一种基于机器视觉的竞赛用搬运机器人的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的竞赛用搬运机器人。

背景技术：

中国面临老龄化社会，以及劳动力短缺等现状，为了代替人类从事繁重的体力劳动，有必要鼓励推动搬运机器人的发展和研究,其中,搬运机器人竞赛可以激发工业搬运机器人的设计灵感。目前举行的中国机器人大赛中,搬运机器人的竞赛项目越来越成为了一个比较重要的比赛项目,所以,设计一种基于机器视觉的竞赛用搬运机器人对促进搬运机器人的发展具有重大意义。

技术实现要素：

本实用新型设计了一种基于机器视觉的竞赛用搬运机器人，旨在激发工业搬运机器人的设计灵感，促进搬运机器人的发展。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种基于机器视觉的竞赛用搬运机器人，其特征在于，包括车体及设置在所述车体上的控制器、云台、机械手和机器视觉模块，所述车体下部设置有车轮；所述云台上设置有钩子且设置在所述车体的前端一侧，所述机械手设置在所述车体的前端中部且与机械手控制舵机连接，所述云台、机器视觉模块、机械手控制舵机分别与所述控制器连接。

进一步，所述车体包括上板和下板，所述上板和下板之间通过铜柱连接；所述云台和所述机械手设置在所述下板上，所述机器视觉模块设置在所述上板上。

进一步，所述车体下部左右对称地设置有两个驱动轮，所述驱动轮与相对应的驱动轮控制舵机连接，所述驱动轮控制舵机与所述控制器连接；所述车体下部后端设置有万向轮。

进一步，所述云台通过云台支架设置在所述车体上。

进一步，所述机器视觉模块通过固定架设置在所述车体上，所述机器视觉模块与所述固定架之间还设置有支撑架，所述机器视觉模块与所述支撑架转动连接。

进一步，所述控制器包括stm32芯片。

工作时，电源通电，所述驱动轮控制舵机开始工作，其中所述机器视觉模块识别不同路线并通过通讯传递给所述控制器，所述控制器控制所述驱动轮控制舵机带动所述驱动轮使所述车体移动到合适位置；所述机器视觉模块识别抓取目标并与所述控制器进行通讯，所述控制器控制所述机械手控制舵机，进而控制所述机械手的开闭，完成取放物块，从而实现定点抓取、定点投放。

若所述机器视觉模块识别到物块处于不可直接抓取的狭窄空间，则所述机器视觉模块识别抓取目标并与所述控制器进行通讯，所述控制器控制所述云台带动所述钩子将物块钩出，再完成物块抓取及投放，从而实现定点抓取、定点投放。

该基于机器视觉的竞赛用搬运机器人具有以下有益效果：

（1）本实用新型中，车体由上下板通过铜柱连接组成，形成了中空结构可容纳安装各部件，布置合理、结构紧凑。

（2）本实用新型中，机械手张闭角度可调，灵活性高；云台角度可调，灵活性高。

（3）本实用新型中，智能stm32芯片作为主控制器，由舵机带动驱动轮前进，由云台驱动钩子的升降及转动，由机器视觉模块识别搬运目标，由舵机带动机械手抓取物块，从而实现对所搬运物块的定点搬运、精准搬运，具有操作简便、自动化程度高、节省人力、作业彻底等优点。

附图说明

图1：本实用新型实施方式中基于机器视觉的竞赛用搬运机器人的立体结构示意图；

图2：本实用新型实施方式中基于机器视觉的竞赛用搬运机器人的工作示意图ⅰ；

图3：本实用新型实施方式中基于机器视觉的竞赛用搬运机器人的工作示意图ⅱ。

附图标记说明：

1—控制器；2—车体；21—上板；22—铜柱；23—下板；3—驱动轮；4—驱动轮控制舵机；5—云台支架；6—云台；7—机械手；8—机械手控制舵机；9—机器视觉模块；10—支撑架；11—固定架；12—钩子；13—万向轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

图1至图3示出了本实用新型基于机器视觉的竞赛用搬运机器人的具体实施方式。图1是本实施方式中基于机器视觉的竞赛用搬运机器人的立体结构示意图；图2和图3是本实施方式中基于机器视觉的竞赛用搬运机器人的工作示意图。

如图1至图3所示，本实施方式中的基于机器视觉的竞赛用搬运机器人，包括车体2及设置在车体2上的控制器1、云台6、机械手7和机器视觉模块9，车体2下部设置有车轮；云台6上设置有钩子12且设置在车体2的前端一侧，机械手7设置在车体2的前端中部且与机械手控制舵机8连接，云台6、机器视觉模块9、机械手控制舵机8分别与控制器1连接。云台6带动钩子12完成升降、旋转运动，完成对狭窄空间内物块的移动。机械手控制舵机8转动，进而驱动机械手7展开不同角度，完成抓取、投放物块。

优选地，车体2包括上板21和下板23，上板21和下板23之间通过铜柱22连接；云台6和机械手7设置在下板23上，机器视觉模块9设置在上板21上，如图1所示。

优选地，车体2下部左右对称地设置有两个驱动轮3，驱动轮3与相对应的驱动轮控制舵机4连接，驱动轮控制舵机4与控制器1连接；车体2下部后端设置有万向轮13，使车体2向前运动并使车体保持平衡；如图1和图3所示。本实施例中，万向轮13有一个，设置在车体2下部后端中间。

优选地，云台6通过云台支架5设置在车体2上，如图1所示。

优选地，机器视觉模块9通过固定架11设置在车体2上，机器视觉模块9与固定架11之间还设置有支撑架10，机器视觉模块9与支撑架10转动连接，如图1所示。机器视觉模块9识别抓取目标和目标点，并与控制器1进行通讯，以方便控制器1控制机械手7和/或云台上的钩子进行物块抓取和投放。

优选地，控制器1包括stm32芯片。

如图2所示，电源通电后，驱动轮控制舵机4开始工作，其中机器视觉模块9识别不同路线并通过通讯传递给控制器1，控制器1控制驱动轮控制舵机4带动驱动轮3使车体2移动到合适位置；机器视觉模块9识别抓取目标并与控制器1进行通讯，控制器1控制机械手控制舵机8，进而控制机械手7的开闭，完成取放物块，从而实现定点抓取、定点投放。

如图3所示，若机器视觉模块9识别到物块处于不可直接抓取的狭窄空间，则机器视觉模块9识别抓取目标并与控制器1进行通讯，控制器1控制云台6带动钩子12将物块钩出，再完成物块抓取及投放，从而实现定点抓取、定点投放。

本实用新型中，车体由上下板通过铜柱连接组成，形成了中空结构可容纳安装各部件，布置合理、结构紧凑。

本实用新型中，机械手张闭角度可调，灵活性高；云台角度可调，灵活性高。

本实用新型多舵机协同工作保证了工作的灵活性，机器视觉模块保证了其取放的精准性，智能控制芯片通讯保证其取放的快捷高效性，云台带动钩子进行钩取保证了完成任务的完整性。整体来说，相比现有的非智能化搬运机器人，本实用新型产品操作简便、自动化程度高、节省人力、作业彻底、高效便捷。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。