CN117549352B - 一种用于大型零件识别的三维扫描机械手及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，尤其是一种用于大型零件识别的三维扫描机械手及其控制方法，包括机械手本体,还包括：扫描仪，安装在机械手本体的侧壁上，扫描仪包括两个摄像头，用于对车身在工作空间中的实际位置进行定位；本发明通过移动单元的设置，带动滑动座在导轨上移动，滑动座带动机械手本体进行移动，从而带动扫描仪移动，通过移动扫描仪的位置，便于对车身进行全方位的扫描，从而有利于确保扫描结果的精准，通过玻璃罩的设置，能够对扫描仪起到防护作用，一方面能够防止喷漆落在扫描仪上的镜头表面，另一方面能够减少工作人员在对扫描仪进行清理的次数。

Description

一种用于大型零件识别的三维扫描机械手及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种用于大型零件识别的三维扫描机械手及其控制方法。

背景技术

随着科技的进步，机器人技术在各领域中得到广泛的应用，替代传统的人工作业，极大解放了大量的劳动力，提高了产品的合格率和生产效率。在汽车制造领域中，部分汽车厂采用机器人代替人工对车身表面进行脱脂剂或加强剂的涂布工作，大大提升了生产效率。

现有技术公开了部分机械手的发明专利，申请号为CN202310095118.6的中国发明专利，公开了一种多工位喷涂机械手，其包括：导向机构，导向机构包括底座，底座共设置有两个，每个底座顶部均套设有顶座，每个底座一侧内表壁均通过螺栓固定连接有导轨，每个底座一侧外表面均开设有第一限位槽，每个底座内部底面均开设有第二限位槽。

由于车身在不同吊具上的位置会有偏差，因此机器人在对车身进行涂布前，需要对车身在吊具上的空间位置进行定位并与基准模板上空间位置对比后生成偏移量，通过偏移量引导涂布机器人完成精准的涂布工作，但是市面上现有的用于大型零部件现场三维扫描的机械手，其上的扫描单元大多都是与机械手固定连接的，无法对扫描单元进行快速安装和拆卸，从而在车身发生偏差后，存在扫描单元所处的位置不能够对车身进行精准定位的情况，从而不便于对扫描机构进行调试，同时在对车身进行喷涂的过程中，机械手灵活摆动，可能会使得喷漆洒落到扫描单元上，使得扫描单元的扫描图像受到遮挡，导致扫描结果不精准，不便于对扫描机构进行调试。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的由于车身在不同吊具上的位置会有偏差，因此机器人在对车身进行涂布前，需要对车身在吊具上的空间位置进行定位并与基准模板上空间位置对比后生成偏移量，通过偏移量引导涂布机器人完成精准的涂布工作，但是市面上现有的用于大型零部件现场三维扫描的机械手，其上的扫描单元大多都是与机械手固定连接的，无法对扫描单元进行快速安装和拆卸，从而在车身发生偏差后，存在扫描单元所处的位置不能够对车身进行精准定位的情况，从而不便于对扫描机构进行调试，同时在对车身进行喷涂的过程中，机械手灵活摆动，可能会使得喷漆洒落到扫描单元上，使得扫描单元的扫描图像受到遮挡，导致扫描结果不精准，不便于对扫描机构进行调试的缺点，而提出的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手及其控制方法。

第一方面，本发明提供一种用于大型零件识别的三维扫描机械手，包括机械手本体，还包括：

扫描仪，安装在所述机械手本体的侧壁上，所述扫描仪包括两个摄像头，用于对车身在工作空间中的实际位置进行定位；

两个玻璃罩，分别螺纹连接在两个所述摄像头的顶部，用于对扫描仪提供防护；

移动单元，用于带动所述机械手本体进行移动；

清理机构，用于对两个所述玻璃罩进行清理；

控制单元，通过扫描仪对车身在工作空间中的实际定位，控制单元控制移动单元对机械手本体在工作场地中进行移动，对机械手本体进行快速安装调试；

控制单元包括控制器，安装于所述机械手本体的侧壁上；

控制单元还用于在车身喷涂间隙中控制机械手本体翻转角度，以使得玻璃罩的顶部处于水平状态，随后控制单元控制清理机构对玻璃罩的顶部进行清理。

在进一步的实施过程中，还包括：

安装座，固定于所述机械手本体的侧壁上；

支撑座，滑动连接在所述安装座的内壁上，所述支撑座的顶部卡合安装有扫描仪；

卡合组件，安装在所述支撑座的内部，用于将所述扫描仪卡合固定在所述支撑座上。

在进一步的实施过程中，还包括：

两个气囊，对称安装在所述支撑座的侧壁上；

两个压力传感器，对称安装在所述支撑座的侧壁上；

进气组件，用于对所述气囊的内部进行充气或者排气；

所述控制单元还用于根据压力传感器的压力信息控制进气组件对气囊进行充气或者排气。

在进一步的实施过程中，所述清理机构包括：

两个清理组件，分别用于对两个玻璃罩的顶部进行清理；

升降组件，安装在所述安装座的内壁上，用于带动所述支撑座移动到指定位置；

所述控制单元还用于在支撑座移动到指定位置后控制两个清理组件分别对两个所述玻璃罩的顶部进行清理。

在进一步的实施过程中，所述清理组件包括：

弧形槽，开设在所述安装座的侧壁上；

第一圆环，固定在所述弧形槽的侧壁上，所述第一圆环的顶部开设有多个进料口，所述第一圆环的一端依次开设有三个连通孔，分别用于供给水、空气和工业酒精，三个所述连通孔的内部均安装有单向阀；

第二圆环，滑动连接在所述弧形槽的侧壁上，所述第二圆环的内部开设有三个空腔，从上到下依次记为第一空腔、第二空腔和第三空腔，三个所述空腔的侧壁均贯穿开设有开口，所述开口在所述第二圆环的内侧壁上圆周阵列分布，所述第一空腔和所述第三空腔对应的所述开口的外部均固定连接有喷头；

所述第二圆环的底部开设有三个开孔，三个所述空腔均通过圆管与对应的开孔固定连通；

两个转动组件，均安装在所述安装座的内部，分别用于带动对应的所述第二圆环转动指定角度。

在进一步的实施过程中，所述第一空腔用于供给工业酒精，所述第二空腔用于供给空气，所述第三空腔用于供给水。

在进一步的实施过程中，所述转动组件包括：

弧形开槽，所述弧形槽的内壁上开设有弧形开槽；

弧形齿条，固定在所述第二圆环的外侧壁上，所述弧形齿条与所述弧形开槽滑动连接；

小型电机，固定于所述安装座的侧壁上，小型电机的输出轴贯穿安装座的侧壁，小型电机的输出轴延伸进入到弧形开槽的内部，小型电机的输出轴端部固定有直齿轮，所述直齿轮与所述弧形齿条啮合。

第二方面，提供一种用于大型零件识别的三维扫描机械手的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

控制器接收到由扫描仪检测到的车身位置信息；

控制器根据车身位置信息生成第一控制信息，第一控制信息用以请求移动单元运动；

控制器将第一控制信息发送给移动单元，以控制移动单元驱动机械手本体移动。

在进一步的实施过程中，所述玻璃罩在调平过程中的工作方法具体为：

控制器接收到由机械手本体反馈的喷涂完成信息；

控制器根据喷涂完成信息生成第二控制信息，第二控制信息用以请求机械手本体运动；

控制器将第二控制信息发送给机械手本体，以控制机械手本体运动至玻璃罩顶部处于水平状态。

在进一步的实施过程中，所述清理机构在清理过程中的工作方法具体为：

控制器接收到由机械手本体反馈的玻璃罩水平信息；

控制器根据玻璃罩水平信息生成第三控制信息，第三控制信息用以请求清理机构运动；

控制器将第三控制信息发送给清理机构，以控制清理机构运动对玻璃罩顶部进行清理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过移动单元的设置，控制器控制驱动电机启动，驱动电机带动传动齿轮转动，通过传动齿轮与直齿条的啮合带动滑动座在导轨上移动，滑动座带动机械手本体进行移动，从而带动扫描仪移动，通过移动扫描仪的位置，便于对车身进行全方位的扫描，从而有利于确保扫描结果的精准。

2.本发明通过玻璃罩的设置，能够对扫描仪起到防护作用，一方面能够防止喷漆落在扫描仪上的镜头表面，另一方面能够减少工作人员在对扫描仪进行清理的次数，减少了对扫描仪的镜头表面的磨损，设有的清理机构能够在车身喷涂的间隙中对玻璃罩进行清理，防止洒落在玻璃罩表面的喷漆，对下一次车身的扫描造成影响。

3.本发明通过两个气泵分别向对应的气囊内部充入指定的气体量，使得气囊膨胀对扫描仪的两侧进行夹紧，从而有利于防止扫描仪在机械手本体的移动过程中出现晃动，有利于增加扫描仪扫描检测的准确性，在拆卸的过程中，控制器控制气泵对气囊进行抽气，将气囊内部的气体抽出，解除对扫描仪的固定，便于对扫描仪进行安装于拆卸，从而有利于对扫描仪进行。

附图说明

图1为本发明的控制方法流程图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为本发明的导轨的结构剖视图。

图4为本发明的扫描仪安装结构示意图。

图5为本发明的结安装座构示意图。

图6为本发明的弧形开槽结构示意图。

图7为本发明的安装座局部结构剖视图。

图8为本发明的支撑座结构剖视图。

图9为本发明的第二圆环内部结构剖视图。

图10为本发明的玻璃罩的具体调平方法流程图。

图11为本发明的清理机构的具体清理方法流程图。

图中：1、机械手本体；2、扫描仪；3、玻璃罩；4、安装座；5、支撑座；6、气囊；7、压力传感器；8、弧形槽；9、第一圆环；10、进料口；11、连通孔；12、单向阀；13、第二圆环；14、第一空腔；15、第二空腔；16、第三空腔；17、喷头；18、开孔；19、弧形开槽；20、弧形齿条；21、小型电机；22、直齿轮；23、导轨；24、滑动座；25、直齿条；26、驱动电机；27、传动齿轮；28、安装槽；29、T形滑块；30、弹性伸缩杆；31、弧形板；32、凸块；33、电动伸缩杆；34、气泵；35、气缸；36、管道；37、控制器。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图2至图9所示的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手，包括机械手本体1，还包括：

扫描仪2，安装在机械手本体1的侧壁上，扫描仪2包括两个摄像头，用于对车壳在工作空间中的实际位置进行定位；

两个玻璃罩3，分别螺纹连接在两个摄像头的顶部，用于对扫描仪2提供防护；

移动单元，用于带动机械手本体1进行移动；

清理机构，用于对两个玻璃罩3进行清理；

控制单元，通过扫描仪2对车壳在工作空间中的实际定位，控制单元控制移动单元对机械手本体1在工作场地中进行移动，对机械手本体1进行快速安装调试；

控制单元包括控制器37，安装于机械手本体1的侧壁上；

控制单元还用于在车壳喷涂间隙中控制机械手本体1翻转角度，以使得玻璃罩3的顶部处于水平状态，随后控制单元控制清理机构对玻璃罩3的顶部进行清理；

在具体的实施过程中，移动单元包括：

导轨23，通过支脚安装在工作空间的地面上；

滑动座24，滑动连接在导轨23的内部，滑动座24顶部通过螺栓与机械手本体1的底部固定连接；

两个直齿条25，对称固定在导轨23的内侧壁上，滑动座24的顶部对称固定有驱动电机26，两个驱动电机26的输出轴均贯穿滑动座24，两个驱动电机26的输出轴的端部均固定有传动齿轮27，两个传动齿轮27分别与对应的直齿条25啮合；

需要说明的是：工作人员通过吊具将车身移动到加工位置，经过机械手本体1对车身喷涂完成后，再使用吊具将喷涂完成后的车身移出工作空间，随后再使用吊具将后一个待喷涂的车身移动到加工位置；

喷涂间隙是指当前加工中的车身喷涂完成后至下一个待喷涂的车身移动到加工位置前的一段时间；

具体说明，由于车身在不同吊具上的位置会有偏差，因此机器人在对车身进行涂布前，需要对车身在吊具上的空间位置进行定位并与基准模板上空间位置对比后生成偏移量，通过偏移量引导涂布机器人完成精准的涂布工；

但是市面上现有的用于大型零部件现场三维扫描的机械手，其上的扫描单元大多都是与机械手固定连接的，无法对扫描单元进行快速安装和拆卸，从而在车身发生偏差后，存在扫描单元所处的位置不能够对车身进行精准定位的情况，从而不便于对扫描机构进行调试；

同时在对车身进行喷涂的过程中，机械手灵活摆动，可能会使得喷漆洒落到扫描单元上，使得扫描单元的扫描图像受到遮挡，导致扫描结果不精准，不便于对扫描机构进行调试；

本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，首先，在吊具将待喷漆的车身输送到工作空间后，启动扫描仪2对车身进行扫描，并将扫描得到的车身位置数据发送到控制器37中，通过控制器37中内置的处理器处理后得出车身偏移量，由于在车身偏移后，存在扫描死角的情况，控制器37控制驱动电机26启动，驱动电机26带动传动齿轮27转动，通过传动齿轮27与直齿条25的啮合带动滑动座24在导轨23上移动，滑动座24带动机械手本体1进行移动，从而带动扫描仪2移动，通过移动扫描仪2的位置，便于对车身进行全方位的扫描，从而有利于确保扫描结果的精准；

由于机械手本体1在对车身进行喷涂的过程中，机械手本体1喷洒的喷漆可能会洒落到扫描仪2上镜头的表面，从而影响扫描的结果，通过设有的玻璃罩3，能够对扫描仪2起到防护作用，一方面能够防止喷漆落在扫描仪2上的镜头表面，另一方面能够减少工作人员在对扫描仪2进行清理的次数，减少了对扫描仪2的镜头表面的磨损；

设有的清理机构能够在车身喷涂的间隙中对玻璃罩3进行清理，防止洒落在玻璃罩3表面的喷漆，对下一次车身的扫描造成影响。

在进一步的实施过程中，还包括：

安装座4，固定于机械手本体1的侧壁上；

支撑座5，滑动连接在安装座4的内壁上，支撑座5的顶部卡合安装有扫描仪2；

卡合组件，安装在支撑座5的内部，用于将扫描仪2卡合固定在支撑座5上；

在具体的实施过程中，卡合组件包括：

两个安装槽28，对称开设在支撑座5的内部；

两个安装槽28的内部均滑动连接有两个T形滑块29，全部T形滑块29的侧壁上均固定有弹性伸缩杆30，全部弹性伸缩杆30均与对应的安装槽28的内壁固定连接；

全部T形滑块29的底部均固定有凸块32，安装槽28的内部滑动连接有弧形板31，弧形板31与同一个安装槽28内部的两个凸块32抵触；

两个安装槽28的内部均安装有电动伸缩杆33，两个电动伸缩杆33的伸缩端与对应的弧形板31固定连接；

具体说明，在对扫描仪2进行安装扫描仪2时，首先将两个玻璃罩3通过螺纹连接的方式连接在扫描仪2的两个镜头上，随后将扫描仪2放置在支撑座5的顶部，通过向下按压的方式，使得扫描仪2的侧边挤压在T形滑块29的倾斜面上，将T形滑块29挤压进入到安装槽28的内部，在扫描仪2的底部与支撑座5的侧壁接触后，扫描仪2上的凸起移动到T形滑块29的下方，T形滑块29在弹性伸缩杆30的作用下伸出安装槽28对扫描仪2进行卡紧；

在需要对扫描仪2进行拆卸的时，工作人员启动电动伸缩杆33，两个电动伸缩杆33分别带动对应的弧形板31移动，弧形板31将同一个安装槽28内部的两个凸块32推动，从而带动T形滑块29移动进入到安装槽28的内部，接触T形滑块29对扫描仪2的卡合，从而便于对扫描仪2的拆装。

在进一步的实施过程中，两个气囊6，对称安装在支撑座5的侧壁上；

两个压力传感器7，对称安装在支撑座5的侧壁上；

进气组件，用于对气囊6的内部进行充气或者排气；

控制单元还用于根据压力传感器7的压力信息控制进气组件对气囊6进行充气或者排气；

在具体的实施过程中，进气组件包括两个气泵34，均安装在支撑座5的内部，两个气泵34分别与两个气囊6通过通气管固定连通；

具体说明，工作人员将扫描仪2卡合安装在支撑座5上后，扫描仪2的底部挤压到压力传感器7，在两个压力传感器7获取到压力信息后，控制器37控制两个气泵34启动，两个气泵34分别向对应的气囊6内部充入指定的气体量，使得气囊6膨胀对扫描仪2的两侧进行夹紧，从而有利于防止扫描仪2在机械手本体1的移动过程中出现晃动，有利于增加扫描仪2扫描检测的准确性，在拆卸的过程中，控制器37控制气泵34对气囊6进行抽气，将气囊6内部的气体抽出，解除对扫描仪2的固定，便于对扫描仪2进行安装于拆卸，从而有利于对扫描仪2进行。

在进一步的实施过程中，清理机构包括：

两个清理组件，分别用于对两个玻璃罩3的顶部进行清理；

升降组件，安装在安装座4的内壁上，用于带动支撑座5移动到指定位置；

控制单元还用于在支撑座5移动到指定位置后控制两个清理组件分别对两个玻璃罩3的顶部进行清理；

在具体的实施过程中，升降组件包括：

气缸35，固定在安装座4的侧壁上，气缸35的伸缩端与支撑座5的底部固定连接；

具体说明，在对车身喷涂完成之后，控制器37控制机械手本体1停止喷涂，同时控制器37控制气缸35启动，气缸35启动推动支撑座5向上移动指定距离，以使得玻璃罩3的上表面位于清理组件的清理范围内，随后控制器37启动清理组件对玻璃罩3的上表面进行清理。

在进一步的实施过程中，清理组件包括：

弧形槽8，开设在安装座4的侧壁上；

第一圆环9，固定在弧形槽8的侧壁上，第一圆环9的顶部开设有多个进料口10，第一圆环9的一端依次开设有三个连通孔11，分别用于供给水、空气和工业酒精，三个连通孔11的内部均安装有单向阀12；

第二圆环13，滑动连接在弧形槽8的侧壁上，第二圆环13的内部开设有三个空腔，从上到下依次记为第一空腔14、第二空腔15和第三空腔16，三个空腔的侧壁均贯穿开设有开口，开口在第二圆环13的内侧壁上圆周阵列分布，第一空腔14和第三空腔16对应的开口的外部均固定连接有喷头17；

第二圆环13的底部开设有三个开孔18，三个空腔均通过圆管与对应的开孔18固定连通；

两个转动组件，均安装在安装座4的内部，分别用于带动对应的第二圆环13转动指定角度；

在具体的实施过程中，工作空间的内部设置有工业酒精储存箱和水箱，工业酒精储存箱通过水管与第一水泵的进水口连通，水箱通过水管与第二水泵的进水端连通；

在可选的实施例中，如图6所示三个连通孔11均固定连通有管道36，与第一空腔14相互连通的管道36与第一水泵的出水口固定连通，与第三空腔16相互连通的管道36与第二水泵的出水口固定连通，与第二空腔15相互连通的管道36连接有鼓风机，鼓风机与外界大气连通且连通口设置有过滤器；

具体说明，在对玻璃罩3的顶部进行清理前，控制器37首先控制机械手本体1进行运动以调整玻璃罩3的顶部处于水平状态，以便于后续对玻璃罩3的顶部进行清理；

在支撑座5下降到指定位置后，控制器37控制转动组件运动，转动组件带动第二圆环13转动指定角度，使得第一圆环9上的三个连通孔11分别与第二圆环13上的三个开孔18相互对接，随后控制器37控制转动组件停止运动并打开单向阀12，以使得连通孔11与对应的开孔18相互连通；

随后控制器37控制第一水泵启动，第一水泵将工业酒精通过水管与管道36泵入到连通孔11中，再从连通孔11中进入到第一空腔14中，并从喷口处喷出到玻璃罩3的顶部，通过工业酒精对洒落在玻璃罩3顶部的喷漆进行溶解，使得喷漆中的化学物质得以被分解，喷洒指定时间后，控制器37控制第一水泵停止并启动第二水泵，第二水泵将水箱中的水泵入到第三空腔16中，随后从喷口处喷出到玻璃罩3的顶部，对经历过工业酒精分解后的喷漆进行冲刷，使得喷漆与玻璃罩3上的工业酒精进入到第一圆环9，以使得玻璃罩3表面清理干净；

喷洒过程中多余的工业酒精与水都会流入到第一圆环9的顶部，再从进料口10进入到第一圆环9的内部，随后进行集中收集，减少清理过程中的污染，在进行冲刷的过程中，控制器37控制机械手本体1倾斜一定角度，以使得残留的工业酒精和水更容易进入到第一圆环9的内部；

在喷水冲刷指定时间后，控制器37停止第二水泵并启动鼓风机，使得外部的空气进入到第二空腔15中，再从喷头17吹在玻璃罩3的顶部，一方面气流的吹动能够便于残留的水和工业酒精移动到第一圆环9的内部，另一方面气流的吹动能够加快水和工业酒精的蒸发，使得残留在玻璃罩3上的水和工业酒精快速消失，以防止影响到扫描仪2的扫描检测；

由于加工空间中具有较多的灰尘，气流吹在玻璃罩3上使水蒸发后，可能会存在干化的灰尘在玻璃罩3上，影响扫描的准确性，设有的过滤器可以对空气进行过滤，以使得吹动的气流不含灰尘等杂质。

在进一步的实施过程中，第一空腔14用于供给工业酒精，第二空腔15用于供给空气，第三空腔16用于供给水，空气位于水和工业酒精之间；

在具体的实施过程中，水箱与第二水泵之间安装有循环加热装置，在温度较低时用以使得水箱中的水流动起来并进行加热；

具体说明，在对水进行加热之后，热水可以增加对工业酒精和喷漆的溶解能力，以使得水流能够更加容易的将工业酒精与喷漆冲刷掉，通过将空气位于水和工业酒精之间，一方面第三空腔16中的水的热量能够传导进入到第二空腔15中，对第二空腔15中的空气有加热作用，热风能够更快的将残留在玻璃罩3上的水和工业酒精吹干，另一方面，第三空腔16中水的热量经过空气的阻隔，难以传递到第一空腔14中，从而水的热量不会对第一空腔14中的工业酒精造成影响。

在进一步的实施过程中，转动组件包括：

弧形开槽19，弧形槽8的内壁上开设有弧形开槽19；

弧形齿条20，固定在第二圆环13的外侧壁上，弧形齿条20与弧形开槽19滑动连接；

小型电机21，固定于安装座4的侧壁上，小型电机21的输出轴贯穿安装座4的侧壁，小型电机21的输出轴延伸进入到弧形开槽19的内部，小型电机21的输出轴端部固定有直齿轮22，直齿轮22与弧形齿条20啮合；

具体说明，在支撑座5向下移动到指定位置后，控制器37启动小型电机21，小型电机21带动直齿轮22转动，直齿轮22带动弧形齿条20转动，弧形齿条20带动第二圆环13转动，从而使得第二圆环13移动到指定位置，使得连通孔11与对应的开孔18对接。

如图1所示的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

控制器37接收到由扫描仪2检测到的车身位置信息；

控制器37根据车身位置信息生成第一控制信息，第一控制信息用以请求移动单元运动；

控制器37将第一控制信息发送给移动单元，以控制移动单元驱动机械手本体1移动；

其中，在工作人员使用吊具将待喷涂的车身移动到加工位置后，扫描仪2开始对车身进行扫描以确认车身的具体位置，随后将车身的具体位置信息发送至控制器37，控制器37中的处理单元处理位置信息得到偏移量，随后控制器37根据偏移量生成第一控制信息，再将第一控制信息发送至移动单元以控制移动单元驱动机械手本体1移动。

如图10所示的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手的控制方法，玻璃罩3在调平过程中的工作方法具体为：

控制器37接收到由机械手本体1反馈的喷涂完成信息；

控制器37根据喷涂完成信息生成第二控制信息，第二控制信息用以请求机械手本体1运动；

控制器37将第二控制信息发送给机械手本体1，以控制机械手本体1运动至玻璃罩3顶部处于水平状态；

其中，在机械手本体1对车身喷涂完成后获取喷涂完成信息，将喷涂完成信息发送至控制器37，控制器37生成第二控制信息，控制器37将第二控制信息发送至机械手本体1，以控制机械手本体1运动带动玻璃罩3运动，以使得玻璃罩3顶部处于水平状态。

如图11所示的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手的控制方法，清理机构在清理过程中的工作方法具体为：

控制器37接收到由机械手本体1反馈的玻璃罩3水平信息；

控制器37根据玻璃罩3水平信息生成第三控制信息，第三控制信息用以请求清理机构运动；

控制器37将第三控制信息发送给清理机构，以控制清理机构运动对玻璃罩3顶部进行清理；

其中，在玻璃罩3的顶部被调节至水平后机械手本体1获取水平信息，机械手本体1将水平信息发送至控制器37，控制器37生成第三控制信息，控制器37将第三控制信息发送至清理机构，以控制清理机构对玻璃罩3的顶部进行清理。

本发明工作原理：

由于车身在不同吊具上的位置会有偏差，因此机器人在对车身进行涂布前，需要对车身在吊具上的空间位置进行定位并与基准模板上空间位置对比后生成偏移量，通过偏移量引导涂布机器人完成精准的涂布工作；

但是市面上现有的用于大型零部件现场三维扫描的机械手，其上的扫描单元大多都是与机械手固定连接的，无法对扫描单元进行快速安装和拆卸，从而在车身发生偏差后，存在扫描单元所处的位置不能够对车身进行精准定位的情况，从而不便于对扫描机构进行调试；

同时在对车身进行喷涂的过程中，机械手灵活摆动，可能会使得喷漆洒落到扫描单元上，使得扫描单元的扫描图像受到遮挡，导致扫描结果不精准，不便于对扫描机构进行调试；

本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，首先，在吊具将待喷漆的车身输送到工作空间后，启动扫描仪2对车身进行扫描，并将扫描得到的车身位置数据发送到控制器37中，通过控制器37中内置的处理器处理后得出车身偏移量，由于在车身偏移后，存在扫描死角的情况，控制器37控制驱动电机26启动，驱动电机26带动传动齿轮27转动，通过传动齿轮27与直齿条25的啮合带动滑动座24在导轨23上移动，滑动座24带动机械手本体1进行移动，从而带动扫描仪2移动，通过移动扫描仪2的位置，便于对车身进行全方位的扫描，从而有利于确保扫描结果的精准；

由于机械手本体1在对车身进行喷涂的过程中，机械手本体1喷洒的喷漆可能会洒落到扫描仪2上镜头的表面，从而影响扫描的结果，通过设有的玻璃罩3，能够对扫描仪2起到防护作用，一方面能够防止喷漆落在扫描仪2上的镜头表面，另一方面能够减少工作人员在对扫描仪2进行清理的次数，减少了对扫描仪2的镜头表面的磨损；

设有的清理机构能够在车身喷涂的间隙中对玻璃罩3进行清理，防止洒落在玻璃罩3表面的喷漆，对下一次车身的扫描造成影响。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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的范围内。

Claims (6)

1.一种用于大型零件识别的三维扫描机械手，包括机械手本体（1）,其特征在于，还包括：

扫描仪（2），安装在所述机械手本体（1）的侧壁上，所述扫描仪（2）包括两个摄像头，用于对车身在工作空间中的实际位置进行定位；

两个玻璃罩（3），分别螺纹连接在两个所述摄像头的顶部，用于对扫描仪（2）提供防护；

移动单元，用于带动所述机械手本体（1）进行移动；

清理机构，用于对两个所述玻璃罩（3）进行清理；

控制单元，通过扫描仪（2）对车身在工作空间中的实际定位，控制单元控制移动单元对机械手本体（1）在工作场地中进行移动，对机械手本体（1）进行快速安装调试；

控制单元包括控制器（37），安装于所述机械手本体（1）的侧壁上；

控制单元还用于在车身喷涂间隙中控制机械手本体（1）翻转角度，以使得玻璃罩（3）的顶部处于水平状态，随后控制单元控制清理机构对玻璃罩（3）的顶部进行清理；

还包括：

安装座（4），固定于所述机械手本体（1）的侧壁上；

支撑座（5），滑动连接在所述安装座（4）的内壁上，所述支撑座（5）的顶部卡合安装有扫描仪（2）；

卡合组件，安装在所述支撑座（5）的内部，用于将所述扫描仪（2）卡合固定在所述支撑座（5）上；

还包括：

两个气囊（6），对称安装在所述支撑座（5）的侧壁上；

两个压力传感器（7），对称安装在所述支撑座（5）的侧壁上；

进气组件，用于对所述气囊（6）的内部进行充气或者排气；

所述控制单元还用于根据压力传感器（7）的压力信息控制进气组件对气囊（6）进行充气或者排气；

所述清理机构包括：

两个清理组件，分别用于对两个玻璃罩（3）的顶部进行清理；

升降组件，安装在所述安装座（4）的内壁上，用于带动所述支撑座（5）移动到指定位置；

所述控制单元还用于在支撑座（5）移动到指定位置后控制两个清理组件分别对两个所述玻璃罩（3）的顶部进行清理；

所述清理组件包括：

弧形槽（8），开设在所述安装座（4）的侧壁上；

第一圆环（9），固定在所述弧形槽（8）的侧壁上，所述第一圆环（9）的顶部开设有多个进料口（10），所述第一圆环（9）的一端依次开设有三个连通孔（11），分别用于供给水、空气和工业酒精，三个所述连通孔（11）的内部均安装有单向阀（12）；

第二圆环（13），滑动连接在所述弧形槽（8）的侧壁上，所述第二圆环（13）的内部开设有三个空腔，从上到下依次记为第一空腔（14）、第二空腔（15）和第三空腔（16），所述三个空腔的侧壁均贯穿开设有开口，所述开口在所述第二圆环（13）的内侧壁上圆周阵列分布，所述第一空腔（14）和所述第三空腔（16）对应的所述开口的外部均固定连接有喷头（17）；

所述第二圆环（13）的底部开设有三个开孔（18），所述三个空腔均通过圆管与对应的开孔（18）固定连通；

两个转动组件，均安装在所述安装座（4）的内部，分别用于带动对应的所述第二圆环（13）转动指定角度。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手，其特征在于，所述第一空腔（14）用于供给工业酒精，所述第二空腔（15）用于供给空气，所述第三空腔（16）用于供给水。

3.根据权利要求2所述的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手，其特征在于，所述转动组件包括：

弧形开槽（19），所述弧形槽（8）的内壁上开设有弧形开槽（19）；

弧形齿条（20），固定在所述第二圆环（13）的外侧壁上，所述弧形齿条（20）与所述弧形开槽（19）滑动连接；

小型电机（21），固定于所述安装座（4）的侧壁上，小型电机（21）的输出轴贯穿安装座（4）的侧壁，小型电机（21）的输出轴延伸进入到弧形开槽（19）的内部，小型电机（21）的输出轴端部固定有直齿轮（22），所述直齿轮（22）与所述弧形齿条（20）啮合。

4.一种用于大型零件识别的三维扫描机械手的控制方法，适用于权利要求1中所述的用于大型零件识别的三维扫描机械手，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

控制器（37）接收到由扫描仪（2）检测到的车身位置信息；

控制器（37）根据车身位置信息生成第一控制信息，第一控制信息用以请求移动单元运动；

控制器（37）将第一控制信息发送给移动单元，以控制移动单元驱动机械手本体（1）移动。

5.根据权利要求4所述的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手的控制方法，其特征在于，所述玻璃罩（3）在调平过程中的工作方法具体为：

控制器（37）接收到由机械手本体（1）反馈的喷涂完成信息；

控制器（37）根据喷涂完成信息生成第二控制信息，第二控制信息用以请求机械手本体（1）运动；

控制器（37）将第二控制信息发送给机械手本体（1），以控制机械手本体（1）运动至玻璃罩（3）顶部处于水平状态。

6.根据权利要求4所述的一种用于大型零件识别的三维扫描机械手的控制方法，其特征在于，所述清理机构在清理过程中的工作方法具体为：

控制器（37）接收到由机械手本体（1）反馈的玻璃罩（3）水平信息；

控制器（37）根据玻璃罩（3）水平信息生成第三控制信息，第三控制信息用以请求清理机构运动；

控制器（37）将第三控制信息发送给清理机构，以控制清理机构运动对玻璃罩（3）顶部进行清理。