一种基于工业机器人视觉识别的抓取系统的制作方法

本发明涉及工业自动化技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于工业机器人视觉识别的抓取系统。

背景技术：

工业自动化是指机器设备或生产过程在不需要人为直接干预的情况下，按照预期的目标实现测量、操纵等信息处理过程控制的统称。而工件识别与抓取生产线上工业机器人的一项重要应用，目前生产线上的多数工业机器人是通过预先示教或者离线编程的方式来控制机器人执行预定的指令动作。

但现有技术中的工业机器人在抓取工件的过程中，往往由于工件出现偏离工位或同时出现多个工件而导致工业机器人无法实现全部抓取的问题。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于工业机器人视觉识别的抓取系统，本发明所要解决的技术问题是：如何使工业机器人实现全部抓取通过指定区域的所有工件。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于工业机器人视觉识别的抓取系统，包括机架，所述机架顶部安装有传送带以及底部设置有活动抓取机构，所述传送带一端两侧均设置有第一侧板以及另一端两侧均设置有第二侧板，所述传送带的两侧均与对应位置的第一侧板以及第二侧板内壁活动贴合，其中一个所述第二侧板中部顶端贯穿设有通槽以及中部底端外壁固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴端部传动连接有圆盘，所述圆盘的嵌设在通槽内部，且外周面与通槽内壁之前活动贴合，其中一个第一侧板外壁固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴端部与传送带之间传动连接；

所述活动抓取机构包括有活动箱，所述活动箱顶端两侧均固定连接有滑条，所述机架底部对应滑条的位置处开设有滑槽，且滑条滑动连接于滑槽内部，所述活动箱内腔两侧壁均设置有凹槽，所述活动箱内部设置有升降板，所述升降板两侧均固定设有限位板，两个所述限位板滑动连接在对应位置的凹槽内部，所述升降板顶部一侧贯穿设有螺杆以及另一侧贯穿设有导杆，所述活动箱内腔底部固定设有第三电机，所述第三电机输出轴与螺杆传动连接，所述螺杆与升降板螺纹连接，所述导杆与升降板活动套接，所述升降板顶中部固定安装有机械爪臂和立柱，所述立柱顶端固定安装有摄像机，所述活动箱一侧设置有第四电机，所述第四电机固定安装在机架底部，所述第四电机的输出轴端部固定连接有齿轮，所述活动箱靠近第四电机的一侧外壁设置有齿条，所述齿轮与齿条相啮合，所述第一侧板靠近第二侧板的一端还设置有临时阻挡机构。

实施方式为：使用时，通过外部控制器控制第四电机工作，使其驱动齿轮转动，使得齿轮在转动过程中带动齿条移动，从而实现将活动箱从机架底部滑出，然后通过第三电机带动螺杆转动，从而带动升降板上升到指定位置，接着第一电机驱动传送带传送工件，使工件向抓取工位进行传送，而第二电机则带动圆盘转动，当工件在输送至抓取工位之前已偏离位置后，待其运动至圆盘处时，转动的圆盘会带动工件向抓取工位靠近，待其进入至摄像机的视野区域时，由机械爪臂完成抓取工作。

在一个优选地实施方式中，所述圆盘的外周面包覆有橡胶垫层，且橡胶垫层外周面均匀分布有若干个凸点，可以增大工件与圆盘直接接触时的摩擦力，使得工件能够顺利进入抓取工位。

在一个优选地实施方式中，所述活动箱底部贯穿设有多个通孔，可加快第三电机工作过程中产生的热量散出，所述通孔内部固定嵌装有滤尘网，可防止灰尘进入到第三电机的工作空间内，久之影响第三电机的工作稳定性。

在一个优选地实施方式中，所述活动箱内部设置有限制机构，所述限制机构包括有连接杆，所述连接杆一端与活动箱内部靠近螺杆的一侧壁固定连接，所述连接杆另一端固定连接有套环，所述套环活动套接在螺杆的顶端，可确保螺杆在转动过程中不会出现偏振现象，使得升降板稳定上升。

在一个优选地实施方式中，两个所述第一侧板之间固定设有垫板，所述垫板的底端面与传送带顶部表面活动贴合，且垫板的两端面均为倾斜设置，方便传送中的工件滑上垫板。

在一个优选地实施方式中，所述垫板的顶端面为内凹式圆弧面，且垫板的顶端面与两端面之间平滑过渡，可使得滑上垫板的工件均滑至垫板中部，大大降低了工件传送过程中出现偏移的可能。

在一个优选地实施方式中，所述临时阻挡机构包括有耳板，所述耳板固定设置在两个第一侧板靠近第二侧板的一侧顶部以及底部位置处，两个耳板之间设置有翻转板，所述翻转板靠近耳板的一端固定贯穿设有转杆，所述转杆两端均通过轴承与对应位置的耳板转动连接，所述翻转板与第二侧板之间设置有弹簧，且弹簧两端分别与翻转板以及第二侧板固定连接，可利用前进的工件将两个翻转板挤开，通过后翻转板在弹簧的回复力作用下复位，对下一个工件进行暂时性阻挡，避免摄像机的视野区域内一次出现多个工件而导致漏抓取的情况。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明利用第四电机驱动齿轮转动，使得齿轮在转动过程中带动齿条移动，从而实现将活动箱从机架底部滑出，然后通过第三电机带动螺杆转动，从而带动升降板上升到指定位置，接着第一电机驱动传送带传送工件，使工件向抓取工位进行传送，而第二电机则带动圆盘转动，当工件在输送至抓取工位之前已偏离位置后，待其运动至圆盘处时，转动的圆盘会带动工件向抓取工位靠近，待其进入至摄像机的视野区域时，由机械爪臂完成抓取工作，可避免工件偏离工位而导致工业机器人无法实现全部抓取的情况，使用完成后，还可通过第四电机带动齿轮转动将活动箱收纳至机架底部，可避免非使用状态下灰尘落入至活动向内部；

2、本发明在工件输送过程中，前面的工件会被后面的工件沿垫板端部的倾斜面挤上垫板，接着又从垫板上滑落到传送带上，并随传送带向前运动挤压两个第一侧板端部的翻转板，使翻转板以转杆为中心轴翻转，并挤压弹簧，使得工件自两个翻转板之间经过，而后翻转板在弹簧的回复力作用下复位，对下一个工件进行暂时性阻挡，避免摄像机的视野区域内一次出现多个工件而导致漏抓取的情况，并且垫板顶部的内凹式圆弧面可使得滑上垫板的工件均滑至垫板中部，大大降低了工件传送过程中出现偏移的可能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体俯视图。

图3为本发明的活动箱结构示意图。

图4为本发明的升降板结构示意图。

图5为本发明的活动箱底视图。

图6为本发明的第一侧板结构示意图。

图7为本发明的垫板结构示意图。

图8为本发明的限制机构结构示意图。

附图标记为：1机架、2传送带、3第一侧板、4第二侧板、5第一电机、6第二电机、7圆盘、8橡胶垫层、9活动箱、10滑条、11滑槽、12凹槽、13升降板、14限位板、15第三电机、16螺杆、17导杆、18机械爪臂、19立柱、20摄像机、21第四电机、22齿轮、23齿条、24通孔、25垫板、26耳板、27翻转板、28转杆、29弹簧、30滤尘网、31连接杆、32套环。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

本发明提供了一种基于工业机器人视觉识别的抓取系统，包括机架1，所述机架1顶部安装有传送带2以及底部设置有活动抓取机构，所述传送带2一端两侧均设置有第一侧板3以及另一端两侧均设置有第二侧板4，所述传送带2的两侧均与对应位置的第一侧板3以及第二侧板4内壁活动贴合，其中一个所述第二侧板4中部顶端贯穿设有通槽以及中部底端外壁固定安装有第二电机6，所述第二电机6的输出轴端部传动连接有圆盘7，所述圆盘7的嵌设在通槽内部，且外周面与通槽内壁之前活动贴合，其中一个第一侧板3外壁固定安装有第一电机5，所述第一电机5的输出轴端部与传送带2之间传动连接；

所述活动抓取机构包括有活动箱9，所述活动箱9顶端两侧均固定连接有滑条10，所述机架1底部对应滑条10的位置处开设有滑槽11，且滑条10滑动连接于滑槽11内部，所述活动箱9内腔两侧壁均设置有凹槽12，所述活动箱9内部设置有升降板13，所述升降板13两侧均固定设有限位板14，两个所述限位板14滑动连接在对应位置的凹槽12内部，所述升降板13顶部一侧贯穿设有螺杆16以及另一侧贯穿设有导杆17，所述活动箱9内腔底部固定设有第三电机15，所述第三电机15输出轴与螺杆16传动连接，所述螺杆16与升降板13螺纹连接，所述导杆17与升降板13活动套接，所述升降板13顶中部固定安装有机械爪臂18和立柱19，所述立柱19顶端固定安装有摄像机20，所述活动箱9一侧设置有第四电机21，所述第四电机21固定安装在机架1底部，所述第四电机21的输出轴端部固定连接有齿轮22，所述活动箱9靠近第四电机22的一侧外壁设置有齿条23，所述齿轮22与齿条23相啮合。

所述圆盘7的外周面包覆有橡胶垫层8，且橡胶垫层8外周面均匀分布有若干个凸点。

所述活动箱9底部贯穿设有多个通孔24，所述通孔24内部固定嵌装有滤尘网30。

所述活动箱9内部设置有限制机构，所述限制机构包括有连接杆31，所述连接杆31一端与活动箱9内部靠近螺杆16的一侧壁固定连接，所述连接杆31另一端固定连接有套环32，所述套环32活动套接在螺杆16的顶端。

如图1-5和图8所示，实施方式具体为：使用时，先将该抓取系统与外部电源相连通，并通过计算机设定好机械爪臂18的工作程序，随后即可实现对流水线上工件的抓取，在实际抓取过程中，先通过外部控制器控制第四电机21工作，使其驱动齿轮22转动，由于齿轮22与齿条23之间啮合，使得齿轮22在转动过程中带动齿条23移动，从而实现将活动箱9从机架1底部滑出，当滑动至指定位置后，关闭第四电机21，同时启动第三电机15工作，第三电机15带动螺杆16转动，由于螺杆16与升降板13螺纹连接，导杆17与升降板13活动套接，使得螺杆16在转动过程中带动升降板13在导杆17的限位作用下向上运动，让机械爪臂18以及摄像机20上升至指定工位，并且，由于活动箱9内侧壁固定连接有带有套环32的连接杆31，且套环32活动套接在螺杆16的顶端，可确保螺杆16在转动过程中不会出现偏振现象，使得升降板13稳定上升，待抓取工位准备就绪后，通过外部控制器控制第一电机5以及第二电机6同时工作，让第一电机5驱动传送带2传送工件，使工件向抓取工位进行传送，而第二电机6则带动圆盘7转动，当工件在输送至抓取工位之前已偏离位置后，待其运动至圆盘7处时，转动的圆盘7会带动工件向抓取工位靠近，待其进入至摄像机20的视野区域时，由机械爪臂18完成抓取工作，使用完成后，还可通过第四电机带动齿轮转动将活动箱收纳至机架底部，可避免非使用状态下灰尘落入至活动向内部，期间，由于圆盘7外周面包覆有带有凸点的橡胶垫层8，可以增大工件与圆盘7直接接触时的摩擦力，使得工件能够顺利进入抓取工位，该实施方式具体解决了现有技术中工件容易出现偏离工位而导致工业机器人无法实现全部抓取的问题。

两个所述第一侧板3之间固定设有垫板25，所述垫板25的底端面与传送带2顶部表面活动贴合，且垫板25的两端面均为倾斜设置。

所述垫板25的顶端面为内凹式圆弧面，且垫板25的顶端面与两端面之间平滑过渡。

所述第一侧板3靠近第二侧板4的一端还设置有临时阻挡机构，所述临时阻挡机构包括有耳板26，所述耳板26固定设置在两个第一侧板3靠近第二侧板4的一侧顶部以及底部位置处，两个耳板26之间设置有翻转板27，所述翻转板27靠近耳板26的一端固定贯穿设有转杆28，所述转杆28两端均通过轴承与对应位置的耳板26转动连接，所述翻转板27与第二侧板4之间设置有弹簧29，且弹簧29两端分别与翻转板27以及第二侧板4固定连接。

如图1-2和图6-7所示，实施方式具体为：在实际使用过程中，工件随传送带向抓取工位输送的过程中，前面的工件会被后面的工件沿垫板25端部的倾斜面挤上垫板25，接着又从垫板25上滑落到传送带2上，并随传送带2向前运动挤压两个第一侧板2端部的翻转板27，使翻转板27以转杆28为中心轴翻转，并挤压弹簧29，使得工件自两个翻转板27之间经过，而后翻转板27在弹簧29的回复力作用下复位，对下一个工件进行暂时性阻挡，避免摄像机20的视野区域内一次出现多个工件而导致漏抓取的情况，并且垫板25的顶端面为内凹式的圆弧面，使得滑上垫板25的工件均滑至垫板25中部，大大降低了工件传送过程中出现偏移的可能，该实施方式具体解决了上述技术方案中抓取工位一次出现多个工件而导致漏抓取的问题。

本发明工作原理：

使用时，先将该抓取系统与外部电源相连通，并通过计算机设定好机械爪臂18的工作程序，而后通过外部控制器控制第四电机21工作，使其驱动齿轮22转动，使得齿轮22在转动过程中带动齿条23移动，从而实现将活动箱9从机架1底部滑出，然后通过第三电机15带动螺杆16转动，从而带动升降板13上升到指定位置，接着第一电机5驱动传送带2传送工件，使工件向抓取工位进行传送，而第二电机6则带动圆盘7转动，当工件在输送至抓取工位之前已偏离位置后，待其运动至圆盘7处时，转动的圆盘7会带动工件向抓取工位靠近，待其进入至摄像机20的视野区域时，由机械爪臂18完成抓取工作，同时，在输送过程中，前面的工件会被后面的工件沿垫板25端部的倾斜面挤上垫板25，接着又从垫板25上滑落到传送带2上，并随传送带2向前运动挤压两个第一侧板2端部的翻转板27，使翻转板27以转杆28为中心轴翻转，并挤压弹簧29，使得工件自两个翻转板27之间经过，而后翻转板27在弹簧29的回复力作用下复位，对下一个工件进行暂时性阻挡，避免摄像机20的视野区域内一次出现多个工件而导致漏抓取的情况。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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。