[发明专利]机械手装置

说明书

技术领域

本发明属于机械设备自动控制领域，具体涉及一种能够自动定位和控制的机械手装置。 

背景技术

机器人是自动执行工作的机器，能够协助或取代人类的进行工作，在工业及非工业领域均有着广泛的应用，如手术、水果采摘、枝叶修剪、巷道掘进、侦查及排雷等。 

机械手作为工业机器人的一种，是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人。它不仅能够代替工作人员进行繁重的劳动以实现生产的机械化和自动化，也能够在有害环境下进行工作以保护工作人员的人身安全，因而广泛的应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等领域。 

目前，国内外的机械手大都采用示教控制方式工作，即机械手按照事先编好的程序工作，若其工作对象或工作环境发生变化，机械手就无法准确定位，导致其难以正常工作，自动化程度不高。 

发明内容

本发明的目的是提供一种机械手装置，以解决上述问题。 

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案： 

一种机械手装置，其特征在于，包括：机械手；成像部，对机械手和目标 物进行成像，得到含有二者的图像，并将图像进行传递；以及处理控制部，分别与成像部和机械手相连，用于接收和处理图像，并控制机械手到达预定位置进行抓取或搬运。其中，处理控制部具有与成像部相连的图像采集单元、与机械手相连的控制单元以及安装有图像采集单元和控制单元的处理单元。图像采集单元用于接收图像，并将图像转化为数字信号传递到处理单元；处理单元对图像进行处理并计算，得出机械手到达预定位置的运动矢量，并将运动矢量的信息传递给控制单元；控制单元根据运动矢量的信息对机械手发出相应的工作指令，机械手根据该工作指令运动到预定位置抓取或搬运目标物。 

另外，本发明所涉及的机械手装置还可以具有这样的特征：其中，成像部为两个摄像头，机械手及目标物均位于摄像头的视野内。 

另外，上述摄像头还可以具有这样的特征：其中，摄像头为CMOS摄像头。 

另外，本发明所涉及的机械手装置还可以具有这样的特征：其中，机械手具有多个执行部件、多个执行关节以及多个分别与执行部件相连的驱动部件，各个执行部件之间通过执行关节相连，并能够沿执行关节相互转动，驱动部件均与控制单元相连，接收控制单元发送的工作指令，并驱动各个执行部件转动到达预定位置。 

发明的作用与效果 

根据本发明所提供的机械手装置，由于成像部能够对机械手与目标物成像，得到二者的图像，处理控制部能够接收图像并对图像进行处理，得到机械手到达预定位置所需的运动矢量，然后根据该运动矢量控制机械手到达预定位置，对目标物进行抓取或搬运，从而使机械手能够根据目标物或环境的变化进行准 确定位，并自动调整位置和姿势，准确的抓取或搬运目标物。 

另外，由于处理单元能够对图像的几何失真进行校正，并能起到平滑滤波、图像增强、及立体匹配的作用，从而可以精确的得到机械手和目标物的位置信息。 

另外，本发明所提供的机械手装置结构简单，成本较低。 

附图说明

图1是本发明所涉及的机械手装置的框图；以及 

图2是本发明所涉及的机械手装置在实施例中的结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图，对本发明所涉及的机械手装置的具体实施形态做进一步说明。 

<实施例> 

图1是本发明所涉及的机械手装置的框图。 

如图1所示，本实施例所涉及的机械手装置10具有机械手11、含有两个CMOS摄像头的成像部12以及处理控制部13。处理控制部13包括与成像部12相连的图像采集单元131、与机械手11相连的控制单元133、以及安装有图像采集单元131和控制单元133的处理单元132。 

成像部12对机械手11及周边环境进行成像，图像采集单元131将成像部12得到的图像的模拟信号转化为易于处理的数字信号，并将其传递到处理单元132，处理单元132中设定有图像处理程序及用来计算机械手11的运动矢量的 插补算法程序，能够对图像进行处理及运算，得到机械手11需要运动的运动矢量，并将该运动矢量传递到控制单元133，控制单元133根据该运动矢量给机械手11发送相应的工作指令，控制其工作。 

其中，图像处理程序主要包括以下五个步骤： 

步骤一：对几何失真进行校正： 

由于成像部的镜头部件的精度有限，光敏元件系列分布不可能绝对一致，所得图像不可避免的存在几何畸变。