一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统，包括送料系统，视觉检测装置和控制终端；送料系统为上料和下料一组机械手，上料机械手负责将物料送至压力机，下料机械手负责将折弯的板料从压力机下取出并码放在指定位置；视觉检测装置包括升降台、视觉传感器、数据处理单元，该装置主要负责对工作台的环境进行视觉扫描，经数据处理单元处理将信号传输给控制终端；所述控制终端包括控制台和显示器，通过无线收发模块与视觉检测装置相连，可以将视觉传感器检测到的图像直观显示出来，同时将控制指令传输给上料和下料机械手，帮助其及时识别障碍物以完成上料和下料作业，具备远程终端操控功能。

A manipulator aided loading and unloading and obstacle avoidance detection system based on visual inspection

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统
本技术涉及机械手智能折弯作业领域，特别涉及一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统。
技术介绍
在金属板材成形领域，板材的安全上料问题一直是一个避不开的话题，早期的板材成形制造领域，都是依靠人工将板材搬运到压力机或者压力机的上料口完成板材的上料，但是对于这种大型机器而言，近距离的接触会对工作人员造成巨大的威胁，稍有不慎就会操作人员产生人身伤害，随着技术的发展，工业机器人开始代替人们从事这些安全风险较大的工作，早期的机械手在代替人们上料的过程中不能像人类这样多感官协调工作，因而存在会与板材或周围环境碰撞的隐患，甚至造成人身伤害事故，随着现代传感器技术的发展，机械手的灵活性问题可以有更好的解决思路。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本技术提供一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统，解决现有技术中通过人工进行上下料及避障所产生的安全问题。为了达到上述技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：本技术公开了一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统，包括送料系统、视觉检测装置和控制终端，其中：所述送料系统包括上料机械手控制柜、上料机械手、下料机械手控制柜、下料机械手和第一无线通讯装置，其中：所述上料机械手控制柜设置在工作区内，用于通过控制所述上料机械手从而实现对待加工板材的搬运；所述上料机械手设置在所述上料机械手控制柜的上方，并与所述上料机械手控制柜固定连接，用于将位于工作区内的待加工板材传送至压力机；所述下料机械手控制柜设置在工作区内，用于通过控制所述下料机械手从而实现对加工后板材的码放；所述下料机械手设置在所述下料机械手控制柜的上方，并与所述下料机械手控制柜固定连接，用于将折弯的加工后板材从压力机下取出并码放到工作区内的指定位置；所述上料机械手和下料机械手的末端均安装有距离传感器，用于检测所述上料机械手和/或下料机械手与工作区内的障碍物之间的距离；所述第一无线通讯装置分别内置于所述上料机械手控制柜和下料机械手控制柜中，用以接收所述控制终端传送的第一控制指令、第二控制指令和/或第三控制指令；所述视觉检测装置包括视觉传感器、升降台、数据处理单元以及第二无线通讯装置，其中：所述升降台设置于工作区内，用于带动所述视觉传感器进行上升或下降；所述视觉传感器设置于所述升降台的顶部，并位于所述上料机械手和下料机械手相对的一侧，用于对工作区内的环境进行视觉扫描得到原始环境图像/视频；所述数据处理单元内置于所述升降台内部，并与所述视觉传感器、第二无线通讯装置电性连接，用于对所述视觉传感器检测到的原始环境图像/视频进行数据处理从而得到环境图像/视频信息；所述第二无线通讯装置内置于所述升降台内部，并与所述数据处理单元电性连接同时与所述第一无线通讯装置和控制终端无线连接，用于将所述数据处理单元处理后得到的环境图像/视频信息传送至所述控制终端；所述控制终端包括控制台和第三无线通讯装置，其中：所述控制台设置于工作区外，用于当检测到工作区内不存在移动障碍物时根据所述数据处理单元处理后得到的环境图像/视频信息快速确定待加工板材与压力机上料口的相对位置从而形成第一控制指令或快递确定加工后板材与加工后板材堆放区的相对位置从而形成第二控制指令；或，当检测到工作区内存在移动障碍物时根据所述数据处理单元处理后得到的环境图像/视频信息快速计算出移动障碍物的移动速度并预测移动轨迹从而形成第三控制指令；所述第三无线通讯装置内置于所述控制台内部，并与所述第一无线通讯装置和第二无线通讯装置无线连接，用于接收所述第二无线通讯模块传输过来的环境图像/视频信息并将所述控制台生成的第一控制指令、第二控制指令和/或第三控制指令通过所述第一无线通讯装置传送给所述上料机械手和/或下料机械手从而完成避障。进一步的，所述控制终端还包括显示器，所述显示器与所述控制台电性连接，用于实时显示所述视觉传感器检测到的原始环境图像/视频。进一步的，所述控制终端还包括报警器，所述报警器与所述控制台相连，用于当检测到工作区内存在移动障碍物且障碍物的移动速度过快已经不足以让系统重新规划移动路径时触发报警器进行报警。优选的，所述视觉传感器为双目视觉相机，用于通过对工作区环境图像/视频的采集与后处理，剔除图像/视频中的干扰杂质，再通过数据处理单元对图像/视频的填充分割、边缘提取得到精准的障碍物位置与形状信息，进而通过数据处理单元实现地图重建，实现机械手的避障与导航。优选的，所述第一无线通讯装置、第二无线通讯装置和第三无线通讯装置均为信号收发器。本技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本技术一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统，将视觉检测整合进来，用于工作区全场的环境障碍物扫描以及辅助机械手的精准送料，利用无线通讯实现系统间的联系与控制，方便操作人员在安全区域内远程通过控制终端实时观测设备运行状态，并保有对设备的紧急控制权。该系统有效克服了现有技术中通过人工进行上下料及避障的安全性问题，具有安全性高、智能化程度高、结构简单、操作方便、适应性好等特点，易于市场推广应用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：图1是本技术一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统中机械手辅助安全上料系统工作场景图；图2是本技术一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统中上下料机械手结构示意图；图3是本技术一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统中视觉检测装置的结构示意图。【主要符号说明】1-压力机；2-上料机械手控制柜；3-上料机械手；4-下料机械手控制柜；5-下料机械手；6-工作区；7-视觉检测装置；71-视觉传感器；72-升降台；8-加工后板材；9-待加工板材；10-控制终端。具体实施方式以下将结合本技术的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本技术的一部分实例，并不是全部的实例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。如图1-3所示，本技术公开了一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统，包括送料系统(未图示)、视觉检测装置7和控制终端10，其中：所述送料系统包括上料机械手控制柜2、上料机械手3、下料机械手控制柜4、下料机械手5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统，其特征在于，包括送料系统、视觉检测装置和控制终端，其中：/n所述送料系统包括上料机械手控制柜、上料机械手、下料机械手控制柜、下料机械手和第一无线通讯装置，其中：/n所述上料机械手控制柜设置在工作区内，用于通过控制所述上料机械手从而实现对待加工板材的搬运；/n所述上料机械手设置在所述上料机械手控制柜的上方，并与所述上料机械手控制柜固定连接，用于将位于工作区内的待加工板材传送至压力机；/n所述下料机械手控制柜设置在工作区内，用于通过控制所述下料机械手从而实现对加工后板材的码放；/n所述下料机械手设置在所述下料机械手控制柜的上方，并与所述下料机械手控制柜固定连接，用于将折弯的加工后板材从压力机下取出并码放到工作区内的指定位置；/n所述上料机械手和下料机械手的末端均安装有距离传感器，用于检测所述上料机械手和/或下料机械手与工作区内的障碍物之间的距离；/n所述第一无线通讯装置分别内置于所述上料机械手控制柜和下料机械手控制柜中，用以接收所述控制终端传送的第一控制指令、第二控制指令和/或第三控制指令；/n所述视觉检测装置包括视觉传感器、升降台、数据处理单元以及第二无线通讯装置，其中：/n所述升降台设置于工作区内，用于带动所述视觉传感器进行上升或下降；/n所述视觉传感器设置于所述升降台的顶部，并位于所述上料机械手和下料机械手相对的一侧，用于对工作区内的环境进行视觉扫描得到原始环境图像/视频；/n所述数据处理单元内置于所述升降台内部，并与所述视觉传感器、第二无线通讯装置电性连接，用于对所述视觉传感器检测到的原始环境图像/视频进行数据处理从而得到环境图像/视频信息；/n所述第二无线通讯装置内置于所述升降台内部，并与所述数据处理单元电性连接同时与所述第一无线通讯装置和控制终端无线连接，用于将所述数据处理单元处理后得到的环境图像/视频信息传送至所述控制终端；/n所述控制终端包括控制台和第三无线通讯装置，其中：/n所述控制台设置于工作区外，用于当检测到工作区内不存在移动障碍物时根据所述数据处理单元处理后得到的环境图像/视频信息快速确定待加工板材与压力机上料口的相对位置从而形成第一控制指令或快递确定加工后板材与加工后板材堆放区的相对位置从而形成第二控制指令；或，当检测到工作区内存在移动障碍物时根据所述数据处理单元处理后得到的环境图像/视频信息快速计算出移动障碍物的移动速度并预测移动轨迹从而形成第三控制指令；/n所述第三无线通讯装置内置于所述控制台内部，并与所述第一无线通讯装置和第二无线通讯装置无线连接，用于接收所述第二无线通讯模块传输过来的环境图像/视频信息并将所述控制台生成的第一控制指令、第二控制指令和/或第三控制指令通过所述第一无线通讯装置传送给所述上料机械手和/或下料机械手从而完成避障。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉检测的机械手辅助上下料和避障检测系统，其特征在于，包括送料系统、视觉检测装置和控制终端，其中：
所述送料系统包括上料机械手控制柜、上料机械手、下料机械手控制柜、下料机械手和第一无线通讯装置，其中：
所述上料机械手控制柜设置在工作区内，用于通过控制所述上料机械手从而实现对待加工板材的搬运；
所述上料机械手设置在所述上料机械手控制柜的上方，并与所述上料机械手控制柜固定连接，用于将位于工作区内的待加工板材传送至压力机；
所述下料机械手控制柜设置在工作区内，用于通过控制所述下料机械手从而实现对加工后板材的码放；
所述下料机械手设置在所述下料机械手控制柜的上方，并与所述下料机械手控制柜固定连接，用于将折弯的加工后板材从压力机下取出并码放到工作区内的指定位置；
所述上料机械手和下料机械手的末端均安装有距离传感器，用于检测所述上料机械手和/或下料机械手与工作区内的障碍物之间的距离；
所述第一无线通讯装置分别内置于所述上料机械手控制柜和下料机械手控制柜中，用以接收所述控制终端传送的第一控制指令、第二控制指令和/或第三控制指令；
所述视觉检测装置包括视觉传感器、升降台、数据处理单元以及第二无线通讯装置，其中：
所述升降台设置于工作区内，用于带动所述视觉传感器进行上升或下降；
所述视觉传感器设置于所述升降台的顶部，并位于所述上料机械手和下料机械手相对的一侧，用于对工作区内的环境进行视觉扫描得到原始环境图像/视频；
所述数据处理单元内置于所述升降台内部，并与所述视觉传感器、第二无线通讯装置电性连接，用于对所述视觉传感器检测到的原始环境图像/视频进行数据处理从而得到环境图像/视频信息；
所述第二无线通讯装置内置于所述升降台内部，并与所述数据处理单元电性连接同时与所述第一无线通讯装置和控制终端无线连接，用于将所述数据处理单元处理后得到的环境图像/视频信息传送至所述控制终端；
所述控制终端包括控制台和第三无线通讯装置，其中：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：付泽民，吴力杰，赵志繁，石博文，乔涛涛，熊鹏鹏，余奇，王志进，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：新型
国别省市：上海;31