CN114833833A - 一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，涉及物体抓取装置技术领域；为了便于抓取不同尺寸形状的物体；具体包括抓取机构、横向平移机构和纵向平移机构，所述抓取机构包括：电动伸缩缸，所述电动伸缩缸底部外壁固定有连接杆；安装架，安装架顶部固定于连接杆的底端，安装架内侧外壁固定有圆周分布的铰座；第一抓取臂。本发明在抓取物体时，控制电动伸缩缸动作，带动安装架下降，物体进入安装架内，与倾斜状态的第二抓取臂相接处，并将第二抓取臂向外侧顶开，由于第二抓取臂与第一抓取臂呈一体式设置，第二抓取臂被顶开时，第一抓取臂底端能够向内收紧，从而实现对物体的夹紧固定。

Description

一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置

技术领域

本发明涉及物体抓取装置技术领域，尤其涉及一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置。

背景技术

随着技术的进步，生产制造等领域越来越智能化，各种各样的机械手被应用于产品加工的各个环节，机械手能够基于程序自动完成一系列生产动作，如对零件的抓取搬运等等；目前的抓取装置，虽能够满足一定的使用需求，但是，单一抓取装置，往往只针对特定位置、特定形状的零件，而且抓取点位也有着较为严格的要求，不能够同时应用于不同尺寸及形状的零部件，因此，还有待改进。

经检索，中国专利申请号为CN201780060223.9的专利，公开了具有伯努利抓取单元和真空抓取单元的抓取装置，所述抓取装置用于将工件(4)保持在工件的工件表面(5)上，该抓取装置具有伯努利抓取单元(6)，该抓取装置具有流出单元(7)，该流出单元用于将来自伯努利抓取单元(6)的气流(SB)以如下方式导出到抓取装置(1)和工件表面(5)之间，使得通过该气流(SB)在如下区域、即伯努利负压区域(8)中能产生用于保持工件(4)的静态的负压，并且该抓取装置具有带有抽吸腔(10)的真空抓取单元(9)。上述专利中的抓取装置存在以下不足：虽能够满足一定的使用需求，但是基于真空实现抓取，对物体表面平整度有着一定的要求，不能够同时应用于不同尺寸及形状的零部件，因此，还有待改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，包括抓取机构、横向平移机构和纵向平移机构，所述抓取机构包括：

电动伸缩缸，所述电动伸缩缸底部外壁固定有连接杆；

安装架，安装架顶部固定于连接杆的底端，安装架内侧外壁固定有圆周分布的铰座；

第一抓取臂，第一抓取臂顶端可转动的安装于铰座上；

第二抓取臂，第二抓取臂设置于第一抓取臂顶端外壁，且第二抓取臂与第一抓取臂形成V形结构，第二抓取臂顶部向安装架的中心位置逐渐延伸；

单向锁定组件，单向锁定组件安装于第二抓取臂顶部，用于对第二抓取臂进行单向限位锁定。

优选的：所述单向锁定组件包括：

限位架，限位架底部铰接于第二抓取臂的顶部，限位架滑动连接于安装架顶部内壁，限位架两侧内壁通过第一弹簧安装有均匀分布的卡齿，卡齿一端呈三角形结构；

水平导杆，水平导杆固定于安装架顶部外壁，限位架两侧外壁上下滑动安装有侧支架，侧支架滑动连接于水平导杆外壁；

固定座，固定座固定于安装架顶部外壁，固定座内壁安装有单向卡板，单向卡板的横截面呈与卡齿适配的倒梯形结构。

进一步的：所述单向卡板滑动连接于固定座内壁，单向卡板顶部外壁固定有顶板，顶板与固定座之间固定有同一个第二弹簧；所述单向卡板一端固定有连接环；

所述连接杆外壁滑动连接有升降架，升降架圆周外壁固定有均匀分布的导向杆，导向杆的位置与第一抓取臂对应，导向杆的一端滑动连接于连接环内壁；

所述安装架顶部外壁固定有升降电机，升降电机的输出端固定有升降螺杆，升降螺杆外壁通过螺纹连接于升降架内壁；所述安装架顶部外壁固定有升降导杆，升降导杆滑动连接于升降架内壁。

进一步优选的：所述第二抓取臂内壁滑动连接有导向柱，导向柱一端固定有调节板，调节板内壁可转动的连接有调节螺件，调节螺件通过螺纹连接于第二抓取臂内壁。

作为本发明一种优选的：所述调节板一侧内壁可转动的安装有等距分布的转动柱。

作为本发明进一步优选的：所述第一抓取臂底端一侧外壁固定有防滑垫，所述防滑垫一侧外壁设置有空心弹性件，空心弹性件呈拱形结构。

作为本发明再进一步的方案：所述安装架上固定有均匀分布的弧形侧杆。

在前述方案的基础上：所述电动伸缩缸顶部外壁固定有平移座，平移座安装于横向平移机构上，横向平移机构安装于纵向平移机构上。

在前述方案的基础上优选的：所述横向平移机构包括：

横向平移架，横向平移架设置于电动伸缩缸上方，横向平移架内壁转动安装有横向平移螺杆；

横向平移电机，横向平移电机固定于横向平移架一侧外壁，横向平移电机的输出端固定于横向平移螺杆的一端；

平移座，平移座固定于电动伸缩缸顶部外壁，平移座通过螺纹连接于横向平移螺杆外壁，平移座两侧开设有导向槽，平移座通过导向槽滑动连接于横向平移架内壁。

在前述方案的基础上进一步优选的：所述纵向平移机构包括：

纵向平移架，纵向平移架的一侧外壁固定有纵向平移电机；

纵向平移螺杆，纵向平移螺杆可转动的安装于纵向平移架内壁，纵向平移螺杆通过螺纹连接于横向平移架顶部内壁，纵向平移螺杆一端固定于纵向平移电机的输出端；

纵向导杆，纵向导杆两端固定于纵向平移架两侧内壁，横向平移架顶部内壁滑动连接于纵向导杆外壁。

本发明的有益效果为：

1.本发明在抓取物体时，控制电动伸缩缸动作，带动安装架下降，物体进入安装架内，与倾斜状态的第二抓取臂相接处，并将第二抓取臂向外侧顶开，由于第二抓取臂与第一抓取臂呈一体式设置，第二抓取臂被顶开时，第一抓取臂底端能够向内收紧，从而实现对物体的夹紧固定；单向锁定组件能够对第二抓取臂顶端进行单向锁定，避免第二抓取臂向回转动，提升了可靠性。

2.本发明能够在第二抓取臂被向外侧顶开时，限位架能够在水平导杆的导向下移动，由于第二抓取臂转动时第二抓取臂顶端高度上升，进而使得限位架被抬升，最终使得多个卡齿移动至单向卡板上方，抓取完毕后，卡齿底面与单向卡板顶面卡接，防止第一抓取臂再次张开，保障了抓取的可靠性。

3.本发明能够在需要卸下物体时，控制升降电机工作，带动升降螺杆转动，进而带动升降架在升降导杆的导向下升降，导向杆与升降架同步升降，当导向杆下降时，连接环沿导向杆外壁滑动，进而向外侧扩撑，最终使得单向卡板与卡齿脱离，从而实现解锁，使得第一抓取臂得以张开，提升了实用性。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置平移座安装于横向平移架上的结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置平移座与横向平移架分离的结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置抓取机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置抓取机构仰视的结构示意图；

图6为本发明提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置限位架、第一抓取臂、第二抓取臂的结构示意图；

图7为本发明提出的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置单向卡板、限位架的结构示意图。

图中：1安装架、2导向杆、3纵向平移电机、4纵向平移螺杆、5横向平移架、6纵向平移架、7纵向导杆、8横向平移电机、9横向平移螺杆、10第一抓取臂、11升降螺杆、12电动伸缩缸、13平移座、14升降导杆、15升降电机、16导向槽、17连接杆、18升降架、19弧形侧杆、20防滑垫、21空心弹性件、22转动柱、23连接环、24铰座、25第二抓取臂、26调节螺件、27导向柱、28水平导杆、29单向卡板、30卡齿、31限位架、32调节板、33固定座、34顶板、35第二弹簧、36侧支架。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1：

一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，如图1-7所示，包括：抓取机构、横向平移机构和纵向平移机构，所述抓取机构包括：

电动伸缩缸12，所述电动伸缩缸12底部外壁通过螺丝固定有连接杆17；

安装架1，安装架1顶部固定于连接杆17的底端，安装架1内侧外壁通过螺丝固定有圆周分布的铰座24；

第一抓取臂10，第一抓取臂10顶端可转动的安装于铰座24上；

第二抓取臂25，第二抓取臂25一体式设置于第一抓取臂10顶端外壁，且第二抓取臂25与第一抓取臂10形成V形结构，第二抓取臂25顶部向安装架1的中心位置逐渐延伸；

单向锁定组件，单向锁定组件安装于第二抓取臂25顶部，用于对第二抓取臂25进行单向限位锁定；

通过设置第一抓取臂10、第二抓取臂25等结构，能够通过横向平移机构和纵向平移机构将抓取机构移动至待抓取物的上方，控制电动伸缩缸12动作，带动安装架1下降，物体进入安装架1内，与倾斜状态的第二抓取臂25相接处，并将第二抓取臂25向外侧顶开，由于第二抓取臂25与第一抓取臂10呈一体式设置，第二抓取臂25被顶开时，第一抓取臂10底端能够向内收紧，从而实现对物体的夹紧固定；单向锁定组件能够对第二抓取臂25顶端进行单向锁定，避免第二抓取臂25向回转动，提升了可靠性。

为了保障抓取牢固度；如图3-6所示，所述单向锁定组件包括：

限位架31，限位架31底部铰接于第二抓取臂25的顶部，限位架31滑动连接于安装架1顶部内壁，限位架31两侧内壁通过第一弹簧安装有均匀分布的卡齿30，卡齿30一端呈三角形结构；

水平导杆28，水平导杆28通过螺丝固定于安装架1顶部外壁，限位架31两侧外壁上下滑动安装有侧支架36，侧支架36滑动连接于水平导杆28外壁；

固定座33，固定座33通过螺丝固定于安装架1顶部外壁，固定座33内壁安装有单向卡板29，单向卡板29的横截面呈与卡齿30适配的倒梯形结构；

通过设置限位架31、卡齿30和单向卡板29，能够在第二抓取臂25被向外侧顶开时，限位架31能够在水平导杆28的导向下移动，由于第二抓取臂25转动时第二抓取臂25顶端高度上升，进而使得限位架31被抬升，最终使得多个卡齿30移动至单向卡板29上方，抓取完毕后，卡齿30底面与单向卡板29顶面卡接，防止第一抓取臂10再次张开，保障了抓取的可靠性。

为了便于卸下物体；如图3-6所示，所述单向卡板29滑动连接于固定座33内壁，单向卡板29顶部外壁通过螺丝固定有顶板34，顶板34与固定座33之间固定有同一个第二弹簧35；所述单向卡板29一端通过螺丝固定有连接环23；

所述连接杆17外壁滑动连接有升降架18，升降架18圆周外壁焊接有均匀分布的导向杆2，导向杆2的位置与第一抓取臂10对应，导向杆2的一端滑动连接于连接环23内壁；

所述安装架1顶部外壁通过螺丝固定有升降电机15，升降电机15的输出端固定有升降螺杆11，升降螺杆11外壁通过螺纹连接于升降架18内壁；所述安装架1顶部外壁通过螺丝固定有升降导杆14，升降导杆14滑动连接于升降架18内壁；

通过设置导向杆2、升降电机15等结构，能够在需要卸下物体时，控制升降电机15工作，带动升降螺杆11转动，进而带动升降架18在升降导杆14的导向下升降，导向杆2与升降架18同步升降，当导向杆2下降时，连接环23沿导向杆2外壁滑动，进而向外侧扩撑，最终使得单向卡板29与卡齿30脱离，从而实现解锁，使得第一抓取臂10得以张开，提升了实用性。

为了便于根据需求进行调节；如图5、图6所示，所述第二抓取臂25内壁滑动连接有导向柱27，导向柱27一端通过螺丝固定有调节板32，调节板32内壁可转动的连接有调节螺件26，调节螺件26通过螺纹连接于第二抓取臂25内壁；

通过设置调节板32、导向柱27和调节螺件26，能够根据需求，旋转调节螺件26，调节调节板32的位置，从而更好的适应不同尺寸、形状的物体，提升了实用性。

为了提升可靠性；如图5、图6所示，所述调节板32一侧内壁可转动的安装有等距分布的转动柱22；

通过设置转动柱22，能够提升物体挤压调节板32的流畅度，避免卡死的现象，提升了实用性。

为了提升抓取牢固度；如图4、图5所示，所述第一抓取臂10底端一侧外壁粘接有防滑垫20，所述防滑垫20一侧外壁一体式设置有空心弹性件21，空心弹性件21呈拱形结构。

为了进一步提升抓取牢固度；如图4、图5所示，所述安装架1上固定有均匀分布的弧形侧杆19。

为了便于带动抓取机构到指定位置完成抓取作业；如图1、图2所示，所述电动伸缩缸12顶部外壁通过螺丝固定有平移座13，平移座13安装于横向平移机构上，横向平移机构安装于纵向平移机构上。

本实施例在使用时，能够通过横向平移机构和纵向平移机构将抓取机构移动至待抓取物的上方，控制电动伸缩缸12动作，带动安装架1下降，物体进入安装架1内，与倾斜状态的第二抓取臂25相接处，并将第二抓取臂25向外侧顶开，由于第二抓取臂25与第一抓取臂10呈一体式设置，第二抓取臂25被顶开时，第一抓取臂10底端能够向内收紧，从而实现对物体的夹紧固定；此外，在第二抓取臂25被向外侧顶开时，限位架31能够在水平导杆28的导向下移动，由于第二抓取臂25转动时第二抓取臂25顶端高度上升，进而使得限位架31被抬升，最终使得多个卡齿30移动至单向卡板29上方，抓取完毕后，卡齿30底面与单向卡板29顶面卡接，防止第一抓取臂10再次张开，保障了抓取的可靠性；在需要卸下物体时，控制升降电机15工作，带动升降螺杆11转动，进而带动升降架18在升降导杆14的导向下升降，导向杆2与升降架18同步升降，当导向杆2下降时，连接环23沿导向杆2外壁滑动，进而向外侧扩撑，最终使得单向卡板29与卡齿30脱离，从而实现解锁，使得第一抓取臂10得以张开，提升了实用性。

实施例2：

一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，如图1、图2所示，为了便于带动抓取机构到指定位置完成抓取作业；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述横向平移机构包括：

横向平移架5，横向平移架5设置于电动伸缩缸12上方，横向平移架5内壁转动安装有横向平移螺杆9；

横向平移电机8，横向平移电机8通过螺丝固定于横向平移架5一侧外壁，横向平移电机8的输出端固定于横向平移螺杆9的一端；

平移座13，平移座13通过螺丝固定于电动伸缩缸12顶部外壁，平移座13通过螺纹连接于横向平移螺杆9外壁，平移座13两侧开设有导向槽16，平移座13通过导向槽16滑动连接于横向平移架5内壁。

为了便于带动抓取机构到指定位置完成抓取作业；如图1所示，所述纵向平移机构包括：

纵向平移架6，纵向平移架6的一侧外壁通过螺丝固定有纵向平移电机3；

纵向平移螺杆4，纵向平移螺杆4可转动的安装于纵向平移架6内壁，纵向平移螺杆4通过螺纹连接于横向平移架5顶部内壁，纵向平移螺杆4一端固定于纵向平移电机3的输出端；

纵向导杆7，纵向导杆7两端固定于纵向平移架6两侧内壁，横向平移架5顶部内壁滑动连接于纵向导杆7外壁。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，包括抓取机构、横向平移机构和纵向平移机构，其特征在于，所述抓取机构包括：

电动伸缩缸(12)，所述电动伸缩缸(12)底部外壁固定有连接杆(17)；

安装架(1)，安装架(1)顶部固定于连接杆(17)的底端，安装架(1)内侧外壁固定有圆周分布的铰座(24)；

第一抓取臂(10)，第一抓取臂(10)顶端可转动的安装于铰座(24)上；

第二抓取臂(25)，第二抓取臂(25)设置于第一抓取臂(10)顶端外壁，且第二抓取臂(25)与第一抓取臂(10)形成V形结构，第二抓取臂(25)顶部向安装架(1)的中心位置逐渐延伸；

单向锁定组件，单向锁定组件安装于第二抓取臂(25)顶部，用于对第二抓取臂(25)进行单向限位锁定。

2.根据权利要求1所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述单向锁定组件包括：

限位架(31)，限位架(31)底部铰接于第二抓取臂(25)的顶部，限位架(31)滑动连接于安装架(1)顶部内壁，限位架(31)两侧内壁通过第一弹簧安装有均匀分布的卡齿(30)，卡齿(30)一端呈三角形结构；

水平导杆(28)，水平导杆(28)固定于安装架(1)顶部外壁，限位架(31)两侧外壁上下滑动安装有侧支架(36)，侧支架(36)滑动连接于水平导杆(28)外壁；

固定座(33)，固定座(33)固定于安装架(1)顶部外壁，固定座(33)内壁安装有单向卡板(29)，单向卡板(29)的横截面呈与卡齿(30)适配的倒梯形结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述单向卡板(29)滑动连接于固定座(33)内壁，单向卡板(29)顶部外壁固定有顶板(34)，顶板(34)与固定座(33)之间固定有同一个第二弹簧(35)；所述单向卡板(29)一端固定有连接环(23)；

所述连接杆(17)外壁滑动连接有升降架(18)，升降架(18)圆周外壁固定有均匀分布的导向杆(2)，导向杆(2)的位置与第一抓取臂(10)对应，导向杆(2)的一端滑动连接于连接环(23)内壁；

所述安装架(1)顶部外壁固定有升降电机(15)，升降电机(15)的输出端固定有升降螺杆(11)，升降螺杆(11)外壁通过螺纹连接于升降架(18)内壁；所述安装架(1)顶部外壁固定有升降导杆(14)，升降导杆(14)滑动连接于升降架(18)内壁。

4.根据权利要求3所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述第二抓取臂(25)内壁滑动连接有导向柱(27)，导向柱(27)一端固定有调节板(32)，调节板(32)内壁可转动的连接有调节螺件(26)，调节螺件(26)通过螺纹连接于第二抓取臂(25)内壁。

5.根据权利要求4所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述调节板(32)一侧内壁可转动的安装有等距分布的转动柱(22)。

6.根据权利要求5所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述第一抓取臂(10)底端一侧外壁固定有防滑垫(20)，所述防滑垫(20)一侧外壁设置有空心弹性件(21)，空心弹性件(21)呈拱形结构。

7.根据权利要求6所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述安装架(1)上固定有均匀分布的弧形侧杆(19)。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述电动伸缩缸(12)顶部外壁固定有平移座(13)，平移座(13)安装于横向平移机构上，横向平移机构安装于纵向平移机构上。

9.根据权利要求8所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述横向平移机构包括：

横向平移架(5)，横向平移架(5)设置于电动伸缩缸(12)上方，横向平移架(5)内壁转动安装有横向平移螺杆(9)；

横向平移电机(8)，横向平移电机(8)固定于横向平移架(5)一侧外壁，横向平移电机(8)的输出端固定于横向平移螺杆(9)的一端；

平移座(13)，平移座(13)固定于电动伸缩缸(12)顶部外壁，平移座(13)通过螺纹连接于横向平移螺杆(9)外壁，平移座(13)两侧开设有导向槽(16)，平移座(13)通过导向槽(16)滑动连接于横向平移架(5)内壁。

10.根据权利要求9所述的一种基于深度学习物体识别的散乱抓取装置，其特征在于，所述纵向平移机构包括：

纵向平移架(6)，纵向平移架(6)的一侧外壁固定有纵向平移电机(3)；

纵向平移螺杆(4)，纵向平移螺杆(4)可转动的安装于纵向平移架(6)内壁，纵向平移螺杆(4)通过螺纹连接于横向平移架(5)顶部内壁，纵向平移螺杆(4)一端固定于纵向平移电机(3)的输出端；

纵向导杆(7)，纵向导杆(7)两端固定于纵向平移架(6)两侧内壁，横向平移架(5)顶部内壁滑动连接于纵向导杆(7)外壁。

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