機(jī)械手裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種的機(jī)械手裝置，其特征在于，包括：機(jī)械手；成像部，對(duì)機(jī)械手和目標(biāo)物進(jìn)行成像，得到含有二者的圖像，并將圖像進(jìn)行傳遞；以及處理控制部，分別與成像部和機(jī)械手相連，用于接收和處理圖像，并控制機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置進(jìn)行抓取或搬運(yùn)。根據(jù)本發(fā)明所提供的機(jī)械手裝置，由于成像部能夠?qū)C(jī)械手與目標(biāo)物成像，得到二者的圖像，處理控制部能夠接收?qǐng)D像并對(duì)圖像進(jìn)行處理，得到機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置所需的運(yùn)動(dòng)矢量，然后根據(jù)該運(yùn)動(dòng)矢量控制機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行抓取或搬運(yùn)，從而使機(jī)械手能夠根據(jù)目標(biāo)物或環(huán)境的變化進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并自動(dòng)調(diào)整位置和姿勢(shì)，準(zhǔn)確的抓取或搬運(yùn)目標(biāo)物。
【專利說明】機(jī)械手裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種能夠自動(dòng)定位和控制的機(jī)械手
>J-U裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器，能夠協(xié)助或取代人類的進(jìn)行工作，在工業(yè)及非工業(yè)領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用，如手術(shù)、水果采摘、枝葉修剪、巷道掘進(jìn)、偵查及排雷等。
[0003]機(jī)械手作為工業(yè)機(jī)器人的一種，是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人。它不僅能夠代替工作人員進(jìn)行繁重的勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，也能夠在有害環(huán)境下進(jìn)行工作以保護(hù)工作人員的人身安全，因而廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等領(lǐng)域。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外的機(jī)械手大都采用示教控制方式工作，即機(jī)械手按照事先編好的程序工作，若其工作對(duì)象或工作環(huán)境發(fā)生變化，機(jī)械手就無法準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致其難以正常工作，自動(dòng)化程度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)械手裝置，以解決上述問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]一種機(jī)械手裝置，其特征在于，包括:機(jī)械手；成像部，對(duì)機(jī)械手和目標(biāo)物進(jìn)行成像，得到含有二者的圖像，并將圖像進(jìn)行傳遞；以及處理控制部，分別與成像部和機(jī)械手相連，用于接收和處理圖像，并控制機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置進(jìn)行抓取或搬運(yùn)。其中，處理控制部具有與成像部相連的圖像采集單元、與機(jī)械手相連的控制單元以及安裝有圖像采集單元和控制單元的處理單元。圖像采集單元用于接收?qǐng)D像，并將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳遞到處理單元；處理單元對(duì)圖像進(jìn)行處理并計(jì)算，得出機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)矢量，并將運(yùn)動(dòng)矢量的信息傳遞給控制單元；控制單元根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量的信息對(duì)機(jī)械手發(fā)出相應(yīng)的工作指令，機(jī)械手根據(jù)該工作指令運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置抓取或搬運(yùn)目標(biāo)物。
[0008]另外，本發(fā)明所涉及的機(jī)械手裝置還可以具有這樣的特征:其中，成像部為兩個(gè)攝像頭，機(jī)械手及目標(biāo)物均位于攝像頭的視野內(nèi)。
[0009]另外，上述攝像頭還可以具有這樣的特征:其中，攝像頭為CMOS攝像頭。
[0010]另外，本發(fā)明所涉及的機(jī)械手裝置還可以具有這樣的特征:其中，機(jī)械手具有多個(gè)執(zhí)行部件、多個(gè)執(zhí)行關(guān)節(jié)以及多個(gè)分別與執(zhí)行部件相連的驅(qū)動(dòng)部件，各個(gè)執(zhí)行部件之間通過執(zhí)行關(guān)節(jié)相連，并能夠沿執(zhí)行關(guān)節(jié)相互轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)部件均與控制單元相連，接收控制單元發(fā)送的工作指令，并驅(qū)動(dòng)各個(gè)執(zhí)行部件轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)預(yù)定位置。
[0011]發(fā)明的作用與效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明所提供的機(jī)械手裝置，由于成像部能夠?qū)C(jī)械手與目標(biāo)物成像，得到二者的圖像，處理控制部能夠接收?qǐng)D像并對(duì)圖像進(jìn)行處理，得到機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置所需的運(yùn)動(dòng)矢量，然后根據(jù)該運(yùn)動(dòng)矢量控制機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行抓取或搬運(yùn)，從而使機(jī)械手能夠根據(jù)目標(biāo)物或環(huán)境的變化進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并自動(dòng)調(diào)整位置和姿勢(shì)，準(zhǔn)確的抓取或搬運(yùn)目標(biāo)物。
[0013]另外，由于處理單元能夠?qū)D像的幾何失真進(jìn)行校正，并能起到平滑濾波、圖像增強(qiáng)、及立體匹配的作用，從而可以精確的得到機(jī)械手和目標(biāo)物的位置信息。
[0014]另外，本發(fā)明所提供的機(jī)械手裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所涉及的機(jī)械手裝置的框圖；以及
[0016]圖2是本發(fā)明所涉及的機(jī)械手裝置在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的機(jī)械手裝置的具體實(shí)施形態(tài)做進(jìn)一步說明。
[0018]〈實(shí)施例〉
[0019]圖1是本發(fā)明所涉及的機(jī)械手裝置的框圖。
[0020]如圖1所示,本實(shí)施例所涉及的機(jī)械手裝置10具有機(jī)械手11、含有兩個(gè)CMOS攝像頭的成像部12以及處理控制部13。處理控制部13包括與成像部12相連的圖像采集單元131、與機(jī)械手11相連的控制單元133、以及安裝有圖像采集單元131和控制單元133的處理單元132。
[0021]成像部12對(duì)機(jī)械手11及周邊環(huán)境進(jìn)行成像，圖像采集單元131將成像部12得到的圖像的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為易于處理的數(shù)字信號(hào)，并將其傳遞到處理單元132，處理單元132中設(shè)定有圖像處理程序及用來計(jì)算機(jī)械手11的運(yùn)動(dòng)矢量的插補(bǔ)算法程序，能夠?qū)D像進(jìn)行處理及運(yùn)算，得到機(jī)械手11需要運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)矢量，并將該運(yùn)動(dòng)矢量傳遞到控制單元133，控制單元133根據(jù)該運(yùn)動(dòng)矢量給機(jī)械手11發(fā)送相應(yīng)的工作指令，控制其工作。
[0022]其中，圖像處理程序主要包括以下五個(gè)步驟:
[0023]步驟一:對(duì)幾何失真進(jìn)行校正:
[0024]由于成像部的鏡頭部件的精度有限，光敏元件系列分布不可能絕對(duì)一致，所得圖像不可避免的存在幾何畸變。
[0025]設(shè)g(x’，y’ )是實(shí)際獲得的圖像，f(x，y)是理想情況下的圖像，對(duì)幾何失真進(jìn)行校正有如下變換:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械手裝置，用于對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行抓取或搬運(yùn)，其特征在于，包括: 機(jī)械手； 成像部，對(duì)所述機(jī)械手和所述目標(biāo)物進(jìn)行成像，得到含有二者的圖像，并將所述圖像進(jìn)行傳遞；以及 處理控制部，分別與所述成像部和所述機(jī)械手相連，用于接收和處理所述圖像，并控制所述機(jī)械手到達(dá)預(yù)定位置進(jìn)行所述抓取或搬運(yùn)， 其中，所述處理控制部具有與所述成像部相連的圖像采集單元、與所述機(jī)械手相連的控制單元以及安裝有所述圖像采集單元和所述控制單元的處理單元， 所述圖像采集單元用于接收所述圖像，并將所述圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳遞到所述處理單元， 所述處理單元對(duì)所述圖像進(jìn)行處理，得出所述機(jī)械手到達(dá)所述預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)矢量，并將所述運(yùn)動(dòng)矢量的信息傳遞給所述控制單元， 所述控制單元根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)矢量的信息對(duì)所述機(jī)械手發(fā)出相應(yīng)的工作指令，所述機(jī)械手根據(jù)該工作指令運(yùn)動(dòng)到所述預(yù)定位置抓取或搬運(yùn)所述目標(biāo)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手裝置，其特征在于: 其中，所述成像部為兩個(gè)攝像頭， 所述機(jī)械手及所述目標(biāo)物均位于所述攝像頭的視野內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械手裝置，其特征在于: 其中，所述攝像頭為CMOS攝像頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手裝置，其特征在于: 其中，所述機(jī)械手具有多個(gè)執(zhí)行部件、多個(gè)執(zhí)行關(guān)節(jié)以及多個(gè)分別與所述執(zhí)行部件相連的驅(qū)動(dòng)部件， 各個(gè)所述執(zhí)行部件之間通過所述執(zhí)行關(guān)節(jié)相連，并能夠沿所述執(zhí)行關(guān)節(jié)相互轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述驅(qū)動(dòng)部件均與所述控制單元相連，接收所述控制單元發(fā)送的所述工作指令，并驅(qū)動(dòng)各個(gè)所述執(zhí)行部件轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)所述預(yù)定位置。
【文檔編號(hào)】B25J17/00GK103707300SQ201310711832
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】吳瑩, 楊贊, 華云松, 巢旭, 顧巖秀, 馬賢淑 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)