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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107253180A(43)申请公布日2017.10.17(21)申请号201710046393.3(22)申请日2017.01.22(71)申请人梅卡曼德(北京)机器人科技有限公司地址100098北京市海淀区大钟寺13号院1号楼地下一层FA110-03(72)发明人邵天兰付翱姚宏翔丁有爽(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J19/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于工业机器人的物体姿态调整装置及姿态调整方法(57)摘要本发明公开了一种基于工业机器人的物体姿态调整装置,包括工作台,以及安装在工作台上的工业机器人、外部图像传感器和外部旋转轴;所述工业机器人和外部旋转轴均安装在工作台的一侧,外部图像传感器安装在工作台的正上方,工作台上安装有多个外部图像传感器;所述基于工业机器人的物体姿态调整装置,还包括工控机,工控机连接工业机器人、外部图像传感器和外部旋转轴。该基于工业机器人的物体姿态调整装置主要用于在机器人抓取后对抓取的物体进行任意姿态调整,可以实现散乱码放物体抓取后进行任意姿态放置。CN107253180ACN107253180A权利要求书1/2页1.一种基于工业机器人的物体姿态调整装置,其特征在于,包括工作台(4),以及安装在工作台(4)上的工业机器人(1)、外部图像传感器(2)和外部旋转轴(3);所述工业机器人(1)和外部旋转轴(3)均安装在工作台(4)的一侧,外部图像传感器(2)安装在工作台(4)的正上方,工作台(4)上安装有多个外部图像传感器(2);所述基于工业机器人的物体姿态调整装置,还包括工控机,工控机连接工业机器人(1)、外部图像传感器(2)和外部旋转轴(3)。2.根据权利要求1所述的基于工业机器人的物体姿态调整装置,其特征在于,所述工作台(4)上安装有两个外部图像传感器(2)。3.根据权利要求1或2所述的基于工业机器人的物体姿态调整装置,其特征在于,所述工作台(4)上还设置有工件盒(5)。4.根据权利要求3所述的基于工业机器人的物体姿态调整装置,其特征在于,所述外部旋转轴(3)包括转轴、真空吸盘(31)、弹性联轴器(33)、轴承座(34)、驱动电机(36),转轴转动安装在轴承座(34)上,所述真空吸盘(31)安装在转轴一端,转轴另一端穿过轴承座(34)连接至驱动电机(36),真空吸盘(31)上还设置有真空阀(32),所述驱动电机(36)上还设置有电机驱动器(33),电机驱动器(33)和真空阀(32)均连接至工控机。5.根据权利要求4所述的基于工业机器人的物体姿态调整装置,其特征在于,所述转轴与驱动电机(36)的旋转轴之间通过弹性联轴器(33)相连接。6.一种如权利要求1-5任一所述的基于工业机器人的物体姿态调整装置的姿态调整方法,其特征在于,步骤如下:1)利用外部传感器(2)对工作台(4)上的工作空间进行建模,并将建模结果存储在工控机中;2)根据外部传感器(2)的实时信息,确定待抓取物体的位置和姿态;3)结合物体当前的位置和姿态,以及给定的目标位置和姿态,并利用步骤1)所获得的建模结果,实现对工业机器人(1)和外部旋转轴(3)的动作规划;4)按照动作规划,控制工业机器人(1)和外部旋转轴(3)进行动作,以对物体进行姿态调整。7.根据权利要求6所述的基于工业机器人的物体姿态调整装置的姿态调整方法,其特征在于,所述步骤2)的具体步骤如下:a)根据轮廓模板图像生成以归一化弧长为横轴的曲率特征,作为模板数据;b)通过外部传感器(2)采集三维物体图像数据,提取出三维物体特征轮廓;c)对轮廓进行白化变换,使得有变形的轮廓归一化,归一化后的轮廓相对于模板只有旋转和缩放;d)提取归一化轮廓的曲率特征;e)对模板轮廓和三维物体归一化轮廓生成的曲率特征进行互相关操作,找到重合程度最大的位置;f)根据互相关操作得到的数据计算出三维物体的位置和姿态。8.根据权利要求6所述的基于工业机器人的物体姿态调整装置的姿态调整方法,其特征在于,所述步骤4)的具体步骤如下:I.首先工业机器人(1)的工业机器人末端工具将物体抓取,然后工业机器人(1)将被抓取物体移动到外部旋转轴(3)附近,工业机器人末端工具绕自身Z轴旋转,以将物体侧面对2CN107253180A权利要求书2/2页准外部旋转轴(3)的真空吸盘(31);II.真空吸盘(31)抓取物体,工业机器人末端工具释放物体;III.真空吸盘(31)绕转轴旋转;IV.机器人末端工具抓取物体,外部旋转轴(3)释放物体;V.机器人末端工具绕自身旋转轴旋转;VI.机器人将被抓取物体移动到工件放置处,工业机器人放置物体。3CN107253180A说明书1/4页一种基