一种水表自动固定与视觉位姿调整的检定装置的制作方法

本实用新型涉及水表检定领域，尤其涉及了一种水表自动固定与视觉位姿调整的检定装置。

背景技术：

由于水表检定要求精度比较高，在质检院，水表在检定之前，都是由人工将水表放置到检定台，也是由人工完成对水表检定管道的连接以及水表的固定。这些在检定之前的操作均有人工完成，并没有实现真正意义上的全自动化检定。在这种情况下，时间成本很高同时水表检定效率也不高，为提高水表检定效率并实现水表全自动化的检定，设计上述系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种水表自动固定与视觉位姿调整的检定装置，能够完成水表的姿态调整与自动固定上料，提高了水表的检定效率，解放人力。同时，利用机械手与视觉配合，自动识别与调整水表的姿态，以为水表全自动检定提供前期准备，使检定过程完全实现全自动化并提高检定效率。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

装置包括平行导轨、安装在平行导轨上的滑动机构、水表夹取机构和气缸压紧机构，水表被水表夹取机构夹取放置在滑动机构上，然后由气缸压紧机构驱动滑动机构沿平行导轨运动。

所述的滑动机构包括沿平行导轨并排安装在平行导轨上的多个连接架和压缩弹簧，每个连接架各自通过底部的两个滑块嵌装在平行导轨上，连接架在垂直于平行导轨两侧侧边的两端均设有凸起结构，相邻两个连接架沿平行导轨方向相正对的两个凸起结构之间安装弹簧，弹簧端部套装到凸起结构外；每个连接架的中部开有平行于平行导轨的水平通孔。

导轨一端设有进水口，另一端设有出水口，最靠近进水口的连接架底部的两个滑块与平行导轨固定连接，最靠近进水口的连接架上水平通孔外侧的孔端面与进水口连接相通，最靠近出水口的连接架侧边两端的凸起结构设有竖直通孔，竖直通孔与V形支架的两分叉端连接，最靠近出水口的连接架上水平通孔外侧的孔端面与出水口连接相通。

所述的气缸压紧机构包括气缸缸筒、活塞杆和V形支架，气缸缸筒固定安装，气缸缸筒的活塞杆与V形支架的中间合接端连接。

所述的连接架主要由带水平通孔的孔部及分别位于孔部两侧的两支板固定连接构成，在两支板和水平通孔的孔部之间连接有用于增强竖直方向结构强度的肋板，水平通孔孔端端面设有橡胶垫，水平通孔孔端外下部均设有半月形托举结构，肋板用于增强竖直方向结构强度，橡胶垫用于起密封作用。

所述水表被水表夹取机构夹取后放置在连接架之间，并置于连接架的半月形托举结构上。

所述的水表夹取机构包括连接件、气动手指气缸、Y形连接架、工业摄像头和夹齿，气动手指气缸经连接件固定在机械手底部，气动手指气缸底部两端分别与一夹齿连接，工业摄像头经Y形连接架固定气动手指气缸底部中间。

所述水表夹取机构的机械手将水表夹取后放置于连接架的半月形托举结构之前，通过水表夹取机构调整使得水表处于一种标准姿态，水表的表盘面位于水平面并且朝上，水表进水口与出水口圆心连线与平行导轨平行，并且各个连接架上的水平通孔的轴心线共线并且与平行导轨平行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型装置能够运用于机械手、视觉调节以及机械机构配合完成水表在上料时的自动固定与连接，并保证准确性。节省了人工放置水表的时间和人力，整个过程无需人工操作，为后续精确快速的实现水表检定提供保证。

压缩弹簧可以保证滑块之间保持分离的趋势，使滑块之间距离相等。并且在水表检测完成后可以使可连接架之间自动互相分离，恢复到初始位置。半月形托举结构在水表分离之后可托住水表不会掉落。

本实用新型通过气缸不仅可以使各个机构之间密闭连接，更重要的是可以自动连接各个水表、进水管、出水管，代替现有检定中需要人为来连接的部分，解放人力。

附图说明

图1为本实用新型装置的总体结构图。

图2为本实用新型中水表放置时刻局部放大图。

图3为本实用新型中连接架结构图。

图4为视觉识别水表进出水口轴线示意图。

图5为标准姿态水表轴线与待测水表轴线角度偏差示意图。

图中：1：平行导轨，2：滑动机构，3：水表夹取结构，4：气缸压紧机构，5：滑块，:6：连接架，7：弹簧，8：凸起结构，9：竖直通孔，10：V形支架， 11：半月形托举结构，12：水平通孔，13：橡胶垫，14：肋板，15：活塞杆，16：气缸缸筒，17：连接件，18：气动手指气缸，19：Y形连接架，20：工业摄像头，21：夹齿，22：机械手，23：进水口，24：出水口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便清晰的理解本实用新型。需要指出的是，这里只指出本实用新型的主要内容，一些已知的功能和详细描述在这里将忽略。

本实用新型装置适应于需要对水表进行检定的部门、企业。目前，水表检定时，首先人工依次将水表放置到检定台，并将水表与水管、滑块相连接固定后进行检定。

如图1所示，本实用新型主要着重于实现水表自动上下料、各水表之间自动连接以及水表自动固定，同时利用机器视觉识别并定位水表通过机械手配合进行水表的姿态调整。

具体实施中包括平行导轨1、安装在平行导轨1上的滑动机构2、水表夹取机构3和气缸压紧机构4，水表被水表夹取机构3夹取放置在滑动机构2上，然后由气缸压紧机构4驱动滑动机构2沿平行导轨1运动，进行检定。

滑动机构2包括沿平行导轨1并排安装在平行导轨1上的多个连接架6和压缩弹簧7，每个连接架6各自通过底部的两个滑块5嵌装在平行导轨1上，在连接架6的两端各有四个螺丝孔，八个螺栓将连接架6和底部的两个滑块5固定在一起，滑块5与平行导轨1表面契合，连接架6在垂直于平行导轨1两侧侧边的两端均设有凸起结构8，相邻两个连接架6沿平行导轨1方向相正对的两个凸起结构8之间安装弹簧7，弹簧7端部套装到凸起结构8外。

每个连接架6的中部开有平行于平行导轨1的水平通孔12，水平通孔12用于检定水流的导流，水平通孔12两端端面上设有橡胶垫13，橡胶垫13用于密封水表的进出水口，使得经过的液体不泄露，水平通孔12两端端面外下部均设有半月形托举结构11。

导轨1一端设有进水口23，另一端设有出水口24，最靠近进水口23的连接架6底部的两个滑块5与平行导轨1固定连接，最靠近进水口23的连接架6上水平通孔12外侧的孔端面与进水口23连接相通，最靠近出水口24的连接架6侧边两端的凸起结构8设有竖直通孔9，竖直通孔9与V形支架10的两分叉端连接，最靠近出水口24的连接架6上水平通孔12外侧的孔端面与出水口24连接相通。

气缸压紧机构4包括气缸缸筒16、活塞杆15和V形支架10，气缸缸筒16 固定安装于工作台，气缸缸筒16的活塞杆15与V形支架10的中间合接端连接。将各个待测水表放置在每相邻两个连接架6之间后，由气缸缸筒16工作，经V形支架10推动最靠近出水口24的连接架6沿平行导轨1向进水口23水平移动，进而经弹簧7依次推动各个连接架6相靠拢，使得相邻连接架6之间放置的水表的进出口和连接架6的水平通孔12连接形成压紧密封。

弹簧7连接在两个连接架6之间，保证相邻的两个滑动机构2分离，导轨1上有多组滑块5与连接架6组成的滑动结构2，弹簧7使得各个滑动机构2之间保持相同的距离。

具体实施中，出水口24的管子采用橡胶或塑料材质的软管，不会妨碍连接在其上的滑动机构2滑动。

连接架6主要由带水平通孔12的孔部及分别位于孔部两侧的两支板固定连接构成，在两支板和水平通孔12的孔部之间连接有用于增强竖直方向结构强度的肋板14。

水表被水表夹取机构3夹取后放置在两个连接架6之间，并置于连接架6的半月形托举结构11上。在弹簧7自然状态下，相邻两个连接架6上正对相邻的两个半月形托举结构11的距离满足：半月形托举结构11外端之间的距离小于一个水表进出水口端面之间的距离，半月形托举结构11根端之间的距离大于一个水表进出水口端面之间的距离，这样使得水表可以自上而下竖直放置于托举机构11上，不会掉落也不会无法放入。

如图1所示，水表夹取机构3包括连接件17、气动手指气缸18、Y形连接架19、工业摄像头20和夹齿21，气动手指气缸18经连接件17固定在机械手22底部，气动手指气缸18底部两端分别与一夹齿21连接，气动手指气缸18通过改变内部压强实现对两个夹齿21分离和靠拢的开合操作，工业摄像头20经Y形连接架19固定气动手指气缸18底部中间。

水表夹取机构3的机械手22将水表夹取后放置于连接架6的半月形托举结构11之前，通过水表夹取机构3调整使得水表处于一种标准姿态，否则无法准确放置于半月形托举结构11上；水表的表盘面位于水平面并且朝上，水表进水口与出水口圆心连线与平行导轨1平行，并且各个连接架6上的水平通孔12的轴心线共线并且与平行导轨1平行。

机械手22夹取水表时，水表的姿态不一定满足标准姿态，需要在放入半月形托举结构11之前通过水表夹取机构3上的工业摄像头20采集图像进行识别计算后获得校正值进行姿态调整。

本实用新型实施工作过程如下：

步骤1)预先拍摄水表在标准姿态下的图像，即向下拍摄表盘朝上的水表图像，作为标准图像；

步骤2)所有待测水表放置于工作台上，表盘朝上，移动机械手22将摄像头置于待测水表的上方拍摄一张包含所有所有待测水表的图像；

步骤3)用模式识别根据步骤1)获得的标准图像识别出步骤2)图像中所有水表的位置，即水表表盘的中心位置；

步骤4)机械手根据步骤3)获得的位置移动到各个待测水表上方拍摄包含单个待测水表的图像，图像用模式识别识别获得待测水表的准确位置及其进出口连线方向，利用待测水表的准确位置控制机械手抓取待测水表，比较待测水表的进出口连线方向与步骤1)标准图像中水表在标准姿态下进出口连线之间的夹角作为角度差α，利用角度差α控制机械手旋转使得待测水表的姿态和标准姿态匹配。

步骤5)机械手将待测水表竖直下放到两个连接架6之间，并置于半月形托举结构11，此时水表只是放置于托举机构11上还没有和连接架6之间紧密连接。

步骤6)气缸缸筒16工作控制活塞杆15伸出，经V形支架10推动最靠近出水口24的连接架6水平移动，进而压缩弹簧5依次推动各个连接架6相靠拢，直到每个水表的进出口和连接架6的水平通孔12之间压紧且相通连接，由进水管23和出水管24以及进水管23和出水管24之间的多个连接架6的水平通孔12和水表内部管路形成密闭的流体通路；

步骤7)在流体通路中通入水流对水表进行检定，检定完成后，气缸缸筒16释放压强，通过弹簧7回位将所有连接架6推回到初始位置。

于此可见本实用新型实现了水表检定全自动化，全过程无需认为操作，节省人力并提高水表检定效率。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子，显然，本实用新型的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。