CN116214491A - 一种多用途的图像识别机械臂系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多用途的图像识别机械臂系统，涉及机械臂技术领域，包括底座、设置于底座上的机械臂主体、设置于底座上的承载台、设置于底座上的识别装置，承载台位于机械臂主体和识别装置之间，底座上转动连接有转动座，承载台沿竖直方向滑动设置于转动座上，底座上设有驱动转动座转动的驱动组件，转动座的一侧的底座上转动连接有转动柱，转动柱的周向侧壁上设有螺旋板，螺旋板之间的空隙供承载台的边缘放入，螺旋板板壁和承载台的底壁滑动抵接，驱动组件驱动转动座之后也用于驱动转动柱转动。本申请通过设置转动座、转动柱，实现对物品识别面的朝向、高度进行调节，从而具有便于将高度、形状不一的物品识别面对准识别装置的优点。

Description

一种多用途的图像识别机械臂系统

技术领域

本申请涉及机械臂技术领域，尤其是涉及一种多用途的图像识别机械臂系统。

背景技术

目前在实验室教学场景中，对学生来说，通过对机械臂的设计与实践，帮助学生在动手实践过程中体验人工智能，并加深对人工智能图像识别领域的理解。

实验室教学的人工智能的教学主要包括识别装置、放置台、机械臂结构。主要是机械臂利用图像识别装置识别物品识别面的信息，从而有效识别承载台上相应物品信息，并将获得的信息传输至控制终端，控制终端根据识别命令驱动机械臂做出相应反应，在放置台上拿取、转移、放置物品，能够起到模拟教学和模拟控制。并且识别装置、放置台、机械臂结构，更加方便进行模拟分析不同模块功能和控制命令的调节。

发明人发现：当夹取、转移物品时，物品会存在高度不一、形状不一的情况，容易使得物品上的识别面朝向不一，从而导致物品识别面对不准识别装置。

发明内容

为了便于将物品识别面对准识别装置，本申请的目的是提供一种多用途的图像识别机械臂系统。

本申请提供的一种多用途的图像识别机械臂系统采用如下的技术方案：

一种多用途的图像识别机械臂系统一种多用途的图像识别机械臂系统，包括底座、设置于底座上的机械臂主体、设置于所述底座上的承载台、设置于所述底座上的识别装置，所述承载台位于所述机械臂主体和识别装置之间，所述底座上转动连接有转动座，所述承载台沿竖直方向滑动设置于所述转动座上，所述底座上设有驱动所述转动座转动的驱动组件，所述转动座的一侧的底座上转动连接有转动柱，所述转动柱的周向侧壁上设有螺旋板，所述螺旋板之间的空隙供承载台的边缘放入，所述螺旋板板壁和承载台的底壁滑动抵接，所述驱动组件驱动转动座之后也用于驱动所述转动柱转动。

通过采用上述技术方案，当夹取、转移的物品高度、形状不一时，机械臂主体将物品夹取至承载台上，启动驱动组件转动，以带动承载台上的物品转动。使得物品上的识别面朝向识别装置，以供识别装置进行识别。然后驱动组件再驱动转动柱转动，此时承载台不转动，转动柱转动后通过螺旋板带动承载台与转动座上于竖直方向滑动，以调节承载台上物品的高度，以便于将物品识别面对准识别装置。因此通过设置转动座、转动柱，利用驱动组件的先后驱动，使得转动座转动带动承载台物品转动，以对物品识别面的朝向进行调节，转动柱转动带动承载台物品上下移动，以对物品识别面的高度进行调节，从而便于将高度、形状不一的物品识别面对准识别装置。

可选的，所述转动座上固定有固定柱，所述固定柱上滑动套设有套筒，所述套筒固定于承载台的底壁，所述套筒内固定有弹簧，所述弹簧的下端固定于固定柱上。

通过采用上述技术方案，当将较重的物品放入承载台上时，承载台受重力带动套筒压缩弹簧，以降低承载台的高度。此时承载台上物品的识别面高度较低，转动柱转动带动承载台上移，以将物品识别面高度提高后对准识别装置。当将较轻的物品放入承载台上时，承载台受重力带动套筒继续压缩弹簧，此时承载台上物品识别面高度较高，转动柱转动带动承载台下移，以将物品识别面高度降低后对准识别装置。因此通过设置固定柱、套筒、弹簧，对承载台进行支撑，以对放在承载台上的物品进行缓冲，减少放下物品后物品滚落出承载台的情况。

可选的，所述驱动组件包括滑移于转动座和转动柱之间的齿条一、固定于底座上驱动齿条一滑动的气缸一、啮合于所述齿条一的齿轮一，所述齿轮一同轴连接于转动座上。

通过采用上述技术方案，当驱动承载台转动时，气缸一驱动齿条一滑入转动座和转动柱之间，以通过齿条一带动齿轮一转动，齿轮一带动转动座转动，进而带动承载台转动，从而便于对承载台上物品识别面的朝向进行调节。

可选的，所述转动柱同轴连接有转轴，所述底座上开设有供转轴滑动的滑槽，所述转轴转动于滑槽内，所述转轴于滑槽内滑动以供转动柱靠近承载台，将所述承载台边缘放入螺旋板之间。

通过采用上述技术方案，当将载物台上物品识别面的朝向调节好之后，将转动柱朝载物台滑动，使得转轴于滑槽内滑移。直至载物台的边缘放入转动柱的螺纹槽内，驱动组件再驱动转动柱转动，使得载物台受到螺纹槽槽壁的滑动抵接油，以带动载物台上下移动，进而调节物品识别面的高度。因此通过设置转轴和滑槽，利用转轴于滑槽滑动实现在载物台转动之前，转动柱未对载物台的转动造成影响，载物台转动后，利用转动柱的转动再实现载物台的高度调节。

可选的，所述气缸一活塞杆转动连接于齿条一内，所述转动柱的下端同轴套设有啮合于所述齿条一的齿轮二，所述齿条一翻转后分别与齿轮一和齿轮二啮合。

通过采用上述技术方案，当驱动载物台转动后，转动齿条一，使得齿条一上的齿转动至朝向转动柱。然后将转动柱朝载物台滑动，使得齿轮二啮合于齿条一，气缸一驱动齿条一滑动，齿条一滑动后带动齿轮二转动，进而带动转动柱转动，以对载物台的高度进行调节。因此通过设置齿轮二，利用齿条一的转动，使得齿条一和齿轮二啮合，以便于齿条一的滑动能够带动齿轮二转动，从而便于带动转动柱转动。

可选的，所述转动座和转动柱的一侧滑移有滑杆，所述滑杆滑移于齿条一的下方，所述底座上设有驱动所述滑杆滑动的气缸二，所述滑杆远离气缸二的一端设置于所述转动柱上，所述气缸二用于带动转动柱滑向承载台。

通过采用上述技术方案，当将转动柱朝承载台滑动时，气缸二活塞杆收缩，带动滑杆朝靠近气缸二的方向话滑动，滑杆则带动转动柱朝承载台滑动，以实现转动柱自动滑动，从而便于承载台边缘自动放入螺旋板之间。

可选的，所述齿条一远离气缸一的一端固定有齿轮柱，所述滑杆上设有啮合于所述齿轮柱的齿条二，所述齿条二用于带动齿轮柱转动后带动齿条一翻转。

通过采用上述技术方案，当气缸一驱动齿条一滑动时，齿条一带动齿轮柱于齿条二上滑动，以通过齿轮一带动承载台转动。直至气缸二带动滑杆滑动时，滑杆带动转动柱朝承载台滑动，以使承载台的边缘位于螺旋板之间。同时滑杆通过齿条二带动齿轮柱转动，使得齿轮柱带动齿条一自动翻转后和齿轮二啮合，此时气缸二停止驱动。气缸一再驱动齿条一滑动，齿条一滑动后带动齿轮二转动，进而带动螺旋板转动，以对承载台的高度进行调节。因此通过设置齿轮柱和齿条二，利用齿条二带动齿轮柱转动将齿条一翻转，使得转动柱靠近承载台将承载台边缘放入螺旋板之间的同时，齿条一翻转和齿轮二啮合，从而便于齿条一切换后对转动柱进行驱动。

可选的，所述底座上滑动连接有支撑座，所述齿轮柱远离齿条一的一端转动连接于支撑座上，所述底座上开设有供支撑座沿齿条一的滑动方向滑移的导向槽。

通过采用上述技术方案，当气缸一驱动齿条一滑动时，齿条一带动齿轮柱滑动，进而带动支撑座于导向槽内滑动，通过支撑柱对齿轮柱的端部进行支撑，便于齿条一的翻转和滑动，提高齿条一的滑动稳定性。

可选的，所述底座上转动连接有位于齿条一两侧的传动齿轮，所述传动齿轮啮合于齿条一的两侧，所述传动齿轮远离齿条一的一侧啮合于齿轮一、齿轮二，所述齿轮一、齿轮二的直径均小于传动齿轮。

通过采用上述技术方案，当齿条一带动齿轮一、齿轮二转动时，齿条一的滑动先带动传动齿轮转动，传动齿轮转动后再带动齿轮一、齿轮二转动，以通过传动齿轮的转动增大齿轮一、齿轮二转动圈数，从而便于齿条一滑动带动承载台、转动柱各自转动更多的角位移。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置转动座、转动柱，利用驱动组件的先后驱动，使得转动座转动带动承载台物品转动，以对物品识别面的朝向进行调节，转动柱转动带动承载台物品上下移动，以对物品识别面的高度进行调节，从而便于将高度、形状不一的物品识别面对准识别装置；

2.通过设置固定柱、套筒、弹簧，对承载台进行支撑，以对放在承载台上的物品进行缓冲，减少放下物品后物品滚落出承载台的情况；

3.通过设置齿轮二，利用齿条一的转动，使得齿条一和齿轮二啮合，以便于齿条一的滑动能够带动齿轮二转动，从而便于带动转动柱转动；

4.通过设置齿轮柱和齿条二，利用齿条二带动齿轮柱转动将齿条一翻转，使得转动柱靠近承载台将承载台边缘放入螺旋板之间的同时，齿条一翻转和齿轮二啮合，从而便于齿条一切换后对转动柱进行驱动。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例用于展示驱动组件的结构示意图。

图3是本申请实施例用于展示转轴的剖面示意图。

附图标记说明：1、底座；11、滑槽；12、支撑座；13、导向槽；2、机械臂主体；3、转动座；31、固定柱；32、套筒；33、弹簧；34、承载台；4、识别装置；5、转动柱；51、螺旋板；52、转轴；53、转盘；6、驱动组件；61、齿条一；611、齿轮柱；62、气缸一；63、齿轮一；64、齿轮二；65、传动齿轮；66、滑杆；661、齿条二；67、气缸二。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种多用途的图像识别机械臂系统。

参照图1，机械臂系统包括底座1、固定于底座1上的机械臂主体2、转动连接于底座1上的转动座3、固定于底座1上的识别装置4，转动座3上滑动安装有承载台34，承载台34沿竖直方向滑动。承载台34位于机械臂主体2、识别装置4之间，承载台34用于放置具有识别面的物品，识别装置4为图像识别器，用于识别物品上的识别面信息。

参照图1，底座1上转动连接有位于承载台34一侧的转动柱5，转动柱5的周向侧壁上固定连接有螺旋板51，螺旋板51的螺距大于承载台34的厚度，以便于承载台34的边缘位于螺旋板51之间，并通过螺旋板51的转动，带动承载台34于竖直方向滑动。

参照图1和图2，底座1上安装有驱动承载台34、转动柱5分别转动的驱动组件6，驱动组件6包括滑移于承载台34和转动柱5之间的齿条一61、固定于底座1上驱动齿条一61滑动的气缸一62、同轴连接在转动座3上的齿轮一63、同轴套设在转动柱5下端的齿轮二64。齿条一61在气缸一62的驱动下沿机械臂主体2到识别装置4的方向滑动，底座1上转动连接有位于齿条一61两侧的传动齿轮65。

参照图2，传动齿轮65均能与齿条一61啮合，但齿条一61并不能同时与两边都得传动齿轮65同时啮合。齿条一61一侧的传动齿轮65啮合于齿轮一63，齿条一61另一侧的传动齿轮65啮合与齿轮二64，且传动齿轮65的直径均大于齿轮一63、齿轮二64，一便于齿条一61的滑动，带动齿轮一63和齿轮二64转动更多的角位移。

参照图2和图3，转动柱5和底座1转动连接有转轴52，底座1上开设有供转轴52滑动的滑槽11，转轴52的滑动方向和齿条一61的滑动方向相垂直。转轴52沿靠近或远离承载台34的方向滑动，同时转轴52转动于滑槽11内，转轴52位于滑槽11的端部呈倒置的T形，以限制转轴52脱离滑槽11，提高转动柱5滑动的稳定性。进而便于将齿轮二64和传动齿轮65的进行啮合或解除啮合，同时也便于承载台34放入螺旋板51之间和脱离螺旋板51之间。

参照图3，转动座3上固定有固定柱31、固定柱31上套设有套筒32，套筒32的上端固定于承载台34的底壁。套筒32内固定连接有弹簧33，弹簧33的下端固定于固定柱31上端，弹簧33弹力作用于套筒32上，进而对承载台34于竖直方向上进行缓冲。

参照图2，齿条一61穿过传动齿轮65之间后的端部固定有齿轮柱611，即气缸一62的活塞杆转动连接于齿条一61内，以使的齿条一61能够于传动齿轮65之间转动，进而实现齿条一61反转后分别和齿轮一63、齿轮二64啮合。

参照图2，底座1上滑动连接有支撑座12，支撑座12的滑动方向和齿条一61的滑动方向相同。齿轮柱611远离齿条一61的一端转动连接于支撑座12上，以对齿条一61的滑动和转动进行支撑。底座1上开设有供支撑座12滑动的导向槽13，以对支撑座12的滑动进行导向。

参照图2，转动座3和识别装置4之间滑移有滑杆66，滑杆66滑移于齿轮柱611的下方，滑杆66的滑动方向和齿条一61的滑动方向相垂直。底座1上固定连接有驱动滑杆66滑动的气缸二67，滑杆66的顶壁上设有内和于齿轮柱611的齿条二661，即通过气缸二67的驱动，滑杆66带动齿条二661滑动后，再带动齿轮柱611转动。

参照图2，滑杆66靠近转动柱5的一端朝转动柱5的方向弯折延伸，即转动柱5上转动连接有转盘53，转盘53转动于齿轮二64的下方，滑杆66远离气缸二67的端部固定于转盘53的周向侧壁。滑杆66滑向气缸二67时，齿条二661带动齿轮柱611转动，带动齿条一61转离靠近承载台34一侧的传动齿轮65。同时滑杆66带动转盘53、转动柱5朝靠近承载台34的方向滑动。直至承载台34的边缘放入螺旋板51之间后，齿轮二64和传动齿轮65啮合，齿轮柱611带动齿条一61转动一百八十度，使得齿条一61和靠近转动柱5的传动齿轮65啮合。以便于齿条一61的滑动单独带动转动柱5转动，以便于螺旋板51转动后带动承载台34上下滑动，从而便于调节承载台34上物品识别面的高度。

本申请实施例一种多用途的图像识别机械臂系统的实施原理为：当夹取转移的物品高度、形状不一时，机械臂主体2将物品夹取放置承载台34上。物品较重，则承载台34高度较低、物品识别面相对于识别装置4高度较低，需要升高承载台34高度；物品较轻，则承载台34高度较高、物品识别面相对于识别装置4高度较高，需要降低承载台34高度。

启动气缸一62，通过齿条一61、齿轮一63带动承载台34转动，以对物品识别面的朝向进行调节。然后启动气缸二67，气缸二67活塞杆收缩，带动滑杆66滑动，以带动转动柱5朝承载台34滑动，同时带动齿轮柱611、齿条一61翻转。直至承载台34边缘放入螺旋板51内后，齿条一61翻转和靠近齿轮二64的传动齿轮65啮合，实现二者的同步啮合。然后气缸一62再驱动齿条一61滑动，齿条一61再通过齿轮二64带动转动柱5转动，以带动螺旋板51转动，以对承载台34的高度进行调节，进而对物品识别面的高度进行调节，从而便于将高度、形状不一的物品识别面对准识别装置4。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：包括底座（1）、设置于底座（1）上的机械臂主体（2）、设置于所述底座（1）上的承载台（34）、设置于所述底座（1）上的识别装置（4），所述承载台（34）位于所述机械臂主体（2）和识别装置（4）之间，所述底座（1）上转动连接有转动座（3），所述承载台（34）沿竖直方向滑动设置于所述转动座（3）上，所述底座（1）上设有驱动所述转动座（3）转动的驱动组件（6），所述转动座（3）的一侧的底座（1）上转动连接有转动柱（5），所述转动柱（5）的周向侧壁上设有螺旋板（51），所述螺旋板（51）之间的空隙供承载台（34）的边缘放入，所述螺旋板（51）板壁和承载台（34）的底壁滑动抵接，所述驱动组件（6）驱动转动座（3）之后也用于驱动所述转动柱（5）转动。

2.根据权利要求1所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述转动座（3）上固定有固定柱（31），所述固定柱（31）上滑动套设有套筒（32），所述套筒（32）固定于承载台（34）的底壁，所述套筒（32）内固定有弹簧（33），所述弹簧（33）的下端固定于固定柱（31）上。

3.根据权利要求1所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述驱动组件（6）包括滑移于转动座（3）和转动柱（5）之间的齿条一（61）、固定于底座（1）上驱动齿条一（61）滑动的气缸一（62）、啮合于所述齿条一（61）的齿轮一（63），所述齿轮一（63）同轴连接于转动座（3）上。

4.根据权利要求3所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述转动柱（5）同轴连接有转轴（52），所述底座（1）上开设有供转轴（52）滑动的滑槽（11），所述转轴（52）转动于滑槽（11）内，所述转轴（52）于滑槽（11）内滑动以供转动柱（5）靠近承载台（34），将所述承载台（34）边缘放入螺旋板（51）之间。

5.根据权利要求3所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述气缸一（62）活塞杆转动连接于齿条一（61）内，所述转动柱（5）的下端同轴套设有啮合于所述齿条一（61）的齿轮二（64），所述齿条一（61）翻转后分别与齿轮一（63）和齿轮二（64）啮合。

6.根据权利要求4所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述转动座（3）和转动柱（5）的一侧滑移有滑杆（66），所述滑杆（66）滑移于齿条一（61）的下方，所述底座（1）上设有驱动所述滑杆（66）滑动的气缸二（67），所述滑杆（66）远离气缸二（67）的一端设置于所述转动柱（5）上，所述气缸二（67）用于带动转动柱（5）滑向承载台（34）。

7.根据权利要求6所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述齿条一（61）远离气缸一（62）的一端固定有齿轮柱（611），所述滑杆（66）上设有啮合于所述齿轮柱（611）的齿条二（661），所述齿条二（661）用于带动齿轮柱（611）转动后带动齿条一（61）翻转。

8.根据权利要求7所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述底座（1）上滑动连接有支撑座（12），所述齿轮柱（611）远离齿条一（61）的一端转动连接于支撑座（12）上，所述底座（1）上开设有供支撑座（12）沿齿条一（61）的滑动方向滑移的导向槽（13）。

9.根据权利要求5所述的一种多用途的图像识别机械臂系统，其特征在于：所述底座（1）上转动连接有位于齿条一（61）两侧的传动齿轮（65），所述传动齿轮（65）啮合于齿条一（61）的两侧，所述传动齿轮（65）远离齿条一（61）的一侧啮合于齿轮一（63）、齿轮二（64），所述齿轮一（63）、齿轮二（64）的直径均小于传动齿轮（65）。

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