[發(fā)明專利]一種基于圖像識(shí)別氣動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)定位的快速機(jī)械吸盤裝置

在審

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• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN112045705A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝林君;沈昕;林韓波;王昌訓(xùn);徐陽鋒;陳閏洛
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/06
• 分類號(hào): B25J15/06;B25J13/08
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明公開了一種基于圖像識(shí)別氣動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)定位的快速機(jī)械吸盤裝置，包括固定機(jī)架、T形連接件、工字形抓取構(gòu)件、小型廣角攝像頭和氣動(dòng)輔助抓取構(gòu)件；氣動(dòng)輔助抓取構(gòu)件為一對并排布置的氣動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)；T形連接件包括T形主臂和T形垂直臂，T形垂直臂的另一端的正上方設(shè)置有一個(gè)開口向上的球槽，T形垂直臂的另一端的正下方安裝小型廣角攝像頭；工字形抓取構(gòu)件包括橫梁和垂直于橫梁設(shè)置的兩根桿件，橫梁由兩個(gè)反向設(shè)置的直線氣缸組成，兩個(gè)直線氣缸的活塞桿端部分別垂直連接兩根桿件；本發(fā)明依靠視覺成形具有自動(dòng)識(shí)別被抓取的對象，并且可以根據(jù)抓取工件的位置自動(dòng)調(diào)整吸盤角度與方向、抓取可靠，可以進(jìn)行廢品篩選，結(jié)構(gòu)簡單，自由度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，更具體的說，尤其涉及一種基于圖像識(shí)別氣動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)定位的快速機(jī)械吸盤裝置。

背景技術(shù)

目前，人力成本的不斷上漲，人工智能、工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備正越來越多地被企業(yè)使用。其中工業(yè)機(jī)械手憑借其精度高、適應(yīng)面廣、效率高等特點(diǎn)，成為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中最佳工具。機(jī)械手可以在有毒、有危險(xiǎn)的環(huán)境下連續(xù)工作；也可以完成頻繁、單調(diào)、重復(fù)的勞動(dòng)、比如上下料、搬運(yùn)等。而在機(jī)械手中，真空吸盤憑借結(jié)構(gòu)簡單、性價(jià)比高等優(yōu)勢在產(chǎn)品包裝、上下料、物體的傳輸和機(jī)械裝配等自動(dòng)化作業(yè)線上使用越來越多。國沖壓件在機(jī)電、日用品和五金零件中占很大比例，但目前絕大多數(shù)是采用手工上下料,從而導(dǎo)致效率過低、工傷事故較多等問題。而最有效的安全生產(chǎn)措施,是采用送料機(jī)械手取代人工送料。機(jī)械手不但可以實(shí)現(xiàn)安全操作，也提高了產(chǎn)品品質(zhì)。

柔而有彈性的吸盤可以很方便地實(shí)現(xiàn)諸如工件的吸持、脫開、傳遞等搬運(yùn)功能，并確保不損壞其作用對象。但是現(xiàn)有的吸盤機(jī)械手只能對形狀比較簡單規(guī)則零件進(jìn)行搬運(yùn)放置，并且要求零部件事先規(guī)則堆放，并且要求零件也具備規(guī)則形狀。另外，現(xiàn)有的吸盤機(jī)械手抓取的位置都相對固定，不具備自動(dòng)跟蹤識(shí)別抓取零部件的功能，只能機(jī)械的完成給定的工作，對于某些復(fù)雜的環(huán)境不能使用。如果吸盤的布局不合理,被吸工件將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的彎矩，減小吸盤與工件之間的接觸面積，減小吸盤對工件的作用力勢必增加吸盤的個(gè)數(shù)。同時(shí)，在加速旋轉(zhuǎn)過程中，接觸不好，或者振動(dòng)太大容易使工件滑落,這使得在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生較大的不穩(wěn)定因素。在汽車焊裝生產(chǎn)線中，車身是有很多薄板件組合而成并且形狀不規(guī)則，對吸盤機(jī)械手要求更復(fù)雜且需要更多的自由度，多自由度吸盤機(jī)械手將成為生產(chǎn)線上設(shè)備制造研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決已有吸盤機(jī)械手自由度較少，對形狀不規(guī)則，隨意堆放的零部件不能抓取或者抓取位置不正確導(dǎo)致工件滑落，同時(shí)對失效的零部件不具備篩選功能的問題，提出了一種基于圖像識(shí)別氣動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)定位的快速機(jī)械吸盤裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，自由度多，通過視覺定位，抓取可靠，同時(shí)具備廢品篩選的功能。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：一種基于圖像識(shí)別氣動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)定位的快速機(jī)械吸盤裝置，包括固定機(jī)架、T形連接件、工字形抓取構(gòu)件、小型廣角攝像頭和氣動(dòng)輔助抓取構(gòu)件；

所述氣動(dòng)輔助抓取構(gòu)件為一對并排布置的氣動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)，氣動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)包括氣缸筒體和可伸長活塞，所述氣缸筒體固定在固定機(jī)架上，可伸長活塞的一端伸入氣缸筒體內(nèi)，可伸長活塞的另一端端部呈水平放置的U型，U型的開口尺寸與工字形抓取構(gòu)件的橫梁尺寸一致；氣動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)伸長后可伸長活塞端部的U型的開口剛好卡住工字形抓取構(gòu)件的橫梁；

所述T形連接件包括T形主臂和T形垂直臂，T形垂直臂的一端垂直固定在T形主臂的中部，T形主臂的兩端分別固定在兩個(gè)氣動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)的氣缸筒體的外壁上；T形垂直臂的另一端的正上方設(shè)置有一個(gè)開口向上的球槽，T形垂直臂的另一端的正下方安裝小型廣角攝像頭；

所述工字形抓取構(gòu)件包括橫梁和垂直于橫梁設(shè)置的兩根桿件，橫梁由兩個(gè)反向設(shè)置的直線氣缸組成，兩個(gè)直線氣缸的缸筒連接為橫梁主體，兩個(gè)直線氣缸的活塞桿端部分別垂直連接兩根桿件，所述橫梁的中心下方設(shè)置有半球結(jié)構(gòu)，橫梁下方的半球結(jié)構(gòu)與T形連接件的T形垂直臂上的球槽相配合組成球形配合，工字形抓取構(gòu)件繞著該球形配合在T形連接件上自由旋轉(zhuǎn)；每根桿件的兩端均固定有一個(gè)真空吸頭組件。