CN102785252A - 机械手及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械手，其包括支撑臂、调节杆及检测单元，该调节杆能够转动地设置于该支撑臂上，该检测单元设置在该调节杆末端，该检测单元包括影像撷取装置及探针装置，该影像撷取装置用于撷取工件的影像，该探针装置包括驱动装置及探针，该驱动装置设置在该影像撷取装置，该探针能够移动地设置于该驱动装置并用于接触该工件，该驱动装置用于驱动该探针在不遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第一位置与遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第二位置移动。本发明还涉及一种具有上述机械手的检测装置。

Description

机械手及检测装置

技术领域

本发明涉及一种机械手及一种具有该机械手的检测装置。

背景技术

机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，机械手是机器人的一种重要分支，通过在机械手上安装不同之设备，可以实现对工件的加工，检测等动作。对工件进行加工或检测前，机械手需对工件进行定位以确保工件位置的准确性。一般的做法为先在机械手上安装影像撷取装置以撷取工件的影像，经分析影像后再调整机械手的位置。机械手的位置调整完成后，将影像撷取装置卸下再将探测装置装上，然后移动机械手将探测装置与工件接触以检测工件。但是，上述操作不便，效率低下。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种能够提高操作便利性及工作效率的机械手及一种具有该机械手的检测装置。

一种机械手，其包括支撑臂、调节杆及检测单元，该调节杆能够转动地设置于该支撑臂上，该检测单元设置在该调节杆末端，该检测单元包括影像撷取装置及探针装置，该影像撷取装置用于撷取工件的影像，该探针装置包括驱动装置及探针，该驱动装置设置在该影像撷取装置，该探针能够移动地设置于该驱动装置并用于接触该工件，该驱动装置用于驱动该探针在不遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第一位置与遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第二位置移动。

一种检测装置，其包括上述的机械手、影像撷取控制系统、机械手运动控制系统及测试系统，该影像撷取控制系统电性连接于该影像撷取装置并用于控制该影像撷取装置对该工件进行拍摄影像，该机械手运动控制系统电性连接该机械手并用于控制该机械手的运动，该测试系统电性连接该探针并用于获取该工件的测试参数。

相较于现有技术，本发明的机械手及检测装置，利用驱动装置将探针在不遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第一位置与遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第二位置移动，使机械手的功能切换快速，进而提高了操作便利性及工作效率。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的一种包括机械手的检测装置的功能模块示意图。

图2为图1的机械手的立体示意图。

图3为图2的机械手的一个状态的部分分解示意图。

图4为图2的机械手的另一状态的部分分解示意图。

图5为图1的检测装置的撷取影像的示意图。

图6为图1的检测装置的撷取影像的另一示意图。

图7为图1的检测装置的撷取影像的再一示意图。

主要元件符号说明

检测装置	100
		机械手	10
影像撷取控制系统	20
		机械手运动控制系统	30
测试系统	40
		支撑臂	11
调节杆	12
		检测单元	13
第一支臂	111
		第二支臂	112
底部	113
		末端	114
转动臂	115
		端	116
螺孔	117
		杆体	121
连接板	122
		影像撷取装置	131
探针装置	132
		壳体	133
驱动装置	135
		探针	136
连接件	137
		限位件	138
探针固定架	139
		缺口	370
上边	380
		凸块	381
壳体螺孔	330
		限位件螺孔	382
限位开口	383
		旋转孔部	384
限位孔部	385
		旋转臂	390
支撑架	391
		耦合端	392
连接端	393
		耦合部	350
气口	351
		影像	300，361，201

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合图式对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1至图4，本发明实施方式提供的一种检测装置100包括机械手10、影像撷取控制系统20、机械手运动控制系统30及测试系统40。

该机械手10包括支撑臂11、调节杆12及检测单元13。

该支撑臂11包括第一支臂111及连接于该第一支臂111的第二支臂112。该第一支臂111大致呈L型，其底部113装有第一驱动电机（图未示）及末端114装有第二驱动电机（图未示），第一驱动电机及第二驱动电机可由检测装置100所控制，以在通电时驱动第一支臂111旋转及第二支臂112至合适位置。该第二支臂112通过两个转动臂115能够转动地连接至第一支臂111。

该调节杆12能够转动地穿设于该第二支臂112上，具体地，该第二支臂112远离第一支臂111的一端116开设有螺孔117。该调节杆12包括杆体121及连接板122。该杆体121为螺杆，其螺合于该螺孔117。连接板122设置于杆体121的下端。杆体121旋转时，可带动连接板122沿着杆体121轴向上下移动。

检测单元13设置在该调节杆12末端，本实施方式中，该检测单元13设置于连接板122上。该检测单元13包括影像撷取装置131及探针装置132。

该影像撷取装置131用于撷取工件的影像。该影像撷取装置131较佳为具有自动对焦功能的影像撷取装置。该影像撷取装置131包括壳体133、镜头单元（图未示）及位于壳体133内的影像传感器（图未示），镜头单元安装在壳体133上。

该探针装置132包括驱动装置135、探针136、连接件137、限位件138及探针固定架139。该连接件137大致呈L型，其可通过螺接、粘接等方式设置于该影像撷取装置131的壳体133上且连接该调节杆12末端，即连接在该连接板122的一端面上。该连接件137可通过螺接、粘接等方式固定在该连接板122的端面上。该连接件137的一边缘开设呈漏斗状的缺口370。

该限位件138卡接于该连接件137上，具体地，该限位件138的上边380设置有凸块381，凸块381的形状与缺口370的形状相匹配，通过凸块381与缺口370的相互卡合而使限位件138连接至连接件137上。进一步地，壳体133开设有壳体螺孔330，限位件138开设有对应于壳体螺孔330的限位件螺孔382，可通过螺钉锁固的方式将限位件138进一步固定。

该限位件138在其中间位置开设有限位开口383，该限位开口383包括旋转孔部384及与该旋转孔部384相通的限位孔部385。该旋转孔部384大致呈圆形。限位孔部385的开口角度可限定探针固定架139旋转的角度。

该探针固定架139固定该探针136并设置于该驱动装置135。具体地，该探针固定架139包括旋转臂390及支撑架391。该旋转臂390包括位于该旋转臂390相对两侧的耦合端392及连接端393。该耦合端392固定于该驱动装置135上，该支撑架391连接于连接端393且固定该探针136。位于耦合端392与连接端393之间的旋转臂390收容于限位孔部385。

该驱动装置135包括与该耦合端392相互耦合的耦合部350，该耦合部350大致呈圆形并穿设于该旋转孔部384。本实施方式中，该驱动装置135以方向控制阀电磁控制方式控制气流的流向，进而控制耦合部350转动的方向。因此，本实施方式中，该驱动装置135包括两个气口351，该两个气口351可用于与供气装置（图未示）相连接，以将供气装置提供的气流导入至驱动装置135，以利用气流驱动耦合部350的（逆时针或顺时针）旋转，进而驱动探针136的转动。

探针136可根据实际所需而采用不同的类型，若所需检测的工件为主机板某个电子组件的引脚电压或焊盘导电性时，则探针136可选用具有弹性的导电体，例如金属弹簧等；若所需检测的工件参数为温度时，则探针136可选用具有温度探测特性的组件，例如热电偶等；其它情况不一一举例。

该影像撷取控制系统20电性连接于该影像撷取装置131并用于控制该影像撷取装置131对该工件进行拍摄影像，并将影像输出至显示终端(display terminal)。该机械手运动控制系统30电性连接该机械手10并用于控制该机械手10的运动。具体地，该机械手运动控制系统30可控制第一驱动电机、第二驱动电机及驱动装置135的运作，以对应地控制第一支臂111、第二支臂112及探针136的运动。

该测试系统40电性连接该探针136并用于获取该工件的测试参数，如获取电压、温度等所需参数，将所获取的参数与该测试系统40中预设的参数比较并将上述参数及比较结果输出至显示终端。

使用时，该机械手运动控制系统30控制驱动装置135，使探针136位于镜头单元之侧面，即位于不遮挡该影像撷取装置131撷取该工件的影像的第一位置。请结合图4及图5，探针136不遮挡该影像撷取装置131撷取该工件的影像理解为：在影像撷取装置131视角范围内所撷取的影像300（可通过显示终端进行检视）中，探针136所形成的探针影像361与工件所需检测的部分所形成的影像201不交叉；或请结合图4及图6，探针136完全移出影像撷取装置131视角范围，即在影像撷取装置131所撷取的影像300中不存在探针136的影像。

然后，旋转调节杆12以沿该调节杆12轴向移动影像撷取装置131，使工件进入镜头单元的景深范围内以使影像撷取装置131能对工件清晰成像。该影像撷取控制系统20控制影像撷取装置131对工件进行对焦后拍摄以形成工件的清晰影像。影像撷取控制系统20分析该清晰影像以确定影像300的中心点与工件影像201之间的位置差异。该机械手运动控制系统30根据该位置差异移动机械手10将影像300的中心点落在工件影像201的范围内。

之后，该机械手运动控制系统30控制驱动装置135，使探针136位于镜头单元之正前方，即位于遮挡该影像撷取装置131撷取该工件的影像201的第二位置，请结合图3及图7，探针136遮挡该影像撷取装置131撷取该工件的影像201理解为：在影像撷取装置131视角范围内所撷取的影像300（可通过显示终端进行检视）中，探针136所形成的探针影像361位于工件所需检测的部分所形成的影像201的范围内。

然后，旋转调节杆12以沿该调节杆12轴向移动探针136，使探针136与工件的所需检测的部分相接触，之后测试系统40获取该工件的测试参数进行测试。

综上所述，上述的机械手10及检测装置100，利用驱动装置135将探针136在不遮挡该影像撷取装置131撷取该工件的影像201的第一位置与遮挡该影像撷取装置131撷取该工件的影像201的第二位置移动，使机械手10的功能切换快速，进而提高了操作便利性及工作效率。

可以理解，在其它实施方式中，驱动装置135可选用其它类型的驱动装置，如压电马达等，及可以选用其它的探针136移动方式，如选用沿大致垂直于镜头单元光轴方向平移探针136的方式，只需保证能够驱动探针136在预定的范围内移动即可。

另外，上述该机械手运动控制系统30根据该位置差异移动机械手10将影像300的中心点落在工件影像201的范围内的过程，可以是手动完成，即操作员在可视化的用户介面(user interface)设定驱动参数，进而控制机械手运动控制系统30对机械手10进行移动。

可以理解，对机械手10的控制、影像拍摄不限于本发明所揭示的内容，凡在本技术领域内对机械手10的控制技术，视觉辨识技术等相关技术均可应用于本发明之机械手10。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种机械手，其包括支撑臂、调节杆及检测单元，该调节杆能够转动地设置于该支撑臂上，该检测单元设置在该调节杆末端，该检测单元包括影像撷取装置及探针装置，该影像撷取装置用于撷取工件的影像，该探针装置包括驱动装置及探针，该驱动装置设置在该影像撷取装置，该探针能够移动地设置于该驱动装置并用于接触该工件，该驱动装置用于驱动该探针在不遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第一位置与遮挡该影像撷取装置撷取该工件的影像的第二位置移动。

2.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，该支撑臂包括第一支臂及连接于该第一支臂的第二支臂，该调节杆能够转动地地穿设于该第二支臂上。

3.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，该探针装置包括连接件、限位件及探针固定架，该连接件设置于该影像撷取装置上且连接该调节杆末端，该限位件卡接于该连接件上并用于限制该探针固定架转动角度，该探针固定架固定该探针并设置于该驱动装置，该驱动装置用于转动该探针固定架使该探针能够在该第一位置与该第二位置之间移动。

4.如权利要求3所述的机械手，其特征在于，该探针固定架包括旋转臂及支撑架，该旋转臂包括位于该旋转臂相对两侧的耦合端及连接端，该耦合端固定于该驱动装置上，该支撑架连接于连接端且固定该探针。

5.如权利要求4所述的机械手，其特征在于，该驱动装置包括与该耦合端相互耦合的耦合部。

6.一种检测装置，其包括如权利要求1所述的机械手、影像撷取控制系统、机械手运动控制系统及测试系统，该影像撷取控制系统电性连接于该影像撷取装置并用于控制该影像撷取装置对该工件进行拍摄影像，该机械手运动控制系统电性连接该机械手并用于控制该机械手的运动，该测试系统电性连接该探针并用于获取该工件的测试参数。

7.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，该支撑臂包括第一支臂及连接于该第一支臂的第二支臂，该调节杆能够转动地地穿设于该第二支臂上。

8.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，该探针装置包括连接件、限位件及探针固定架，该连接件设置于该影像撷取装置上且连接该调节杆末端，该限位件卡接于该连接件上并用于限制该探针固定架转动角度，该探针固定架固定该探针并设置于该驱动装置，该驱动装置用于转动该探针固定架使该探针能够在该第一位置与该第二位置之间移动。

9.如权利要求8所述的检测装置，其特征在于，该探针固定架包括旋转臂及支撑架，该旋转臂包括位于该旋转臂相对两侧的耦合端及连接端，该耦合端固定于该驱动装置上，该支撑架连接于连接端且固定该探针。

10.如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，该驱动装置包括与该耦合端相互耦合的耦合部。

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