取的工件16和抓手17的相对位姿保持一致，方便保持工件16的放置位姿，便于对工件16进行焊接，机器人18运动对工件16进行搬运，继而将工件16精确放置在放置台26上，气缸24通过转动板和连接轴带动连接块21转动，继而通过夹块25与放置台26将工件16夹紧，从而对产品进行焊接。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。