一种基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接方法，涉及机器视觉技术领域，能够促进该行业自动化生产系统的改造，提高工人的工作效率和设备安装中的安全程度。本发明专利技术包括：获取摄像机与机械臂的基底的相对位置，并对所述摄像机进行标定；获取所述燃气采暖炉的图像信息且反馈给上位机，所述上位机通过目标检测算法定位燃气采暖炉测试接口的位置；机械臂末端的执行器获取实时坐标后，根据所述位置信息，调整位置与角度后，机械臂末端的执行器带动连接软管的快速接头移动到所述燃气采暖炉测试接口。本发明专利技术适用于燃气采暖炉的接头自动对接。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接方法及系统
本专利技术涉及机器视觉
，尤其涉及一种基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接方法及系统。
技术介绍
目前，燃气采暖炉行业的自动化程度不足，很多燃气锅炉或者类似设备，往往都具有大量的管线和接口。安装、维护这些管线和接口，需要占用大量的人力成本，并且由于每个人的工作经验不相同，老师傅的处理效率和准确程度，远超年轻的技术人员，而年轻人在不断工作积累工作经验的过程中，又容易犯错或者造成一些工作失误，当这些错误或者失误反映在管线和接口的安装上，则会造成巨大的安全隐患。然而，锅炉管线和接口的复杂和不规则等问题，又进一步妨碍了自动化工具的使用。因此，如何从这一方面促进该行业自动化生产系统的改造，提高工人的工作效率和设备安装中的安全程度，成为急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接方法及系统，能够促进该行业自动化生产系统的改造，提高工人的工作效率和设备安装中的安全程度。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术的实施例提供的系统，包括：进出水软管横向位置调整模块、燃气软管竖向位置调整模块、竖向位置调整子模块、横向位置调整子模块。滑轨-子(1)、模块外框-子(2)、第一螺纹杆(3)、软管限位夹块(4)、横移驱动电机支座(9)、驱动电机M06与联轴器(17)共同组成了子模块竖移驱动电机支座(5)、模块外框-母(10)、驱动电机M01、第三螺纹杆(12)、燃气软管竖移驱动件(8)和单自由度限位滑轨(15)，共同组成了燃气软管竖向位置调整模块；横移驱动电机支座(9)、模块外框-母(10)、第二螺纹杆(11)、滑轨-母(16)、驱动电机M05和联轴器(17)，共同组成了横向位置调整子模块；竖移驱动电机支座(5)、模块外框-母(10)、驱动电机M04、第四螺纹杆(14)、子模块竖移驱动件(6)、连杆(7)和单自由度限位滑轨(15)，共同组成了子模块竖向位置调整的模块。横移驱动电机支座(9)通过螺栓固定联接在模块外框-子(2)的端部面板上，在横移驱动电机支座(9)上又固定安装了驱动电机M06；第一螺纹杆(3)穿过模块外框-子(2)两端面板上的通孔，联轴器(17)将第一螺纹杆(3)的一端与所述驱动电机M06的驱动轴联接起来，以便传递旋转运动；模块外框-子(2)内侧设置有滑轨，滑轨-子(1)嵌在所述滑轨中以便于横向滑动，第一螺纹杆(3)与滑轨-子(1)螺纹联接；两个软管限位夹块(4)，其中一个固定安装模块外框-子(2)上，另一个固定安装在滑轨-子(1)上。竖移驱动电机支座(5)通过螺栓固定安装在模块外框-母(10)上，驱动电机M01通过螺栓固定联接在竖移驱动电机支座(5)上，；第三螺纹杆(12)穿过竖移驱动电机支座(5)上的通孔后，又穿过燃气软管竖移驱动件(8)上的螺纹孔与燃气软管竖移驱动件(8)的螺纹联接，联轴器(17)将电机轴与第三螺纹杆(12)联接起来以便于传递旋转运动；燃气软管竖移驱动件(8)通过两个通孔安装在单自由度限位滑轨(15)上，单自由度限位滑轨(15)嵌在模块外框-母(10)内，燃气软管限位夹块固定安装在燃气软管竖移驱动件(8)之上。竖移驱动电机支座(5)通过螺栓固定安装在模块外框-母(10)上，驱动电机M04通过螺栓固定联接在竖移驱动电机支座(5)上；第四螺纹杆(14)穿过竖移驱动电机支座(5)上的通孔，又穿过子模块竖移驱动件(6)上的螺纹孔与子模块竖移驱动件(6)螺纹联接，联轴器(17)将电机轴与第四螺纹杆(14)联接起来以便于传递旋转运动；子模块竖移驱动件(6)通过两个通孔安装在单自由度限位滑轨(15)上，单自由度限位滑轨(15)嵌在模块外框-母(10)内，连杆(7)穿过子模块竖移驱动件(6)的两个横向通孔，同时连杆(7)又穿过两个子模块外框上的通孔。横移驱动电机支座(9)通过螺栓固定联接在模块外框-母(10)两端的面板上，驱动电机M02通过螺栓固定安装在横移驱动电机支座(9)上；第二螺纹杆(11)穿过模块外框-母(10)端部面板上的通孔，又穿过子模块下半部分端部面板上的螺纹孔与子模块螺纹联接，联轴器(17)将驱动电机M05轴与第二螺纹杆(11)联接起来以便于传递旋转运动；子模块通过下半部分结构上的两组通孔与滑轨-母(16)联接，滑轨-母(16)嵌在模块外框-母(10)的内侧滑轨中。底板(18)通过螺栓固定联接在模块外框-母(10)上，机械臂末端(19)固定联接在底板(18)上，以便于机械臂末端(19)与底板(18)产生相对旋转；双目相机(20)安装在模块外框-母(10)上。第二方面，本专利技术的实施例提供的方法，包括：步骤一、获取摄像机与机械臂的基底的相对位置，并对所述摄像机进行标定；步骤二、当燃气采暖炉进入到待检工位后，启动所述摄像机进行图像采集，获取所述燃气采暖炉的图像信息且反馈给上位机，所述上位机通过目标检测算法定位燃气采暖炉测试接口的位置，记录为位置信息；步骤三、机械臂末端的执行器获取实时坐标后，根据所述位置信息，调整位置与角度后，机械臂末端的执行器带动连接软管的快速接头(22)移动到所述燃气采暖炉测试接口；步骤四、当所述燃气采暖炉受检结束后，所述上位机给所述机械臂发送指令，将所述机械臂撤回并脱接，并恢复到初始位置。所述摄像机为带有补光光源的CCD双目视觉深度相机；所述摄像机的标定方式为手眼标定。在所述步骤二中：所述摄像机对燃气采暖炉(24)中的接头上的圆形螺纹接口进行图像采集，其中，被采集圆形螺纹接口图像的接头，包括：进水接头(25)、燃气气接头(26)和出水接头(27)。本专利技术实施例提供的基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接方法及系统，以开发自动化、智能化、精准化的工业生产系统为牵引需求，以视觉技术为基础，开展工业机械手定位控制的研究。研究有助于提高燃气采暖炉行业的生产效率，推进该行业自动化生产改造进程。具体提出了一种基于机器视觉的燃气采暖炉接头对接方案，能够有效的促进该行业自动化生产系统的改造，提高生产效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。图1为本专利技术实施例提供的结构总体示意图像；图2为本专利技术实施例提供与燃气采暖炉自动对接侧面示意图；图3为本专利技术实施例提供末端执行器分解示意图；图4为本专利技术实施例提供末端执行器俯视图；图5为本专利技术实施例提供末端执行器仰视图；图6为本专利技术实施例提供进(出)水子模块图；图7为本专利技术实施例提供的基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接系统，其特征在于，包括：进出水软管横向位置调整模块、燃气软管竖向位置调整模块、竖向位置调整子模块、横向位置调整子模块。/n滑轨-子(1)、模块外框-子(2)、第一螺纹杆(3)、软管限位夹块(4)、横移驱动电机支座(9)、驱动电机M06与联轴器(17)共同组成了子模块/n竖移驱动电机支座(5)、模块外框-母(10)、驱动电机M01、第三螺纹杆(12)、燃气软管竖移驱动件(8)和单自由度限位滑轨(15)，共同组成了燃气软管竖向位置调整模块；/n横移驱动电机支座(9)、模块外框-母(10)、第二螺纹杆(11)、滑轨-母(16)、驱动电机M05和联轴器(17)，共同组成了横向位置调整子模块；/n竖移驱动电机支座(5)、模块外框-母(10)、驱动电机M04、第四螺纹杆(14)、子模块竖移驱动件(6)、连杆(7)和单自由度限位滑轨(15)，共同组成了子模块竖向位置调整的模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的燃气采暖炉的接头自动对接系统，其特征在于，包括：进出水软管横向位置调整模块、燃气软管竖向位置调整模块、竖向位置调整子模块、横向位置调整子模块。
滑轨-子(1)、模块外框-子(2)、第一螺纹杆(3)、软管限位夹块(4)、横移驱动电机支座(9)、驱动电机M06与联轴器(17)共同组成了子模块
竖移驱动电机支座(5)、模块外框-母(10)、驱动电机M01、第三螺纹杆(12)、燃气软管竖移驱动件(8)和单自由度限位滑轨(15)，共同组成了燃气软管竖向位置调整模块；
横移驱动电机支座(9)、模块外框-母(10)、第二螺纹杆(11)、滑轨-母(16)、驱动电机M05和联轴器(17)，共同组成了横向位置调整子模块；
竖移驱动电机支座(5)、模块外框-母(10)、驱动电机M04、第四螺纹杆(14)、子模块竖移驱动件(6)、连杆(7)和单自由度限位滑轨(15)，共同组成了子模块竖向位置调整的模块。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，横移驱动电机支座(9)通过螺栓固定联接在模块外框-子(2)的端部面板上，在横移驱动电机支座(9)上又固定安装了驱动电机M06；
第一螺纹杆(3)穿过模块外框-子(2)两端面板上的通孔，联轴器(17)将第一螺纹杆(3)的一端与所述驱动电机M06的驱动轴联接起来，以便传递旋转运动；
模块外框-子(2)内侧设置有滑轨，滑轨-子(1)嵌在所述滑轨中以便于横向滑动，第一螺纹杆(3)与滑轨-子(1)螺纹联接；
两个软管限位夹块(4)，其中一个固定安装模块外框-子(2)上，另一个固定安装在滑轨-子(1)上。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，竖移驱动电机支座(5)通过螺栓固定安装在模块外框-母(10)上，驱动电机M01通过螺栓固定联接在竖移驱动电机支座(5)上，；
第三螺纹杆(12)穿过竖移驱动电机支座(5)上的通孔后，又穿过燃气软管竖移驱动件(8)上的螺纹孔与燃气软管竖移驱动件(8)的螺纹联接，联轴器(17)将电机轴与第三螺纹杆(12)联接起来以便于传递旋转运动；
燃气软管竖移驱动件(8)通过两个通孔安装在单自由度限位滑轨(15)上，单自由度限位滑轨(15)嵌在模块外框-母(10)内，燃气软管限位夹块固定安装在燃气软管竖移驱动件(8)之上。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，竖移驱动电机支座(5)通过螺栓固定安装在模块外框-母(10)上，驱动电机M04通过螺栓固定联接在竖移驱动电机支座(5)上；
第四螺纹杆(14)穿过竖移驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，苏小光，石启鹏，刘传乐，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32