矿车轮辋三维视觉定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种矿车轮辋三维视觉定位装置，包括：视为标定板的轮辋，该标定板上设有轮辋螺栓分度圆，机器人，激光测距传感器，工业相机，控制装置：用于计算依次确定三个标记螺栓中心精确位置，通过几何关系计算标记螺栓分度圆的精确位置；所述控制装置分别与机器人、工业相机、激光测距传感器电连接，所述工业相机固定在机器人机械臂末端的一侧，所述激光测距传感器固定在机器人机械臂末端的另一侧。本实用新型专利技术设置螺栓组成的分度圆定位的基本标准，既不会出现螺栓的错位；也不会出现多个螺栓组成的分度圆的偏差；还能实现分度圆、螺栓与机械臂底座的相对位置准确定位，因此，能实现螺栓拧紧到位，避免轮辋破坏。

【技术实现步骤摘要】
矿车轮辋三维视觉定位装置
本技术涉及一种矿车轮辋三维视觉定位机构，具体涉及一种矿车轮辋三维视觉定位装置。
技术介绍
现有螺母拧紧装置，有用扳手手动拧紧的，有采用机器人拧紧的。但用于矿车轮辋上螺栓拧紧，有肉眼定位，有仪器测距定位，由于定位是没有设置螺栓组成的分度圆定位的基本标准，既容易出现螺栓的错位；也会出现多个螺栓组成的分度圆的偏差；还会出现分度圆、螺栓与机器人底盘的相对位置偏差，因此，导致螺栓没有拧紧到位，甚至使轮辋破坏。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种矿车轮辋三维视觉定位装置，设置螺栓组成的分度圆定位的基本标准，既不会出现螺栓的错位；也不会出现多个螺栓组成的分度圆的偏差；还能实现分度圆、螺栓与机械臂底座的相对位置准确定位，因此，能实现螺栓拧紧到位，避免轮辋破坏。为了达到上述目的，本技术有如下技术方案：本技术的一种矿车轮辋三维视觉定位装置，包括：视为标定板的轮辋，该标定板上设有轮辋标记螺栓位置分度圆；用于拧紧轮辋螺栓的机器人；激光测距传感器，用于测量轮辋上每个标记螺栓中心位置相对于机器人机械臂底座的位置；测量标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离L；工业相机，用于在轮辋标记螺栓位置分度圆上查找螺栓；控制装置，用于计算依次确定三个标记螺栓中心精确位置，通过几何关系：标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离L、标记螺栓中心垂线与地面线交叉点到机械臂底座的距离X、标记螺栓到地平面距离Y、机械臂末端到机械臂底座的距离W、分度圆半径R，计算标记螺栓位置分度圆的精确位置；从而控制机器人机械臂拧紧螺栓；所述控制装置分别与机器人、工业相机、激光测距传感器电连接，所述工业相机固定在机器人机械臂末端的一侧，所述激光测距传感器固定在机器人机械臂末端的另一侧。其中，所述分度圆上设有三个标记螺栓，分度圆是按照标记螺栓位置分成三等分的分度圆。本技术的一种矿车轮辋三维视觉定位方法，有以下步骤：1)把轮辋视为一个标定板，在标定板上画一个圆，在圆上面安装一个标记螺栓，然后分成三等分，即形成轮辋螺栓分度圆；2)确定分度圆初步位置：在轮辋上安装三个标记螺栓；手动移动使得激光测距传感器的激光红点分别对准标记螺栓的中心位置，此时记录激光测距的距离，以及机器人机械臂末端的位置和姿态；利用标记螺栓的中心位置、机器人机械臂末端的位置和姿态的几何关系，通过控制装置计算激光打在标记螺栓上的激光红点相对于机械臂底座的位置；依次确定三个标记螺栓激光红点位置，然后计算三个激光红点所在圆的中心位置和姿态；3)确定分度圆具体位置：确定分度圆初步位置后，利用分度圆初步位置信息，移动相机垂直于分度圆拍摄标记螺栓上图案，然后通过控制装置，精确计算标记螺栓中心相对于相机位姿，依次确定三个标记螺栓中心精确位置，通过几何关系计算分度圆的精确位置。4)查找螺栓：已知分度圆的精确位置后，使用相工业机查找分度圆上螺栓位置，并引导机器人机械臂末端的拧紧枪进行拧紧螺栓。本技术的优点在于：设置螺栓组成的分度圆定位的基本标准，既不会出现螺栓的错位；也不会出现多个螺栓组成的分度圆的偏差；还能实现分度圆、螺栓与机械臂底座的相对位置准确定位，因此，能实现螺栓拧紧到位，避免轮辋破坏。附图说明图1是本技术的整体定位布局结构示意图；图2是螺栓组成的分度圆的示意图。图3是控制装置电连接的方框示意图。图中，1、标定板；2、分度圆；3、标记螺栓；4、机器人机械臂末端；5、激光测距传感器；6、工业相机；7、机械臂底座；L、标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离；X、标记螺栓中心垂线与地面线交叉点到机械臂底座的距离；Y、标记螺栓到地平面距离；W、机械臂末端到机械臂底座的距离；R、分度圆半径。具体实施方式以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。参见图1、2、3，本技术的一种矿车轮辋三维视觉定位装置，包括：视为标定板的轮辋，该标定板上设有轮辋标记螺栓位置分度圆；用于拧紧轮辋螺栓的机器人；激光测距传感器，用于测量轮辋上每个标记螺栓中心位置相对于机器人机械臂底座的位置；测量标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离L；工业相机，用于在轮辋标记螺栓位置分度圆上查找螺栓；控制装置，用于计算依次确定三个标记螺栓中心精确位置，通过几何关系：标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离L、标记螺栓中心垂线与地面线交叉点到机械臂底座的距离X、标记螺栓到地平面距离Y、机械臂末端到机械臂底座的距离W、分度圆半径R，计算标记螺栓位置分度圆的精确位置；从而控制机器人机械臂拧紧螺栓；所述控制装置分别与机器人、工业相机、激光测距传感器电连接，所述工业相机固定在机器人机械臂末端的一侧，所述激光测距传感器固定在机器人机械臂末端的另一侧。所述分度圆上设有三个标记螺栓，分度圆是按照标记螺栓位置分成三等分的分度圆。本技术的一种矿车轮辋三维视觉定位方法，有以下步骤：1)把轮辋视为一个标定板，在标定板上画一个圆，在圆上面安装一个标记螺栓，然后分成三等分，即形成轮辋螺栓分度圆；2)确定分度圆初步位置：在轮辋上安装三个标记螺栓；手动移动使得激光测距传感器的激光红点分别对准标记螺栓的中心位置，此时记录激光测距的距离，以及机器人机械臂末端的位置和姿态；利用标记螺栓的中心位置、机器人机械臂末端的位置和姿态的几何关系，通过控制装置计算激光打在标记螺栓上的激光红点相对于机械臂底座的位置；依次确定三个标记螺栓激光红点位置，然后计算三个激光红点所在圆的中心位置和姿态；3)确定分度圆具体位置：确定分度圆初步位置后，利用分度圆初步位置信息，移动相机垂直于分度圆拍摄标记螺栓上图案，然后通过控制装置，精确计算标记螺栓中心相对于相机位姿，依次确定三个标记螺栓中心精确位置，通过几何关系计算分度圆的精确位置。4)查找螺栓：已知分度圆的精确位置后，使用相工业机查找分度圆上螺栓位置，并引导机器人机械臂末端的拧紧枪进行拧紧螺栓。所述几何关系，如图1所示，标记螺栓中心精确位置，分度圆的精确位置，机器人机械臂末端位置，激光打在标记螺栓上的激光红点相对于机械臂底座的位置，通过激光测距传感器测定的值L，以及已知的参数X、Y、W、R组成的平面几何，就能通过控制装置自带的软件计算获得。轮辋：轮辋(wheelrim)俗称轮圈，是在车轮上周边安装和支撑轮胎的部件，与轮辐组成车轮。轮辋和轮辐可以是整体式的、永久连接式的或可拆卸式的。控制装置：采用德国BECKHOFF倍福CX5140，但不限于该产品；机器人：采用库卡机器人KUKAKR210，但不限于该产品；激光测距传感器:采用SENKYLASER公司的，型号WZ-A100。工业相机:采用德国Basler工业相机，但不限于该产品。...

【技术保护点】
1.一种矿车轮辋三维视觉定位装置，其特征在于包括：/n视为标定板的轮辋，该标定板上设有轮辋标记螺栓位置分度圆；/n用于拧紧轮辋螺栓的机器人；/n激光测距传感器，用于测量轮辋上每个标记螺栓中心位置相对于机器人机械臂底座的位置；测量标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离L；/n工业相机，用于在轮辋标记螺栓位置分度圆上查找螺栓；/n控制装置，用于计算依次确定三个标记螺栓中心精确位置，通过几何关系：标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离(L)、标记螺栓中心垂线与地面线交叉点到机械臂底座的距离(X)、标记螺栓到地平面距离(Y)、机械臂末端到机械臂底座的距离(W)、分度圆半径(R)，计算标记螺栓位置分度圆的精确位置；从而控制机器人机械臂拧紧螺栓；/n所述控制装置分别与机器人、工业相机、激光测距传感器电连接，所述工业相机固定在机器人机械臂末端的一侧，所述激光测距传感器固定在机器人机械臂末端的另一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿车轮辋三维视觉定位装置，其特征在于包括：
视为标定板的轮辋，该标定板上设有轮辋标记螺栓位置分度圆；
用于拧紧轮辋螺栓的机器人；
激光测距传感器，用于测量轮辋上每个标记螺栓中心位置相对于机器人机械臂底座的位置；测量标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离L；
工业相机，用于在轮辋标记螺栓位置分度圆上查找螺栓；
控制装置，用于计算依次确定三个标记螺栓中心精确位置，通过几何关系：标记螺栓中心位置到机器人机械臂末端距离(L)、标记螺栓中心垂线与地面线交叉点到...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡海洋，张军，陈威，程云扬，
申请(专利权)人：艾思博武汉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42