[實用新型]工業(yè)相機及基于樹莓派的機械手遠程控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920544865.2
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN210210404U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慶黨;徐龍坤;呂曉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00;B25J19/04
• 代理公司: 山東重諾律師事務(wù)所 37228
• 代理人: 李常芳

本實用新型涉及基于樹莓派的機械手遠程控制系統(tǒng)及工業(yè)相機，其包括PC上位機、工業(yè)相機、樹莓派、舵機、以及機械臂；PC上位機通過互聯(lián)網(wǎng)連接有樹莓派，樹莓派分別電連接有工業(yè)相機與舵機，舵機電連接有機械臂。本實用新型設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)相機及基于樹莓派的機械手遠程控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，隨著科技的不斷發(fā)展，機械手以其靈活的動作代替了很多人工操作，是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分。針對重復性的固定動作，我們可以為機械手編寫相應(yīng)程序，使其完成規(guī)定動作。對于那些在危險或者狹小的工作環(huán)境中的復雜動作，不方便人類直接操作，又難以讓機械手自動完成工作任務(wù)。使用可以遠程操作的機械手，則能保障人員安全、提高工作效率。

樹莓派（Raspberry Pi）是一種只有信用卡大小的單片機電腦，由英國的樹莓派基金會開發(fā)，其價格低廉、方便攜帶，并且擁有豐富的軟件資源。它提供了40個GPIO引腳供開發(fā)使用，可以外接電機驅(qū)動模塊，控制機械手的電機動作。另外還有以太網(wǎng)接口和USB接口，USB攝像頭可以通過網(wǎng)絡(luò)將實時視頻流傳輸?shù)缴衔粰C中。本文使用樹莓派作為控制核心，可減少外圍設(shè)備的使用。該機械手通過網(wǎng)絡(luò)連接PC和樹莓派，使人們能夠不受距離限制遠程操作，還能通過攝像頭獲取實時狀態(tài)，從而完成復雜作業(yè)。

目前現(xiàn)有的機械臂仍使用單片機作為控制器，功能單一不便于擴展，和遠程PC通信是還需增加額外的通訊模塊。由于樹莓派含有以太網(wǎng)通訊模塊，可和網(wǎng)絡(luò)中的計算機通信。另外運行Linux操作系統(tǒng)，便于進行二次開發(fā)，所以設(shè)計了以本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題總的來說是提供一種基于樹莓派的機械手遠程控制系統(tǒng)及方法；詳細解決的技術(shù)問題以及取得有益效果在后述內(nèi)容以及結(jié)合具體實施方式中內(nèi)容具體描述。為滿足人們對遠程機械手進行控制和監(jiān)視的需求，設(shè)計了一種基于樹莓派的機械手遠程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以樹莓派（Raspberry Pi 3B）為核心，在上位機中通過網(wǎng)絡(luò)控制六軸機械手，同時將借助USB攝像頭拍攝視頻并顯示在上位機中。實踐表明，該系統(tǒng)能可靠傳輸控制命令及監(jiān)控畫面，控制機械手完成復雜作業(yè)任務(wù)。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于樹莓派的機械手遠程控制系統(tǒng)，包括PC上位機、工業(yè)相機、樹莓派、舵機、以及機械臂；

PC上位機通過互聯(lián)網(wǎng)連接有樹莓派，樹莓派分別電連接有工業(yè)相機與舵機，舵機電連接有機械臂。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

在機械臂的夾持手端上設(shè)置有激光頭，在機械臂所在的空間設(shè)置有與激光頭對應(yīng)的激光接收空間靶；

激光接收空間靶與樹莓派電連接，將激光頭空間矢量方向發(fā)送給樹莓派；樹莓派控制工業(yè)相機到該該矢量方向或該矢量方向上的工業(yè)相機啟動。

工業(yè)相機包括坐標基座、設(shè)置在坐標基座上的六軸機械手、設(shè)置在六軸機械手移動端部的機械頭、轉(zhuǎn)動設(shè)置在機械頭上的轉(zhuǎn)動加長臂、設(shè)置在轉(zhuǎn)動加長臂端部且由軸向與轉(zhuǎn)動加長臂垂直的電機控制擺動的延長臂、

延長臂擺動的平面與轉(zhuǎn)動加長臂平行。

樹莓派有26個通用GPIO引腳，樹莓派的端口包括復用為I2C、SPI和UART串口；

樹莓派的GPIO軟件庫函數(shù)采用WiringPi模塊；

WiringPi模塊包含用于在任何Raspberry Pi的GPIO引腳上輸出PWM信號的軟件驅(qū)動的PWM庫函數(shù)。

PWM庫函數(shù)為：

a. int softPwmCreate（int pin，int initialValue，int pwmRange）；