一种定位抓取装置及其抓取系统

本发明涉及定位抓取，尤其涉及一种定位抓取装置及其抓取系统。

背景技术：

1、随着经济和科技的发展，在工业生产中自动化设备的运用越来越广泛，特别是对重物的抓取移位时，自动化设备能在很大程度上解决人工效率低下问题。自动化抓取装置种类较多，针对不同类别的产品设计了不同结构的抓取装置，抓取装置包括驱动、控制与抓取等多个协同工作的机构。

2、然而现有的抓取装置在使用的过程中，存在以下几种问题：仅能抓取位置固定不变的物体；机械手臂在设置好的运动轨迹重复执行固定动作，难以对位置实时变化、无规律运动或无规律摆放的物体进行夹持，抓取精度较低；机械手臂的活动范围受限，难以对工作区域任意位置的物体进行夹持。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有抓取装置抓取范围有限、抓取位置较为固定且精度较低的缺点，本发明提供一种可灵活且高精度抓取物体的定位抓取装置及其抓取系统。

2、技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种定位抓取装置，包括框板、活动座、安装在活动座上的第一推杆、与第一推杆连接的夹持器，所述框板底面安装有若干支撑脚，框板内设有呈矩形的滑槽，所述滑槽内安装有若干第一驱动装置，所述第一驱动装置输出端连接有第一螺杆，所述第一螺杆上套设有滑块，第一驱动装置驱动第一螺杆旋转以带动滑块在滑槽内滑动；所述滑块两两相对设置，两个相对的滑块之间通过移杆连接，所述移杆贯穿活动座，移杆包括互相垂直的第一移杆和第二移杆，用于带动活动座沿互相垂直的两个方向运动；抓取时，滑块带动移杆及活动座在框板内运动，所述第一推杆带动夹持器伸出或缩回，夹持器用于夹取物体。

3、进一步的，还包括设置于框板上的若干摄像头，所述摄像头用于对物体进行定位并监控夹持器工作。

4、进一步的，所述支撑脚包括安装于框板底面且内部中空的第一支撑柱，所述第一支撑柱内设有位于顶端的第二驱动装置、与第二驱动装置输出端连接的第二螺杆、与第二螺杆连接的第二支撑柱，所述第二支撑柱上设有与第二支撑柱匹配的螺槽；通过第二驱动装置带动第二螺杆转动，使第二支撑柱伸入或伸出第一支撑柱。

5、进一步的，所述第二支撑柱底部设有用于增大支撑面积的底座。

6、进一步的，所述夹持器包括与第一推杆连接的安装板，所述安装板上设有导向柱和第二推杆，所述导向柱上套设有推板，所述第二推杆一端与推板连接，所述推板下方安装有夹爪；第二推杆驱动推板沿导向柱上下滑动以控制夹爪张开或夹紧。

7、进一步的，所述推板远离第二推杆的一面上设有推拉杆，所述推拉杆一端与推板铰接，推拉杆另一端与夹爪一端铰接，所述夹爪还与导向柱铰接于第一铰接点；推板上下滑动并带动推拉杆运动，使夹爪以第一铰接点为支点转动。

8、进一步的，所述夹爪包括与推拉杆铰接的连接部、与导向柱铰接的转动部和用于夹取物体的夹持部。

9、进一步的，所述推板上设有用于与推拉杆铰接的第一侧板，所述第一侧板与推拉杆通过第一轴杆铰接；所述导向柱上设有用于与转动部铰接的第二侧板，所述第二侧板与转动部通过第二轴杆铰接。

10、本发明还提供一种基于上述定位抓取装置的抓取系统，包括：

11、视觉定位单元，用于对待抓取物体进行识别和定位，并对抓取和释放过程进行实时判断；

12、水平调节模块，用于根据待抓取物体的位置或待放置的位置控制第一驱动装置工作对活动座的位置进行水平调节；

13、竖直调节模块，用于根据待抓取物体的位置高度或待放置位置的高度控制第一推杆伸展调节夹持器的位置高度；

14、夹放模块，用于控制夹持器对物体进行夹取和释放。

15、进一步的，所述视觉定位单元包括：

16、视频拍摄模块，用于实时对工作区域进行多角度的录像；

17、图形获取模块，用于对视频拍摄模块录像进行切片，并将重复不变部分的数据进行剔除；

18、位置计算模块，用于对图形获取模块提供的图像进行视觉算法处理，并得出其位置信息。

19、有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是(1)通过活动座及第一推杆带动夹持器在框板任意水平及垂直位置进行抓取，实现夹持器在三维空间区域内的自由移动，抓取范围大且抓取位置更加灵活；(2)通过摄像头对待抓取物体进行定位并对夹持器工作状态实时监测及记录，提高抓取精度；(3)通过抓取系统对抓取装置进行自动化控制，进一步提高抓取效率和精度。

技术特征：

1.一种定位抓取装置，其特征在于，包括框板(1)、活动座(2)、安装在活动座(2)上的第一推杆(8)、与第一推杆(8)连接的夹持器，所述框板(1)底面安装有若干支撑脚，框板(1)内设有呈矩形的滑槽(101)，所述滑槽(101)内安装有若干第一驱动装置(3)，所述第一驱动装置(3)输出端连接有第一螺杆(301)，所述第一螺杆(301)上套设有滑块(4)，第一驱动装置(3)驱动第一螺杆(301)旋转以带动滑块(4)在滑槽(101)内滑动；所述滑块(4)两两相对设置，两个相对的滑块(4)之间通过移杆连接，所述移杆贯穿活动座(2)，移杆包括互相垂直的第一移杆(5)和第二移杆(6)，用于带动活动座(2)沿互相垂直的两个方向运动；抓取时，滑块(4)带动移杆及活动座(2)在框板(1)内运动，所述第一推杆(8)带动夹持器伸出或缩回，夹持器用于夹取物体。

2.如权利要求1所述的定位抓取装置，其特征在于，还包括设置于框板(1)上的若干摄像头(7)，所述摄像头(7)用于对物体进行定位并监控夹持器工作。

3.如权利要求1所述的定位抓取装置，其特征在于，所述支撑脚包括安装于框板(1)底面且内部中空的第一支撑柱(12)，所述第一支撑柱(12)内设有位于顶端的第二驱动装置(13)、与第二驱动装置(13)输出端连接的第二螺杆(1301)、与第二螺杆(1301)连接的第二支撑柱(14)，所述第二支撑柱(14)上设有与第二支撑柱(14)匹配的螺槽(1401)；通过第二驱动装置(13)带动第二螺杆(1301)转动，使第二支撑柱(14)伸入或伸出第一支撑柱(12)。

4.如权利要求3所述的定位抓取装置，其特征在于，所述第二支撑柱(14)底部设有用于增大支撑面积的底座(15)。

5.如权利要求1所述的定位抓取装置，其特征在于，所述夹持器包括与第一推杆(8)连接的安装板(9)，所述安装板(9)上设有导向柱(901)和第二推杆(902)，所述导向柱(901)上套设有推板(903)，所述第二推杆(902)一端与推板(903)连接，所述推板(903)下方安装有夹爪(10)；第二推杆(902)驱动推板(903)沿导向柱(901)上下滑动以控制夹爪(10)张开或夹紧。

6.如权利要求5所述的定位抓取装置，其特征在于，所述推板(903)远离第二推杆(902)的一面上设有推拉杆(11)，所述推拉杆(11)一端与推板(903)铰接，推拉杆(11)另一端与夹爪(10)一端铰接，所述夹爪(10)还与导向柱(901)铰接于第一铰接点；推板(903)上下滑动并带动推拉杆(11)运动，使夹爪(10)以第一铰接点为支点转动。

7.如权利要求6所述的定位抓取装置，其特征在于，所述夹爪(10)包括与推拉杆(11)铰接的连接部(1003)、与导向柱(901)铰接的转动部(1001)和用于夹取物体的夹持部(1002)。

8.如权利要求7所述的定位抓取装置，其特征在于，所述推板(903)上设有用于与推拉杆(11)铰接的第一侧板(904)，所述第一侧板(904)与推拉杆(11)通过第一轴杆(905)铰接；所述导向柱(901)上设有用于与转动部(1001)铰接的第二侧板(906)，所述第二侧板(906)与转动部(1001)通过第二轴杆(908)铰接。

9.一种权利要求1-8任一项所述定位抓取装置的抓取系统，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的抓取系统，其特征在于，所述视觉定位单元包括：

技术总结本发明公开了一种定位抓取装置及其抓取系统，所述抓取装置包括框板、活动座、安装在活动座上的第一推杆、与第一推杆连接的夹持器，框板底面安装有若干支撑脚，框板内设有呈矩形的滑槽，滑槽内安装有若干第一驱动装置，第一驱动装置输出端连接有第一螺杆，第一螺杆上套设有滑块，第一驱动装置驱动第一螺杆旋转以带动滑块在滑槽内滑动；进行抓取时，滑块带动移杆及活动座在框板内运动，支撑脚及第一推杆控制夹持器的垂直位置。本发明通过活动座及第一推杆带动夹持器在框板任意水平及垂直位置进行抓取，实现夹持器在三维空间区域内的自由移动，抓取范围大且抓取位置更加灵活；通过抓取系统对抓取装置进行自动化控制，进一步提高抓取效率和精度。技术研发人员：赵礼刚,张浩傑,李宏,吴爱胜受保护的技术使用者：江苏科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5