現有的機器人往往被固定在某一機構上,透過事先離線示教方式達到透過某一既定動作對某一既定目標操作的目的,存在面向的物件單一、運動情形單一、對工作環境適應性不強的問題。例如,在碼垛、塗膠、點焊、弧焊等行業廣泛應用的機器人往往都
存在上述問題。
1.一種機器人抓取物料包的方法,其特徵在於,包括：
步驟1、透過機器人的主控板控制所述機器人的三軸全方位雙目攝像機對待抓取的目
標物料包進行影象採集,並記錄所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊以及儲存對所述目
標物料包採集到的左右檢視.
步驟2、根據所述左右檢視分析出所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標.
器人的傾斜資訊,計算出機械臂的各個關節在所述機械臂座標系下需要運動的關節角度,
透過所述主控板控制所述機械臂的各個關節按照所述關節角度旋轉.
步驟5、當所述機械臂的各個關節旋轉完成後,透過所述主控板控制所述機械臂對所述
目標物料包實施抓取。
2.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於:
所述根據所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊、所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置,計算出所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標之後,所述方法還包括：
根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置判斷所述目標物料包是否在所述機械臂的抓取範圍內,若所述目標物料包在所述機械臂的抓取範圍內,觸發執行步驟4至步驟5：
若所述目標物料包不在所述機械臂的抓取範圍內,透過所述主控板控制所述機器人的
移動搭載平臺向所述目標物料包靠近,並重新觸發執行步驟至步驟。
3.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於:
所述透過機器人的主控板控制所述機器人的三軸全方位雙目攝像機對待抓取的目標物料包進行影象採集,包括:
透過機器人的主控板控制攝像機支架進行前後左右上下的運動,透過所述攝像機支架的運動調整所述攝像機本體的兩個攝像頭的位置,透過所述主控板控制所述兩個攝像頭採集所述目標物料包的影象。
4.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於：
所述根據所述左右檢視分析出所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標,包括:
透過影象分割技術從所述左右檢視中分割出左檢視中的各個物料包,找到各個物料包的連通域及連通域的中心,並用橢圓擬合記錄橢圓長軸、短軸的方位;
透過立體匹配技術找到所述左檢視中所述連通域的中心在右檢視中對應的位置座標,計算出視差資訊;
根據所述視差資訊和所述三軸全方位雙目攝像機的內參數和外引數,計算出所述目標物料包在所述攝像機座標系下的三維座標。
5、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於：
所述根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標,結合傾角感測器反饋所述機器人的傾斜資訊,計算出機械臂的各個關節在所述機械臂座標系下需要運動的關節角度,包括根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標,透過傾角感測器測量出所述機器人本體的傾斜資訊。
根據所述機械臂的末端執行器與所述機器人本體的表面平行關係,計算出所述機械臂的各個關節需要運動的關節角度,透過調整所述各個關節實現對所述機器人本體的傾斜程度做出補償。
6、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於：
所述透過所述主控板控制所述機械臂的各個關節按照所述關節角度旋轉,包括透過主控板控制所述機器人的上位機向所述機械臂的運動控制器傳送運動控制指令；
透過所述運動控制器將所述運動控制指令傳送給伺服驅動器,由所述伺服驅動器驅動所述機械臂的直流伺服電機進行正反旋轉,所述直流伺服電機的旋轉透過傳動機構帶動所述各個關節的旋轉,並透過位置閉環控制方式使所述直流伺服電機穩定在期望位置。
7、一種機器人抓取裝置,其特徵在於：
所述機器人抓取裝置,包括主控板、上位機、三軸全方位雙目攝像機、機械臂、傾角感測器,其中:
所述主控板為所述機器人的控制中心,所述主控板和上位機進行控制資訊的傳輸,所述主控板透過外設部件互連標準PCI匯流排和所述三軸全方位雙目攝像機連線,所述主控板透過通用序列匯流排USB轉控制器區域網絡CAN以卡和所述機械臂連線,所述主控板透過串列埠通訊匯流排和所述傾角感測器連線;
所述主控板,用於控制所述三軸全方位雙目攝像機對待抓取的目標物料包進行影象採集,並記錄所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊以及儲存對所述目標物料包採集到的左右檢視;
所述上位機,用於根據所述左右檢視計算出所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標;根據所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊、所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標以及機械臂座標系的原點位置,計算出所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標;
所述上位機,還用於根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標,結合傾角感測器反饋的機器人的傾斜資訊,計算機出機械臂的各個關節需要運動的關節角度;
所述主控板,還用於控制所述機械臂的各個關節按照所述關節角度旋轉;當所述機械臂的各個關節旋轉完成後,控制所述機械臂對所述目標物料包實施抓取。
8、根據權利要求7所述的機器人,其特徵在於：
所述機器人,還包括：
移動搭載平臺,所述上位機、所述三軸全方位雙目攝像機、所述機械臂、所述傾角感測器都設定在所述移動搭載平臺上；
所述主控板,還用於根據所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊、所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置,計算出所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標之後,根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置判斷所述目標物料包是否在所述機械臂的抓取範圍內,若所述目標物料包不在所述機械臂的抓取範圍內,透過所述主控板控制所述機器人的移動搭載平臺向所述目標物料包靠近。
9、根據權利要求7所述的機器人,其特徵在於：
所述三軸全方位雙目攝像機,包括：
攝像機支架和攝像機本體,所述攝像機支架,包括第一步進電機、第二步進電機、第三步進電機、升降平臺、連線件、絲槓,其：
所述第一步進電機和所述第二步進電機設置於所述升降平臺的上方,所述第三步進電
機設置於所述升降平臺的下方,所述第三步進電機透過連線件支撐所述第二步進電機和攝
像機,所述第二步進電機和攝像機固定在一起,所述絲槓垂直穿過所述升降平臺所述第一
步進電機轉動時帶動所述絲槓控制所述升降平臺的上下運動,所述第二步進電機轉動時帶
動所述攝像機前後轉動,所述第三步進電機轉動時帶動所述攝像機本體左右轉動。
10、根據權利要求7所述的機器人,其特徵在於：
所述機器人包括無線傳輸裝置和觸控式螢幕,其中,所述主控板透過所述無線傳輸裝置和上位機進行控制資訊的傳輸所述觸控式螢幕,用於在使用者的觸控操作下向所述機器人傳輸控制指令。
↑產品說明書
現有的機器人往往被固定在某一機構上,透過事先離線示教方式達到透過某一既定動作對某一既定目標操作的目的,存在面向的物件單一、運動情形單一、對工作環境適應性不強的問題。例如,在碼垛、塗膠、點焊、弧焊等行業廣泛應用的機器人往往都
存在上述問題。
1.一種機器人抓取物料包的方法,其特徵在於,包括：
步驟1、透過機器人的主控板控制所述機器人的三軸全方位雙目攝像機對待抓取的目
標物料包進行影象採集,並記錄所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊以及儲存對所述目
標物料包採集到的左右檢視.
步驟2、根據所述左右檢視分析出所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標.
步驟3、根據所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊、所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置,計算出所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標.步驟4、根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標,結合傾角感測器反饋的機器人的傾斜資訊,計算出機械臂的各個關節在所述機械臂座標系下需要運動的關節角度,
透過所述主控板控制所述機械臂的各個關節按照所述關節角度旋轉.
步驟5、當所述機械臂的各個關節旋轉完成後,透過所述主控板控制所述機械臂對所述
目標物料包實施抓取。
2.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於:
所述根據所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊、所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置,計算出所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標之後,所述方法還包括：
根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置判斷所述目標物料包是否在所述機械臂的抓取範圍內,若所述目標物料包在所述機械臂的抓取範圍內,觸發執行步驟4至步驟5：
若所述目標物料包不在所述機械臂的抓取範圍內,透過所述主控板控制所述機器人的
移動搭載平臺向所述目標物料包靠近,並重新觸發執行步驟至步驟。
3.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於:
所述透過機器人的主控板控制所述機器人的三軸全方位雙目攝像機對待抓取的目標物料包進行影象採集,包括:
透過機器人的主控板控制攝像機支架進行前後左右上下的運動,透過所述攝像機支架的運動調整所述攝像機本體的兩個攝像頭的位置,透過所述主控板控制所述兩個攝像頭採集所述目標物料包的影象。
4.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於：
所述根據所述左右檢視分析出所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標,包括:
透過影象分割技術從所述左右檢視中分割出左檢視中的各個物料包,找到各個物料包的連通域及連通域的中心,並用橢圓擬合記錄橢圓長軸、短軸的方位;
透過立體匹配技術找到所述左檢視中所述連通域的中心在右檢視中對應的位置座標,計算出視差資訊;
根據所述視差資訊和所述三軸全方位雙目攝像機的內參數和外引數,計算出所述目標物料包在所述攝像機座標系下的三維座標。
5、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於：
所述根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標,結合傾角感測器反饋所述機器人的傾斜資訊,計算出機械臂的各個關節在所述機械臂座標系下需要運動的關節角度,包括根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標,透過傾角感測器測量出所述機器人本體的傾斜資訊。
根據所述機械臂的末端執行器與所述機器人本體的表面平行關係,計算出所述機械臂的各個關節需要運動的關節角度,透過調整所述各個關節實現對所述機器人本體的傾斜程度做出補償。
6、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於：
所述透過所述主控板控制所述機械臂的各個關節按照所述關節角度旋轉,包括透過主控板控制所述機器人的上位機向所述機械臂的運動控制器傳送運動控制指令；
透過所述運動控制器將所述運動控制指令傳送給伺服驅動器,由所述伺服驅動器驅動所述機械臂的直流伺服電機進行正反旋轉,所述直流伺服電機的旋轉透過傳動機構帶動所述各個關節的旋轉,並透過位置閉環控制方式使所述直流伺服電機穩定在期望位置。
7、一種機器人抓取裝置,其特徵在於：
所述機器人抓取裝置,包括主控板、上位機、三軸全方位雙目攝像機、機械臂、傾角感測器,其中:
所述主控板為所述機器人的控制中心,所述主控板和上位機進行控制資訊的傳輸,所述主控板透過外設部件互連標準PCI匯流排和所述三軸全方位雙目攝像機連線,所述主控板透過通用序列匯流排USB轉控制器區域網絡CAN以卡和所述機械臂連線,所述主控板透過串列埠通訊匯流排和所述傾角感測器連線;
所述主控板,用於控制所述三軸全方位雙目攝像機對待抓取的目標物料包進行影象採集,並記錄所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊以及儲存對所述目標物料包採集到的左右檢視;
所述上位機,用於根據所述左右檢視計算出所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標;根據所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊、所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標以及機械臂座標系的原點位置,計算出所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標;
所述上位機,還用於根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標,結合傾角感測器反饋的機器人的傾斜資訊,計算機出機械臂的各個關節需要運動的關節角度;
所述主控板,還用於控制所述機械臂的各個關節按照所述關節角度旋轉;當所述機械臂的各個關節旋轉完成後,控制所述機械臂對所述目標物料包實施抓取。
8、根據權利要求7所述的機器人,其特徵在於：
所述機器人,還包括：
移動搭載平臺,所述上位機、所述三軸全方位雙目攝像機、所述機械臂、所述傾角感測器都設定在所述移動搭載平臺上；
所述主控板,還用於根據所述三軸全方位雙目攝像機的位姿資訊、所述目標物料包在攝像機座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置,計算出所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標之後,根據所述目標物料包在機械臂座標系下的三維座標以及所述機械臂座標系的原點位置判斷所述目標物料包是否在所述機械臂的抓取範圍內,若所述目標物料包不在所述機械臂的抓取範圍內,透過所述主控板控制所述機器人的移動搭載平臺向所述目標物料包靠近。
9、根據權利要求7所述的機器人,其特徵在於：
所述三軸全方位雙目攝像機,包括：
攝像機支架和攝像機本體,所述攝像機支架,包括第一步進電機、第二步進電機、第三步進電機、升降平臺、連線件、絲槓,其：
所述第一步進電機和所述第二步進電機設置於所述升降平臺的上方,所述第三步進電
機設置於所述升降平臺的下方,所述第三步進電機透過連線件支撐所述第二步進電機和攝
像機,所述第二步進電機和攝像機固定在一起,所述絲槓垂直穿過所述升降平臺所述第一
步進電機轉動時帶動所述絲槓控制所述升降平臺的上下運動,所述第二步進電機轉動時帶
動所述攝像機前後轉動,所述第三步進電機轉動時帶動所述攝像機本體左右轉動。
10、根據權利要求7所述的機器人,其特徵在於：
所述機器人包括無線傳輸裝置和觸控式螢幕,其中,所述主控板透過所述無線傳輸裝置和上位機進行控制資訊的傳輸所述觸控式螢幕,用於在使用者的觸控操作下向所述機器人傳輸控制指令。
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