CN116000943B - 一种基于智能视觉的夹持机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，本发明公开了一种基于智能视觉的夹持机械手，包括腰转底座和外部控制器，所述腰转底座顶部转动连接有转向臂，所述转向臂自由端转动连接有转向头，所述转向头前方设有夹爪座，所述夹爪座底部固定连接有第一驱动件，本发明中，夹爪座与转向臂自由端的转向头处于分开状态，两个夹紧器分别连接夹爪座上的两个驱动齿盘，夹爪座通过连接杆和第二驱动件的配合，能够和两个夹紧器一起在转向头的前方进行上下转动作业，转动的侧板能够让中转组合模块带着翻转驱动模块和夹爪座一起在转向头的前方进行左右转向作业，达到了让夹爪座和夹紧器单独的在作业空间中进行整体运动与方位改变作业的效果。

Description

一种基于智能视觉的夹持机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体是一种基于智能视觉的夹持机械手。

背景技术

机械手采用编程实现控制功能，机械手能够通过视觉采集模块自动按照流程作业，也能够由操作人员通过外部控制器操作控制，机械手夹爪连接在机械手机架梁臂的前端，机架能够在作业空间中进行转向作业，连接机械手夹爪的梁臂能够在作业空间中进行上下转动，实现夹爪在作业空间中的位置改变，梁臂为一个较长的横向手臂状结构，梁臂整体的体积较大，夹爪通过连接座与梁臂前端的转向舵机连接，夹爪和连接座的结构都是固定的，夹爪和连接座组成一个整体的固定样式的结构，夹爪和连接座只能作为一个整体在梁臂的前端进行转向作业，因为梁臂的活动空间的限制，使得夹爪的活动和作业空间也会受到限制，无法让夹爪的夹持部分单独的在作业空间中进行夹持部分整体的运动与方位改变作业，从而会影响机械手使用的流畅性和使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于智能视觉的夹持机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于智能视觉的夹持机械手，包括腰转底座和外部控制器，所述腰转底座顶部转动连接有转向臂，所述转向臂自由端转动连接有转向头，所述转向头前方设有夹爪座，所述夹爪座底部固定连接有第一驱动件，所述夹爪座顶部转动连接有两个相互啮合的驱动齿盘，所述第一驱动件输出端固定连接右侧的所述驱动齿盘，两个所述驱动齿盘的前端均转动连接有夹紧器，所述夹紧器包括前夹块、后夹块、上转向驱动件和侧转向驱动件，所述前夹块和所述后夹块由对应的所述上转向驱动件驱动于所述驱动齿盘前方转动，所述侧转向驱动件驱动处于竖向状态的所述前夹块和所述后夹块于横向状态的所述前夹块上方转动；所述转向头前方设有翻转驱动模块，所述翻转驱动模块包括托块、第二驱动件、连接杆和组合框，所述连接杆固定连接在所述第二驱动件输出端，所述夹爪座的后端固定连接所述连接杆外壁，所述转向头侧壁转动连接有侧板，所述侧板外侧壁固定连接有中转组合模块，所述中转组合模块包括组合架、第三驱动件和组合块，所述中转组合模块连接所述翻转驱动模块和所述转向头；所述转向臂上端和所述夹爪座顶部均固定连接有图像采集头。

进一步的：所述前夹块转动连接在所述驱动齿盘前端底部，所述驱动齿盘前端顶部固定连接对应的所述上转向驱动件，所述上转向驱动件输出端固定连接所述前夹块后端，所述后夹块转动连接在所述前夹块前端，所述前夹块前端顶部固定连接有对应的所述上转向驱动件，所述上转向驱动件输出端固定连接所述后夹块后端。

进一步的：所述侧转向驱动件固定连接在所述前夹块外侧边，所述侧转向驱动件输出端转动连接在所述前夹块内部，竖向的所述前夹块的后端与所述侧转向驱动件的输出端固定连接。

进一步的：所述前夹块前端底部开设有让位槽，所述后夹块顶部与所述让位槽顶壁处于齐平状态，所述前夹块前端底部固定连接有加固板，所述上转向驱动件的输出端与所述加固板的顶部转动连接。

进一步的：所述托块位于所述夹爪座左侧，所述第二驱动件固定连接在所述托块顶部，所述第二驱动件外壁固定连接所述组合框，所述连接杆位于所述组合框内侧，所述连接杆另一端与所述组合框内侧壁转动连接。

进一步的：所述组合架固定连接所述侧板外侧壁，所述组合架前端固定连接所述第三驱动件，所述组合块固定连接在所述第三驱动件输出端，所述组合块位于所述组合框内侧，所述组合块后侧壁与所述组合框内侧壁固定连接。

进一步的：所述托块底部固定连接有引导板，所述转向头侧边开设有引导槽，所述引导板滑动连接在所述引导槽内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置翻转驱动模块来组合夹爪座，夹爪座与转向臂自由端的转向头处于分开状态，转向头侧边的侧板通过中转组合模块与翻转驱动模块组合在一起，两个夹紧器分别连接夹爪座上的两个驱动齿盘，达到了模块化组合夹爪座、两个夹紧器和转向头的效果，同时能够实现夹爪座和两个夹紧器与转向头的分隔，操作人员操作外部控制器，夹爪座通过连接杆和第二驱动件的配合，能够和两个夹紧器一起在转向头的前方进行上下转动作业，转动的侧板能够让中转组合模块带着翻转驱动模块和夹爪座一起在转向头的前方进行左右转向作业，操作简单，达到了让夹爪座和夹紧器单独的在作业空间中进行整体运动与方位改变作业的效果，能够降低夹持机械手作业时的活动空间与作业空间的限制。

2、本发明通过设置组合式的夹爪座与夹紧器，两个驱动齿盘配合，能够实现两个横向的前夹块、后夹块和两个竖向的前夹块和后夹块一起在夹爪座前方的向外展开作业，前夹块和后夹块由对应的上转向驱动件驱动，能够单独进行转向调节作业，竖向的前夹块和后夹块通过侧转向驱动件的驱动，能够在横向的前夹块上方进行向前和向后的转动，达到了让机械手的夹持部分单独的在作业空间中进行夹持部分的运动、位置改变与方位改变的效果，能够提高机械手使用的流畅性和使用效果。

附图说明

为了更清楚的说明实施例中的技术方案，以下将对实施例中的附图作简单地介绍。

图1为一种基于智能视觉的夹持机械手的结构示意图；

图2为图1另一视角的结构示意图；

图3为一种基于智能视觉的夹持机械手中夹持部分的结构示意图；

图4为图3另一视角的结构示意图；

图中：1、腰转底座；11、转向臂；12、转向头；121、侧板；122、引导槽；2、外部控制器；3、夹爪座；31、第一驱动件；32、驱动齿盘；4、夹紧器；41、前夹块；411、让位槽；412、加固板；42、后夹块；43、上转向驱动件；44、侧转向驱动件；5、翻转驱动模块；51、托块；511、引导板；52、第二驱动件；53、连接杆；54、组合框；6、中转组合模块；61、组合架；62、第三驱动件；63、组合块；7、图像采集头。

具体实施方式

以下结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。有关本发明的具体机械结构，在以下配合参考图1至图4对结构的详细说明中将可清楚的呈现，以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

请参阅图1～图4，本发明实施例中，一种基于智能视觉的夹持机械手，包括腰转底座1和外部控制器2，腰转底座1顶部转动连接有转向臂11，转向臂11自由端转动连接有转向头12，转向头12前方设有夹爪座3，夹爪座3底部固定连接有第一驱动件31，夹爪座3顶部转动连接有两个相互啮合的驱动齿盘32，第一驱动件31输出端固定连接右侧的驱动齿盘32，两个驱动齿盘32的前端均转动连接有夹紧器4，夹紧器4包括前夹块41、后夹块42、上转向驱动件43和侧转向驱动件44，前夹块41和后夹块42由对应的上转向驱动件43驱动于驱动齿盘32前方转动，侧转向驱动件44驱动处于竖向状态的前夹块41和后夹块42于横向状态的前夹块41上方转动，转向头12前方设有翻转驱动模块5，翻转驱动模块5包括托块51、第二驱动件52、连接杆53和组合框54，连接杆53固定连接在第二驱动件52输出端，夹爪座3的后端固定连接连接杆53外壁，转向头12侧壁转动连接有侧板121，侧板121外侧壁固定连接有中转组合模块6，中转组合模块6包括组合架61、第三驱动件62和组合块63，中转组合模块6连接翻转驱动模块5和转向头12，转向臂11上端和夹爪座3顶部均固定连接有图像采集头7。

腰转底座1用来连接转向臂11，转向臂11用来组合装置其它零件，外部控制器2供操作人员操作，操作人员通过操作外部控制器2，能够让转向臂11进行结构改变和方位改变作业，也能控制转向头12进行转动作业和其它驱动零件的启闭，转向臂11转动连接在腰转底座1的顶部，转向臂11的底端与腰转底座1内部的转向舵机的输出端连接在一起，操作人员通过操作外部控制器2控制该转向舵机工作，能够实现转向臂11在腰转底座1顶部的转向作业，转向头12转动连接在转向臂11的自由端，转向头12与转向臂11自由端的转向舵机的输出端连接在一起，操作人员通过操作外部控制器2控制该转向舵机工作，能够实现转向头12在转向臂11自由端的转向作业，操作简单，便于操作人员进行装置的控制。

转向头12的前方设置有夹爪座3，夹爪座3用来连接两个夹紧器4，夹爪座3的底部固定连接有第一驱动件31，夹爪座3的顶部转动连接有两个驱动齿盘32，两个驱动齿盘32一左一右分布，且两个驱动齿盘32相互啮合在一起，第一驱动件31的输出端固定连接在右侧驱动齿盘32的中心孔内部，第一驱动件31作业，即可实现两个驱动齿盘32的向外展开与向内收拢，两个夹紧器4分别连接在两个驱动齿盘32的前端，夹紧器4由前夹块41、后夹块42、上转向驱动件43和侧转向驱动件44组成，前夹块41转动连接在驱动齿盘32的前端底部，驱动齿盘32的前端顶部固定连接有对应的上转向驱动件43，该上转向驱动件43的输出端与前夹块41的后端固定连接在一起，后夹块42转动连接在前夹块41的前端，前夹块41的前端顶部固定连接有对应的上转向驱动件43，该上转向驱动件43的输出端与后夹块42的后端固定连接在一起，侧转向驱动件44固定连接在前夹块41的外侧边上，前夹块41的顶部开设有对应侧转向驱动件44输出端的配合槽，侧转向驱动件44的输出端转动连接在前夹块41上的配合槽内部，竖向的前夹块41的后端与侧转向驱动件44输出端的外壁固定连接在一起，竖向的后夹块42与竖向的前夹块41也通过对应的上转向驱动件43组合，达到了稳定连接组合两个夹紧器4与夹爪座3的效果，同时夹紧器4整体结构的稳定性高，第一驱动件31驱动两个驱动齿盘32在夹爪座3的上方进行展开与收拢作业，两个分别连接两个驱动齿盘32的夹紧器4能够跟随对应的驱动齿盘32一起进行所处方位的改变作业，使两个夹紧器4配合完成夹持和张开动作，操作简单，便于让装置做出夹持和张开动作，前夹块41和后夹块42由对应的上转向驱动件43驱动，连接横向的前夹块41和驱动齿盘32的上转向驱动件43启动作业，连接横向的后夹块42和前夹块41的上转向驱动件43关闭，能够实现前夹块41和后夹块42同时往一个方向的转动作业，两个上转向驱动件43同时作业，能够实现前夹块41和后夹块42同时的转动作业，使得前夹块41和后夹块42能够往不同的方向转动，竖向的前夹块41和后夹块42通过对应上转向驱动件43的启闭，也能够实现同时往一个方向的转动和往不同方向的转动作业，侧转向驱动件44启动作业，能够使竖向的前夹块41和后夹块42一起在横向的前夹块41的上方进行前后转动作业，达到了对前夹块41和后夹块42进行单独的转向调节作业的效果，操作人员通过操作外部控制器2即可控制上转向驱动件43和侧转向驱动件44的启闭，使得处于作业空间中的不同位置的前夹块41和后夹块42完成各自的方向调节与定位作业，达到了让机械手的夹持部分单独的在作业空间中进行夹持部分的运动、位置改变与方位改变的效果，便于操作人员进行操作，能够提高机械手使用的流畅性和使用效果，前夹块41的前端底部固定连接有加固板412，上转向驱动件43的输出端与加固板412的顶部转动连接，能够提高后夹块42、前夹块41与对应上转向驱动件43连接组合的稳定性，前夹块41的前端底部开设有让位槽411，后夹块42的顶部与让位槽411的顶壁处于齐平状态，向内转动的后夹块42能够向让位槽411内部移动，部分后夹块42进入到让位槽411内部，达到了让后夹块42稳定流畅的在前夹块41前方进行方位改变的效果。

转向头12的前方设置有翻转驱动模块5，翻转驱动模块5用来连接夹爪座3，转向头12的外侧具有侧板121，侧板121转动连接在转向头12的侧边，侧板121与转向头12内部的转向舵机的输出端连接在一起，实现了侧板121与转向头12的转动连接，侧板121能够在转向头12的侧边进行转动作业，侧板121的外侧壁固定连接有中转组合模块6，中转组合模块6用来组合翻转驱动模块5，实现了夹爪座3、翻转驱动模块5、中转组合模块6和转向头12的连接组合，翻转驱动模块5由托块51、第二驱动件52、连接杆53和组合框54组成，托块51位于夹爪座3的左侧，第二驱动件52固定连接在托块51的顶部，第二驱动件52的外壁固定连接组合框54，连接杆53位于组合框54内侧，连接杆53的另一端与组合框54的内侧壁转动连接，连接杆53固定连接在第二驱动件52的输出端，夹爪座3的后端与连接杆53的外壁固定连接，实现了夹爪座3与翻转驱动模块5的连接组合，第二驱动件52作业能够使连接杆53带着夹爪座3在转向头12的前方进行上下转动作业，实现夹爪座3和夹紧器4于转向头12前方的上下转动，组合框54用来连接中转组合模块6，中转组合模块6由组合架61、第三驱动件62和组合块63组成，组合架61的上端与侧板121的外侧壁固定连接，第三驱动件62固定连接在组合架61的前端，组合块63固定连接在第三驱动件62的输出端，组合块63位于组合框54的内侧，且组合块63的后侧壁与组合框54的内侧壁固定连接在一起，稳定的连接组合翻转驱动模块5与中转组合模块6，从而能够让夹爪座3和夹紧器4平稳的处在转向头12前方的指定位置，第三驱动件62作业能够使组合块63带着组合框54在转向头12的前方进行左右转向，翻转驱动模块5、夹爪座3和两个夹紧器4能够一起在转向头12的前方进行转向操作，实现翻转驱动模块5、夹爪座3和夹紧器4于转向头12前方的左右转向，托块51的底部固定连接有引导板511，转向头12的侧边开设有引导槽122，引导板511滑动连接在引导槽122内部，夹爪座3在转向头12的前方进行转向作业时，引导板511在引导槽122内部配合进行位置改变作业，达到了提高夹爪座3进行方位改变时稳定性的效果，夹爪座3通过翻转驱动模块5和中转组合模块6连接在转向头12的前方，让夹爪座3与转向臂11处在分开状态，两个夹紧器4分别连接两个驱动齿盘32，达到了模块化组合夹爪座3、两个夹紧器4、转向头12和转向臂11的效果，同时能够实现夹爪座3与转向头12的分隔，操作人员通过操作外部控制器2，第二驱动件52作业能够让夹爪座3和两个夹紧器4一起在转向头12的前方进行上下转动作业，转向头12内的转向舵机作业使侧板121转动，转动的侧板121能够让中转组合模块6带着翻转驱动模块5、夹爪座3和夹紧器4一起在转向头12的前方进行左右转向作业，处于作业空间中的不同位置的前夹块41和后夹块42在各自对应的上转向驱动件43和侧转向驱动件44的驱动下，能够完成各自的方向调节与定位作业，操作简单，达到了让夹爪座3和夹紧器4单独的在作业空间中进行整体运动与方位改变作业的效果，从而能够降低夹持机械手作业时的活动空间与作业空间的限制。

转向臂11的上端和夹爪座3的顶部均固定连接有图像采集头7，通过对图像采集头7采集的图像数据进行观察分析，让操作人员能够流畅的操作外部控制器2让装置工作。

本发明的工作原理是：操作人员通过操作外部控制器2，转向臂11改变方位，转向臂11上的梁臂改变到指定方位，转向头12在转向臂11上梁臂的自由端转动，将夹爪座3调整到作业空间中的指定位置，第二驱动件52作业让夹爪座3和两个夹紧器4一起在转向头12的前方进行上下转动作业，第三驱动件62作业让夹爪座3和两个夹紧器4一起在转向头12的前方进行左右转向作业，对夹爪座3和夹紧器4的位置进行进一步的调整，处于作业空间中的不同位置的前夹块41和后夹块42在各自对应的上转向驱动件43和侧转向驱动件44的驱动下，各自完成方向调节与定位作业，第一驱动件31作业来配合夹紧器4进行夹持作业。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于智能视觉的夹持机械手，包括腰转底座（1）和外部控制器（2），所述腰转底座（1）顶部转动连接有转向臂（11），所述转向臂（11）自由端转动连接有转向头（12），其特征在于，所述转向头（12）前方设有夹爪座（3），所述夹爪座（3）底部固定连接有第一驱动件（31），所述夹爪座（3）顶部转动连接有两个相互啮合的驱动齿盘（32），所述第一驱动件（31）输出端固定连接右侧的所述驱动齿盘（32），两个所述驱动齿盘（32）的前端均转动连接有夹紧器（4），所述夹紧器（4）包括前夹块（41）、后夹块（42）、上转向驱动件（43）和侧转向驱动件（44），所述前夹块（41）和所述后夹块（42）由对应的所述上转向驱动件（43）驱动于所述驱动齿盘（32）前方转动，所述侧转向驱动件（44）驱动处于竖向状态的所述前夹块（41）和所述后夹块（42）于横向状态的所述前夹块（41）上方转动；

所述转向头（12）前方设有翻转驱动模块（5），所述翻转驱动模块（5）包括托块（51）、第二驱动件（52）、连接杆（53）和组合框（54），所述连接杆（53）固定连接在所述第二驱动件（52）输出端，所述夹爪座（3）的后端固定连接所述连接杆（53）外壁，所述转向头（12）侧壁转动连接有侧板（121），所述侧板（121）外侧壁固定连接有中转组合模块（6），所述中转组合模块（6）包括组合架（61）、第三驱动件（62）和组合块（63），所述中转组合模块（6）连接所述翻转驱动模块（5）和所述转向头（12）；

所述转向臂（11）上端和所述夹爪座（3）顶部均固定连接有图像采集头（7）。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能视觉的夹持机械手，其特征在于，所述前夹块（41）转动连接在所述驱动齿盘（32）前端底部，所述驱动齿盘（32）前端顶部固定连接对应的所述上转向驱动件（43），所述上转向驱动件（43）输出端固定连接所述前夹块（41）后端，所述后夹块（42）转动连接在所述前夹块（41）前端，所述前夹块（41）前端顶部固定连接有对应的所述上转向驱动件（43），所述上转向驱动件（43）输出端固定连接所述后夹块（42）后端。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能视觉的夹持机械手，其特征在于，所述侧转向驱动件（44）固定连接在所述前夹块（41）外侧边，所述侧转向驱动件（44）输出端转动连接在所述前夹块（41）内部，竖向的所述前夹块（41）的后端与所述侧转向驱动件（44）的输出端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能视觉的夹持机械手，其特征在于，所述前夹块（41）前端底部开设有让位槽（411），所述后夹块（42）顶部与所述让位槽（411）顶壁处于齐平状态，所述前夹块（41）前端底部固定连接有加固板（412），所述上转向驱动件（43）的输出端与所述加固板（412）的顶部转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于智能视觉的夹持机械手，其特征在于，所述托块（51）位于所述夹爪座（3）左侧，所述第二驱动件（52）固定连接在所述托块（51）顶部，所述第二驱动件（52）外壁固定连接所述组合框（54），所述连接杆（53）位于所述组合框（54）内侧，所述连接杆（53）另一端与所述组合框（54）内侧壁转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于智能视觉的夹持机械手，其特征在于，所述组合架（61）固定连接所述侧板（121）外侧壁，所述组合架（61）前端固定连接所述第三驱动件（62），所述组合块（63）固定连接在所述第三驱动件（62）输出端，所述组合块（63）位于所述组合框（54）内侧，所述组合块（63）后侧壁与所述组合框（54）内侧壁固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于智能视觉的夹持机械手，其特征在于，所述托块（51）底部固定连接有引导板（511），所述转向头（12）侧边开设有引导槽（122），所述引导板（511）滑动连接在所述引导槽（122）内部。

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