[實用新型]機械手裝置

有效

• 申請號: 201320849823.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN203636826U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 吳瑩;楊贊;華云松;巢旭;顧巖秀;馬賢淑
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J9/10
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本實用新型屬于機械設備自動控制領域，具體涉及一種能夠自動定位和控制的機械手裝置。

背景技術

機器人是自動執行工作的機器，能夠協助或取代人類的進行工作，在工業及非工業領域均有著廣泛的應用，如手術、水果采摘、枝葉修剪、巷道掘進、偵查及排雷等。

機械手作為工業機器人的一種，是最早出現的工業機器人，也是最早出現的現代機器人。它不僅能夠代替工作人員進行繁重的勞動以實現生產的機械化和自動化，也能夠在有害環境下進行工作以保護工作人員的人身安全，因而廣泛的應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等領域。

目前，國內外的機械手大都采用示教控制方式工作，即機械手按照事先編好的程序工作，若其工作對象或工作環境發生變化，機械手就無法準確定位，導致其難以正常工作，自動化程度不高。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種機械手裝置，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本實用新型所涉及的機械手裝置，其特征在于，包括：機械手；成像部，對機械手和目標物進行成像，得到含有二者的圖像，并將圖像進行傳遞；以及處理控制部，分別與成像部和機械手相連，用于接收和處理圖像，并控制機械手到達預定位置進行抓取或搬運。其中，處理控制部具有與成像部相連的圖像采集卡、與機械手相連的控制器以及安裝有圖像采集卡和控制器的處理器。圖像采集卡用于接收圖像，并將圖像轉化為數字信號傳遞到處理器；處理器對圖像進行處理并計算，得出機械手到達預定位置的運動矢量，并將運動矢量的信息傳遞給控制器；控制器根據運動矢量的信息對機械手發出相應的工作指令，機械手根據該工作指令運動到預定位置抓取或搬運目標物。

另外，本實用新型所涉及的機械手裝置還可以具有這樣的特征：其中，成像部為兩個攝像頭，機械手及目標物均位于攝像頭的視野內。

另外，上述攝像頭還可以具有這樣的特征：其中，攝像頭為CMOS攝像頭。

另外，本實用新型所涉及的機械手裝置還可以具有這樣的特征：其中，機械手具有多個執行部件、多個執行關節以及多個分別與執行部件相連的驅動部件，各個執行部件之間通過執行關節相連，并能夠沿執行關節相互轉動，驅動部件與控制器相連，接收控制器發送的工作指令，并驅動各個執行部件轉動到達預定位置。

實用新型的作用與效果

根據本實用新型所提供的機械手裝置，由于成像部能夠對機械手與目標物成像，得到二者的圖像，處理控制部能夠接收圖像并對圖像進行處理，得到機械手到達預定位置所需的運動矢量，然后根據該運動矢量控制機械手到達預定位置，對目標物進行抓取或搬運，從而使機械手能夠根據目標物或環境的變化進行準確定位，并自動調整位置和姿勢，準確的抓取或搬運目標物。

另外，由于處理器能夠對圖像的幾何失真進行校正，并能起到平滑濾波、圖像增強、及立體匹配的作用，從而可以精確的得到機械手和目標物的位置信息。

另外，本實用新型所提供的機械手裝置結構簡單，成本較低。

附圖說明

圖1是本實用新型所涉及的機械手裝置的框圖；以及

圖2是本實用新型所涉及的機械手裝置在實施例中的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型所涉及的機械手裝置的具體實施形態做進一步說明。

<實施例>

圖1是本實用新型所涉及的機械手裝置的框圖。

如圖1所示，本實施例所涉及的機械手裝置10具有機械手11、含有兩個CMOS攝像頭的成像部12以及處理控制部13。處理控制部13包括與成像部12相連的圖像采集卡131、與機械手11相連的控制器133、以及安裝有圖像采集卡131和控制器133的處理器132。

成像部12對機械手11及周邊環境進行成像，圖像采集卡131將成像部12得到的圖像的模擬信號轉化為易于處理的數字信號，并將其傳遞到處理器132，處理器132中設定有圖像處理程序及用來計算機械手11的運動矢量的插補算法程序，能夠對圖像進行處理及運算，得到機械手11需要運動的運動矢量，并將該運動矢量傳遞到控制器133，控制器133根據該運動矢量給機械手11發送相應的工作指令，控制其工作。

其中，圖像處理程序主要包括以下五個步驟：

步驟一：對幾何失真進行校正：

由于成像部的鏡頭部件的精度有限，光敏元件系列分布不可能絕對一致，所得圖像不可避免的存在幾何畸變。

設g(x’,y’)是實際獲得的圖像，f(x,y)是理想情況下的圖像，對幾何失真進行校正有如下變換：