CN209773885U - 一种基于机械手和机器视觉的自动装配机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，包括固定架、工位架和运输机构，所述工位架的内腔设置有送料机构，所述固定架右侧的顶部固定连接有控制面板，所述固定架内侧的顶部横向焊接有滑杆，所述滑杆的中心处滑动连接有电动滑座，所述电动滑座与控制面板通过外设导线电连接，所述电动滑座的左侧固定连接有固定座。本实用新型通过定时控制开关、第一步进电机、第一旋转轴、转盘、减速电机和工位槽的配合，可对工位槽内的工件进行循环有序转动，便于电动机械手对工件进行抓取，通过第二步进电机、第二旋转轴、轴承座、齿轮、齿条臂和电动机械手的配合，可对电动机械手的高度进行调节，增强电动机械手的灵活性和机动性。

Description

一种基于机械手和机器视觉的自动装配机

技术领域

本实用新型涉及自动装配机技术领域，具体为一种基于机械手和机器视觉的自动装配机。

背景技术

通俗地讲，装配是指将产品的若干个零部件通过紧配、卡扣、螺纹连接、粘合、铆合、焊接等方式组合到一起得到符合预定的尺寸精度及功能的成品(半成品)，由人工处理(接触、整理、抓取、移动、放置、施力等)每一个零部件而实现的装配，严格的讲，只能称为人工装配，不需要由人工处理(接触、整理、抓取、移动、放置等)零部件而完成的装配，可称为自动装配，介于两者之间的为半自动装配。

随着工业化技术的日益发展，大多数工厂会使用自动装配机对产品进行自动上料、下料和运输等操作，然而传统的自动装配机不具备机械手和机器视觉相互配合功能，降低自动装配机的动作快速性，同时也易出现位置偏移或抓取不稳的情况，降低产品生产的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，具备机械手和机器视觉相互配合功能的优点，解决了传统自动装配机不具备机械手和机器视觉相互配合功能的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，包括固定架、工位架和运输机构，所述工位架的内腔设置有送料机构，所述固定架右侧的顶部固定连接有控制面板，所述固定架内侧的顶部横向焊接有滑杆，所述滑杆的中心处滑动连接有电动滑座，所述电动滑座与控制面板通过外设导线电连接，所述电动滑座的左侧固定连接有固定座，所述固定座的左侧固定连接有横座，所述横座的内腔设置有升降机构，所述控制面板的内腔设置有控制模块。

优选的，所述送料机构包括定时控制开关、第一步进电机、第一旋转轴、转盘、减速电机和工位槽，所述工位架右侧的中心处固定连接有定时控制开关，所述工位架内腔的中心处固定连接有横板，且横板的顶部固定连接有第一步进电机，所述第一步进电机的输入端与定时控制开关的输出端单向电连接，所述第一步进电机的输出轴固定连接有第一旋转轴，所述第一旋转轴的顶部套设有转盘，所述第一旋转轴的顶部固定连接有减速电机且位于转盘的底部，所述转盘内腔顶部的四周均开设有工位槽。

优选的，所述升降机构包括第二步进电机、第二旋转轴、轴承座、齿轮、齿条臂和电动机械手，所述横座内腔的顶部和底部均开设有通过槽，所述横座背面的右侧固定连接有第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴固定连接有第二旋转轴，所述第二旋转轴的正面贯穿横座并活动连接有轴承座，所述轴承座的正面与横座内腔的正面固定连接，所述第二旋转轴的中心处套设有齿轮，所述齿轮的左侧啮合有齿条臂，所述齿条臂的底部贯穿通过槽并固定连接有电动机械手。

优选的，所述控制模块包括微型摄像头、成像模块、位置传感器、处理器和驱动模块，所述电动机械手正面顶部的中心处固定连接有安装座，且安装座的底部固定连接有微型摄像头，所述电动机械手内侧的底部嵌设有位置传感器，所述控制面板内腔的顶部从左至右依次固定连接有成像模块、处理器和驱动模块。

优选的，所述微型摄像头的输出端与成像模块的输入端单向电连接，所述成像模块和位置传感器的输出端均与处理器的输入端双向电连接，所述处理器的输出端与驱动模块的输入端双向电连接，所述驱动模块的输出端分别与第二步进电机和电动机械手的输入端单向电连接。

优选的，所述横座内腔的正面和背面从上至下均依次固定连接有限位导向辊，所述限位导向辊的内侧与齿条臂外侧的表面滑动连接。

优选的，所述齿条臂的顶部活动连接有限位缆绳，所述限位缆绳远离齿条臂的一端与电动滑座的顶部活动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型通过定时控制开关、第一步进电机、第一旋转轴、转盘、减速电机和工位槽的配合，可对工位槽内的工件进行循环有序转动，便于电动机械手对工件进行抓取，通过第二步进电机、第二旋转轴、轴承座、齿轮、齿条臂和电动机械手的配合，可对电动机械手的高度进行调节，增强电动机械手的灵活性和机动性，通过微型摄像头、成像模块、位置传感器、处理器和驱动模块的配合，使电动机械手和微型摄像头之间形成工作配合，增强电动机械手的机敏性和智能效果，解决了传统自动装配机不具备机械手和机器视觉相互配合功能的问题，提高电动机械手抓取工件的精准度，提高产品的生产效率。

2、本实用新型通过限位导向辊，在齿条臂升降过程中可对其进行限位滑动支撑，防止齿条臂出现位移，通过限位缆绳，可对齿条臂的升降高度进行限位，防止齿条臂与横座出现碰撞，可对齿条臂进行保护，延长齿条臂的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型横座结构左视剖视图；

图3为本实用新型工位架结构剖视图；

图4为本实用新型转盘结构俯视图；

图5为本实用新型图1结构中A的局部放大图；

图6为本实用新型系统原理图。

图中：1固定架、2工位架、3运输机构、4送料机构、401定时控制开关、402第一步进电机、403第一旋转轴、404转盘、405减速电机、406工位槽、5控制面板、6滑杆、7电动滑座、8固定座、9横座、10升降机构、101通过槽、102第二步进电机、103第二旋转轴、104轴承座、105齿轮、106齿条臂、107电动机械手、11控制模块、111微型摄像头、112成像模块、113位置传感器、114处理器、115驱动模块、12限位导向辊、13限位缆绳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，包括固定架1、工位架2和运输机构3，工位架2的内腔设置有送料机构4，送料机构4包括定时控制开关401、第一步进电机402、第一旋转轴403、转盘404、减速电机405和工位槽406，工位架2右侧的中心处固定连接有定时控制开关401，工位架2内腔的中心处固定连接有横板，且横板的顶部固定连接有第一步进电机402，第一步进电机402的输入端与定时控制开关401的输出端单向电连接，第一步进电机402的输出轴固定连接有第一旋转轴403，第一旋转轴403的顶部套设有转盘404，第一旋转轴403的顶部固定连接有减速电机405且位于转盘404的底部，转盘404内腔顶部的四周均开设有工位槽406，固定架1右侧的顶部固定连接有控制面板5，固定架1内侧的顶部横向焊接有滑杆6，滑杆6的中心处滑动连接有电动滑座7，电动滑座7与控制面板5通过外设导线电连接，电动滑座7的左侧固定连接有固定座8，固定座8的左侧固定连接有横座9，横座9内腔的正面和背面从上至下均依次固定连接有限位导向辊12，限位导向辊12的内侧与齿条臂106外侧的表面滑动连接，通过限位导向辊12，在齿条臂106升降过程中可对其进行限位滑动支撑，防止齿条臂106出现位移，横座9的内腔设置有升降机构10，升降机构10包括第二步进电机102、第二旋转轴103、轴承座104、齿轮105、齿条臂106和电动机械手107，横座9内腔的顶部和底部均开设有通过槽101，横座9背面的右侧固定连接有第二步进电机102，第二步进电机102的输出轴固定连接有第二旋转轴103，第二旋转轴103的正面贯穿横座9并活动连接有轴承座104，轴承座104的正面与横座9内腔的正面固定连接，第二旋转轴103的中心处套设有齿轮105，齿轮105的左侧啮合有齿条臂106，齿条臂106的顶部活动连接有限位缆绳13，限位缆绳13远离齿条臂106的一端与电动滑座7的顶部活动连接，通过限位缆绳13，可对齿条臂106的升降高度进行限位，防止齿条臂106与横座9出现碰撞，可对齿条臂106进行保护，延长齿条臂106的使用寿命，齿条臂106的底部贯穿通过槽101并固定连接有电动机械手107，控制面板5的内腔设置有控制模块11，控制模块11包括微型摄像头111、成像模块112、位置传感器113、处理器114和驱动模块115，电动机械手107正面顶部的中心处固定连接有安装座，且安装座的底部固定连接有微型摄像头111，电动机械手107内侧的底部嵌设有位置传感器113，控制面板5内腔的顶部从左至右依次固定连接有成像模块112、处理器114和驱动模块115，微型摄像头111的输出端与成像模块112的输入端单向电连接，成像模块112和位置传感器113的输出端均与处理器114的输入端双向电连接，处理器114的输出端与驱动模块115的输入端双向电连接，驱动模块115的输出端分别与第二步进电机102和电动机械手107的输入端单向电连接，通过定时控制开关401、第一步进电机402、第一旋转轴403、转盘404、减速电机405和工位槽406的配合，可对工位槽406内的工件进行循环有序转动，便于电动机械手107对工件进行抓取，通过第二步进电机102、第二旋转轴103、轴承座104、齿轮105、齿条臂106和电动机械手107的配合，可对电动机械手107的高度进行调节，增强电动机械手107的灵活性和机动性，通过微型摄像头111、成像模块112、位置传感器113、处理器114和驱动模块115的配合，使电动机械手107和微型摄像头111之间形成工作配合，增强电动机械手107的机敏性和智能效果，解决了传统自动装配机不具备机械手和机器视觉相互配合功能的问题，提高电动机械手107抓取工件的精准度，提高产品的生产效率。

使用时，通过外设电源开启控制面板5、电动滑座7、第一步进电机402、第二步进电机102和运输机构3，控制面板5控制电动滑座7分别带动固定座8、横座9和电动机械手107向左滑动至位置传感器113预设的工位槽406位置处，定时控制开关401控制第一步进电机402通过第一旋转轴403带动转盘404进行周期线性正转，在电动机械手107位于工位槽406正上方时，减速电机405带动转盘404进行减速停止，接着位置传感器113将信号传送至处理器114，同时微型摄像头111将采集的照片经过成像模块112成像处理后传送至处理器114，从而处理器114分别将位置数据和成像数据进行分析整理后传送至驱动模块115，驱动模块115分别控制电动机械手107和第二步进电机102开启，电动机械手107抓取工位槽406内的工件，且转盘404带动工位槽406顺时针转动一格，防止空工位槽406移动至电动机械手107顶部，通过轴承座104的配合，第二步进电机102通过第二旋转轴103带动齿轮105对齿条臂106进行向上调节，接着控制面板5控制电动滑座7进行向右移动，从而电动机械手107移动至运输机构3顶部，同理，电动机械手107向下移动至运输机构3表面，接着电动机械手107将抓取的工件放至运输机构3表面，进行下一工序装配。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，控制面板、电动滑座、第一步进电机、第二步进电机和运输机构均采用现有技术中常规的型号，且其内部构造属于现有技术，使用者根据现有技术对其进行控制操作，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再作出具体叙述。

综上所述：该基于机械手和机器视觉的自动装配机，通过定时控制开关401、第一步进电机402、第一旋转轴403、转盘404、减速电机405和工位槽406的配合，可对工位槽406内的工件进行循环有序转动，便于电动机械手107对工件进行抓取，通过第二步进电机102、第二旋转轴103、轴承座104、齿轮105、齿条臂106和电动机械手107的配合，可对电动机械手107的高度进行调节，增强电动机械手107的灵活性和机动性，通过微型摄像头111、成像模块112、位置传感器113、处理器114和驱动模块115的配合，使电动机械手107和微型摄像头111之间形成工作配合，增强电动机械手107的机敏性和智能效果，解决了传统自动装配机不具备机械手和机器视觉相互配合功能的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，包括固定架(1)、工位架(2)和运输机构(3)，其特征在于：所述工位架(2)的内腔设置有送料机构(4)，所述固定架(1)右侧的顶部固定连接有控制面板(5)，所述固定架(1)内侧的顶部横向焊接有滑杆(6)，所述滑杆(6)的中心处滑动连接有电动滑座(7)，所述电动滑座(7)与控制面板(5)通过外设导线电连接，所述电动滑座(7)的左侧固定连接有固定座(8)，所述固定座(8)的左侧固定连接有横座(9)，所述横座(9)的内腔设置有升降机构(10)，所述控制面板(5)的内腔设置有控制模块(11)。

2.根据权利要求1所述的一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，其特征在于：所述送料机构(4)包括定时控制开关(401)、第一步进电机(402)、第一旋转轴(403)、转盘(404)、减速电机(405)和工位槽(406)，所述工位架(2)右侧的中心处固定连接有定时控制开关(401)，所述工位架(2)内腔的中心处固定连接有横板，且横板的顶部固定连接有第一步进电机(402)，所述第一步进电机(402)的输入端与定时控制开关(401)的输出端单向电连接，所述第一步进电机(402)的输出轴固定连接有第一旋转轴(403)，所述第一旋转轴(403)的顶部套设有转盘(404)，所述第一旋转轴(403)的顶部固定连接有减速电机(405)且位于转盘(404)的底部，所述转盘(404)内腔顶部的四周均开设有工位槽(406)。

3.根据权利要求1所述的一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，其特征在于：所述升降机构(10)包括第二步进电机(102)、第二旋转轴(103)、轴承座(104)、齿轮(105)、齿条臂(106)和电动机械手(107)，所述横座(9)内腔的顶部和底部均开设有通过槽(101)，所述横座(9)背面的右侧固定连接有第二步进电机(102)，所述第二步进电机(102)的输出轴固定连接有第二旋转轴(103)，所述第二旋转轴(103)的正面贯穿横座(9)并活动连接有轴承座(104)，所述轴承座(104)的正面与横座(9)内腔的正面固定连接，所述第二旋转轴(103)的中心处套设有齿轮(105)，所述齿轮(105)的左侧啮合有齿条臂(106)，所述齿条臂(106)的底部贯穿通过槽(101)并固定连接有电动机械手(107)。

4.根据权利要求3所述的一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，其特征在于：所述控制模块(11)包括微型摄像头(111)、成像模块(112)、位置传感器(113)、处理器(114)和驱动模块(115)，所述电动机械手(107)正面顶部的中心处固定连接有安装座，且安装座的底部固定连接有微型摄像头(111)，所述电动机械手(107)内侧的底部嵌设有位置传感器(113)，所述控制面板(5)内腔的顶部从左至右依次固定连接有成像模块(112)、处理器(114)和驱动模块(115)。

5.根据权利要求4所述的一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，其特征在于：所述微型摄像头(111)的输出端与成像模块(112)的输入端单向电连接，所述成像模块(112)和位置传感器(113)的输出端均与处理器(114)的输入端双向电连接，所述处理器(114)的输出端与驱动模块(115)的输入端双向电连接，所述驱动模块(115)的输出端分别与第二步进电机(102)和电动机械手(107)的输入端单向电连接。

6.根据权利要求3所述的一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，其特征在于：所述横座(9)内腔的正面和背面从上至下均依次固定连接有限位导向辊(12)，所述限位导向辊(12)的内侧与齿条臂(106)外侧的表面滑动连接。

7.根据权利要求3所述的一种基于机械手和机器视觉的自动装配机，其特征在于：所述齿条臂(106)的顶部活动连接有限位缆绳(13)，所述限位缆绳(13)远离齿条臂(106)的一端与电动滑座(7)的顶部活动连接。