[實用新型]一種集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊

有效

• 申請號: 201720079678.2
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN206717884U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 邵天蘭;姚宏翔;李鵬飛;付翱
• 申請（專利權）人: 梅卡曼德（北京）機器人科技有限公司
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工業機器人技術領域，具體是一種集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊。

背景技術

隨著勞動力成本的不斷提高以及工業機器人控制、規劃、識別方法的不斷發展，用工業機器人代替人工進行自動化生產的程度越來越高。工業機器人最基本的使用方法不安裝任何傳感器，只能通過示教或者編程在固定的場景中進行一些固定的動作。隨著機器人應用環境和目標任務越來越復雜多變，需要在環境中或者在機器人本體上安裝一些傳感器，目前遇到以下問題：1、在環境中安裝的各類傳感器需要和機器人本體進行標定，數據精度難以保證，而且傳感器會由于機器人的遮擋產生很多盲區；2、在機器人本體上安裝傳感器需要用戶自行非標設計，費時費力，而且當傳感器數量增多時布置困難，各種接線繁亂，可能會影響機器人的運動和各類末端工具的使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊，包括殼體、2D相機、3D相機、微處理器和電源模塊；所述2D相機、3D相機、微處理器和電源模塊均集成在殼體內，殼體上開設有與2D相機的鏡頭和3D相機的鏡頭相對應的通孔；所述殼體上設置有與機器人末端法蘭盤和末段工具法蘭盤相對應的螺栓孔；所述殼體上具有一個以太網接口和一個電源接口，微處理器的IO口通過數據總線連接至殼體上的以太網接口，且微處理器通過數據線分別連接至2D相機和3D相機；所述電源模塊的輸入端通過電源總線連接殼體上的電源接口，且電源模塊的輸出端通過電源線連接至2D相機、3D相機和微處理器。

作為本發明進一步的方案：還包括激光器和晶體管開關，激光器和晶體管開關均集成在殼體內，殼體上開設有與激光器的鏡頭相對應的通孔，微處理器通過晶體管開關控制連接激光器，電源模塊通過晶體管開關電性連接激光器。

所述的集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊的使用方法，步驟如下：

1)將該機器人智能傳感模塊安裝在機器人末端法蘭盤和末段工具法蘭盤之間，將工控機的以太網線插入殼體上的以太網接口，將電源線插入殼體上的電源接口；

2)機器人運動，帶動2D相機和3D相機變換數個位置和姿態，2D相機和3D相機所采集的圖像傳輸至微控制器，微控制器將獲得的圖像進行簡單的打包處理后，通過數據總線和以太網接口傳輸到工控機，工控機通過相關軟件的配合自動完成2D相機和3D相機的自標定工作；

3)在步驟2)機器人運動過程中，3D相機通過機器人的運動對工作環境進行動態掃描，從而完成機器人工作環境的建模工作；

4)機器人開始執行操作任務，在此過程中，3D相機通過實時掃描感知機器人環境的變化協助機器人實時避障，2D相機協助機器人進行目標定位、目標識別和目標跟蹤工作；

5)微處理器判斷是否存在外部相機，若存在外部相機，則微處理器通過晶體管開關開啟激光器，激光器輔助機器人完成與外部相機之間的自動標定工作，否則，不動作。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明機器人智能傳感模塊，簡潔輕巧，通過便捷的安裝就可以實現機器人在復雜場景下所需的多種必需功能，并且能夠適配不同型號的機器人和末端工具，適用性強，適合在工業機器人領域廣泛使用。

附圖說明

圖1為集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊的整體外觀示意圖。

圖2為集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊的內部結構示意圖。

圖3為集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊的系統示意圖。

圖4為集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊中3D相機對環境建模的效果示意圖。

圖5為集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊中2D相機對物體識別的示意圖。

圖6為集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊配合機器人吸盤使用的示意圖。

圖7為集成了2D、3D相機和激光器的機器人智能傳感模塊配合機器人手爪使用的示意圖。

圖中：1-殼體、2-2D相機、3-3D相機、4-激光器、5-微處理器、6-電源模塊、7-晶體管開關、8-數據總線、9-電源總線、10-以太網接口、11-電源接口、12-螺栓孔。

具體實施方式