CN212237770U - 机器视觉协同作用的离心系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器视觉协同作用的离心系统。所述离心系统包括离心机模块、机器人模块以及视觉引导模块。所述离心机模块具有用于容纳离心管的安置空间；所述机器人模块具有抓取机构，所述抓取机构用于由所述安置空间取放所述离心管；所述视觉引导模块与所述机器人模块通讯连接，所述视觉引导模块用于识别并处理所述离心管的位置信息，以及发送控制信息至所述机器人模块。本实用新型中的机器视觉协同作用的离心系统能够识别离心管的随机停止位置，并据此自动取放离心管，从而提高了工作效率，减少了劳动强度。

Description

机器视觉协同作用的离心系统

技术领域

本实用新型涉及检测分析技术领域，尤其涉及一种机器视觉协同作用的离心系统。

背景技术

离心机是分析检测实验室的常用仪器，离心机通过主机带动转子快速旋转，产生强大的离心力，进而将样品中不同沉降系数和浮力密度的组分相分离。水平转子的离心机完成工作后，其水平转子将随机停止，从而导致离心管在水平面上的位置是随机的。

在分析检测实验室使用离心机的场合中，一般采用人工放置或抓取离心管，不仅缺乏效率而且长期作业的劳动强度较大。目前已有采用自动化机械臂取放离心管的尝试，但是这种自动化机械臂仅可在严格定义的结构化环境中执行预定指令的动作，缺乏对环境的感知与应变能力，极大地限制了其应用场景。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种机器视觉协同作用的离心系统，能够解放劳动力且提高工作效率。

本实用新型实施例提供了一种机器视觉协同作用的离心系统。所述离心系统包括：

离心机模块，所述离心机模块具有用于容纳离心管的安置空间；

机器人模块，所述机器人模块具有抓取机构，所述抓取机构用于由所述安置空间取放所述离心管；

视觉引导模块，所述视觉引导模块与所述机器人模块通讯连接，所述视觉引导模块用于识别并处理所述离心管的位置信息，以及发送控制信息至所述机器人模块。

通过引入视觉引导模块识别离心管随机停止的位置信息，机器人模块能够自动地取放离心管，从而提高了工作效率并且减少了劳动强度。不仅如此，视觉引导模块的引入有助于提高环境感知能力以及应变能力，不需要预先对机器人模块的机械臂的运动轨迹进行示教或离线编程，丰富了自动化取放离心管设备的应用场合。

在一些具体实施例中，所述视觉引导模块包括采集单元以及处理单元，所述采集单元用于采集所述离心管的位置信息，所述处理单元用于处理所述位置信息并发送控制信息至所述机器人模块，所述采集单元与所述处理单元通讯连接。采集单元与处理单元协同工作，使得机器人模块能够获取用于控制自身动作的控制信息。

在一些具体实施例中，所述采集单元包括工业相机，所述处理单元包括工控计算机，所述工控计算机与所述工业相机通讯连接以接收所述离心管的位置信息，所述位置信息由所述工业相机采集获取。工业相机能够将光信号转变成有序的电信号，因而适用于机器视觉系统。工控计算机有别于个人计算机，作为处理单元更加适用于工业控制及测试场合。

在一些具体实施例中，所述工业相机为具有CCD图像传感器的工业数字相机。CCD图像传感器与CMOS图像传感器相比较，前者的信号输出一致性较好，因而成像质量更优。工业数字相机相较工业模拟相机，不容易受到现场其他设备的电磁信号的干扰，避免传输过程的图像衰减或噪声，因而其图像质量好。

在一些具体实施例中，所述机器人模块还包括控制单元以及机械臂，所述抓取机构位于所述机械臂的末端，所述控制单元分别与所述机械臂以及所述处理单元通讯连接。控制单元能够接收来自处理单元的控制信息，并生成控制指令以控制机械臂及抓取机构的相应动作。

在一些具体实施例中，所述机械臂为三自由度垂直多关节型机械臂。垂直多关节型机械臂能够在垂直平面上作平面运动，适合在不同高度之间取放离心管。三自由度的动作灵活性较高，能够基本模仿人的手及臂的某些动作功能，从而可以更加灵活地取放离心管。

在一些具体实施例中，所述离心机模块包括离心机，所述离心机具有水平转子，所述安置空间位于所述水平转子的两端且对称布置。与角转子的离心机相比，水平转子的离心机能够做到大容量的分离且利于从离心管中分层取出。

在一些具体实施例中，所述抓取机构为夹爪，所述夹爪呈C形，且所述夹爪的内侧表面设置有多个凸起点。C形夹爪用于握持离心管，并且内侧表面的凸起点使得夹爪能够更加牢靠地握持离心管。

在一些具体实施例中，所述离心系统还具有工作台，所述工作台上设置有暂存架。将离心管由离心机取出后，可以暂存于暂存架。

在一些具体实施例中，所述暂存架具有存储区域，所述存储区域上设置有多个安置槽，所述安置槽用于供所述离心管插入放置，且所述存储区域的材质为弹性元件。弹性元件的安置槽腔室，使得离心管插入后能够更紧密地贴合着离心管，从而离心管的放置更加可靠。

附图说明

图1为本实用新型一些实施例中的制冷设备的柜体的结构示意图。

图中，110-机械臂，120-夹爪，130-控制器；210-工业相机，220-工控计算机；310-离心管，320-离心机，321-水平转子；410-工作台。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”以及“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接和活动连接，也可以是可拆卸连接和不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以是相互间的通讯。而“固定连接”包括可拆卸连接、不可拆卸连接以及一体地连接等。如无特殊说明，“多个”的含义为至少两个。

在本实用新型中涉及类似“第一”或“第二”等用语仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本实用新型各实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须以本领域普通技术人员能够实现为基础。当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型所要求的保护范围之内。

请参阅图1。图1示出了一种机器视觉协同作用的离心系统。该离心系统包括离心机模块、机器人模块以及视觉引导模块。机器人模块以及视觉引导模块的部分设备分别位于左右两个工作台410上。离心机模块具有用于容纳离心管310的安置空间。离心管31是承载样品的容器，通常为高强度玻璃管或塑料管。

机器人模块具有抓取机构，该抓取机构用于由安置空间取放离心管310，例如从安置空间取出离心管310，或者将离心管310放回该安置空间。

视觉引导模块与机器人模块通讯连接，视觉引导模块用于识别并处理离心管310的位置信息，以及发送控制信息至机器人模块。通讯连接包括有线的信息传送，也包括无线的信息传送。

视觉引导模块识别离心管随机停止的位置信息后，离心系统根据该位置信息生成控制机器人模块的动作指令，从而控制机器人模块取出或放回离心管310。

在一些具体实施例中，视觉引导模块包括采集单元以及处理单元，采集单元用于采集离心管的位置信息，处理单元用于处理该位置信息并发送控制信息至所述机器人模块，采集单元与处理单元通讯连接。可以理解的是，采集单元可采用工业相机或位置传感器等。处理单元可采用PLC或者工控计算机等。PLC具有较高的可靠性，抗干扰能力强，实时性较好。

采集单元与处理单元协同工作，使得机器人模块能够获取用于控制自身动作的控制信息。

在一些具体实施例中，如图1所示，采集单元包括工业相机210，处理单元包括工控计算机220，工控计算机220与工业相机210通讯连接以接收离心管310的位置信息，位置信息由工业相机210采集获取。工业相机适用于机器视觉系统，能够输出线扫描信号以及高分辨信号等。工控计算机有通常具有防尘、防振、抗电磁以及耐高低温等优点，其作为处理单元更加适用于工业控制及测试场合。

在一些具体实施例中，工业相机210为具有CCD图像传感器的工业数字相机。

在一些具体实施例中，如图1所示，机器人模块还包括控制单元以及机械臂110，抓取机构位于机械臂110的末端，控制单元分别与机械臂110以及处理单元通讯连接。具体地，控制单元为控制器130。控制器130能接收控制信息以生成控制指令，从而控制机械臂110及抓取机构的相应动作。

在一些具体实施例中，机械臂110为三自由度垂直多关节型机械臂。垂直多关节型机械臂可以在工作台410与离心机320的不同高度之间取放离心管。三自由度的机械臂使得取放离心管的相关动作更加多样。

在一些具体实施例中，如图1所示，离心机320具有水平转子321，安置空间位于水平转子321的两端且对称布置。具有水平转子的离心机适合大容量的分离。

在一些具体实施例中，如图1所示，抓取机构为夹爪120，夹爪120呈C形，且夹爪120的内侧表面设置有多个凸起点。凸起点用于增大离心管310与夹爪120的内侧表面之间的摩擦力。具体地，多个凸起点均匀分布。

在一些具体实施例中，如图1所示，离心系统还具有工作台410，工作台410上设置有暂存架(图中未示出)。将离心管由离心机取出后，可以暂存于暂存架。暂存架分为上下排列的多层存储区域。

在一些具体实施例中，暂存架具有存储区域，存储区域上设置有多个安置槽，安置槽用于供离心管310插入放置，且存储区域的材质为弹性元件。具体地，存储区域材质为橡胶。将离心管310插入橡胶材质的安置槽，安置槽的腔室可随着离心管310的插入而自动撑开，使得离心管310的安置更加可靠。可以理解的是，安置槽的孔径大小具有多种，适用于不同尺寸的离心管。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，包括：

离心机模块，所述离心机模块具有用于容纳离心管的安置空间；

机器人模块，所述机器人模块具有抓取机构，所述抓取机构用于由所述安置空间取放所述离心管；

视觉引导模块，所述视觉引导模块与所述机器人模块通讯连接，所述视觉引导模块用于识别并处理所述离心管的位置信息，以及发送控制信息至所述机器人模块。

2.根据权利要求1所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述视觉引导模块包括采集单元以及处理单元，所述采集单元用于采集所述离心管的位置信息，所述处理单元用于处理所述位置信息并发送控制信息至所述机器人模块，所述采集单元与所述处理单元通讯连接。

3.根据权利要求2所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述采集单元包括工业相机，所述处理单元包括工控计算机，所述工控计算机与所述工业相机通讯连接以接收所述离心管的位置信息，所述位置信息由所述工业相机采集获取。

4.根据权利要求3所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述工业相机为具有CCD图像传感器的工业数字相机。

5.根据权利要求2所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述机器人模块还包括控制单元以及机械臂，所述抓取机构位于所述机械臂的末端，所述控制单元分别与所述机械臂以及所述处理单元通讯连接。

6.根据权利要求5所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述机械臂为三自由度垂直多关节型机械臂。

7.根据权利要求1所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述离心机模块包括离心机，所述离心机具有水平转子，所述安置空间位于所述水平转子的两端且对称布置。

8.根据权利要求1所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述抓取机构为夹爪，所述夹爪呈C形，且所述夹爪的内侧表面设置有多个凸起点。

9.根据权利要求1所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述离心系统还具有工作台，所述工作台上设置有暂存架。

10.根据权利要求9所述的机器视觉协同作用的离心系统，其特征在于，所述暂存架具有存储区域，所述存储区域上设置有多个安置槽，所述安置槽用于供所述离心管插入放置，且所述存储区域的材质为弹性元件。

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