一种具有图像识别功能的机械手控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种具有图像识别功能的机械手控制系统，包括上位机，上位机通过无线通信模块与单片机进行双向传送数据，单片机输出端与舵机控制器的输入端相连，舵机控制器的输出端与舵机相连，方向传感器、压力传感器和摄像头的输出端分别与第一模拟信号处理模块、第二模拟信号处理模块和图像处理模块的输入端一一对应相连，第一模拟信号处理模块、第二模拟信号处理模块和图像处理模块的输出端均与单片机的输入端相连。本实用新型专利技术通过GPRS模块实现上位机与单片机之间数据的无线传输，数据传输距离远，传输稳定可靠，数据不易丢失；图像处理模块采集图像精度高，图像数据处理精确，可避免机械手的误操作行为。

Manipulator control system with image recognition function

The utility model relates to a manipulator control system with image recognition function, including PC, PC two-way transmit data through the wireless communication module and MCU, MCU output and the servo controller is connected with the input end of the steering gear, the output end of the controller and actuator connected to the output direction sensor, pressure sensor and camera respectively. The first and second analog signal processing module, analog signal processing module and image processing module of the corresponding input end connected to the first analog signal processing module, output second analog signal processing module and image processing module and the microcontroller is connected with the input end. The utility model realizes the wireless transmission of data between PC and MCU through GPRS module, data transmission distance, transmission is stable and reliable, the data is not easy to be lost; the image processing module of image acquisition with high precision, accurate image data processing, can avoid the incorrect operation behavior of manipulator.

【技术实现步骤摘要】
一种具有图像识别功能的机械手控制系统
本技术涉及机械手控制系统
，尤其是一种具有图像识别功能的机械手控制系统。
技术介绍
随着生产工具的不断迭新改变，人类社会的劳动生产率也不断提高，人类社会的发展速度也越来越快，其中机械手是人类社会进步不可或缺的一部分，机械手可以代替人类在恶劣的环境中工作，并可以完成搬运、加工、运输等一系列工作，提高生产效率。然而，现有的机械手与上位机之间的通信模式大部分采用有线通信或者短距离的无线通信模式，在抓取搬运工件时，由于数据传输距离短，仍需工作人员在现场，浪费人力资源，控制成本较高，并且图像处理效果差，有时会产生误操作行为，增加了机械手潜在的危险性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种数据传输距离远，传输稳定可靠；图像采集精度高，图像数据处理精确的具有图像识别功能的机械手控制系统。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种具有图像识别功能的机械手控制系统，包括上位机，上位机通过无线通信模块与单片机进行双向数据传送，单片机输出端与舵机控制器的输入端相连，舵机控制器的输出端与舵机相连，方向传感器、压力传感器和摄像头的输出端分别与第一模拟信号处理模块、第二模拟信号处理模块和图像处理模块的输入端一一对应相连，第一模拟信号处理模块、第二模拟信号处理模块和图像处理模块的输出端均与单片机的输入端相连，供电模块分别向单片机、舵机控制器和图像处理模块供电。所述单片机采用ATmega128芯片；所述第一模拟信号处理模块包括放大器U10B，其正相输入端通过可调电阻R54接地，其反相输入端分别与电阻R52、电阻R53的一端相连，电阻R52的另一端分别与电阻R50、电阻R51的一端相连，电阻R50的另一端分别与方向传感器、电容C50的一端相连，电阻R51的另一端接地，电容C50的另一端接地；放大器U10B的输出端分别与电阻R55的一端、电阻R53的另一端相连，电阻R55的另一端接单片机的51脚。所述舵机和方向传感器均安装在机械手的关节处，所述压力传感器和摄像头安装在机械手的手爪处。所述无线通信模块采用GPRS模块，所述舵机控制器采用基于PCA9685的16路PWM舵机驱动板，所述图像处理模块采用MT9P031芯片，所述供电模块选用LM2576-5.0稳压芯片。所述第二模拟信号处理模块和第一模拟信号处理模块的电路相同。所述放大器U10B采用LM4562芯片。由上述技术方案可知，本技术的优点在于：第一，采用ATmega128单片机，可靠性高，成本低；第二，通过GPRS模块实现上位机与单片机之间数据的无线传输，数据传输距离远，传输稳定可靠，数据不易丢失；第三，图像处理模块采集图像精度高，图像数据处理精确，可避免机械手的误操作行为。附图说明图1为本技术的电路图；图2、3分别为图1中单片机和第一模拟信号处理模块的电路原理图。具体实施方式如图1所示，一种具有图像识别功能的机械手控制系统，包括上位机1，上位机1通过无线通信模块2与单片机3进行双向数据传送，单片机3输出端与舵机控制器4的输入端相连，舵机控制器4的输出端与舵机相连，方向传感器、压力传感器和摄像头的输出端分别与第一模拟信号处理模块5、第二模拟信号处理模块6和图像处理模块7的输入端一一对应相连，第一模拟信号处理模块5、第二模拟信号处理模块6和图像处理模块7的输出端均与单片机3的输入端相连，供电模块8分别向单片机3、舵机控制器4和图像处理模块7供电。所述舵机和方向传感器均安装在机械手的关节处，所述压力传感器和摄像头安装在机械手的手爪处。所述无线通信模块2采用GPRS模块，选用西门子MC55I型号，用于实现上位机1与单片机3之间的无线数据传输；所述舵机控制器4采用基于PCA9685的16路PWM舵机驱动板，用于驱动多路舵机，进而控制机械手各关节和机械手手爪；所述图像处理模块7采用MT9P031芯片，用于图像数据的处理；所述供电模块8选用LM2576-5.0稳压芯片，输出5V电压，用于单片机3、舵机控制器4和图像处理模块7供电。如图2、3所示，所述单片机3采用ATmega128芯片；所述第一模拟信号处理模块5包括放大器U10B，所述放大器U10B采用LM4562芯片，其正相输入端通过可调电阻R54接地，其反相输入端分别与电阻R52、电阻R53的一端相连，电阻R52的另一端分别与电阻R50、电阻R51的一端相连，电阻R50的另一端分别与方向传感器、电容C50的一端相连，电阻R51的另一端接地，电容C50的另一端接地；放大器U10B的输出端分别与电阻R55的一端、电阻R53的另一端相连，电阻R55的另一端接单片机3的51脚。所述第二模拟信号处理模块6和第一模拟信号处理模块5的电路相同，用于将传感器发送的模拟信号转化为数字信号。第一模拟信号处理模块5和第二模拟信号处理模块6分别通过AD1和AD2脚与方向传感器和压力传感器相连，通过PA0、PA1脚与单片机3的51、50脚相连，第一模拟信号处理模块5和第二模拟信号处理模二6选用LM4562芯片。以下结合图1、2、3对本技术作进一步的说明。摄像头将采集到机械手前方物体的图像信息经过图像处理模块7处理后传送给单片机3，单片机3经过无线通信模块2将图像信息传送给上位机1显示，工作人员操作上位机1发出控制信号给单片机3，单片机3发出控制指令控制舵机控制器4，进而实现舵机的控制。为实现机械手的闭环控制，安装在机械手关节处的方向传感器将采集到的机械手方向信息、安装在机械手手爪处的压力传感器将采集到的机械手手爪对物体的压力信息经过第一模拟信号处理模块5、第二模拟信号处理模块6将数据传送给单片机3，进而控制舵机，实现闭环精确控制。综上所述，单片机3根据上位机1的控制信号、传感器采集到的信息和图像信息，发出相应控制指令，控制机械手执行相应的动作，实现闭环控制，并将数据传送到上位机1显示。本技术通过无线通信模块2传送数据，传输数据范围大，成本低，并且操作简单，功能实用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有图像识别功能的机械手控制系统，其特征在于：包括上位机（1），上位机（1）通过无线通信模块（2）与单片机（3）进行双向数据传送，单片机（3）输出端与舵机控制器（4）的输入端相连，舵机控制器（4）的输出端与舵机相连，方向传感器、压力传感器和摄像头的输出端分别与第一模拟信号处理模块（5）、第二模拟信号处理模块（6）和图像处理模块（7）的输入端一一对应相连，第一模拟信号处理模块（5）、第二模拟信号处理模块（6）和图像处理模块（7）的输出端均与单片机（3）的输入端相连，供电模块（8）分别向单片机（3）、舵机控制器（4）和图像处理模块（7）供电。

【技术特征摘要】
1.一种具有图像识别功能的机械手控制系统，其特征在于：包括上位机（1），上位机（1）通过无线通信模块（2）与单片机（3）进行双向数据传送，单片机（3）输出端与舵机控制器（4）的输入端相连，舵机控制器（4）的输出端与舵机相连，方向传感器、压力传感器和摄像头的输出端分别与第一模拟信号处理模块（5）、第二模拟信号处理模块（6）和图像处理模块（7）的输入端一一对应相连，第一模拟信号处理模块（5）、第二模拟信号处理模块（6）和图像处理模块（7）的输出端均与单片机（3）的输入端相连，供电模块（8）分别向单片机（3）、舵机控制器（4）和图像处理模块（7）供电。2.根据权利要求1所述的具有图像识别功能的机械手控制系统，其特征在于：所述单片机（3）采用ATmega128芯片；所述第一模拟信号处理模块（5）包括放大器U10B，其正相输入端通过可调电阻R54接地，其反相输入端分别与电阻R52、电阻R53的一端相连，电阻R52的另一端分别与电阻R50、电阻R51的一端相连，电阻R50的另一端分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张腾蛟，钟泽鹏，赖江山，
申请(专利权)人：张锦迪，
类型：新型
国别省市：安徽,34