基于机器视觉的柔性双关节机械臂振动的测量装置及方法制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及柔性双关节机械臂振动的测量方法，特别是一种基于机器视觉的柔性双关节机械臂振动的测量装置及方法。
技术介绍
：多关节机械臂，也称关节机器人是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。这类柔性结构的模态阻尼小，一旦受到某种激振力的作用，其大幅度的振动将持续很长时间。这不仅会影响结构的工作，还将使结构产生过早的疲劳破坏，影响结构的使用寿命，或导致结构中仪器的损坏。因此需要测量和抑制此类柔性结构的振动。现有技术中，柔性关节机械臂的振动测量主要有采用压电片、加速度计传感器、角速率陀螺仪传感器、光电位置传感器(Position Sensitive Detector)和光纤光栅传感器(Fiber Grating Sensor)等方法：压电片测量时因信号放大、滤波等多种环节会引起信号延迟和相位滞后，测量速度慢、范围有限；加速度计传感器和角速率陀螺仪传感器对噪声敏感，存在迟滞和温漂等问题影响其精度；光电位置传感器的测量范围较小、结构复杂、操作难度大、计算过程繁琐且成本昂贵；光纤光栅传感...
【技术保护点】
一种基于机器视觉的柔性双关节机械臂振动的测量装置，包括双关节柔性机械臂(1)，其特征在于：该装置还包括CCD相机(2)、相机固定装置(3)、绝对值编码器(4)、多个LED发光管(5)和PC机(6)，所述柔性双关节机械臂(1)，两臂杆尾端设置LED发光管(5)，关节处放置相机固定装置(3)，CCD相机(2)固定于装置上且配置有镜头，两关节设置绝对值编码器(4)，CCD相机(2)与绝对值编码器(4)的输出端口与PC机(6)连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的柔性双关节机械臂振动的测量装置，包括双关节柔性机械臂(1)，其特征在于：该装置还包括CCD相机(2)、相机固定装置(3)、绝对值编码器(4)、多个LED发光管(5)和PC机(6)，所述柔性双关节机械臂(1)，两臂杆尾端设置LED发光管(5)，关节处放置相机固定装置(3)，CCD相机(2)固定于装置上且配置有镜头，两关节设置绝对值编码器(4)，CCD相机(2)与绝对值编码器(4)的输出端口与PC机(6)连接。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的柔性双关节机械臂振动的测量装置，其特征在于：所述相机固定装置(3)，与双关节柔性机械臂(1)两臂杆形成一菱形结构，对角线采用可伸缩材料作为CCD相机(2)支架，支架可根据机械臂运动位置改变方向，CCD相机(2)处于菱形结构的对角线的支架上，保证CCD相机(2)镜头方向时刻处于两臂杆形成的夹角的角平分线方向。3.一种基于机器视觉的柔性双关节机械臂振动的测量方法，其特征在于，步骤如下：第1步：根据CCD相机(2)采集的每一帧的图像中的LED发光管(5)位置，将整幅图像分成两臂杆尾端LED发光管(5)对应的子区域，并确定每个区域的上对应的光源采集位置；第2步：根据传入PC机(6)的相机图像数据，确定图像坐标系中每个光源光斑的质心位置；第3步：根据绝对值编码器(4)采集数据，定位机械臂运动角度，将第2步采集的质心位置对应此刻的运动角度数据记录于PC机(6)；第4步：根据不同测振条件下采集振动时光斑质心位置，与此时机械臂运动位置下的静止光斑质心位置进行处理，得到两个对应LED发光管(5)的水平位移Δx和垂直位移Δy；第5步：根据CCD相机(2)的参数，对两个LED发光管(5)从图像坐标系到世界坐标系垂直位移变换因子Kx，水平变换因子Ky进行标定；第6步：根据图像中每个LED发光管(5)的水平位移Δx、垂直位移Δy和第5步标定的水平变换因子Kx、垂直变换因子Ky，得到每个LED发光管(5)的实际水平位移x、实际垂直位移y；第7步：按照第6步得到的实际位移，绘制出每个LED发光管(5)的位置曲线，对每个LED发光管(5)的位移进行快速傅里叶变换，获取柔性双关节机械臂振动的一阶模态频率和二阶模态频率。4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的柔性双关节机械臂振动的测量方法，其特征在于，第3步所述根据绝对值编码器(4)采集数据，定位机械臂运动角度，将第2步采集的质心位置对应此刻的运动角度数据记录于PC机(6)，具体步骤如下：由编码器(4)得到柔性双关节机械臂(1)两个臂杆相对于水平面的逆时针旋转角度α与180°-β,且0°＜α＞90°、0°＜β＞90°，此时的两臂杆在图像坐标系中的投影位置为： Y 1 α , β ...
【专利技术属性】
技术研发人员：马天兵，刘健，杜菲，罗智，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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