一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机

1.本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机。


背景技术：

2.工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行；
3.利用机器视觉技术，可以通过程序设定来实现机器人对工件的自动追踪，从而使得机器手能够准确找到工件并进行有效的夹持转移，但是现有技术中抓取设备设计粗糙，为了提高抓取的范围，通抓取空间设置的较大，在获取抓取物的坐标位置后，需要进行大幅度的位置调整，才能有效定位，同时夹持过程需要完成较大的形成转移，才能完成夹持动作，并且面对不规则面的抓取物，夹持面将会较小，导致夹持过程不够稳定。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中抓取不便的问题，而提出的一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机，包括立架和配重箱，所述立架通过卡位机构与配重箱连接，所述立架的侧壁固定有悬板，所述悬板的侧壁固定有纵横箱，所述纵横箱的内部通过方向调整机构连接有吊柱，所述吊柱的底部固定有安装板，所述安装板的底部固定有升降筒和摄像头，所述升降筒的内部固定有回转电机，所述回转电机的输出轴固定有伸缩杆，所述伸缩杆的底部固定有夹持箱，所述夹持箱的内部设有夹持调节机构。
6.在上述的基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中，所述卡位机构包括开设于配重箱侧壁的卡槽，所述立架的侧壁固定有配重板，所述配重板的底部固定有滚轮，所述滚轮为万向轮，所述配重板与卡槽的内壁相抵，所述立架的侧壁固定有卡勾，所述配重箱的上端固定有与卡勾勾连的加强索。
7.在上述的基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中，所述悬板的上端固定有立板，所述立板与纵横箱的上端共同固定有多个加强绳。
8.在上述的基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中，所述方向调整机构包括固定于纵横箱外壁的纵向电机，所述悬板的侧壁开设有安装槽，所述纵向电机位于安装槽内部，所述纵向电机的输出轴固定有纵向丝杆，所述纵横箱的内壁开设有加强槽，所述纵向丝杆位于加强槽内部，所述纵向丝杆的侧壁螺纹连接有纵向滑块，所述纵向滑块的侧壁固定有横向电机，所述横向电机的输出轴固定有固定有横向丝杆，所述横向丝杆的侧壁螺纹连接有横向滑块，所述横向滑块的底部与吊柱的顶部相固定。
9.在上述的基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中，所述夹持调节机构包括
驱动部分和夹持部分，所述驱动部分包括固定于夹持箱上端的夹持电机，所述夹持电机的输出轴固定有主动齿，所述夹持箱的上端开设有连接槽，所述连接槽的内壁转动连接有传动齿，所述传动齿与主动齿相啮合，所述夹持箱的内壁转动连接有驱动齿，所述驱动齿与传动齿相啮合，所述驱动齿的侧壁固定有夹持丝杆。
10.在上述的基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中，所述夹持部分包括与夹持丝杆侧壁螺纹连接的后滑块和前滑块，所述后滑块通过单向轴承转动连接有后滑板，所述前滑块通过单向轴承转动连接有前滑板，所述夹持箱的底部开设有滑槽，所述夹持箱的底部固定有两个对称设置的夹板，所述后滑板和前滑板共同固定有夹持弹簧。
11.在上述的基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中，所述后滑板、前滑板和夹板的侧壁均嵌设有形变囊，所述形变囊的内部填充有磁流变液，所述夹板为电磁铁。
12.与现有的技术相比，本发明的优点在于：
13.1、本发明中，通过齿轮的多级传动，从而实现对转速的减速，同时增加推进力度，并且两个单向轴承的连接方向是相反的，故而无论夹持丝杆正转还是反转，均只有一个单向轴承起到限制转动的作用，故而能够便于推进和夹持；
14.2、本发明中，通过回转电机带动伸缩杆转动，能够调整夹持箱的角度，进而调整夹板与抓取物的角度，使得抓取物能够得到准确的夹持；
15.3、本发明中，通过两个方向的可调性，使得定位过程更加简单，根据抓取物位置使其靠近一侧的夹板即可完成夹持定位，且夹持过程的运动行程缩短，不会因总的夹持范围过大而影响定位和夹持效率；
16.4、本发明中，夹板通电后将产生磁场，使得形变囊内部的磁流变液固化，进而保持有效的夹持力度，不会因二次形变而导致夹持不稳，保证夹持力度的状态下提高夹持接触面进而提高夹持的稳定性。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机的结构示意图；
18.图2为本发明提出的一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机的侧视图；
19.图3为本发明提出的一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机的半剖结构示意图；
20.图4为本发明提出的一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中夹持箱部分的结构剖视图；
21.图5为本发明提出的一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机中纵横箱部分的俯视剖视图。
22.图中：1立架、2配重箱、3悬板、4纵横箱、5吊柱、6安装板、7升降筒、8摄像头、9回转电机、10伸缩杆、11夹持箱、12卡槽、13配重板、14滚轮、15卡勾、16加强索、17立板、18加强绳、19安装槽、20纵向电机、21加强槽、22纵向丝杆、23纵向滑块、24横向电机、25横向丝杆、26横向滑块、27夹持电机、28主动齿、29连接槽、30传动齿、31驱动齿、32夹持丝杆、33滑槽、34后滑块、35前滑块、36后滑板、37前滑板、38夹持弹簧、39夹板、40形变囊。
具体实施方式
23.以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
24.实施例
25.参照图1-5，一种基于机器视觉的工业机器人自动追踪抓取机，包括立架1和配重箱2，立架1通过卡位机构与配重箱2连接，立架1的侧壁固定有悬板3，悬板3的侧壁固定有纵横箱4，纵横箱4的内部通过方向调整机构连接有吊柱5，吊柱5的底部固定有安装板6，安装板6的底部固定有升降筒7和摄像头8，升降筒7的内部固定有回转电机9，回转电机9的输出轴固定有伸缩杆10，伸缩杆10的底部固定有夹持箱11，夹持箱11的内部设有夹持调节机构。
26.卡位机构包括开设于配重箱2侧壁的卡槽12，立架1的侧壁固定有配重板13，配重板13的底部固定有滚轮14，滚轮14为万向轮，配重板13与卡槽12的内壁相抵，立架1的侧壁固定有卡勾15，配重箱2的上端固定有与卡勾15勾连的加强索16；悬板3的上端固定有立板17，立板17与纵横箱4的上端共同固定有多个加强绳18，加强索16和加强绳18能够提高设备整体的连接稳定性，避免倾倒。
27.方向调整机构包括固定于纵横箱4外壁的纵向电机20，悬板3的侧壁开设有安装槽19，纵向电机20位于安装槽19内部，纵向电机20的输出轴固定有纵向丝杆22，纵横箱4的内壁开设有加强槽21，纵向丝杆22位于加强槽21内部，纵向丝杆22的侧壁螺纹连接有纵向滑块23，纵向滑块23的侧壁固定有横向电机24，横向电机24的输出轴固定有固定有横向丝杆25，横向丝杆25的侧壁螺纹连接有横向滑块26，横向滑块26的底部与吊柱5的顶部相固定。
28.夹持调节机构包括驱动部分和夹持部分，驱动部分包括固定于夹持箱11上端的夹持电机27，夹持电机27的输出轴固定有主动齿28，夹持箱11的上端开设有连接槽29，连接槽29的内壁转动连接有传动齿30，传动齿30与主动齿28相啮合，夹持箱11的内壁转动连接有驱动齿31，驱动齿31与传动齿30相啮合，驱动齿31的侧壁固定有夹持丝杆32，通过齿轮的多级传动，从而实现对转速的减速，同时增加推进力度。
29.夹持部分包括与夹持丝杆32侧壁螺纹连接的后滑块34和前滑块35，后滑块34通过单向轴承转动连接有后滑板36，前滑块35通过单向轴承转动连接有前滑板37，夹持箱11的底部开设有滑槽33，夹持箱11的底部固定有两个对称设置的夹板39，后滑板36和前滑板37共同固定有夹持弹簧38，利用夹持弹簧38的弹力实现有效夹持，两个单向轴承的连接方向是相反的，故而无论夹持丝杆32正转还是反转，均只有一个单向轴承起到限制转动的作用，故而能够便于推进和夹持。
30.后滑板36、前滑板37和夹板39的侧壁均嵌设有形变囊40，形变囊40的内部填充有磁流变液，夹板39为电磁铁，夹板39通电后产生磁场，能够使磁流变液固化，从而使得形变后的形变囊40保持有效的形状而提高夹持稳定性。
31.本发明中，实际使用时，移动立架1使其底部的配重板13插入卡槽12中，滚轮14的存在能够便于整体的转移，然后将加强索16与卡勾15勾连，使得配重箱2能够更好的限制立架1，避免立架1的倾倒，保证后续夹持过程设备的稳定性；
32.然后根据摄像头8拍摄的图像，分析数据得出抓取物的坐标位置，继而启动纵向电机20和横向电机24，在纵向电机20的驱动下，纵向丝杆22转动，进而驱动纵向滑块23移动，从而带动横向电机24移动，使得吊柱5实现纵向位置的调整，横向电机24的驱动将会带动横向丝杆25转动，从而使得横向丝杆25驱动横向滑块26转动，使得横向滑块26能够带动吊柱5
进行横向位置的调整，进而通过横纵位置的调整准确的调整吊柱5的位置，进而调整夹持箱11的位置；
33.然后根据数据调整夹持箱11的高度和角度，通过伸缩杆10的伸长，能够使夹持箱11底部的夹板39移动至抓取物的高度，通过回转电机9带动伸缩杆10转动，能够调整夹持箱11的角度，进而调整夹板39与抓取物的角度，使得抓取物能够得到准确的夹持；
34.位置调整完毕后，可启动夹持电机27，使其带动主动齿28转动，进而带动传动齿30转动，继而带动驱动齿31转动，使得驱动齿31带动夹持丝杆32转动，夹持丝杆32能够驱动后滑块34及前滑块35运动，当夹持丝杆32正转时，后滑块34收到单向轴承和后滑板36的转动限制，导致夹持丝杆32能够驱动后滑块34水平移动，而前滑块35则由于不受单向轴承的限制，将能够随夹持丝杆32转动，但是在夹持弹簧38的弹力推动下，前滑块35也将在水平移动，直至前滑板37与抓取物相抵，无法再移动为止，此状态下，前滑块35与夹持丝杆32保持同步回转，而后滑板36持续移动，将增加夹持弹簧38的压缩程度，从而使得前滑板37能够收到足够的推力而将抓取物夹紧，同样的，在夹持丝杆32反转时，后滑板36与后侧的夹板39将抓取物夹紧，通过两个方向的可调性，使得定位过程更加简单，根据抓取物位置使其靠近一侧的夹板39即可完成夹持定位，且夹持过程的运动行程缩短，不会因总的夹持范围过大而影响定位和夹持效率；
35.在夹持过程中，形变囊40将会在夹持力作用下发生形变，进而与抓取物表面有效的贴合，即便抓取物形状不规则，也能够有效的贴合夹紧，并且夹板39通电后将产生磁场，使得形变囊40内部的磁流变液固化，进而保持有效的夹持力度，不会因二次形变而导致夹持不稳，保证夹持力度的状态下提高夹持接触面进而提高夹持的稳定性。
36.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。