小型智能塗膠機器人裝置的製作方法
2024-01-30 04:00:15
專利名稱：小型智能塗膠機器人裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於機械控制技術領域，涉及一種通過圖像處理來控制各關 節運動的裝置，實現對某個給定圖像塗膠的智能塗膠機器人裝置。
背景技術：
現有塗膠大部分還是靠人工技術，這樣既不衛生，效率也低下，有些膠 水具有一些有毒物質，粘在手上會造成皮膚過敏，影響身體健康。針對這種 情況現在也有一些機械塗膠的裝置，如自動塗膠機，然而這種裝置針對的對 象是特定的，不能適用於各種各樣的圖像，應用範圍狹小。 發明內容
本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種在廣大的範圍內對 各種圖像進行自動塗膠的小型智能裝置。
本實用新型裝置包括底盤、控制器、基座、有機玻璃工作平臺、攝像頭、 末端夾執器和傳動機構。控制器設置在基座內，基座固定設置在底盤上的一 邊，底盤上設置有導軌，底盤上的另一邊設置有支杆，支杆上設置有調節螺 母和攝像頭，攝像頭位於調節螺母下方，有機玻璃工作平臺的一端與調節螺 母配合連接，另一端設置在導軌上，可以沿導軌移動。
傳動機構包括一級關節模塊、二級關節模塊、三級關節模塊、四級關節 模塊、五級關節模塊、六級關節模塊、 一級連杆、二級連杆、三級連杆、一 級連接板、二級連接板、三級連接板。每個關節模塊包括直流電機、減速器 和電位計，減速器通過直流電機的輸出軸與直流電機連接，電位計通過聯軸 器與減速器的輸出軸連接。 一級關節模塊固定設置在基座上， 一級關節模塊 的輸出軸垂直設置在一級連接板的下方，並與一級連接板的中心固定連接， 二級關節模塊固定設置在一級連接板上；二級關節模塊的輸出軸穿過一級連 杆的一端，與一級連杆配合連接，三級關節模塊固定設置在一級連杆的另一 端；三級關節模塊的輸出軸穿過二級連杆的一端，與二級連杆配合連接，四 級關節模塊固定設置在二級連杆的另一端；四級關節模塊的輸出軸垂直設置在二級連接板的下方，並與二級連接板的中心固定連接，五級關節模塊固定 設置在二級連接板上；五級關節模塊的輸出軸穿過三級連杆的一端，與三級 連杆配合連接，六級關節模塊固定設置在三級連杆的另一端；六級關節模塊 的輸出軸垂直設置在三級連接板的一面，並與三級連接板的中心固定連接， 末端夾執器垂直固定設置在三級連接板的另一面。 一級關節模塊的輸出軸垂 直於底盤平面設置，二級關節模塊和三級關節模塊平行於底盤平面設置。
本實用新型利用攝像機截取在有機玻璃平臺上的鞋底圖像，然後通過
USB線將圖像傳回給PC機，通過PC機中己有的圖像處理程序得到鞋底邊緣
的軌跡，根據機構的參數和機器人的運動學模型，求解可得到為實現此軌跡
機器人的各個關節的角度軌跡，然後通過RS232串口通信將數據傳給控制器， 從而控制各個關節模塊的軌跡帶動末端夾執器工作。
本實用新型利用圖像處理技術，得到各個關節的運動軌跡，實現了自動 塗膠的功能，提高了自動塗膠裝置的應用範圍，減少了有毒物質對人體的傷 害。本實用新型結構簡單、成本低廉、操作簡便，只要把末端的膠槍改成刷 子或筆，就可以進行塗漆和寫字。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，小型智能塗膠機器人裝置包括包括底盤21、控制器l、基 座2、有機玻璃工作平臺19、攝像頭18、末端夾執器15和傳動機構。控制 器1設置在基座2內，基座2固定設置在底盤21上的一邊，底盤21上設置 有導軌20，底盤21上的另一邊設置有支杆16，支杆16上設置有調節螺母 17和攝像頭18，攝像頭18位於調節螺母17下方，有機玻璃工作平臺19的 一端與調節螺母17配合連接，另一端設置在導軌20上，可以沿導軌20移 動。
傳動機構包括一級關節模塊3、 二級關節模塊5、三級關節模塊7、四級 關節模塊9、五級關節模塊ll、六級關節模塊13、 一級連杆6、 二級連杆8、 三級連杆12、 一級連接板4、 二級連接板10、三級連接板14。每個關節模 塊包括直流電機、減速器和電位計，減速器通過直流電機的輸出軸與直流電機連接，電位計通過聯軸器與減速器的輸出軸連接。 一級關節模塊3固定設 置在基座21上， 一級關節模塊3的輸出軸垂直設置在一級連接板4的下方，
並與一級連接板4的中心固定連接，二級關節模塊5固定設置在一級連接板 4上；二級關節模塊5的輸出軸穿過一級連杆6的一端，與一級連杆6配合 連接，三級關節模塊7固定設置在一級連杆6的另一端；三級關節模塊7的 輸出軸穿過二級連杆8的一端，與二級連杆8配合連接，四級關節模塊9固
定設置在二級連杆8的另一端；四級關節模塊9的輸出軸垂直設置在二級連
接板10的下方，並與二級連接板10的中心固定連接，五級關節模塊11固
定設置在二級連接板10上；五級關節模塊11的輸出軸穿過三級連杆12的
一端，與三級連杆12配合連接，六級關節模塊13固定設置在三級連杆12 的另一端；六級關節模塊13的輸出軸垂直設置在三級連接板14的一面，並 與三級連接板14的中心固定連接，末端夾執器15垂直固定設置在三級連接 板14的另一面。 一級關節模塊3的輸出軸垂直於底盤21平面設置，二級關 節模塊5和三級關節模塊7平行於底盤21平面設置。
工作中，首先固定有機玻璃工作平臺與底盤的角度，調整攝像機使之與 有機玻璃工作平臺垂直。然後攝像機截取在有機玻璃平臺上的鞋底圖像，通 過USB線將圖像傳回給PC機，通過PC機中已有的圖像處理程序得到鞋底邊 緣的軌跡，根據機構的參數和機器人的運動學模型，求解可得到為實現此軌 跡機器人的各個關節的角度軌跡，經過RS232串口通信將數據傳給控制器， 控制器將各個關節的運動軌跡傳給直流電機，從而末端夾執器工作，最終實 現膠槍的自動塗膠。
權利要求1、小型智能塗膠機器人裝置，包括底盤、控制器、基座、有機玻璃工作平臺、攝像頭、末端夾執器和傳動機構，其特徵在於控制器設置在基座內，基座固定設置在底盤上的一邊，底盤上設置有導軌，底盤上的另一邊設置有支杆，支杆上設置有調節螺母和攝像頭，攝像頭位於調節螺母下方，有機玻璃工作平臺的一端與調節螺母配合連接，另一端設置在導軌上；傳動機構包括一級關節模塊、二級關節模塊、三級關節模塊、四級關節模塊、五級關節模塊、六級關節模塊、一級連杆、二級連杆、三級連杆、一級連接板、二級連接板、三級連接板，每個關節模塊包括直流電機、減速器和電位計，減速器通過直流電機的輸出軸與直流電機連接，電位計通過聯軸器與減速器的輸出軸連接；一級關節模塊固定設置在基座上，一級關節模塊的輸出軸垂直設置在一級連接板的下方，並與一級連接板的中心固定連接，二級關節模塊固定設置在一級連接板上；二級關節模塊的輸出軸穿過一級連杆的一端，與一級連杆配合連接，三級關節模塊固定設置在一級連杆的另一端；三級關節模塊的輸出軸穿過二級連杆的一端，與二級連杆配合連接，四級關節模塊固定設置在二級連杆的另一端；四級關節模塊的輸出軸垂直設置在二級連接板的下方，並與二級連接板的中心固定連接，五級關節模塊固定設置在二級連接板上；五級關節模塊的輸出軸穿過三級連杆的一端，與三級連杆配合連接，六級關節模塊固定設置在三級連杆的另一端；六級關節模塊的輸出軸垂直設置在三級連接板的一面，並與三級連接板的中心固定連接，末端夾執器垂直固定設置在三級連接板的另一面；一級關節模塊的輸出軸垂直於底盤平面設置，二級關節模塊和三級關節模塊平行於底盤平面設置。
專利摘要本實用新型涉及小型智能塗膠機器人裝置。現有塗膠主要靠人工，效率低。本實用新型包括基座和傳動機構，控制器設置在基座內，基座固定設置在底盤上的一邊，底盤上設置有導軌，底盤上的另一邊設置有支杆，支杆上設置有調節螺母和攝像頭，有機玻璃工作平臺的一端與調節螺母配合連接，另一端設置在導軌上。傳動機構包括一、二、三、四、五和六級關節模塊、一、二和三級連杆、一、二和三連接板。每個關節模塊包括直流電機、減速器和電位計。本實用新型利用圖像處理技術，得到各個關節的運動軌跡，實現了自動塗膠的功能，提高了自動塗膠裝置的應用範圍，減少了有毒物質對人體的傷害。本實用新型結構簡單、成本低廉、操作簡便。
文檔編號B05C9/00GK201380143SQ20092011594
公開日2010年1月13日 申請日期2009年3月19日 優先權日2009年3月19日
發明者崟 徐, 杜曉杭, 王斌銳, 許富強 申請人:中國計量學院