[实用新型]一种多功能自动抓取机械臂

说明书

本实用新型公开了一种多功能自动抓取机械臂，包括：底座、机械臂、FPGA平台、上位机和多种功能模块，所述机械臂和FPGA平台连接于底座上，所述机械臂上安装摄像模块，所述底座一侧设置LED补光模块，所述机械臂、摄像头模块和LED补光模块均与FPGA平台电性连接，所述的FPGA平台还连接上位机、无线串口屏模块、温湿度传感器模块、语音播报模和警报器模块等相关电子元件。本实用新型将自动捕捉物体位置信息、无线屏幕控制、音频播报和工作信息显示、温度光强的检测等多功能模块集合到FPGA平台上，实现机械臂的多功能控制，提升机械臂抓取的准确性，实现机械臂工作的多元化。

技术领域

本实用新型公开了一种多功能自动抓取机械臂，涉及智能机械臂技术领域。

背景技术

在工业生产自动化、智能化的大背景下，以工业机械臂为代表的工业机器人在工控产业中的应用越来越普遍，在抓取速度和抓取精度已达到成熟的技术研究上，结合疫情发展和人机交互的安全性等背景下，对机械臂的要求越来越高，为拓展机械臂的功能性和多元性带来了更多的思路。

现有技术中，机械臂功能单一，对工作场景没有相应检测功能，影响抓取效果，也难以适应多种不同的应用场景。

实用新型内容

本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供一种多功能自动抓取机械臂，提升工业控制领域机械臂的多功能性、安全性和应用性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种多功能自动抓取机械臂，包括：底座、机械臂、FPGA平台和上位机，所述机械臂和FPGA平台连接于底座上，所述机械臂上安装摄像头模块，所述底座一侧设置LED补光模块，所述上位机、机械臂、摄像模块和LED补光模块均与FPGA平台电性连接，所述的FPGA平台电性连接上位机；FPGA平台是一类高集成度的可编程逻辑器件，以硬件描述语言为基础的硬件开发平台，在本实用新型中用于物体图像的采集和处理和各类器件控制，从而自动识别到物体位置，并处理和传输多种功能模块的监测数据；具有成本小、体积小、处理速度快的优势；所述上位机用于接收FPGA传送的摄像头监测的图像信息、工作环境的温湿度数据、光数据、任务完成情况，便于检验机械臂的工作状态；同时通过上位机程序规划机械臂的活动动作。

进一步的，所述机械臂设置在底座的中央，所述的FPGA平台和LED补光模块设置在机械臂的侧边，摄像模块可配合CMOS数字式图像传感器OV5640和OV7670以及XT2010扫描模块组成的视觉检测组合，首先自动开始检测物体放置的状态（物体出现在可检测范围中，能捕捉到物体），扫描开关接通进行识别，根据物体上条码或二维码包含的信息进行抓取后实现分类，且当检测物块在阴影中时或光强已经低于能自动识别的限度时，环境光传感器AP3216C将光数据传送到LED补光模块，进行自动调光控制，提高抓取和识别的准确性。

进一步的，所述的FPGA平台电性连接温湿度传感器，所述的温湿度传感器采用DHT11，所述的FPGA平台电性连接警报器模块，所述的警报器模块包括LED灯和蜂鸣器；所述温湿度传感LED灯和蜂鸣器设至在底座上，温湿度传感可以检测机械臂工作环境的温度和湿度，温度范围0~50℃，湿度范围20~90%RH，根据应用环境设定合理阈值，当高于设定阈值时，警报器模块LED灯闪烁、蜂鸣器发出声音警报，保证工作环境的安全性。

进一步的，所述的FPGA平台电性连接语音播报模块，所述的语音播报模块采用：WT588C，语音播报模块设置于底座上，该模块在完成一次目标抓取—放置后，在后台播报语音，反馈机械臂的工作状态。

进一步的，所述FPGA平台电性连接机械臂，所述的机械臂采用：六自由度金属结构滚轴航模舵机，包括：舵机一、舵机二、舵机三、舵机四、舵机五和舵机六；舵机一控制机械臂方向，可在水平面内实现360°旋转，舵机二~四控制臂节伸展，可在竖直平面可实现180°调整，舵机五控制机械爪的抬放，舵机六控制机械爪的开合程度；本申请可根据设置的程序数据实现机械臂在空间内的多方向运动。