CN213946371U - 一种激光视觉定位测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光视觉定位测试平台，包括方形的底框架，所述底框架一侧边上设置有水平设置的第四横移电机，所述第四横移电机的输出轴连接有第四丝杠，所述底框架上滑动连接有与第四丝杠呈十字交叉形状连接有第一横移机构，所述第一横移机构上连接有用于放置目标工件的支撑平台，所述第二纵向架上设置有第三横移机构，所述第三横移机构上端呈十字交叉形状连接有第二横移机构，第二横移机构上连接有第一滑动块，所述第一滑动块上连接有第一横向杆，所述第一横向杆端部连接有激光测距仪。利用本测试平台，能够使得目标工件在支撑平台上沿X轴、Y轴移动，还能够移动激光测距仪的位置，实现数据的采集，效果较好，便于在产业上推广和使用。

Description

一种激光视觉定位测试平台

技术领域

本实用新型涉及激光视觉定位辅助装置技术领域，尤其涉及一种激光视觉定位测试平台。

背景技术

螺纹联接是工程中应用最为普遍的一种连接形式，强度高、连接稳定。目前，螺栓连接常规拧紧形式主要为手动拧紧和电动工具拧紧，这种作业方式造成工作人员劳动强度大、工作效率低，难以实现统一的质量稳定性。

使用工业机器人进行螺栓的自动连接成为一种必然的发展趋势。通过传感检测元件进行螺栓孔位置和姿态的识别定位，是工业机器人进行螺栓拧紧的前提。但是行业应用多基于对具有参考标准面的孔型结构识别，然而，制造现场存在多螺栓阵列的连接形式，并且对于移动平台传输的连接结构，存在多维度姿态不统一的问题，工业机器人按照标准的轨迹程序难以实现对不同序列的螺栓连接模块进行准确螺纹安装。所以，研究一种融合视觉位置检测和激光姿态测量的识别定位方法，对于提高工业机器人进行螺纹孔的定位和螺栓自动拧紧技术的发展具有重要意义和作用。

上述研究工作的内容一般包括：

1)螺纹孔的定位识别

建立基于单目相机的螺纹孔特征点识别算法，螺纹孔定位方式，实现单目视觉相机的标定、基准螺纹孔姿态提取和定位，通过实验平台的实验验证多姿态螺孔阵列的定位识别方法的可行性；

2)多点位激光测距姿态计算

结合单目视觉相机对目标工件轮廓的初定位，采用伺服运动控制激光测距传感器的线性一定，对工件表面进行三点测距，结合矩阵计算，得出目标工件参考支撑平台X、Y轴的偏转角度，结合视觉相机采集的Z轴偏转，综合计算目标工件的空间姿态。

为了配合上述的研究工作，需要设计满足要求的激光视觉定位测试平台。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请的目的在于提供一种激光视觉定位测试平台。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供的一种激光视觉定位测试平台，

包括方形的底框架，

所述底框架一侧边上设置有水平设置的第四横移电机，所述第四横移电机的输出轴连接有第四丝杠，

所述底框架上滑动连接有与第四丝杠呈十字交叉形状连接有第一横移机构，所述第一横移机构上连接有用于放置目标工件的支撑平台，

所述底框架一侧边连接有第一纵向架，相邻的一个侧边连接有第二纵向架，所述第一纵向架上端连接第二横向杆，第二横向杆端部连接有视觉相机，所述第二纵向架上设置有第三横移机构，所述第三横移机构上端呈十字交叉形状连接有第二横移机构，所述第二横移机构上连接有第一滑动块，所述第一滑动块上连接有第一横向杆，所述第一横向杆端部连接有激光测距仪。

其中，所述底框架的四个角上分别设置一个调节高度的调平支脚。

其中，所述第一横移机构包括第一横移架、所述第一横移架上设置有第一横移电机，所述第一横移电机的输出轴连接有第一丝杠，所述第一横移架下端设置第一螺母块，所述第四丝杠与第一螺母块螺纹连接，所述第四横移电机旋转，带动第一横移机构移动，

所述支撑平台下端设置有第二螺母块，所述第一丝杠与第二螺母块螺纹连接，所述第一横移电机旋转，带动支撑平台移动。

其中，所述第三横移机构包括第三横移架，所述第三横移架上设置有第三横移电机，所述第三横移电机的输出轴连接有第三丝杠，所述第三横移架下端与第二纵向架上端固定连接。

其中，所述第二横移机构包括第二横移架，所述第二横移架上设置有第二横移电机，所述第二横移电机的输出轴连接有第二丝杠，所述第二横移架下端设置第三螺母块，

所述第三丝杠与第三螺母块螺纹连接，所述第三横移电机旋转，带动第二横移机构移动，

所述第二丝杠穿过第一滑动块下端且螺纹连接，所述第一滑动块上设置有固定块，所述固定块连接有第一横向杆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为，利用本测试平台，能够使得目标工件在支撑平台上沿X轴、Y轴移动，还能够移动激光测距仪的位置，实现数据的采集，效果较好，便于在产业上推广和使用。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为本申请的目标工件标准摆放螺孔定位示意图；

图3为本申请的目标工件Y轴偏转摆放螺孔定位示意图；

图4为本申请的目标工件Z轴偏转摆放螺孔定位示意图；

图中，1调平支脚，2第一横移架，3第一横移电机，4底框架，5支撑平台，6第一纵向架，7视觉相机，8激光测距仪，9第一横向杆，10第一滑动块，11第二横移电机，12第二横移架，13第三横移架，14第三横移电机，15-第二纵向架，16第四横移电机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，

本实用新型实施例提供的一种激光视觉定位测试平台，

包括方形的底框架4，所述底框架4的一侧边上设置有水平设置的第四横移电机16，所述第四横移电机16的输出轴连接有第四丝杠，

所述底框架4上滑动连接有与第四丝杠呈十字交叉形状连接有第一横移机构，所述第一横移机构上连接有用于放置目标工件的支撑平台5，第四横移电机旋转带动第四丝杠旋转，从而带动第一横移机构移动，支撑平台能够在第一横移机构上移动，

所述底框架4一侧边连接有第一纵向架6，相邻的底框架一个侧边上连接有第二纵向架15，所述第一纵向架6上端连接第二横向杆，第二横向杆端部连接有视觉相机7，所述第二纵向架15上设置有第三横移机构，所述第三横移机构上端呈十字交叉形状连接有第二横移机构，所述第二横移机构上连接有第一滑动块10，所述第一滑动块10上连接有第一横向杆9，所述第一横向杆9端部连接有激光测距仪8。第三横移机构能够带动第二横移机构移动，所述第一滑动块能够在第三横移机构上移动。

利用本测试平台，能够使得目标工件在支撑平台5上沿X轴、Y轴移动，还能够移动激光测距仪8的位置，实现数据的采集，效果较好，便于在产业上推广和使用。

其中，所述底框架4的四个角上分别设置一个调节高度的调平支脚1。

其中，所述第一横移机构包括第一横移架2、所述第一横移架2上设置有第一横移电机3，所述第一横移电机3的输出轴连接有第一丝杠，所述第一横移架2下端设置第一螺母块，所述第四丝杠与第一螺母块螺纹连接，所述第四横移电机16旋转，带动第一横移机构移动，所述第一横移架下端两侧连接有两个滑动槽，每个滑动槽通过两个间隔设置的耳块构成，每个滑动槽滑动卡接在底框架的侧边上，

所述支撑平台5下端设置有第二螺母块，所述第一丝杠与第二螺母块螺纹连接，所述第一横移电机3旋转，带动支撑平台5移动。相应地，所述支撑平台下端两侧连接有两个滑动槽，每个滑动槽通过两个间隔设置的耳块构成，每个滑动槽滑动卡接在第一横移架的侧边上，

目标工件放置在支撑平台上。

在优选的实施例中，所述第三横移机构包括第三横移架13，所述第三横移架13上设置有第三横移电机14，所述第三横移电机14的输出轴连接有第三丝杠，所述第三横移架13下端与第二纵向架15上端固定连接。

其中，所述第二横移机构包括第二横移架12，所述第二横移架12上设置有第二横移电机11，所述第二横移电机11的输出轴连接有第二丝杠，所述第二横移架12下端设置第三螺母块，

所述第三丝杠与第三螺母块螺纹连接，所述第三横移电机14旋转，带动第二横移机构移动，相应地，所述第二横移架下端两侧连接有两个滑动槽，每个滑动槽通过两个间隔设置的耳块构成，每个滑动槽滑动卡接在第三横移架的侧边上，

所述第二丝杠穿过第一滑动块10下端且螺纹连接，所述第一滑动块10上设置有固定块，所述固定块连接有第一横向杆9。相应地，所述第一滑动块下端两侧连接有两个滑动槽，每个滑动槽通过两个间隔设置的耳块构成，每个滑动槽滑动卡接在第二横移架的侧边上。

利用本申请的测试平台进行如下测试，首先搭建如图1所示的测试平台，将目标工件通过固定于支撑平台上，支撑平台可通过具有十字结构的驱动单元，根据实验设计进行平移传送，仿真目标工件的移动到位过程。测试平台顶部固定单目视觉相机，用于目标工件的参考坐标位置估算和特征点的提取。高精度激光测距传感器垂直安装在测试平台第二纵向架端部，结合单目视觉相机获取的工件位置坐标，通过桁架运动控制，获取目标工件不同测量点的距离，根据坐标变换算法，计算出目标工件的参考姿态。根据单目相机对工件的位置检测、螺孔特征点提取和激光测距仪的姿态测量，计算出工件螺孔相对于实验平台参考坐标原点的空间位置和姿态，为工业机器人的运动定位提供理论数据。

利用本申请的测试平台的测试步骤如下，如图2-图4所示：

(1)支撑平台固定，确定支撑平台的参考坐标原点，视觉相机和激光测距仪调试、驱动运动调试；

(2)目标工件标准姿态螺孔定位实验：平台驱动电机分别沿参考X、Y轴进行目标工件的不同位置传送，视觉相机进行目标工件位置检测，并对螺孔特征轮廓进行数据采集，高精度激光测距仪依据目标工件的空间参考位置数据，驱动桁架运动至工件表面上方采集至少3个不同点距离数据。结合视觉相机和激光测距仪的数据信息，进行螺孔位姿定位计算；

(3)目标工件Z轴偏转姿态螺孔定位实验，参照(2)中实验步骤；

(4)目标工件Y轴偏转姿态螺孔定位实验，参照(2)中实验步骤；

(5)分析以上步骤的共性误差原因，微调定位算法相应参数，进行重复实验，分析对比实验数据。

需要说明的是，本申请中未详述的技术方案，采用公知技术。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种激光视觉定位测试平台，其特征在于，

包括方形的底框架，

所述底框架一侧边上设置有水平设置的第四横移电机，所述第四横移电机的输出轴连接有第四丝杠，

所述底框架上滑动连接有与第四丝杠呈十字交叉形状连接有第一横移机构，所述第一横移机构上连接有用于放置目标工件的支撑平台，

所述底框架一侧边连接有第一纵向架，相邻的一个侧边连接有第二纵向架，所述第一纵向架上端连接第二横向杆，第二横向杆端部连接有视觉相机，所述第二纵向架上设置有第三横移机构，所述第三横移机构上端呈十字交叉形状连接有第二横移机构，所述第二横移机构上连接有第一滑动块，所述第一滑动块上连接有第一横向杆，所述第一横向杆端部连接有激光测距仪。

2.根据权利要求1所述的一种激光视觉定位测试平台，其特征在于，

所述底框架的四个角上分别设置一个调节高度的调平支脚。

3.根据权利要求1所述的一种激光视觉定位测试平台，其特征在于，

所述第一横移机构包括第一横移架、所述第一横移架上设置有第一横移电机，所述第一横移电机的输出轴连接有第一丝杠，所述第一横移架下端设置第一螺母块，所述第四丝杠与第一螺母块螺纹连接，所述第四横移电机旋转，带动第一横移机构移动，

所述支撑平台下端设置有第二螺母块，所述第一丝杠与第二螺母块螺纹连接，所述第一横移电机旋转，带动支撑平台移动。

4.根据权利要求1所述的一种激光视觉定位测试平台，其特征在于，所述第三横移机构包括第三横移架，所述第三横移架上设置有第三横移电机，所述第三横移电机的输出轴连接有第三丝杠，所述第三横移架下端与第二纵向架上端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种激光视觉定位测试平台，其特征在于，所述第二横移机构包括第二横移架，所述第二横移架上设置有第二横移电机，所述第二横移电机的输出轴连接有第二丝杠，所述第二横移架下端设置第三螺母块，所述第三丝杠与第三螺母块螺纹连接，所述第三横移电机旋转，带动第二横移机构移动，

所述第二丝杠穿过第一滑动块下端且螺纹连接，所述第一滑动块上设置有固定块，所述固定块连接有第一横向杆。

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