CN115366152A - 一种机器人视觉自动化抓取系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，提供了一种机器人视觉自动化抓取系统，包括运输机构和分料机构；运输机构包括工作台、运输装置以及用于抓取在运输装置上的物料的抓取组件，运输装置和抓取组件均安装于工作台上，抓取组件上设置有捕捉摄像头；分料机构包括分料房、磁吸装置以及分别位于运输装置两侧的出料传送带和回收传送带，分料房罩设于运输装置的出料端的上方，磁吸装置安设于分料房内并用于将物料从运输装置上转移至出料传送带处或回收传送带处，分料房上设置有出料摄像头和回收摄像头。本发明解决了传统的机器人视觉自动化抓取系统工作效率不高的问题，且具有结构简单、生产成本低和工作效率高的优点。

Description

一种机器人视觉自动化抓取系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人视觉自动化抓取系统。

背景技术

机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成的整体，其中包括机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分，机器人是一种自动化的机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

传统的机器人视觉自动化抓取系统大多先通过视觉系统确定工件位置，调节机械臂移动至工件处对工件进行抓取，以对工件进行加工，加工完成后再通过视觉系统确定另一工件位置，调节机械臂移动至工件处对工件进行抓取，使得机器人视觉检测抓取系统的工作效率不高。

发明内容

基于此，为了解决传统的机器人视觉自动化抓取系统工作效率不高的问题，本发明提供了一种机器人视觉自动化抓取系统，其具体技术方案如下:

一种机器人视觉自动化抓取系统，包括运输机构和分料机构；所述运输机构包括工作台、运输装置以及用于抓取在所述运输装置上的物料的抓取组件，所述运输装置和所述抓取组件均安装于所述工作台上，所述抓取组件上设置有捕捉摄像头；所述分料机构包括分料房、磁吸装置以及分别位于所述运输装置两侧的出料传送带和回收传送带，所述分料房罩设于所述运输装置的出料端的上方，所述磁吸装置安设于所述分料房内并用于将物料从所述运输装置上转移至所述出料传送带处或所述回收传送带处，所述分料房上设置有出料摄像头和回收摄像头。

上述机器人视觉自动化抓取系统，通过设置有抓取组件，抓取组件通过捕捉摄像头定位物料的位姿后完成对物料的抓取，便于调整物料在运输装置上的位置，避免物料脱落或脱离预定运输路线；通过设置有运输机构，完成对物料的输送；通过设置有磁吸装置，当物料进入到分料房内时，可利用磁吸装置对物料进行分料，将生产合格的物料吸取至出料传送带处出料，不合格的物料吸取至回收传送带处回收；通过设置有出料摄像头和回收摄像头，分别对出料传送带和回收传送带上的物料的位姿进行定位，方便抓取组件随时对物料位置进行调整。

进一步地，所述运输机构还包括上料机构，所述上料机构包括储存箱以及架设于所述工作台上的安装座，所述安装座位于所述运输装置的进料端的上方，所述储存箱安设于所述安装座的顶部并用于储存物料，所述储存箱与所述安装座之间贯穿有供物料穿过的放料孔。

进一步地，所述工作台的两侧分别设置有2个红外感应装置，2个所述红外感应装置相对设置，所述红外感应装置包括感应头以及用于承托所述感应头的支架，2个所述感应头均位于所述运输装置的上方，2个所述感应头之间形成有供物料通过的间隙，且2个所述感应头的红外输出端均朝向所述间隙处。

进一步地，所述抓取组件包括抓取件、旋转盘、第一调节件、连接臂以及安设于所述工作台上的固定座，所述旋转盘安设于所述固定座上并可相对所述固定座旋转，所述第一调节件的一端安装于所述旋转盘上，所述第一调节件的另一端与所述连接臂转动连接，所述连接臂与所述抓取件转动连接。

进一步地，所述第一调节件包括安装块、第一转动块、连接块、第二转动块以及与所述连接臂转动连接的第三转动块，所述安装块与所述旋转盘转动连接，所述第一转动块与所述安装块转动连接，所述连接块转动连接于所述第一转动块和所述第二转动块之间，所述第二转动块与所述第三转动块转动连接。

进一步地，所述抓取件包括第四转动块、角度调节块以及用于抓取物料的抓取头，所述第四转动块的一端与所述连接臂转动连接，所述捕捉摄像头安设于所述第四转动块上，所述角度调节块安设于所述第四转动块的另一端上并可相对所述第四转动块旋转，所述抓取头架设于所述角度调节块上。

进一步地，所述抓取头包括固定部、驱动部、连接部、驱动杆、传动轮以及用于配合抓取物料的第一夹持部和2个第二夹持部，所述固定部安装于所述角度调节块上，所述驱动部安设于所述固定部上，所述驱动部的输出端与所述驱动杆连接，所述驱动杆的表面和所述传动轮的表面均设置有螺纹，所述连接部连接于2个所述第二夹持部之间，所述传动轮套设于连接部上并可相对所述连接部转动，所述传动轮与所述驱动杆啮合，所述第一夹持部和2个所述第二夹持部均转动连接于所述固定部上。

进一步地，所述磁吸装置包括前后设置的出料磁吸组件和回收磁吸组件，所述出料磁吸组件的结构和所述回收磁吸组件的结构相同，所述出料磁吸组件包括磁吸头、第二调节件以及安设于所述分料房内的定位座，所述第二调节件的一端与所述定位座连接，所述第二调节件的另一端与所述磁吸头连接。

进一步地，所述第二调节件的数量为3个，所述第二调节件包括第一调节臂以及与所述第一调节臂转动连接的第二调节臂，所述第一调节臂与所述定位座转动连接，所述第二调节臂与所述磁吸头连接。

进一步地，所述出料摄像头和所述回收摄像头均安装于所述分料房的顶部，所述出料摄像头位于所述出料传送带的上方，所述回收摄像头位于所述回收传送带的上方。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例所述的机器人视觉自动化抓取系统的结构示意图之一；

图2是本发明一实施例所述的机器人视觉自动化抓取系统的结构示意图之二；

图3是本发明一实施例所述的机器人视觉自动化抓取系统的部分结构示意图；

图4是本发明一实施例所述的机器人视觉自动化抓取系统的抓取组件的结构示意图之一；

图5是本发明一实施例所述的机器人视觉自动化抓取系统的抓取组件的结构示意图之二；

图6是本发明一实施例所述的机器人视觉自动化抓取系统的抓取头的结构示意图。

附图标记说明：

1、工作台；11、红外感应装置；2、运输装置；3、抓取组件；31、捕捉摄像头；32、抓取件；321、第四转动块；322、角度调节块；323、抓取头；3231、固定部；3232、驱动部；3233、传动轮；3234、第一夹持部；3235、第二夹持部；33、旋转盘；34、第一调节件；341、安装块；342、第一转动块；343、连接块；344、第二转动块；345、第三转动块；35、连接臂；36、固定座；4、分料房；41、出料摄像头；42、回收摄像头；5、磁吸装置；51、出料磁吸组件；511、磁吸头；512、第二调节件；5121、第一调节臂；5122、第二调节臂；513、定位座；52、回收磁吸组件；6、出料传送带；7、回收传送带；8、上料机构；81、储存箱；82、安装座。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“ 固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“ 连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“ 垂直的”、“ 水平的”、“左”、“ 右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“ 及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“ 第一”、“ 第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1-3所示，本发明一实施例中的一种机器人视觉自动化抓取系统，包括运输机构和分料机构；运输机构包括工作台1、运输装置2以及用于抓取在运输装置2上的物料的抓取组件3，运输装置2和抓取组件3均安装于工作台1上，抓取组件3上设置有捕捉摄像头31；分料机构包括分料房4、磁吸装置5以及分别位于运输装置2两侧的出料传送带6和回收传送带7，分料房4罩设于运输装置2的出料端的上方，磁吸装置5安设于分料房4内并用于将物料从运输装置2上转移至出料传送带6处或回收传送带7处，分料房4上设置有出料摄像头41和回收摄像头42。

上述机器人视觉自动化抓取系统，通过设置有抓取组件3，抓取组件3通过捕捉摄像头31定位物料的位姿后完成对物料的抓取，便于调整物料在运输装置2上的位置，避免物料脱落或脱离预定运输路线；通过设置有运输机构，完成对物料的输送；通过设置有磁吸装置5，当物料进入到分料房4内时，可利用磁吸装置5对物料进行分料，将生产合格的物料吸取至出料传送带6处出料，不合格的物料吸取至回收传送带7处回收；通过设置有出料摄像头41和回收摄像头42，分别对出料传送带6和回收传送带7上的物料的位姿进行定位，方便抓取组件3随时对物料位置进行调整。

如图1-3所示，在其中一个实施例中，运输机构还包括上料机构8，上料机构8包括储存箱81以及架设于工作台1上的安装座82，安装座82位于运输装置2的进料端的上方，储存箱81安设于安装座82的顶部并用于储存物料，储存箱81与安装座82之间贯穿有供物料穿过的放料孔。如此，当需要上料时，物料从储存箱81处穿过放料孔并经过安装座82后，掉落于运输装置2上。

如图1-3所示，在其中一个实施例中，工作台1的两侧分别设置有2个红外感应装置11，2个红外感应装置11相对设置，红外感应装置11包括感应头以及用于承托感应头的支架，2个感应头均位于运输装置2的上方，2个感应头之间形成有供物料通过的间隙，且2个感应头的红外输出端均朝向间隙处。如此，通过设置有2个感应头，当物料从间隙处经过时，2个感应头接收到物料处反射而来的红外信号后，将此红外信号通过外界控制系统传输至捕捉摄像头31处，有利于捕捉摄像头31迅速对物料的位置状态进行定位，便于后续抓取组件3调整物料的位置与位姿。

如图1、图2、图4和图5所示，在其中一个实施例中，抓取组件3包括抓取件32、旋转盘33、第一调节件34、连接臂35以及安设于工作台1上的固定座36，旋转盘33安设于固定座36上并可相对固定座36旋转，第一调节件34的一端安装于旋转盘33上，第一调节件34的另一端与连接臂35转动连接，连接臂35与抓取件32转动连接。如此，通过设置有旋转盘33，旋转盘33的旋转能够带动抓取头323的旋转，从而调整抓取头323的抓取位置及方向。

如图4和图5所示，在其中一个实施例中，第一调节件34包括安装块341、第一转动块342、连接块343、第二转动块344以及与连接臂35转动连接的第三转动块345，安装块341与旋转盘33转动连接，第一转动块342与安装块341转动连接，连接块343转动连接于第一转动块342和第二转动块344之间，第二转动块344与第三转动块345转动连接。如此，通过设置有第一转动块342、第二转动块344和第三转动块345，三者分别进行转动能够调整抓取头323的抓取位置和角度，便于更好地完成对物料的抓取。

如图4和图5所示，在其中一个实施例中，抓取件32包括第四转动块321、角度调节块322以及用于抓取物料的抓取头323，第四转动块321的一端与连接臂35转动连接，捕捉摄像头31安设于第四转动块321上，角度调节块322安设于第四转动块321的另一端上并可相对第四转动块321旋转，抓取头323架设于角度调节块322上。如此，通过设置有角度调节块322，角度调节块322的旋转能够实现对抓取头323抓取部位的调整。

如图4-6所示，在其中一个实施例中，抓取头323包括固定部3231、驱动部3232、连接部、驱动杆、传动轮3233以及用于配合抓取物料的第一夹持部3234和2个第二夹持部3235，固定部3231安装于角度调节块322上，驱动部3232安设于固定部3231上，驱动部3232的输出端与驱动杆连接，驱动杆的表面和传动轮3233的表面均设置有螺纹，连接部连接于2个第二夹持部3235之间，传动轮3233套设于连接部上并可相对连接部转动，传动轮3233与驱动杆啮合，第一夹持部3234和2个第二夹持部3235均转动连接于固定部3231上。如此，通过设置有驱动部3232，驱动部3232带动驱动杆的旋转，从而带动传动轮3233的转动，以此带动2个第二夹持部3235的转动，进而与第一夹持部3234配合实现对物料的夹持抓取操作。

如图1-3所示，在其中一个实施例中，磁吸装置5包括前后设置的出料磁吸组件51和回收磁吸组件52，出料磁吸组件51的结构和回收磁吸组件52的结构相同，出料磁吸组件51包括磁吸头511、第二调节件512以及安设于分料房4内的定位座513，第二调节件512的一端与定位座513连接，第二调节件512的另一端与磁吸头511连接。如此，通过设置有磁吸头511，磁吸头511能够对物料进行吸附，便于实现物料出料时的分类。

如图1-3所示，在其中一个实施例中，第二调节件512的数量为3个，第二调节件512包括第一调节臂5121以及与第一调节臂5121转动连接的第二调节臂5122，第一调节臂5121与定位座513转动连接，第二调节臂5122与磁吸头511连接。如此，通过设置有第一调节臂5121和第二调节臂5122，第一调节臂5121和第二调节臂5122的转动能够带动磁吸头511的位置移动，从而调整磁吸头511的吸取位置，有利于物料的分类操作。

如图1所示，在其中一个实施例中，出料摄像头41和回收摄像头42均安装于分料房4的顶部，出料摄像头41位于出料传送带6的上方，回收摄像头42位于回收传送带7的上方。如此，能够更精确地定位物料的位姿及位置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，包括

运输机构，所述运输机构包括工作台、运输装置以及用于抓取在所述运输装置上的物料的抓取组件，所述运输装置和所述抓取组件均安装于所述工作台上，所述抓取组件上设置有捕捉摄像头；

分料机构，所述分料机构包括分料房、磁吸装置以及分别位于所述运输装置两侧的出料传送带和回收传送带，所述分料房罩设于所述运输装置的出料端的上方，所述磁吸装置安设于所述分料房内并用于将物料从所述运输装置上转移至所述出料传送带处或所述回收传送带处，所述分料房上设置有出料摄像头和回收摄像头。

2.根据权利要求1所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述运输机构还包括上料机构，所述上料机构包括储存箱以及架设于所述工作台上的安装座，所述安装座位于所述运输装置的进料端的上方，所述储存箱安设于所述安装座的顶部并用于储存物料，所述储存箱与所述安装座之间贯穿有供物料穿过的放料孔。

3.根据权利要求1所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述工作台的两侧分别设置有2个红外感应装置，2个所述红外感应装置相对设置，所述红外感应装置包括感应头以及用于承托所述感应头的支架，2个所述感应头均位于所述运输装置的上方，2个所述感应头之间形成有供物料通过的间隙，且2个所述感应头的红外输出端均朝向所述间隙处。

4.根据权利要求1所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述抓取组件包括抓取件、旋转盘、第一调节件、连接臂以及安设于所述工作台上的固定座，所述旋转盘安设于所述固定座上并可相对所述固定座旋转，所述第一调节件的一端安装于所述旋转盘上，所述第一调节件的另一端与所述连接臂转动连接，所述连接臂与所述抓取件转动连接。

5.根据权利要求4所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述第一调节件包括安装块、第一转动块、连接块、第二转动块以及与所述连接臂转动连接的第三转动块，所述安装块与所述旋转盘转动连接，所述第一转动块与所述安装块转动连接，所述连接块转动连接于所述第一转动块和所述第二转动块之间，所述第二转动块与所述第三转动块转动连接。

6.根据权利要求5所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述抓取件包括第四转动块、角度调节块以及用于抓取物料的抓取头，所述第四转动块的一端与所述连接臂转动连接，所述捕捉摄像头安设于所述第四转动块上，所述角度调节块安设于所述第四转动块的另一端上并可相对所述第四转动块旋转，所述抓取头架设于所述角度调节块上。

7.根据权利要求6所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述抓取头包括固定部、驱动部、连接部、驱动杆、传动轮以及用于配合抓取物料的第一夹持部和2个第二夹持部，所述固定部安装于所述角度调节块上，所述驱动部安设于所述固定部上，所述驱动部的输出端与所述驱动杆连接，所述驱动杆的表面和所述传动轮的表面均设置有螺纹，所述连接部连接于2个所述第二夹持部之间，所述传动轮套设于连接部上并可相对所述连接部转动，所述传动轮与所述驱动杆啮合，所述第一夹持部和2个所述第二夹持部均转动连接于所述固定部上。

8.根据权利要求1所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述磁吸装置包括前后设置的出料磁吸组件和回收磁吸组件，所述出料磁吸组件的结构和所述回收磁吸组件的结构相同，所述出料磁吸组件包括磁吸头、第二调节件以及安设于所述分料房内的定位座，所述第二调节件的一端与所述定位座连接，所述第二调节件的另一端与所述磁吸头连接。

9.根据权利要求8所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述第二调节件的数量为3个，所述第二调节件包括第一调节臂以及与所述第一调节臂转动连接的第二调节臂，所述第一调节臂与所述定位座转动连接，所述第二调节臂与所述磁吸头连接。

10.根据权利要求1所述的机器人视觉自动化抓取系统，其特征在于，所述出料摄像头和所述回收摄像头均安装于所述分料房的顶部，所述出料摄像头位于所述出料传送带的上方，所述回收摄像头位于所述回收传送带的上方。

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