基于摄像头的机械臂减振试验装置制造方法及图纸

一种基于摄像头的机械臂减振试验装置，第一步进电机的输出轴上套设有电机平衡支架，电机平衡支架的右端固定连接有连接臂，电机平衡支架的左端的第一滑槽内设有第一可调配重件；连接臂的左端与电机平衡支架的右端固定相连，连接臂的右端连接有第二步进电机；柔性悬臂的左端套设在第二步进电机的输出轴上，柔性悬臂的右端连接有平板；相机平衡支架的中间固定套设在第二步进电机的输出轴上，相机平衡支架的右端设有安装槽，相机可滑动且可定位的设置在安装槽上。相机平衡支架左端的第二滑槽内设有第二可调配重件；柔性悬臂上面向相机的一面设有压电片；相机、电荷放大器的输入端均与控制器电连接，电荷放大器的输出端与压电片电连接。

Vibration Reduction Test Device of Robot Arm Based on Camera

A camera-based vibration reduction test device for a manipulator is presented. The output shaft of the first step motor is sleeved with a motor balance bracket, the right end of the motor balance bracket is fixed with a connecting arm, and the first adjustable weight component is arranged in the first chute of the left end of the motor balance bracket; the left end of the connecting arm is fixed with the right end of the motor balance bracket, and the right end of the connecting arm is connected with a second step. The left end of the flexible cantilever is sleeved on the output shaft of the second step motor, and the right end of the flexible cantilever is connected with a flat plate; the middle fixed sleeve of the camera balancing bracket is arranged on the output shaft of the second step motor, and the right end of the camera balancing bracket is provided with an installation groove, and the camera can slide and be positioned on the installation groove. A second adjustable weight is arranged in the second chute at the left end of the camera balance bracket; a piezoelectric sheet is arranged on the upper side of the flexible cantilever to the camera; the input end of the camera and the charge amplifier are electrically connected with the controller, and the output end of the charge amplifier is electrically connected with the piezoelectric sheet.

【技术实现步骤摘要】
基于摄像头的机械臂减振试验装置
本专利技术涉及机械臂，尤其涉及一种基于摄像头的机械臂减振试验装置。
技术介绍
柔性机械臂因其重量轻、阻尼小等优势在航天、医疗等各个领域扮演着重要角色，为了保证机械臂的运动精准与定位精度，对其进行振动控制在工业应用中显得十分必要。采用压电片进行振动控制是常用的控制方法，在此基础上引入机器视觉技术实现实时控制是一个新兴的课题。为了验证此方法的振动控制效果，需要进行相关试验，但是由于机械臂不同应用场合的特点，对使用中的机械臂进行试验和研究不切实际，所以为了直观的进行科研试验，且保证模拟效果，需要一种试验装置在满足上述条件的情况下进行试验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、可操作性强、效果直观的基于摄像头的机械臂减振试验装置，可对机械臂(即本申请中的连接臂和柔性悬臂)进行振动控制，并检验基于机器视觉的减振方法的控制效果。本专利技术采用的技术方案是：本申请实施例提供一种基于摄像头的机械臂减振试验装置，所述装置包括水平铺设的固定基座，第一步进电机固定在所述固定基座上，且所述第一步进电机的输出轴竖直向上延伸；所述第一步进电机的输出轴上固定套设有电机平衡支架，且所述电机平衡支架与所述第一步进电机的输出轴相垂直；所述电机平衡支架的右端固定连接有连接臂，所述电机平衡支架的左端上开设有第一滑槽，所述第一滑槽内可左右滑动地设有用于平衡所述连接臂的第一可调配重件，且所述第一可调配重件和所述连接臂分别位于所述第一步进电机的输出轴的左右两侧；所述连接臂与所述电机平衡支架相平行，且所述连接臂的左端与所述电机平衡支架的右端固定相连，所述连接臂的右端固定连接有第二步进电机；所述第二步进电机的输出轴竖直向上，所述第二步进电机的输出轴上固定套设有柔性悬臂和相机平衡支架；所述柔性悬臂与所述第二步进电机的输出轴相垂直，所述柔性悬臂的左端固定套设在第二步进电机的输出轴上，所述柔性悬臂的右端连接有用于设置标记点的平板，且所述平板与所述柔性悬臂相垂直；所述相机平衡支架位于所述柔性悬臂的下方，所述相机平衡支架与所述第二步进电机的输出轴相垂直，所述相机平衡支架的中间固定套设在所述第二步进电机的输出轴上；所述相机平衡支架的右端设有安装槽，用于采集所述平板上的标记点的图像信息的相机可滑动且可定位的设置在所述安装槽上，所述相机的镜头面向所述平板；所述相机平衡支架的左端设有第二滑槽，所述第二滑槽内可左右滑动地设有用于平衡所述相机的第二可调配重件；所述柔性悬臂上面向所述相机的一面设有用于调节柔性悬臂的振动幅度的压电片；所述装置还包括控制器和电荷放大器，所述相机与控制器相连，且所述相机将采集的图像信息输送给控制器，所述控制器接收并处理所述图像信息以获得所述柔性悬臂的振动幅值信息；所述电荷放大器的输入端与所述控制器电连接，所述电荷放大器的输出端与所述压电片电连接，所述控制器根据所述的振动幅值信息向所述控制电荷放大器输送对应电压，以控制压电片的振动幅度。进一步的，所述电机平衡支架呈与第一步进电机的输出轴相垂直的板状，所述电机平衡支架上设有可套设在所述第一步进电机的输出轴上的第一通孔，所述第一通孔通过第一销固定在所述第一步进电机的输出轴上；所述电机平衡支架的左端开设有自左向右延伸的第一滑槽，所述电机平衡支架的右端上设有连接头，所述连接头通过螺栓与所述连接臂固定相连；所述第一滑槽和所述连接头分别位于所述第一通孔的左右两侧。进一步的，所述第一可调配重件的前后两侧分别设有第一卡槽，所述第一卡槽分别卡设在所述第一滑槽的前后两侧，且所述第一可调配重件在所述第一滑槽内左右滑动。进一步的，所述相机平衡支架呈与第二步进电机的输出轴相垂直的板状，所述相机平衡支架的中间设有可固定套设在所述第二步进电机的输出轴上的第二通孔，所述第二通孔通过第二销固定在所述第一步进电机的输出轴上；所述相机平衡支架的左端开设有自左向右延伸的第二滑槽，所述相机平衡支架的右端上设有自左向右延伸的安装槽，第二滑槽和所述安装槽分别位于所述第二通孔的左右两侧。进一步的，所述第二可调配重件的前后两侧分别设有第二卡槽，所述第二卡槽分别卡设在所述第二滑槽的前后两侧，且所述第二可调配重件在所述第二滑槽内左右滑动。进一步的，所述装置包括两条相平行的所述安装槽，且所述安装槽为腰型槽，所述相机的底面对应所述安装槽分别设有滑动螺栓，所述滑动螺栓可滑动地设置在所述安装槽内，滑动螺栓的顶端固定在相机的底面上，所述滑动螺栓的底端贯穿所述安装槽并通过螺母拧紧在所述安装槽内。本专利技术的有益效果体现在：(1)第一步进电机的输出轴转动，带动第二步进电机绕第一步进电机水平转动，第二步进电机的输出轴同时与柔性悬臂和相机平衡支架连接，第二步进电机转动，带动相机平衡支架和柔性臂绕着第二步进电机的输出轴水平转动；第一可调配重件可用于平衡整个连接臂右侧的重量；相机可滑动且可定位的设置在相机平衡支架的安装槽上，相机可沿着安装槽左右移动以调整照相位置，根据相机的重量和力矩，移动第二可调配重件可进行重量平衡，保证第二步进电机转动时，相机平衡支架保持平衡。电机平衡支架和相机平衡支架共同作用，为第一步进电机和第二步进电机电机的运转提供保障，提高了转动性能，同时保证了连接臂和柔性悬臂的平衡，确保相机的视角与观测点在一条直线上保证了视觉采集图像的无偏角，避免了非直视现象导致的测量误差，并配合压电片进行振动控制，保证了实时的控制可行性。(2)本专利技术能够模拟柔性悬臂的实际振动控制，并且结构简单。(3)采用由连接臂和柔性悬臂组成的双关节柔性机械臂，能够试验不同自由度下机械臂的控制效果。(4)采用相机，数据更加真实可靠，试验数据更加精确。附图说明图1是一实施例中本专利技术的结构示意图；图2是一实施例中相机平衡支架的示意图；图3是一实施例中电机平衡支架的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参照附图，本实施例提供一种基于摄像头的机械臂减振试验装置，所述装置包括水平铺设的固定基座3，第一步进电机1固定在所述固定基座3上，且所述第一步进电机1的输出轴竖直向上延伸；具体的，固定基座3为平板状，可固定在地面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于摄像头的机械臂减振试验装置，其特征在于：所述装置包括水平铺设的固定基座，第一步进电机固定在所述固定基座上，且所述第一步进电机的输出轴竖直向上延伸；所述第一步进电机的输出轴上固定套设有电机平衡支架，且所述电机平衡支架与所述第一步进电机的输出轴相垂直；所述电机平衡支架的右端固定连接有连接臂，所述电机平衡支架的左端上开设有第一滑槽，所述第一滑槽内可左右滑动地设有用于平衡所述连接臂的第一可调配重件，且所述第一可调配重件和所述连接臂分别位于所述第一步进电机的输出轴的左右两侧；所述连接臂与所述电机平衡支架相平行，且所述连接臂的左端与所述电机平衡支架的右端固定相连，所述连接臂的右端固定连接有第二步进电机；所述第二步进电机的输出轴竖直向上，所述第二步进电机的输出轴上固定套设有柔性悬臂和相机平衡支架；所述柔性悬臂与所述第二步进电机的输出轴相垂直，所述柔性悬臂的左端固定套设在第二步进电机的输出轴上，所述柔性悬臂的右端连接有用于设置标记点的平板，且所述平板与所述柔性悬臂相垂直；所述相机平衡支架位于所述柔性悬臂的下方，所述相机平衡支架与所述第二步进电机的输出轴相垂直，所述相机平衡支架的中间固定套设在所述第二步进电机的输出轴上；所述相机平衡支架的右端设有安装槽，用于采集所述平板上的标记点的图像信息的相机可滑动且可定位的设置在所述安装槽上，所述相机的镜头面向所述平板；所述相机平衡支架的左端设有第二滑槽，所述第二滑槽内可左右滑动地设有用于平衡所述相机的第二可调配重件；所述柔性悬臂上面向所述相机的一面设有用于调节柔性悬臂的振动幅度的压电片；所述装置还包括控制器和电荷放大器，所述相机与控制器相连，且所述相机将采集的图像信息输送给控制器，所述控制器接收并处理所述图像信息以获得所述柔性悬臂的振动幅值信息；所述电荷放大器的输入端与所述控制器电连接，所述电荷放大器的输出端与所述压电片电连接，所述控制器根据所述的振动幅值信息向所述控制电荷放大器输送对应电压，以控制压电片的振动幅度。...

【技术特征摘要】
1.基于摄像头的机械臂减振试验装置，其特征在于：所述装置包括水平铺设的固定基座，第一步进电机固定在所述固定基座上，且所述第一步进电机的输出轴竖直向上延伸；所述第一步进电机的输出轴上固定套设有电机平衡支架，且所述电机平衡支架与所述第一步进电机的输出轴相垂直；所述电机平衡支架的右端固定连接有连接臂，所述电机平衡支架的左端上开设有第一滑槽，所述第一滑槽内可左右滑动地设有用于平衡所述连接臂的第一可调配重件，且所述第一可调配重件和所述连接臂分别位于所述第一步进电机的输出轴的左右两侧；所述连接臂与所述电机平衡支架相平行，且所述连接臂的左端与所述电机平衡支架的右端固定相连，所述连接臂的右端固定连接有第二步进电机；所述第二步进电机的输出轴竖直向上，所述第二步进电机的输出轴上固定套设有柔性悬臂和相机平衡支架；所述柔性悬臂与所述第二步进电机的输出轴相垂直，所述柔性悬臂的左端固定套设在第二步进电机的输出轴上，所述柔性悬臂的右端连接有用于设置标记点的平板，且所述平板与所述柔性悬臂相垂直；所述相机平衡支架位于所述柔性悬臂的下方，所述相机平衡支架与所述第二步进电机的输出轴相垂直，所述相机平衡支架的中间固定套设在所述第二步进电机的输出轴上；所述相机平衡支架的右端设有安装槽，用于采集所述平板上的标记点的图像信息的相机可滑动且可定位的设置在所述安装槽上，所述相机的镜头面向所述平板；所述相机平衡支架的左端设有第二滑槽，所述第二滑槽内可左右滑动地设有用于平衡所述相机的第二可调配重件；所述柔性悬臂上面向所述相机的一面设有用于调节柔性悬臂的振动幅度的压电片；所述装置还包括控制器和电荷放大器，所述相机与控制器相连，且所述相机将采集的图像信息输送给控制器，所述控制器接收并处理所述图像信息以获得所述柔性悬臂的振动幅值信息；所述电荷放大器的输入端与所述控制器电连接，所述电荷放大器的输出端与所述压电片电连接，所述控制器根据所述的振动幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：田薇，李曰兵，周明珏，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33