一种集成视觉机器人夹爪及其使用方法

技术领域

本发明涉及机器人夹爪技术领域，尤其涉及一种集成视觉机器人夹爪及其使用方法。

背景技术

在工业界，机器人用于分拣抓取的应用越来越普遍，机器人在抓取时，一般采用2D或3D视觉进行物品的定位以及位姿的计算。具体实现方法是通过机械手手眼标定，将相机坐标系与机器人坐标系进行绑定，在视觉检测出目标位置后，将目标位自动地转换换为机器人坐标系下的位置，从而进行自动的定位抓取。视觉传感器与机器人的配合分为两种，一种是相机固定在机器人手臂外一种是视觉安装在机器人末端，跟随机器人末端夹爪而运动，传统的应用中，视觉传感器只能拍照一次，获得目标位置后，交由机械手进行独立的抓取，不能进行实时的机械手夹爪与物品的相对位姿监控，属于开环控制，误差较大，常有抓取失败的现象。

由于传统的机器人夹爪，不便对夹持部件进行保护，导致该机器人夹爪的安全性得不到保障，而在夹持料箱移动过程中，料箱容易发生脱离，导致夹持过程不太稳定，并且，由于传统的视觉采集模组安装在夹爪一侧，导致该夹持结构的视野容易被夹持部件遮挡，从而无法对目标进行实时定位，降低了该机器人的定位效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成视觉机器人夹爪，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成视觉机器人夹爪，包括机器人主体和夹持结构，所述夹持结构包括活动块和视觉处理模组，所述活动块的下端位于左右边缘位置处设置有防护罩板，所述活动块的下端位于左右边缘为主处设置有安装板，所述安装板的下端设置有移动块，所述移动块的一端靠近上下边缘位置处均设置有夹持头，所述夹持头包括长块和防护圆头，所述长块的右侧设置有固定块，所述固定块的右侧设置有支撑柱，所述支撑柱的内部设置有两组气压垫，所述固定块的内部设置有挤压板，所述固定块的内部设置有两组气压筒，所述挤压板的左侧设置有三组导气筒，所述支撑柱的右侧设置有防护圆头，所述支撑柱的左侧贯穿固定块与挤压板的右侧相固定，两组所述气压垫的右侧与防护圆头的左侧相连接，两组所述气压筒的左侧贯穿固定块的一端至长块的内部，且两组气压筒的右侧与两组气压垫的左侧相连接，三组所述导气筒的左侧设置在长块的内部。

优选的，所述移动块的一端中间位置处设置有红外感应器，所述视觉处理模组的一端设置有视觉传递模组，所述视觉处理模组的下端设置有视觉采集模组，两组所述视觉处理模组安装在活动块的前后端。

优选的，所述安装板的下端靠近左侧边缘位置处设置有固定座，所述安装板的下端设置有气缸，所述固定座的右侧活动安装有安装凹板，所述安装凹板的右侧活动安装有活动件，所述活动件的右侧活动安装有固定件。

优选的，所述机器人主体包括活动结构，所述活动结构的一端设置有转动机构，所述转动机构的一端设置有旋转结构，所述夹持结构的一端与旋转结构的一端相连接。

优选的，所述红外感应器与视觉处理模组信号连接，所述视觉采集模组与视觉处理模组电性连接，所述视觉处理模组与视觉传递模组电性连接。

优选的所述述气缸的一端与活动件的一端相连接，所述固定件的右侧与移动块的一端相固定。

优选的，所述转动机构包括动力传动头，所述动力传动头的一端设置有转动圆盘，所述动力传动头的右侧设置有连接柱，所述连接柱的一端设置有安装圆板，所述转动圆盘的一端活动安装在活动结构的一端。

优选的，所述旋转结构包括组合头，所述组合头的下端活动安装有转动头，所述转动头的一端设置有安装头，所述安装头的下端与活动块的上端相固定。

一种集成视觉机器人夹爪的使用方法，包括以下步骤：

S1、在两组视觉采集模组的作用下，对物料进行捕捉，并把信息传递到视觉处理模组处，而视觉处理模组把信息整理好传递到视觉传递模组处，并通过视觉传递模组控制机器人夹爪运行；

S2、然后，活动结构、转动机构和旋转结构会带动夹持结构移动到料箱处，再通过两组红外感应器对料箱捕捉，并把夹持结构移动到料箱的中间处；

S3、其次，会直接启动两组气缸运行，会通过固定座、安装凹板、活动件和固定件的配合下，推动移动块一端的两组夹持头进行移动，以便对料箱进行夹持；

S4、最后，在夹持头碰触到料箱时，其防护圆头会对气压垫进行挤压，使其产生气压，而产生的气压会通过两组气压筒传递到长块的内部，并分别传递到三组导气筒的内部，且在气压的作用下，能够推动挤压板进行移动，并通过支撑柱推动防护圆头进行移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置固定座、气缸、安装凹板、活动件、固定件、移动块和夹持头，通过启动气缸，使其推动活动件的一端进行移动，而活动件通过安装凹板和固定座的配合下，能够方便活动件的另一端推动移动块进行左右活动，而移动块能够带动两组夹持头进行活动，在两组移动块的配合下，使其四组夹持头在活动块的下方移动，从而能够对料箱进行夹持，同时，通过防护罩板的设置，能够对夹持部件进行保护，以增加该机器人夹爪的安全性；

2、通过设置夹持头，在防护圆头接触到料箱时，会带动支撑柱向固定块的移动，使得气压垫在支撑柱内部发生挤压，并产生气压，气压会通过两组气压筒传递到长块的内部，长块内部气压在饱满时，其余气压会流入到三组导气筒的内部，进而推动其挤压板在固定块的内部移动，而长块会通过支撑柱推动防护圆头进行移动，从而能够进一步增加该夹持头对料箱的夹持，使得夹持效果更佳，以防止料箱在夹持移动中发生脱离，保障了夹持过程中的稳定性；

3、通过设置视觉处理模组、红外感应器、视觉传递模组和视觉采集模组，通过两组视觉采集模组，能够控制该机器人对物料进行夹持，可对目标实时定位，提高了定位效率，并增加了该机器人的工作效率，通过两组红外感应器，能够在夹持过程中对料箱进行感应，能够增加对料箱的夹持精准度，防止出现偏差。

4、通过设置活动结构、转动机构和旋转结构，通过活动结构带动转动机构进行上下移动，而转动机构能够带动旋转结构进行旋转活动，且转动机构能够在活动结构的一端360度旋转，且转动机构的下端能够带动旋转结构进行转动，且旋转结构的下端能够带动夹持结构进行旋转，进而可以对夹持结构进行移动，从而方便对夹持结构进行全方位移动，以便对料箱进行夹持移动，还有利于简化该机器人标定及内部坐标计算，可加快配合速度，增加该机器人的工作效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的立体图；

图2为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的右侧立体图；

图3为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的转动机构立体结构示意图；

图4为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的旋转结构立体结构示意图；

图5为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的活动块结构示意图；

图6为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的活动块底部结构示意图；

图7为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的安装板和移动块结构示意图；

图8为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的夹持头结构示意图；

图9为本发明提出的一种集成视觉机器人夹爪的图6中A的放大结构示意图。

图例说明：

1、机器人主体；2、夹持结构；11、活动结构；12、转动机构；13、旋转结构；21、活动块；22、防护罩板；23、安装板；24、移动块；25、夹持头；26、视觉处理模组；121、动力传动头；122、转动圆盘；123、连接柱；

124、安装圆板；131、组合头；132、转动头；133、安装头；231、固定座；

232、气缸；233、安装凹板；234、活动件；235、固定件；241、红外感应器；

251、长块；252、固定块；253、防护圆头；254、支撑柱；255、气压垫；256、挤压板；257、气压筒；258、导气筒；261、视觉传递模组；262、视觉采集模组。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

参照图1－9所示：一种集成视觉机器人夹爪，包括机器人主体1和夹持结构2，夹持结构2包括活动块21和视觉处理模组26，活动块21的下端位于左右边缘位置处设置有防护罩板22，活动块21的下端位于左右边缘为主处设置有安装板23，安装板23的下端设置有移动块24，移动块24的一端靠近上下边缘位置处均设置有夹持头25，夹持头25包括长块251和防护圆头253，长块251的右侧设置有固定块252，固定块252的右侧设置有支撑柱254，支撑柱254的内部设置有两组气压垫255，固定块252的内部设置有挤压板256，固定块252的内部设置有两组气压筒257，挤压板256的左侧设置有三组导气筒258，支撑柱254的右侧设置有防护圆头253，支撑柱254的左侧贯穿固定块252与挤压板256的右侧相固定，两组气压垫255的右侧与防护圆头253的左侧相连接，两组气压筒257的左侧贯穿固定块252的一端至长块251的内部，且两组气压筒257的右侧与两组气压垫255的左侧相连接，三组导气筒258的左侧设置在长块251的内部，在防护圆头253接触到料箱时，会带动支撑柱254向固定块252的移动，使得气压垫255在支撑柱254内部发生挤压，并产生气压，气压会通过两组气压筒257传递到长块251的内部，长块251内部气压在饱满时，其余气压会流入到三组导气筒258的内部，进而推动其挤压板256在固定块252的内部移动，而长块251会通过支撑柱254推动防护圆头253进行移动，从而能够进一步增加该夹持头25对料箱的夹持，使得夹持效果更佳，以防止料箱在夹持移动中发生脱离，保障了夹持过程中的稳定性，同时，通过防护罩板22的设置，能够对夹持部件进行保护，以增加该机器人夹爪的安全性；

根据图6和图9所示，移动块24的一端中间位置处设置有红外感应器241，视觉处理模组26的一端设置有视觉传递模组261，视觉处理模组26的下端设置有视觉采集模组262，两组视觉处理模组26安装在活动块21的前后端，红外感应器241与视觉处理模组26信号连接，视觉采集模组262与视觉处理模组26电性连接，视觉处理模组26与视觉传递模组261电性连接，通过两组视觉采集模组262，能够控制该机器人对物料进行夹持，可对目标实时定位，提高了定位效率，并增加了该机器人的工作效率，通过两组红外感应器241，能够在夹持过程中对料箱进行感应，能够增加对料箱的夹持精准度，防止出现偏差；

根据图6和图7所示，安装板23的下端靠近左侧边缘位置处设置有固定座231，安装板23的下端设置有气缸232，固定座231的右侧活动安装有安装凹板233，安装凹板233的右侧活动安装有活动件234，活动件234的右侧活动安装有固定件235，气缸232的一端与活动件234的一端相连接，固定件235的右侧与移动块24的一端相固定，通过启动气缸232，使其推动活动件234的一端进行移动，而活动件234通过安装凹板233和固定座231的配合下，能够方便活动件234的另一端推动移动块24进行左右活动，而移动块24能够带动两组夹持头25进行活动，在两组移动块24的配合下，使其四组夹持头25在活动块21的下方移动，从而能够对料箱进行夹持。

根据图1－图5所示，机器人主体1包括活动结构11，活动结构11的一端设置有转动机构12，转动机构12的一端设置有旋转结构13，夹持结构2的一端与旋转结构13的一端相连接，转动机构12包括动力传动头121，动力传动头121的一端设置有转动圆盘122，动力传动头121的右侧设置有连接柱123，连接柱123的一端设置有安装圆板124，转动圆盘122的一端活动安装在活动结构11的一端，旋转结构13包括组合头131，组合头131的下端活动安装有转动头132，转动头132的一端设置有安装头133，安装头133的下端与活动块21的上端相固定，通过活动结构11带动转动机构12进行上下移动，而转动机构12能够带动旋转结构13进行旋转活动，且转动机构12能够在活动结构11的一端360度旋转，且转动机构12的下端能够带动旋转结构13进行转动，且旋转结构13的下端能够带动夹持结构2进行旋转，进而可以对夹持结构2进行移动，从而方便对夹持结构2进行全方位移动，以便对料箱进行夹持移动，还有利于简化该机器人标定及内部坐标计算，可加快配合速度，增加该机器人的工作效率。

一种集成视觉机器人夹爪的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、在两组视觉采集模组262的作用下，对物料进行捕捉，并把信息传递到视觉处理模组26处，而视觉处理模组26把信息整理好传递到视觉传递模组261处，并通过视觉传递模组261控制机器人夹爪运行；

步骤二、而活动结构11、转动机构12和旋转结构13会带动夹持结构2移动到料箱处，再通过两组红外感应器241对料箱捕捉，并把夹持结构2移动到料箱的中间处。

步骤三、会启动两组气缸232运行，会通过固定座231、安装凹板233、活动件234和固定件235的配合下，推动移动块24一端的两组夹持头25进行移动，以便对料箱进行夹持。

步骤四、在夹持头25碰触到料箱时，其防护圆头253会对气压垫255进行挤压，使其产生气压，而产生的气压会通过两组气压筒257传递到长块251的内部，并分别传递到三组导气筒258的内部，且在气压的作用下，能够推动挤压板256进行移动，并通过支撑柱254推动防护圆头253进行移动。

本发明的工作原理：在使用时，首先，通过活动结构11带动转动机构12进行上下移动，而转动机构12能够带动旋转结构13进行旋转活动，且转动机构12能够在活动结构11的一端360度旋转，且转动机构12的下端能够带动旋转结构13进行转动，且旋转结构13的下端能够带动夹持结构2进行旋转，进而可以对夹持结构2进行移动，从而方便对夹持结构2进行全方位移动，以便对料箱进行夹持移动，然后，在两组视觉采集模组262，能够控制该机器人对物料进行夹持，可对目标实时定位，提高了定位效率，并增加了该机器人的工作效率，通过两组红外感应器241，能够在夹持过程中对料箱进行感应，能够增加对料箱的夹持精准度，防止出现偏差，其次，通过红外感应器241能够启动气缸232，使其推动活动件234的一端进行移动，而活动件234通过安装凹板233和固定座231的配合下，能够方便活动件234的另一端推动移动块24进行左右活动，而移动块24能够带动两组夹持头25进行活动，在两组移动块24的配合下，使其四组夹持头25在活动块21的下方移动，从而能够对料箱进行夹持，同时，通过防护罩板22的设置，能够对夹持部件进行保护，以增加该机器人夹爪的安全性，最后，在防护圆头253接触到料箱时，会带动支撑柱254向固定块252的移动，使得气压垫255在支撑柱254内部发生挤压，并产生气压，气压会通过两组气压筒257传递到长块251的内部，长块251内部气压在饱满时，其余气压会流入到三组导气筒258的内部，进而推动其挤压板256在固定块252的内部移动，而长块251会通过支撑柱254推动防护圆头253进行移动，从而能够进一步增加该夹持头25对料箱的夹持，使得夹持效果更佳，以防止料箱在夹持移动中发生脱离，保障了夹持过程中的稳定性。

需要注意的是，本发明中使用的多种标准件均是可以从市场上得到的，非标准件则是可以特别定制，本发明所采用的连接方式比如螺栓连接、焊接等也是机械领域中非常常见的手段，发明人在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围。