基于计算机图像处理的工业检测机器人及其扫描结构

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，特别是涉及基于计算机图像处理的工业检测机器人及其扫描结构。

背景技术

随着时代与科技的发展，现阶段中机器人已经算是较为成熟的科技之一，并且在人们的日常生产生活中随处可见，生活中服务行业利用机器人可实现自动送餐迎宾接客工作，而生产中利用机器人可完成人工操作困难以及精准度较高的工艺操作，并且利用机器人进行生产作业极大的提高了工作效率，也降低了生产成本。

现有公开文献，CN111929300A-三维图像扫描机器人自动检测线，公开了三维图像扫描机器人自动检测线，包括：托盘，用于安装待测物品；滚筒输送线，用于运输托盘；所述滚筒输送线上设有测量工位和出位区；机器人，固定安装于测量工位附近，搭载三维图像扫描仪和自动识别摄像头，用于对被测物体进行自动识别，判断被测物体的类别，自动执行设定好的相应机器人扫描路径和姿态运动程序，同时驱动三维图像扫描仪进行扫描检测；三维图像扫描仪，用于通过自动识别摄像头拍摄待测物品的每个角度来获取三维数据，并自动获取物体全表面的三维完整数据；生产线控制器，用于控制滚筒输送线按照需要将托盘传输至所需位置和用于控制机器人运行。本发明不贴点、不喷粉、能够自动批量在线测量、能够自动进行拼接、低成本。

上述的三维图像扫描机器人自动检测线，在实际使用时，具有以下不足之处：

1、上述的三维图像扫描机器人自动检测线，其采用的所述机器人为采用关节臂工业机器人的六自由度机器人；所述机器人上设有旋转手臂，所述旋转手臂能承载的负载为6kg以内，用于安装三维图像扫描仪；所述机器人的重复定位精度为0.05mm；其中，关节臂工业机器人为主要的部件，其中关节机械臂在运作时会产生一定的震动，而其上又需要搭载更加精密的三维图像扫描仪，而三维图像扫描仪在扫描物件时所扫描的数据会受到关节机械臂震动影响，同时削弱关节机械臂带着三维图像扫描仪减少震动的方式基本都采用降低关节机械臂行动速率的方式进行，进而会造成三维图像扫描仪的扫描速度，进而耽误图像成型进度耽误生产工作的问题；

2、上述的三维图像扫描机器人自动检测线，采用了搭载三维图像扫描仪和自动识别摄像头，用于对被测物体进行自动识别，判断被测物体的类别，自动执行设定好的相应机器人扫描路径和姿态运动程序；其中，三维图像扫描仪配合自动识别摄像头均搭载在关节机械臂的末端，进而在识别过程中两者都需要进行一定角度的转动，而因物件形态的不同，其三维图像扫描仪和自动识别摄像头的行动会产生一定的转动状态干扰，进而造成扫描物件外形不充分或者识别标识物失败的问题；

3、上述的三维图像扫描机器人自动检测线，其中包括了所述测量工位的下部设有能够升降的阻挡器，所述测量工位靠近机器人的一边设有定位块，所述测量工位远离机器人的一边设有推杆气缸；其中，阻挡器内设有升降气缸，生产线控制器控制阻挡器上升，使得阻挡器挡住托盘一段时间后，生产线控制器控制滚筒输送线停止继续前进，推杆气缸从侧面推托盘的侧面直至定位块上，使得托盘定位在所需的位置上并在机器人前面保持静止，气缸推动其在运动过程会产生一定的冲击性，进而轻则造成托盘上放置的等待扫描的物件发生颠簸，严重时会造成等待扫描的物件产生掉落的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于计算机图像处理的工业检测机器人及其扫描结构，通过伺服电机配合驱动螺杆促使扫描组件在横板上移动，伺服电机不但精度高，同时行径过程极其稳定，提高了吊装板底部的扫描仪扫描功效的稳定性；而扫描件中的扫描头采用光幕扫描头结构，有效的拓展了扫描范围提高了扫描的精准度，解决了上述的三维图像扫描机器人自动检测线所出现的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为基于计算机图像处理的工业检测机器人及其扫描结构，包括底架、顶架、横板和扫描组件，所述底架的底部侧壁安装有液压杆，所述液压杆的底部侧壁通过滑动块与滑动板连接，所述底架的上侧壁焊接有顶架，所述顶架中安装有横板，所述横板的中部底侧位置上安装有扫描组件；

其中，所述横板的内部开设有板槽，所述板槽内设置有驱动螺杆，所述驱动螺杆的另一端通过联轴器与伺服电机连接，所述横板的中部外壁上镶嵌有水平仪，所述伺服电机的对立侧的横板外壁上螺纹连接有定位螺柱；

所述扫描组件中的扫描仪的外壁安装有搭载框，所述搭载框的上侧壁中心处通过螺栓与吊装板连接，所述扫描仪的底部设置有衔接板，所述衔接板的底部侧壁上镶嵌有扫描头。

进一步地，所述底架呈方框状结构设置，所述底架的底部侧壁上的液压杆共设置有四个，四个液压杆分别社会在底架的底部侧壁的四个边角处。

进一步地，所述液压杆的底部侧壁与杆座卡接连接，所述液压杆的头部位置螺纹连接有衔接套，所述衔接套通过螺栓与杆头连接。

进一步地，所述杆头通过螺栓与底架的底部侧壁连接，所述液压杆的底部侧壁上的杆座通过螺栓与滑动块连接，且滑动块与滑动板中的滑槽滑动连接；具体的，滑槽以及滑动块均呈T型结构设置，且滑槽的顶部侧壁呈穿透结构透出滑动板的顶部外壁。

进一步地，所述顶架的右侧壁上粘接有侧板，且侧板的外壁上镶嵌安装有计算机，所述计算机通过数据线分别与液压杆、水平仪、伺服电机和扫描仪电连接。

进一步地，所述横板共设置有三个，且横板通过该定位螺柱与顶架螺纹连接，所述横板之间呈三等分结构设置在顶架上，所述顶架呈空心半圆柱状结构设置；具体的，三个横板上均安装有水平仪和扫描组件，三个扫描组件同步进行扫描，不但提高了扫描效率，同时对被扫描物件的周侧进行扫描可起到相互进行数据补充的效果。

进一步地，所述横板内的板槽呈T型结构设置，所述横板通过板槽与扫描组件中的吊装板滑动连接，且吊装板呈T型结构设置；具体的，板槽的两端侧壁以及底部侧壁均穿透出横板的外壁。

进一步地，所述扫描组件中的搭载框呈空心的方框状结构设置，所述搭载框上的吊装板通过驱动螺母与驱动螺杆连接，所述吊装板下方的衔接板呈六分之一圆弧状结构设置；并且吊装板内镶嵌的扫描头也呈圆弧状结构，且扫描头通过数据线与扫描仪电性连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置横板，在使用时，横板的一端侧壁中安装有伺服电机，并且伺服电机通过驱动丝杆与扫描组件中的吊装板连接，进而在伺服电机的动力支持下，可使得吊装板在横板内移动，而伺服电机不但精度高，同时行径过程极其稳定，提高了吊装板底部的扫描仪扫描功效的稳定性，解决了上述的三维图像扫描机器人自动检测线，其采用的所述机器人为采用关节臂工业机器人的六自由度机器人；所述机器人上设有旋转手臂，所述旋转手臂能承载的负载为6kg以内，用于安装三维图像扫描仪；所述机器人的重复定位精度为0.05mm；其中，关节臂工业机器人为主要的部件，其中关节机械臂在运作时会产生一定的震动，而其上又需要搭载更加精密的三维图像扫描仪，而三维图像扫描仪在扫描物件时所扫描的数据会受到关节机械臂震动影响，同时削弱关节机械臂带着三维图像扫描仪减少震动的方式基本都采用降低关节机械臂行动速率的方式进行，进而会造成三维图像扫描仪的扫描速度，进而耽误图像成型进度耽误生产工作的问题。

2、本发明通过设置扫描组件，在使用时，扫描组件中的扫描仪采用吊装是结构设置在顶架的内部下方，并且扫描仪上的扫描头采用了弧形板块结构，即为光幕扫描头，并非单点位扫描头，进而提高了扫描范围，和扫描的精确度，保证被物件的充分性，同时也能起到识别物件上特殊标识物的目的，解决了上述的三维图像扫描机器人自动检测线，采用了搭载三维图像扫描仪和自动识别摄像头，用于对被测物体进行自动识别，判断被测物体的类别，自动执行设定好的相应机器人扫描路径和姿态运动程序；其中，三维图像扫描仪配合自动识别摄像头均搭载在关节机械臂的末端，进而在识别过程中两者都需要进行一定角度的转动，而因物件形态的不同，其三维图像扫描仪和自动识别摄像头的行动会产生一定的转动状态干扰，进而造成扫描物件外形不充分或者识别标识物失败的问题。

3、本发明通过设置液压杆，利用液压杆对底架以及其上组件起到支撑的效果，同时也可根据实际所需，进行高度位置的调节，使其可适用于更多的不同高度提及的被扫描物件，同时液压杆的伸缩工作效果稳定，同时液压杆的又通过滑动块在滑动板内可进行水平移动，而其中驱动力可更具工业生产线上的动力源自动选择，确保其适用于更多不同的工业生产线，解决了上述的三维图像扫描机器人自动检测线，其中包括了所述测量工位的下部设有能够升降的阻挡器，所述测量工位靠近机器人的一边设有定位块，所述测量工位远离机器人的一边设有推杆气缸；其中，阻挡器内设有升降气缸，生产线控制器控制阻挡器上升，使得阻挡器挡住托盘一段时间后，生产线控制器控制滚筒输送线停止继续前进，推杆气缸从侧面推托盘的侧面直至定位块上，使得托盘定位在所需的位置上并在机器人前面保持静止，气缸推动其在运动过程会产生一定的冲击性，进而轻则造成托盘上放置的等待扫描的物件发生颠簸，严重时会造成等待扫描的物件产生掉落的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的结构液压杆示意图；

图3为本发明中的底架和顶架结构示意图；

图4为本发明中的横板和扫描组件结构示意图；

图5为本发明中的横板和扫描组件结构正剖图；

图6为本发明中的横板和扫描组件结构侧剖图；

图7为本发明中的横板和扫描组件结构爆炸图图一；

图8为本发明中的横板和扫描组件结构爆炸图图二；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底架；2、液压杆；201、杆座；202、衔接套；203、杆头；3、滑动块；4、滑动板；401、滑槽；5、顶架；501、侧板；502、计算机；6、横板；601、定位螺柱；6011、板槽；602、水平仪；603、伺服电机；6031、驱动螺杆；7、扫描组件；701、扫描仪；702、搭载框；703、吊装板；704、衔接板；705、扫描头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1-8所示，本发明为基于计算机图像处理的工业检测机器人及其扫描结构，包括底架1、顶架5、横板6和扫描组件7，底架1的底部侧壁安装有液压杆2，液压杆2的底部侧壁通过滑动块3与滑动板4连接，底架1的上侧壁焊接有顶架5，顶架5中安装有横板6，横板6的中部底侧位置上安装有扫描组件7；

其中，横板6的内部开设有板槽6011，板槽6011内设置有驱动螺杆6031，驱动螺杆6031的另一端通过联轴器与伺服电机603连接，横板6的中部外壁上镶嵌有水平仪602，伺服电机603的对立侧的横板6外壁上螺纹连接有定位螺柱601；

扫描组件7中的扫描仪701的外壁安装有搭载框702，搭载框702的上侧壁中心处通过螺栓与吊装板703连接，扫描仪701的底部设置有衔接板704，衔接板704的底部侧壁上镶嵌有扫描头705。

请参阅图1-2所示，底架1呈方框状结构设置，底架1的底部侧壁上的液压杆2共设置有四个，四个液压杆2分别社会在底架1的底部侧壁的四个边角处；液压杆2的底部侧壁与杆座201卡接连接，液压杆2的头部位置螺纹连接有衔接套202，衔接套202通过螺栓与杆头203连接；杆头203通过螺栓与底架1的底部侧壁连接，液压杆2的底部侧壁上的杆座201通过螺栓与滑动块3连接，且滑动块3与滑动板4中的滑槽401滑动连接；具体的，滑槽401以及滑动块3均呈T型结构设置，且滑槽401的顶部侧壁呈穿透结构透出滑动板4的顶部外壁。

请参阅图1、3所示，顶架5的右侧壁上粘接有侧板501，且侧板501的外壁上镶嵌安装有计算机502，计算机502通过数据线分别与液压杆2、水平仪602、伺服电机603和扫描仪701电连接。

请参阅图3-5所示，横板6共设置有三个，且横板6通过该定位螺柱601与顶架5螺纹连接，横板6之间呈三等分结构设置在顶架5上，顶架5呈空心半圆柱状结构设置；横板6内的板槽6011呈T型结构设置，横板6通过板槽6011与扫描组件7中的吊装板703滑动连接，且吊装板703呈T型结构设置；具体的，三个横板6上均安装有水平仪602和扫描组件7，三个扫描组件7同步进行扫描，不但提高了扫描效率，同时对被扫描物件的周侧进行扫描可起到相互进行数据补充的效果。

请参阅图6-8所示，扫描组件7中的搭载框702呈空心的方框状结构设置，搭载框702上的吊装板703通过驱动螺母与驱动螺杆6031连接，吊装板703下方的衔接板704呈六分之一圆弧状结构设置；并且吊装板703内镶嵌的扫描头705也呈圆弧状结构，且扫描头705通过数据线与扫描仪701电性连接。

以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。