一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，包括底盘装置、肩部底座装置、左右机械臂装置、相机相关装置。所述底盘装置内嵌舵机，输出轴连接肩部底座装置，可实现整个装置在水平面的转动，扩大工作范围；双机械臂的设计以及机械臂末端可根据需求选择执行器，有效提高机械臂的工作效率；所述相机相关装置包括相机支架、头部底座、两个舵机与相机固定架，其中两个舵机为相机提供两个自由度的设计，相机固定架用于固定RealSense相机，具有高开发潜力。本发明专利技术具备通用性强、简易方便、仿人设计、成本低等多个优点，对机器人手眼脑配合的相关研究具有重要意义，在装配、医学治疗、服务机器人、科学示教等领域，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置


[0001]本专利技术涉及机械臂领域，涉及一种视觉机械臂装置，具体地说是一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置。

技术介绍

[0002]仿人机器人的研究和应用近年来已经成为机器人领域最活跃的研究热点之一，其中机械臂作为一种高集成度产品，越来越向协作型、高效型、一机多能等方向发展。市场上传统的单机械臂系统发展已较成熟，但具有以下明显劣势：负载能力弱、工作空间受限、效率低等。双机械臂系统模仿人类的双臂结构，灵活性、协作性更强，特别适用于一些需要协作、双臂配合等操作的场景，在精密装配和服务机器人等领域具有重要的应用前景。
[0003]随着机器人、自动控制、计算机视觉等技术的日益成熟，将机械臂与视觉相机进行结合使用的视觉机械臂被广泛应用于各类机器人行业中以执行各种操作任务，使得机械臂具有像人一样的视觉功能，可以对获取到的图像信息进行处理，完成不同的工作环境分辨及流程判断，进行自主智能决策。
[0004]目前国内外的双机械臂产品大都存在着关节结构臃肿、体型巨大、自身重量大等问题，维修成本高且不易于进行相关算法的验证、不能够适应教学演示的要求，对于教学以及研究使用既不经济也不适用。因此，设计一种简易、高效、成本低的桌面型双机械臂视觉协同装置，对视觉机械臂的精准控制及机器人手眼脑配合的相关研究具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，以解决现有的双机械臂产品大多关节结构臃肿、体型巨大、自身重量大，维修成本高且不易于进行相关算法的验证、不能够适应教学演示的要求，对于教学以及研究使用既不经济也不适用的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，最底层为底盘装置1，肩部底座装置2同轴安装在所述底盘装置1上方，左机械臂装置3与右机械臂装置4沿所述肩部底座装置2上表面两侧对称安装，相机相关装置5安装在左右机械臂底座几何中心连线的中垂线上。
[0008]所述底盘装置1为圆柱体状，直径为20cm，高6cm，中心留出内嵌底座以放置一号舵机6，所述一号舵机6输出轴垂直于桌面，与所述肩部底座装置2用联轴器7连接，给定所述一号舵机6信号能够输出动力带动所述肩部底座装置2转动，实现所述肩部底座装置2在水平面上的转动功能。
[0009]所述肩部底座装置2呈扁平圆柱体状，水平安装在所述底盘装置1上表面，直径为38cm，高3cm，所述过肩部底座装置2圆心中心线上相距30cm分别预留所述左机械臂底座安装位置10与所述右机械臂底座安装位置11。
[0010]所述左机械臂装置3与所述右机械臂装置4结构相同，这里以所述左机械臂装置3为例，所述左机械臂装置3是由肩关节总线舵机301、机械臂底座302、大臂总线舵机303、工字形连接杆304、小臂总线舵机305和腕关节总线舵机306组成的四自由度机械臂，所述肩关节总线舵机301输出轴为垂直方向，所述大臂总线舵机303、所述小臂总线舵机305和所述腕关节总线舵机306输出轴为水平方向，相互平行，三个舵机之间通过所述工字形连接杆304连接，此外，可根据不同任务需求在原机械臂末端进行安装对应的末端执行器如夹爪、吸盘等，安装时，通过螺栓将所述机械臂底座302固定于预留的所述左机械臂底座安装位置10，所述右机械臂装置4的安装方法和所述左机械臂装置3相似。
[0011]所述相机相关装置5包括相机支架12、二号舵机8、头部底座13、三号舵机9与相机固定架14，所述相机支架12由螺栓直接固定在所述肩部底座装置2上表面双机械臂底座几何中心连线的中垂线距离圆心16cm处，结构为倒U字形连杆，上部厚8cm，内嵌所述二号舵机8，所述二号舵机8输出轴与所述头部底座13连接，垂直于所述相机支架12上表面，为相机提供水平方向旋转的自由度，所述头部底座13由圆柱体底盘与长方体垫台组成，所述三号舵机9安装于所述头部底座13长方体垫台上方，输出轴为水平方向，所述相机固定架14为U型件，所述三号舵机9两端与所述相机固定架14通过螺钉连接，所述相机固定架14侧面与RealSense D435i相机连接，所述三号舵机9输出动力实现摄像机俯仰动作，视觉相机的两自由度设计便于实现更大范围内的目标检测。
[0012]与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0013]本专利技术在结构上考虑仿人设计，双机械臂尺寸、间距以及摄像头设置高度等符合人体结构，最大限度模拟人的工作条件，整体上能实现肩部转动以及头部的俯仰转动，更接近于拟人化操作。
[0014]本专利技术将视觉相机与双机械臂结合，充分利用了机械臂优势和RealSense相机特长结合，能够更加准确区分和识别目标物，可以快速获取目标物坐标与深度信息，更便于实现对特定的物体的相关操作，自动化程度高，并且可根据实际任务的需要对机械臂末端执行器进行自主改造，降低系列化产品的制造成本，具有广泛的市场前景。
[0015]本专利技术的结构紧凑、利于生产加工，降低生产成本，体积和重量更小，占用空间小，易于拆装、移动和操作。同时该专利技术制造简单，成本较低，便于大规模生产应用，使机器人学研究者能够更方便地验证机器人双机械臂运动、手眼协调的相关算法，为机器人教育提供一种功能全面的教学器材，且能够普遍应用于示教教学使用以及机器人领域的深度开发。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置的整体结构示意图；
[0017]图2是本专利技术的底盘装置、肩部底座装置、相机相关装置的整体后视图；
[0018]图3是本专利技术的底盘装置、肩部底座装置、相机相关装置结构示意图；
[0019]图4是本专利技术的左机械臂结构示意图；
[0020]图中：1
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底盘装置；2
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肩部底座装置；3
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左机械臂装置；301
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肩关节总线舵机；302
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机械臂底座；303
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大臂总线舵机；304
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工字形连接杆；305
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小臂总线舵机；306
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腕关节总线舵机；4
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右机械臂装置；5
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相机相关装置；6
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一号舵机；7
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联轴器；8
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二号舵机；9
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三号舵机；
10
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左机械臂底座安装位置；11
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右机械臂底座安装位置；12
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相机支架；13
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头部底座；14
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相机固定架。
具体实施方式
[0021]为阐明技术问题、技术方案、实施过程及性能展示，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，其特征在于，最底层为底盘装置(1)，肩部底座装置(2)同轴安装在所述底盘装置(1)上方，左机械臂装置(3)与右机械臂装置(4)沿所述肩部底座装置(2)上表面两侧对称安装，相机相关装置(5)安装在左右机械臂底座几何中心连线的中垂线上。2.根据权利要求1所述的一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，其特征在于，所述底盘装置(1)为圆柱体状，直径为20cm，高6cm，中心留出内嵌底座以放置一号舵机(6)，所述一号舵机(6)输出轴垂直于桌面，与所述肩部底座装置(2)用联轴器(7)连接，给定所述一号舵机(6)信号能够输出动力带动所述肩部底座装置(2)转动，实现所述肩部底座装置(2)在水平面上的转动功能。3.根据权利要求1所述的一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，其特征在于，所述肩部底座装置(2)呈扁平圆柱体状，水平安装在所述底盘装置(1)上表面，直径为38cm，高3cm，所述过肩部底座装置(2)圆心中心线上相距30cm分别预留所述左机械臂底座安装位置(10)与所述右机械臂底座安装位置(11)。4.根据权利要求1所述的一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，其特征在于，所述左机械臂装置(3)与所述右机械臂装置(4)结构相同，这里以所述左机械臂装置(3)为例，所述左机械臂装置(3)是由肩关节总线舵机(301)、机械臂底座(302)、大臂总线舵机(303)、工字形连接杆(304)、小臂总线舵机(305)和腕关节总线舵机(306)组成的四自由度机械臂。5.根据权利要求4所述的一种基于RealSense相机的桌面型双机械臂视觉协同装置，其特征在于，所述肩关节总线舵机(301...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜胜利，吉祥，胡皓原，鱼天鸿，张宸瑞，刘雨婵，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：