本發(fā)明涉及一種用于相機(jī)掃描鋼板進(jìn)行測量的三維機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了一種在三個維度上均可調(diào)整、對大尺寸鋼板進(jìn)行掃描測量的功能。同時配合光電傳感器的控制，實現(xiàn)機(jī)電一體化，達(dá)到設(shè)備掃描采圖運(yùn)行的平穩(wěn)、可靠、安全和高效。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)字圖像處理與機(jī)器視覺的興起與發(fā)展，大尺寸鋼板測量領(lǐng)域也隨之智能化，采用機(jī)器視覺的方式，將整塊鋼板的樣貌通過線陣相機(jī)掃描成圖像，運(yùn)用圖像處理的方法將鋼板的尺寸信息計算出來，大大顛覆了傳統(tǒng)測量的方式，提高了測量的精度、準(zhǔn)確度與效率。

對于大尺寸的鋼板測量，為了提高掃描檢測的效率及降低開發(fā)的成本，開發(fā)一套行之有效的三維機(jī)械臂設(shè)備至關(guān)重要。采用線陣相機(jī)代替面陣相機(jī)，增大了可檢測的長度范圍，在三個維度上可根據(jù)鋼板尺寸的大小進(jìn)行調(diào)整提高檢測的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提高大尺寸鋼板進(jìn)行視覺檢測的效率及降低開發(fā)成本，為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種用于相機(jī)掃描鋼板進(jìn)行測量的三維機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，包括底座支架、機(jī)械臂、驅(qū)動裝置、采集裝置；其特征在于：

所述底座支架包括福馬輪、福馬輪轉(zhuǎn)接板、拖鏈支撐板、線槽、135度連接板、直角連接板、光軸、合金支架。所述合金支架共18根，橫向8根，分為長合金支架和短合金支架，長合金支架長4米，短合金支架長2米。分別將兩根長合金支架和兩根短合金支架間隔排列，兩兩首位相接組成一個長為4米，寬為2米的矩形框支架作為底座的第一層，連接處使用直角支架，剩余4根橫向合金支架照以此規(guī)則組成底座的第二層?？v向合金支架共10根，長度均為50厘米，用于連接第一層和第二層。所述福馬輪共8只，分別通過福馬輪轉(zhuǎn)接板置于底座兩側(cè)，用于支撐、移動。所述拖鏈支撐板放在底座外側(cè)，線槽置于其上，以防止纏線。

所述機(jī)械臂共有三條，為機(jī)械臂1、機(jī)械臂2、機(jī)械臂3，分別為三個不同維度的運(yùn)動方向。所述機(jī)械臂1為第一個維度方向的機(jī)械臂，底座兩側(cè)上分別附有滑軌，可供機(jī)械臂1在其上面滑動。所述機(jī)械臂1本身也作為滑軌，機(jī)械臂2置于其上，可在第二個維度方向上運(yùn)動。所述機(jī)械臂2作為機(jī)械臂3的滑動軌道，可供機(jī)械臂3在第三個維度方向上運(yùn)動。所述的機(jī)械臂3上設(shè)置有連接件，用于安裝相機(jī)。

所述驅(qū)動裝置包括伺服器、臺達(dá)750W、光軸、聯(lián)軸器、主動滑軌、從動滑軌。所述伺服器包括3個，分別為三個維度方向上的運(yùn)動提供動力。所述臺達(dá)為直流電源750w，可供三臺伺服器同時工作。所述主動滑軌與從動滑軌分別置于底座兩側(cè)，位于底座與機(jī)械臂1中間。所述伺服器與主動滑軌連接，光軸兩頭同時與主動滑軌與從動滑軌連接，伺服器的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為主動滑軌皮帶的運(yùn)動，同時光軸保證主動滑軌與從動滑軌運(yùn)動的一致性。在機(jī)械臂2和機(jī)械臂3的內(nèi)部分別含有伺服器，通過連接桿帶動整個臂體的運(yùn)動。

所述采集裝置包括相機(jī)連接件和光源連接件。所述相機(jī)連接件固定在機(jī)械臂3上，可隨機(jī)械臂3的上下運(yùn)動調(diào)整高度，可隨機(jī)械臂2的左右移動調(diào)整左右視野。所述光源連接件安裝于機(jī)械臂2的低端，可調(diào)整角度，光源安裝于其上。

本發(fā)明具有如下的技術(shù)效果：

1.采用福馬輪作為底座支撐，可方便移動，且在靜止時具有抱死功能，保證機(jī)械臂工作的穩(wěn)定性，從而保證采集圖像的質(zhì)量。

2.采用線陣相機(jī)代替面陣相機(jī)，增加了可測量鋼板尺寸的種類，降低了開發(fā)成本。

3.采用伺服器作為驅(qū)動裝置，可高速、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)動，保證了相機(jī)采集的連續(xù)性、同步性，減小了圖像的失真。

4.使用線陣光源對被測鋼板進(jìn)行打光，與相機(jī)配合采圖，可增加采集圖像的清晰度。

5.機(jī)械臂的初始端和末端都設(shè)有光電傳感器，可實現(xiàn)對機(jī)械臂位置的判斷進(jìn)行急停，減少臂體與底座之間的碰撞，保護(hù)裝置。

附圖說明

圖1：本發(fā)明機(jī)械臂結(jié)構(gòu)整體示意圖。

圖2：底座支架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3：機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4：驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5：采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種用于相機(jī)掃描鋼板進(jìn)行測量的三維機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，包括底座支架、機(jī)械臂、驅(qū)動裝置、采集裝置。所述底座支架包括福馬輪(101)、福馬輪轉(zhuǎn)接板(102)、拖鏈支撐板(103)、線槽(104)、135度連接板(105)、直角連接板(106)、光軸(107)、合金支架(108)。所述合金支架共18根，橫向8根，分為長合金支架(109)和短合金支架(110)，長合金支架(109)長4米，短合金支架(110)長2米。分別將兩根長合金支架和兩根短合金支架間隔排列，兩兩首位相接組成一個長為4米，寬為2米的矩形框支架作為底座的第一層，連接處使用直角支架，剩余4根橫向合金支架照以此規(guī)則組成底座的第二層?？v向合金支架共10根，長度均為50厘米，用于連接第一層和第二層。所述福馬輪(101)共8只，分別通過福馬輪(101)轉(zhuǎn)接板置于底座兩側(cè)，用于支撐、移動。所述拖鏈支撐板(103)放在底座外側(cè)，線槽(104)置于其上，以防止纏線。

所述機(jī)械臂共有三條，為機(jī)械臂1(201)、機(jī)械臂2(202)、機(jī)械臂3(203)，分別為三個不同維度的運(yùn)動方向。所述機(jī)械臂1(201)為第一個維度方向的機(jī)械臂，底座兩側(cè)上分別附有滑軌(204)，可供機(jī)械臂1(201)在其上面滑動。所述機(jī)械臂1(201)本身也作為滑軌，機(jī)械臂2(202)置于其上，可在第二個維度方向上運(yùn)動。所述機(jī)械臂2(202)作為機(jī)械臂3(203)的滑動軌道，可供機(jī)械臂3(203)在第三個維度方向上運(yùn)動。所述的機(jī)械臂3(203)上設(shè)置有連接件(205)，用于安裝相機(jī)。

所述驅(qū)動裝置包括伺服器(301)、臺達(dá)750W(302)、光軸(107)、聯(lián)軸器(303)、主動滑軌(304)、從動滑軌(305)。所述伺服器包括3個，分別為三個維度方向上的運(yùn)動提供動力。所述臺達(dá)為直流電源750w，可供三臺伺服器同時工作。所述主動滑軌(304)與從動滑軌(305)分別置于底座兩側(cè)，位于底座與機(jī)械臂1(201)中間。所述伺服器(301)與主動滑軌(304)連接，光軸(107)兩頭同時與主動滑軌(304)與從動滑軌(305)連接，伺服器(301)的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為主動滑軌(304)皮帶的運(yùn)動，同時光軸(107)保證主動滑軌(304)與從動滑軌(305)運(yùn)動的一致性。在機(jī)械臂2(202)和機(jī)械臂3(203)的內(nèi)部分別含有伺服器(301)，通過連接桿帶動整個臂體的運(yùn)動。

所述采集裝置包括相機(jī)連接件(205)和光源連接件(401)。所述相機(jī)連接件固定在機(jī)械臂3(203)上，可隨機(jī)械臂3(203)的上下運(yùn)動調(diào)整高度，可隨機(jī)械臂2(202)的左右移動調(diào)整左右視野。所述光源連接件(401)安裝于機(jī)械臂2(202)的低端，可調(diào)整角度，光源安裝于其上。

開始工作時，被測鋼板平鋪在底座正下方的地面上，線陣光源對被測鋼板進(jìn)行打光，此時，相機(jī)的掃描區(qū)域、打光區(qū)域及受光區(qū)域的鋼板部分在同一個平面，即受光區(qū)域為掃描區(qū)域。調(diào)整機(jī)械臂3的高度，配合相機(jī)的焦距，同時調(diào)節(jié)機(jī)械臂2對相機(jī)進(jìn)行左右調(diào)整，使得鋼板在采集區(qū)域內(nèi)。調(diào)節(jié)伺服器1，將機(jī)械臂1置于初始位置，準(zhǔn)備就緒后，根據(jù)相機(jī)的掃描速度調(diào)整機(jī)械臂1的移動速度，使得相機(jī)掃描速度與機(jī)械臂1的速度達(dá)到同步，盡量減少采集圖像的失真。

每條機(jī)械臂的初始端和末端都設(shè)用正負(fù)限位保護(hù)機(jī)制，即光電傳感器。為避免因機(jī)械臂到達(dá)末端時與底座進(jìn)行撞擊，當(dāng)機(jī)械臂運(yùn)動到末端時，光電傳感器檢測可自動檢測并進(jìn)行急停，可有效地保護(hù)整個裝置。

本發(fā)明的主要特點：可在三個維度上進(jìn)行調(diào)整相機(jī)的位置，根據(jù)相機(jī)的采集速度進(jìn)行匹配各機(jī)械臂的移動速度，實現(xiàn)清晰度較高地圖像采集。底座安裝有8個福馬輪，可方便移動、且穩(wěn)固，滑軌始末端有光電傳感器，越界可急停，有效自我保護(hù)，綜上所述，可高效、準(zhǔn)確、安全地對大尺寸鋼板進(jìn)行測量。

本發(fā)明不限于以上對實施例的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明揭示的內(nèi)容，在本發(fā)明基礎(chǔ)上不必經(jīng)過創(chuàng)造性勞動所進(jìn)行的改進(jìn)和修改，都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。