本實(shí)用新型涉及機(jī)械手控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有圖像識別功能的機(jī)械手控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著生產(chǎn)工具的不斷迭新改變，人類社會的勞動生產(chǎn)率也不斷提高，人類社會的發(fā)展速度也越來越快，其中機(jī)械手是人類社會進(jìn)步不可或缺的一部分，機(jī)械手可以代替人類在惡劣的環(huán)境中工作，并可以完成搬運(yùn)、加工、運(yùn)輸?shù)纫幌盗泄ぷ?，提高生產(chǎn)效率。

然而，現(xiàn)有的機(jī)械手與上位機(jī)之間的通信模式大部分采用有線通信或者短距離的無線通信模式，在抓取搬運(yùn)工件時，由于數(shù)據(jù)傳輸距離短，仍需工作人員在現(xiàn)場，浪費(fèi)人力資源，控制成本較高，并且圖像處理效果差，有時會產(chǎn)生誤操作行為，增加了機(jī)械手潛在的危險性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸穩(wěn)定可靠；圖像采集精度高，圖像數(shù)據(jù)處理精確的具有圖像識別功能的機(jī)械手控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：一種具有圖像識別功能的機(jī)械手控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)，上位機(jī)通過無線通信模塊與單片機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，單片機(jī)輸出端與舵機(jī)控制器的輸入端相連，舵機(jī)控制器的輸出端與舵機(jī)相連，方向傳感器、壓力傳感器和攝像頭的輸出端分別與第一模擬信號處理模塊、第二模擬信號處理模塊和圖像處理模塊的輸入端一一對應(yīng)相連，第一模擬信號處理模塊、第二模擬信號處理模塊和圖像處理模塊的輸出端均與單片機(jī)的輸入端相連，供電模塊分別向單片機(jī)、舵機(jī)控制器和圖像處理模塊供電。

所述單片機(jī)采用 ATmega128 芯片；所述第一模擬信號處理模塊包括放大器U10B，其正相輸入端通過可調(diào)電阻R54接地，其反相輸入端分別與電阻R52、電阻R53的一端相連，電阻R52的另一端分別與電阻R50、電阻R51的一端相連，電阻R50的另一端分別與方向傳感器、電容C50的一端相連，電阻R51的另一端接地，電容C50的另一端接地；放大器U10B的輸出端分別與電阻R55的一端、電阻R53的另一端相連，電阻R55的另一端接單片機(jī)的51腳。

所述舵機(jī)和方向傳感器均安裝在機(jī)械手的關(guān)節(jié)處，所述壓力傳感器和攝像頭安裝在機(jī)械手的手爪處。

所述無線通信模塊采用GPRS模塊，所述舵機(jī)控制器采用基于PCA9685的16路PWM舵機(jī)驅(qū)動板，所述圖像處理模塊采用MT9P031芯片，所述供電模塊選用LM2576-5.0穩(wěn)壓芯片。

所述第二模擬信號處理模塊和第一模擬信號處理模塊的電路相同。

所述放大器U10B采用LM4562芯片。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：第一，采用ATmega128 單片機(jī)，可靠性高，成本低；第二，通過GPRS模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與單片機(jī)之間數(shù)據(jù)的無線傳輸，數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)不易丟失；第三，圖像處理模塊采集圖像精度高，圖像數(shù)據(jù)處理精確，可避免機(jī)械手的誤操作行為。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電路圖；

圖2、3分別為圖1中單片機(jī)和第一模擬信號處理模塊的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種具有圖像識別功能的機(jī)械手控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)1，上位機(jī)1通過無線通信模塊2與單片機(jī)3進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，單片機(jī)3輸出端與舵機(jī)控制器4的輸入端相連，舵機(jī)控制器4的輸出端與舵機(jī)相連，方向傳感器、壓力傳感器和攝像頭的輸出端分別與第一模擬信號處理模塊5、第二模擬信號處理模塊6和圖像處理模塊7的輸入端一一對應(yīng)相連，第一模擬信號處理模塊5、第二模擬信號處理模塊6和圖像處理模塊7的輸出端均與單片機(jī)3的輸入端相連，供電模塊8分別向單片機(jī)3、舵機(jī)控制器4和圖像處理模塊7供電。所述舵機(jī)和方向傳感器均安裝在機(jī)械手的關(guān)節(jié)處，所述壓力傳感器和攝像頭安裝在機(jī)械手的手爪處。所述無線通信模塊2采用GPRS模塊，選用西門子MC55I型號，用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)1與單片機(jī)3之間的無線數(shù)據(jù)傳輸；所述舵機(jī)控制器4采用基于PCA9685的16路PWM舵機(jī)驅(qū)動板，用于驅(qū)動多路舵機(jī)，進(jìn)而控制機(jī)械手各關(guān)節(jié)和機(jī)械手手爪；所述圖像處理模塊7采用MT9P031芯片，用于圖像數(shù)據(jù)的處理；所述供電模塊8選用LM2576-5.0穩(wěn)壓芯片，輸出5V電壓，用于單片機(jī)3、舵機(jī)控制器4和圖像處理模塊7供電。

如圖2、3所示，所述單片機(jī)3采用 ATmega128 芯片；所述第一模擬信號處理模塊5包括放大器U10B，所述放大器U10B采用LM4562芯片，其正相輸入端通過可調(diào)電阻R54接地，其反相輸入端分別與電阻R52、電阻R53的一端相連，電阻R52的另一端分別與電阻R50、電阻R51的一端相連，電阻R50的另一端分別與方向傳感器、電容C50的一端相連，電阻R51的另一端接地，電容C50的另一端接地；放大器U10B的輸出端分別與電阻R55的一端、電阻R53的另一端相連，電阻R55的另一端接單片機(jī)3的51腳。所述第二模擬信號處理模塊6和第一模擬信號處理模塊5的電路相同，用于將傳感器發(fā)送的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。第一模擬信號處理模塊5和第二模擬信號處理模塊6分別通過AD1和AD2腳與方向傳感器和壓力傳感器相連，通過PA0、PA1腳與單片機(jī)3的51、50腳相連，第一模擬信號處理模塊5和第二模擬信號處理模二6選用LM4562芯片。

以下結(jié)合圖1、2、3對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

攝像頭將采集到機(jī)械手前方物體的圖像信息經(jīng)過圖像處理模塊7處理后傳送給單片機(jī)3，單片機(jī)3經(jīng)過無線通信模塊2將圖像信息傳送給上位機(jī)1顯示，工作人員操作上位機(jī)1發(fā)出控制信號給單片機(jī)3，單片機(jī)3發(fā)出控制指令控制舵機(jī)控制器4，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的控制。為實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的閉環(huán)控制，安裝在機(jī)械手關(guān)節(jié)處的方向傳感器將采集到的機(jī)械手方向信息、安裝在機(jī)械手手爪處的壓力傳感器將采集到的機(jī)械手手爪對物體的壓力信息經(jīng)過第一模擬信號處理模塊5、第二模擬信號處理模塊6將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)3，進(jìn)而控制舵機(jī)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)精確控制。

綜上所述，單片機(jī)3根據(jù)上位機(jī)1的控制信號、傳感器采集到的信息和圖像信息，發(fā)出相應(yīng)控制指令，控制機(jī)械手執(zhí)行相應(yīng)的動作，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，并將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)1顯示。本實(shí)用新型通過無線通信模塊2傳送數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)范圍大，成本低，并且操作簡單，功能實(shí)用。