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一种 机械臂控制系统

阅读：506发布：2020-05-22

专利汇可以提供一种机械臂控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种机械臂控制系统，包括机械臂、控制系统和设置在机械臂端部的抓手，所述的机械臂设置在基座上，所述的基座上设置支撑杆，所述的支撑杆的端部设置全方位自由单目相机，所述的机械臂的端部设置双目相机系统，所述的全方位自由单目相机、双目相机系统分别连接控制系统，所述的控制系统分别连接机械臂驱动机构、全方位自由单目相机驱动机构、抓手驱动机构。本实用新型的优点在于：通过全方位自由度相机检测目标物体的位置，控制基座向物体移动，在接近物体后，通过双目相机测距精确识别目标物体的位置，控制机械臂移动，从而实现精准地物体抓取操作。，下面是一种机械臂控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种机械臂控制系统，包括机械臂、控制系统和设置在机械臂端部的抓手，所述的机械臂设置在基座上，其特征在于：所述的基座上设置支撑杆，所述的支撑杆的端部设置全方位自由单目相机，所述的机械臂的端部设置双目相机系统，所述的全方位自由单目相机、双目相机系统分别连接控制系统，所述的控制系统分别连接机械臂驱动机构、全方位自由单目相机驱动机构、抓手驱动机构。
2.如权利要求1所述的一种机械臂控制系统，其特征在于：所述的机械臂为四自由度机械臂。
3.如权利要求1所述的一种机械臂控制系统，其特征在于：所述的全方位自由单目相机包括CCD摄像机、图像处理模块，所述的CCD摄像机与图像处理模块连接，所述的图像处理模块连接控制系统。
4.如权利要求1或2所述的一种机械臂控制系统，其特征在于：所述的双目相机系统包括两个CCD摄像机、图像处理模块，两个CCD摄像机分别对称设置在机械臂的两侧。
5.如权利要求1或2所述的一种机械臂控制系统，其特征在于：所述的基座底部设置传动轮，所述的传动轮由驱动电机驱动，所述的驱动电机连接运动控制卡，所述的运动控制卡连接控制系统。
6.如权利要求1所述的一种机械臂控制系统，其特征在于：所述的控制系统包括主控制单元、无线通信单元，所述的主控制单元通过无线通信单元连接外部控制终端。
7.如权利要求6所述的一种机械臂控制系统，其特征在于：所述的外部控制终端为手机、平板或工业计算机。

说明书全文

一种机械臂控制系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及机器视觉定位，特别涉及一种根据视觉定位获取位置并抓取的机械臂控制系统。

背景技术

[0002] 随着时代的发展，机器人充当的角色也在发生着改变，需要完成的不再是简单重复的，而是更加智能化的操作，如发出指令后自动寻找并智能抓取指定物品，在生活中，这种情况非常多，例如，加上语音识别系统后便能照顾家中老人小孩以及残疾人士；在恶劣的工作环境下使用机器设备也要优于人力；在探索未知环境使用这种机器人也会降低人力成本；在各种灾区寻找受伤的人也是具有非常重要的意义，而完成该类操作则需要精确定位机械臂与抓取物的相对位置以及抓取方向。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机械臂控制系统，能够快速准确的确定物体的位置并控制进行抓取操作。

[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种机械臂控制系统，包括机械臂、控制系统和设置在机械臂端部的抓手，所述的机械臂设置在基座上，所述的基座上设置支撑杆，所述的支撑杆的端部设置全方位自由单目相机，所述的机械臂的端部设置双目相机系统，所述的全方位自由单目相机、双目相机系统分别连接控制系统，所述的控制系统分别连接机械臂驱动机构、全方位自由单目相机驱动机构、抓手驱动机构。

[0005] 进一步地，所述的机械臂为四自由度机械臂。

[0006] 进一步地，所述的全方位自由单目相机包括CCD摄像机、图像处理模块，所述的CCD摄像机与图像处理模块连接，所述的图像处理模块连接控制系统。

[0007] 进一步地，所述的双目相机系统包括两个CCD摄像机、图像处理模块，两个CCD摄像机分别对称设置在机械臂的两侧。

[0008] 进一步地，所述的基座底部设置传动轮，所述的传动轮由驱动电机驱动，所述的驱动电机连接运动控制卡，所述的运动控制卡连接控制系统。

[0009] 进一步地，所述的控制系统包括主控制单元、无线通信单元，所述的主控制单元通过无线通信单元连接外部控制终端。

[0010] 进一步地，所述的外部控制终端为手机、平板或工业计算机。

[0011] 本实用新型的优点在于：通过全方位自由度相机检测目标物体的位置，控制基座向物体移动，在接近物体同时，通过双目相机测距精确识别目标物体的位置和距离，控制机械臂移动，从而实现精准地物体抓取操作。附图说明

[0012] 下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

[0013] 图1为本实用新型机械臂示意图；

[0014] 图2为本实用新型结构原理图。

[0015] 图中的附图标记分别为：1、机械臂；2、抓手；3、基座；4、支撑杆；5、全方位自由单目相机。

具体实施方式

[0016] 下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

[0017] 如图1、2所示，一种机械臂控制系统，包括机械臂、控制系统和设置在机械臂端部的抓手，机械臂设置在基座上，基座上设置支撑杆，支撑杆的端部设置全方位自由单目相机，机械臂的端部设置双目相机系统，全方位自由单目相机、双目相机系统分别连接控制系统，控制系统分别连接机械臂驱动机构、全方位自由单目相机驱动机构、抓手驱动机构。机械臂可采用四自由度机械臂。机械臂驱动机构用于驱动机械臂的移动，全方位自由单目相机驱动机构用于驱动单目相机的转动以拍摄不同方位的图像；抓手驱动机构用于驱动抓手动作，从而抓取物体。

[0018] 全方位自由单目相机包括CCD摄像机、图像处理模块，CCD摄像机与图像处理模块连接，图像处理模块连接控制系统。单目相机根据控制系统控制单目相机驱动机构工作，从而通过单目相机驱动机构使得单目相机在拍摄不同方位的图像进而将图像送入到图像处理模块中，图像处理模块通过单目相机识别算法识别出物体，从而获取相对应的方位信息。

[0019] 双目相机系统设置在机械臂靠近抓手的端部，其包括两个CCD摄像机、图像处理模块，两个CCD摄像机分别对称的设置在机械臂两侧，两个CCD摄像机分别连接图像处理模块。图像处理模块内置现有的双目识别算法，识别出物体的位置和距离。

[0020] 在基座底部设置传动轮，传动轮由驱动电机驱动控制，驱动电机连接运动控制卡，运动控制卡与控制系统通信连接。整个机械臂连同底座可以通过驱动轮的工作来实现移动，其移动受控制系统控制，控制系统发出的控制信号至运动控制卡，由运动控制卡控制驱动电机转动，从而带动驱动轮和从动轮转动，使得底座移动。

[0021] 控制系统包括主控制单元、无线通信单元，主控制单元分别连接运动控制卡、全方位自由单目相机、双目相机系统、机械臂驱动机构、全方位自由单目相机驱动机构、抓手驱动机构，主控制单元可以采用PLC控制器或单片机等控制芯片实现。主控制单元通过无线通信单元连接外部控制终端，从而实现外部控制终端认为干预控制，如可以通过外部控制终端手动控制驱动轮转动和抓手的工作等。外部控制终端可以为手机、平板或工业计算机。

[0022] 工作时，由控制系统控制全方位自由单目相机驱动机构驱动全方位自由单目相机的转动，从而采集全方位周围的图像信息，单目相机内的CCD摄像机将采集的图像送入到单目相机的图像处理模块，采用图像识别算法识别出物体，具体为调整单目相机角度拍摄该对应角度的图像，识别图像中是否存在需要抓取的物体，若否，则继续调整角度直至从图像中识别出该物体，此时单目相机的图像处理模块发出信号至控制系统，控制系统发出控制信号至运动控制卡，由运动控制卡控制基座上驱动轮沿拍摄照片的方向移动；同时双目相机系统的CCD相机对该方向进行拍照，进而通过图像处理模块识别出图像中物体的位置和距离，然后将数据送入到控制系统中，有控制系统根据距离和方位信息，控制机械臂和抓手工作，从而抓取物体。

[0023] 显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

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