[实用新型]一种基于视觉自动抓取的机械手

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及了一种工业机械手，具体是一种基于视觉进行自动抓取的机械手。

【背景技术】

当前，工业机器人特别是机械手在抓取方面也实现了很大的进步，越来越广泛的应用到工业生产当中。机械手能灵活模仿人类手臂和手指的部分运动功能，按照固定的指令完成抓取、搬运工件的工作。传统的人工放置工件工作效率低下且自动化程度低，同时伴有危险程度大，劳动力费用高以及工作强度大等各种问题。机械手的诞生，完美的解决了人工放置的问题。但是，由于机械手在结构上存在一定问题，导致即使运用视觉智能辅助的方式，也很难确保机械手能实现完美的精准抓取，并不损伤被抓取的工件。因此，设计一种结构合理同时不损伤工件的机械手整体结构也是一个亟待解决的问题。

【发明内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足而提供一种新型的更为实用的抓取工件的机械手。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于视觉自动抓取的机械手，包括底座、第I臂、第II臂和抓取机构；所述底座内设有驱动装置；所述第I臂通过第I传动关节与底座连接，所述第II臂通过第II传动关节与第I臂连接，所述抓取机构安装在第II臂的外端部；所述第I传动关节带动第I臂在水平方向和竖直方向运动，所述第II传动关节带动第II臂在竖直方向运动；还包括光源、摄像机、图像处理系统、控制柜；所述摄像机与图像处理系统连接，所述控制柜与底座连接；所述摄像机用于捕捉待抓取工件的图形信息和位置信息，所述摄像机将拍摄到的图像信息发送给图像处理系统，图像处理系统再将上述图像信息处理后发送至控制柜；控制柜通过底座控制第I传动关节、第II传动关节和抓取机构运动；所述第II传动关节还能带动第II臂在水平方向运动，所述第II臂还能在水平方向伸缩。

进一步的，所述光源垂直安装于第II臂上方，并与所述抓取机构的抓取方向垂直。

进一步的，所述光源为圆环形光源；所述摄像机位于所述圆环形光源的中心偏上方位置；所述摄像机的镜头的中心轴与圆环形光源的中心轴重合。

进一步的，还包括示教盒，所述示教盒与图像处理系统连通，识别并调试待抓取工件的圆心及角度参数。

进一步的，所述第II传动关节内设有两套手臂驱动装置，分别位于第II臂两侧；所述手臂驱动装置包括三轴气缸和伺服电机，所述三轴气缸的活塞下部连接手指气缸，所述手指气缸与所述抓取机构连接。

进一步的，所述抓取机构有2个，分别安装在第II臂的外端两侧；所述每个抓取机构分别连接一个手指气缸，所述抓取机构能在手指气缸的驱动下分别进行抓取。

进一步的，所述抓取机构的内侧设有横向阻挡模块。所述横向阻挡模块为橡胶块。所述抓取机构可以是大口机械夹。

在工作过程中，摄像机拍摄待抓取工件的图像信息后，传送给图像处理系统，图像处理系统对图像信号进行处理，并通过示教盒对获取到的待抓取工件的圆心、角度参数进行识别、调试后，将最终形成的控制信号发送给控制柜；控制柜通过驱动装置，驱动第I臂、第II臂和抓取机构工作，实现工件的转取、转运。在抓取工件时，摄像机拍照分别获取两个工件的圆心及坐标，并发送给图像处理系统，图像处理系统将最终的控制信号发送给控制柜；在控制柜的指令下，电磁阀通过PU管控制压力气体进出，第I臂根据控制信号的指令在驱动装置的作用下进行水平方向或竖直方向的运动，第II臂2根据控制信号的指令在驱动装置的作用下进行水平或竖直方向的运动，并且第II臂还能根据控制信号指令在水平方向自由伸长或收缩。机械手通过第I臂1和第II臂2的移动，确保抓取机构3能准确移动至待抓取工件9的上方，再根据控制信号指令下降至指定位置。最终抓取机构在手指气缸活塞运动的带动下夹紧工件。当第一个抓取机构完成抓取后，第二个抓取机构开始抓取；两个抓取机构均抓取完毕后，机械手将恢复初始位置，并将被抓取工件移动至指定模具上。

由于第II臂上设有两个抓取机构，因此为确保抓取机构的定位精度，在抓取机构的内侧设置了横向阻挡模块，以便夹取工件时防止工件前后跑偏，同时此横向阻挡模块采用橡胶材料，材质较软，不会损伤工件。