视觉检测装置以及具有其的机械臂系统的制作方法

1.本技术属于机械臂系统技术领域，具体涉及一种视觉检测装置以及具有其的机械臂系统。


背景技术：

2.目前，现有技术中的装配机器人多用在机械制造业中，以代替人完成具有大批量、高质量要求的工作,如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品(电视机、电冰箱、洗衣机)、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运,包装、码垛等作业的机器人。其主要是将一台摄像机固定放置在装配台附近，通过摄像头收取装配实时的图像进行纠正。
3.但是，这些设备多数是体积庞大，而且采用手眼标定技术，即摄像头与机械臂之间的坐标转换。在实际控制中，摄像头检测到目标在图像中的像素位置后，通过标定好的坐标转换矩阵将摄像头的像素坐标变换到机械臂的空间坐标系中，然后根据机械手臂坐标系计算出各个电机该如何运动，从而控制机械臂到达指定位置。由于拍摄角度过于固定，无法随机械臂的移动而移动，在面临复杂环境时无法做到灵活多变，只能机械性的根据先前输入的指令完成指定任务，虽然提供可以生产效率，但是只能在特定场景完成特定工作，缺少灵活性，无法胜任情况较为复杂灵活多变的特殊情境。
4.因此，如何提供一种能更具有机动性、灵活性和智能化的视觉检测装置以及具有其的机械臂系统成为本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种视觉检测装置以及具有其的机械臂系统，能更具有机动性、灵活性和智能化。
6.为了解决上述问题，本技术提供一种视觉检测装置，包括：
7.装置本体，装置本体包括相机；
8.和安装结构，安装结构与装置本体连接；安装结构用于连接于机械臂和机械手之间。
9.进一步地，安装结构包括安装盘，安装盘的尺寸与机械臂的尺寸相适配。
10.进一步地，装置本体包括壳体；壳体内具有第一腔室，第一腔室内安装有计算机、电源和线体组件；
11.和/或，壳体内具有第二腔室，第二腔室内安装相机。
12.进一步地，安装结构包括第一安装结构和第二安装结构，第一安装结构和第二安装结构均设置于壳体的外表面上，且第一安装结构与第二安装结构相对设置。
13.进一步地，当装置本体包括第一腔室和第二腔室时，壳体包括第一壳体和第二壳体，第二壳体设置于第一壳体上，第一壳体内部形成第一腔室，第二壳体内部形成第二腔室。
14.进一步地，线体组件包括连接相机与计算机的第一线体，第一壳体上开设有第一过线孔，第一过线孔连通第一腔室和第二腔室，第一过线孔用于第一线体走线；
15.和/或，线体组件包括连接机械臂与计算机的第二线体，第一壳体上开设有第二过线孔，第二过线孔用于第二线体走线。
16.进一步地，壳体内设置有安装部；安装部用于安装盖体；和/或，安装部的数量设置为多个，多个安装部围绕计算机的周向依次布置。
17.进一步地，壳体上安装有散热装置；散热装置包括吸风结构，吸风结构用于引导冷风进入壳体内部；和/或，散热装置包括排风结构，排风结构用于引导壳体内部的热量排出。
18.进一步地，计算机用于接收相机采集到的画面信息，以识别与对接位置，再根据对接位置调整机械臂的姿态，进而与待对接装置进行装配。
19.根据本技术的再一方面，提供了一种机械臂系统，包括视觉检测装置，视觉检测装置为上述的视觉检测装置。
20.本技术提供的视觉检测装置以及具有其的机械臂系统，本技术能更具有机动性、灵活性和智能化。
附图说明
21.图1为本技术实施例的视觉检测装置的结构示意图；
22.图2为本技术实施例的视觉检测装置的安装结构示意图。
23.附图标记表示为：
24.1、装置本体；11、第一壳体；111、第一腔室；112、第一过线孔；113、第二过线孔；114、散热孔；12、第二壳体；121、第二腔室；21、安装盘；31、相机；32、计算机；33、电源；34、线体组件；35、安装部；36、散热装置；37、过滤组件；4、盖体；5、相机舱盖。
具体实施方式
25.结合参见图1-2所示，一种视觉检测装置，包括装置本体1和安装结构，装置本体1包括相机31；安装结构与装置本体1连接；安装结构用于连接于机械臂和机械手之间。本技术将视觉辅助检测装置的安装结构，连接于机械臂和机械手之间。通过相机31捕捉画面，对画面中需要进行装配对接的部分进行特征识别，并通过训练好的神经网络计算识别所需对接的位置，经过机械臂姿态坐标变换，将纠正后的机械臂控制数据传递给机械臂主板，纠正机械臂的姿态，进而实现对机械臂的闭环控制，自动调整装配对接的装置。本技术能更机动性、灵活性和智能化。工业生产中机械手臂可分为机械臂部分和机械手部分。机械臂是提供改变姿态位置的装置；机械手是位于机械臂末端，用于执行工作的装置，在两部分之间使用安装盘21进行连接，本技术的视觉检测装置是装配在机械臂和机械手之间的视觉检测装置。本技术在现有工业装配对接机械臂的视觉辅助检测装置，能方便安装在现有一些装配对接机械上，能够根据特定的需要，实现摄像头对机械臂的闭环控制，提高装配对接的精度。
26.本技术还公开了一些实施例，安装结构包括安装盘21，安装盘21的尺寸与机械臂的尺寸相适配。安装盘21为扁平圆盘状，其大小可根据不同使用场景的装配机械手进行更替。用于连接视觉辅助检测装置与进行作业的装配机械手，可根据不同机械手连接处的需
要，在前机械臂安装盘21上进行钻孔并使用螺钉，将检测装置主体与机械手安装，让装置主体适配不同环境下作业的机械手。由于不同的机械臂在末端会有预留有不同位置的安装孔，而在机械手和本技术的视觉检测装置会根据需要也预留有安装孔。因此使用安装盘21根据机械臂、机械手或视觉检测装置的预留孔而进行开孔，以方便进行安装和更换。安装连接使用螺栓进行固定，可根据需求选择不同的螺栓型号进行固定。
27.本技术还公开了一些实施例，装置本体1包括壳体；壳体内具有第一腔室111，第一腔室111内安装有计算机32、电源33和线体组件34；
28.和/或，壳体内具有第二腔室121，第二腔室121内安装有相机31。相机31大小可根据所需装配的场景复杂情况选择型号，但主体为长方体结构，且深度小于第二腔室121深度，使得相机舱盖5可以保护相机31主体。在前方有相机31凸起，以免因各种情况被遮挡，降低识别精度。在相机31前部有相机舱盖5，将第二腔室121遮盖住，以保护相机31主体在装配过程中受到损害。
29.本技术还公开了一些实施例，安装结构包括第一安装结构和第二安装结构，第一安装结构和第二安装结构均设置于壳体的外表面上，且第一安装结构与第二安装结构相对设置。第一安装结构和第二安装结构为扁平圆盘状，其大小可根据不同使用场景的机械臂进行更替。用于连接视觉辅助检测装置与进行作业的机械臂，可根据不同机械臂连接处的需要，在后机械臂安装盘21上进行钻孔并使用螺钉，将检测装置主体与机械臂安装，让装置主体适配不同环境下作业的机械臂。
30.本技术还公开了一些实施例，当装置本体1包括第一腔室111和第二腔室121时，壳体包括第一壳体11和第二壳体12，第二壳体12设置于第一壳体11上，第一壳体11内部形成第一腔室111，第二壳体12内部形成第二腔室121。第一壳体11由扁平圆柱体形成，圆柱体的一端开设圆柱形的第一槽体，该第一槽体形成第一腔室111，在圆柱体上方即第一壳体11的外表面上设置有一个长方体凸起，与圆柱体相连接。该长方体凸起的第一表面开设有第二槽体，形成第二腔室121，第二槽体的槽口与第一槽体的槽口朝向相同。
31.本技术还公开了一些实施例，线体组件34包括连接相机31与计算机32的第一线体，第一壳体11上开设有第一过线孔112，第一过线孔112连通第一腔室111和第二腔室121，第一过线孔112用于第一线体走线；在第一槽体的侧壁上开设有第一通孔，第一通孔的位置与第二槽体的位置相对应，并贯穿该第一壳体11，形成第一过线孔112，此部分为通过数据及电源33线将相机31与计算机32主体连接时所需要的走线孔。
32.本技术还公开了一些实施例，线体组件34包括连接机械臂与计算机32的第二线体，第一壳体11上开设有第二过线孔113，第二过线孔113用于第二线体走线。第二过线孔113为通过数据及电源33线将机械臂与计算机32主体连接时所需要的走线孔，并将外部的供电传输到装置主体中的走线孔。第一过线孔112和第二过线孔113在关于圆柱体的中心轴线中心对称。
33.本技术还公开了一些实施例，壳体内设置有安装部35；安装部35用于安装盖体4。安装部35为圆柱体支柱，在第二槽体的槽底上设置有四个圆柱体支柱，以供盖体4安装。盖体4为扁平圆柱体，其半径与第二槽体的半径相同，厚度应为圆柱体支柱与壳体端面之间的空隙长度。通过盖体4部分的安装，可以保护装配检测主体内部的结构，同时方便拆卸维护和改装。圆柱形支柱为壳体上的一部分，取决于壳体的制作工艺，如果使用数控机床桌，可
在加工衬底的时候一同制作，即其与壳体为一体式成型。盖体4安装在第一槽体内时，盖体4的外周壁与第一槽体的内周壁过盈配合。
34.本技术还公开了一些实施例，安装部35的数量设置为多个，多个安装部35围绕计算机32的周向依次布置。四个圆柱体支柱所围成区域为计算机32安装区域，以保护计算机32。
35.本技术还公开了一些实施例，壳体上安装有散热装置36；散热装置36包括吸风结构，吸风结构用于引导冷风进入壳体内部；和/或，散热装置36包括排风结构，排风结构用于引导壳体内部的热量排出。在壳体上开设有散热孔114，散热孔114包括吸风孔和排风孔，吸风孔内还设置有吸风风机，排风孔内还设置有排风风机。吸风孔和排风孔分别位于第一过线孔112的两侧，且吸风孔和排风孔与第一过线孔112之间的夹角为30
°
，吸风孔和排风孔为长方形的通孔，吸风孔和排风孔为散热结构即风冷部分的通道。吸风风机和排风风机将冷风吸入装置内部，热风排出到装置外，以解决在计算机32识别过程中和电源33供电时产生的发热问题。吸风和排风装置在结构上类似，但风扇的旋转方向上有所差异。吸风和排风结构都由三部分组成：风扇、风扇架和过滤网。风扇由六片扇叶构成，以特定角度由中央转轴旋转排列。风扇架上有两个正方形开孔，其大小比风扇稍大，内部置有电机，与风扇相连。在装置朝向外侧一面装有过滤用的过滤组件37，过滤组件37包括过滤网，防止外界灰尘颗粒进入内部干扰计算机32等部件正常运行。
36.本技术还公开了一些实施例，计算机32用于接收相机31采集到的画面信息，以识别与对接位置，再根据对接位置调整机械臂的姿态，进而与待对接装置进行装配。
37.视觉检测装置还包括供电系统内部计算机32，计算机32可根据实际使用需要选用不同计算能力的主机。在运行过程中通过数据线将摄像头采集的画面实时传送到计算机32内部，通过目标识别定位和卷积神经网络实时识别所需对接的零件位置。并通过数据线，向辅助装置所适配安装的机械臂发送纠正数据信息，纠正机械臂的姿态，进而实现对机械臂的闭环控制，自动调整装配对接的装置。同时计算机32与两侧的西风和排风扇相连，根据计算机32内部的温度控制排风扇的转速，以达到散热的效果。内部计算机32整体呈长方体形状，放置在底板主体舱内部的四个支撑柱中间。通过数据线和供电线与相机31、排风装置和供电系统相连接。供电系统由外界输入的电源33，经过其供电系统内部的整流降压稳压等操作，与计算机32的电源33输入相连，放置在计算机32右侧，为计算机32提供稳定且持续的电源33。
38.根据本技术的实施例，提供了一种机械臂系统，包括视觉检测装置，视觉检测装置为上述的视觉检测装置。
39.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
40.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。