基于图像识别技术的机械手臂过角度判断论文

基于图像识别技术的机械手臂过角度判断论文

　　针对传统方法容易受到噪声及外界条件的干扰,判断时误差较大、无法有效实现机械手臂过角度的判断的问题。提出采用机械手臂过角度判断方法,通过最大类间方差法计算机械手臂图像的自适应阈值,完成图像分割。利用中值滤波法对图像进行滤波,完成对图像的膨胀处理。

　　前言

　　作为一种智能化水平较高的消费制造工具，智能机械手臂在近期得到了普遍的应用和长足的开展。研讨智能机械手臂的外型设计，可以更好地完善机械手臂的外观，从而更好地与其功用相交融。本文从引见其外型设计的特性着手研讨。

　　1.智能机械手臂外型设计特性

　　1.1功用原理对外型的影响

　　智能机械手臂的功用依附于机构工作原理而完成。目前市场上常见的机械手臂有多轴和三轴等，特别以六轴机械手臂应用较为普遍。在外型设计时需先肯定机械手臂大致形态与构造比例，再思索各个关节的衔接方式、外型元素、细节形态及图形化设计等。机械手臂外型可采用全包裹式或半包裹式，双臂式或单臂式，都以功用需求为外型根底。产品形态是表达产品设计思想与完成产品功用的言语和媒介。在外型创新的过程中，思索机械手臂的关节构造及传动规律，在此根底上停止外型设计才具有实践意义。

　　1.2外型特性比照剖析

　　（1）同一品牌的产品设计具有家族化颜色偏好及外型曲线偏好，在保证功用与审美的根底上融入产品族外型基因。产品族设计是企业竞争的有效手腕，使产品能取得统一的家族特征。

　　（2）轻载机械手臂与重载机械手臂的外型元素选择具有差别性，轻载机械手臂注重灵敏准确，因而多采用线元从来塑造，强调形态的轻松、灵动，采用双臂设计将关节电机内置;重载机械手臂注重力气感与平安牢靠性，外型多采用体元素与较宽大的面元从来凸显产品厚重感。同时采用较大的基座设计，一方面契合载重需求，另一方面使视觉重心下移，降落的视觉感官是稳定、牢靠的，凸显了外型的力气感，增加人对机械手臂载重牢靠性的心理感受。

　　2.智能机械手臂设计中的主要构成

　　2.1执行机构

　　（1）手部：手部装置在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴，可把运用传给伎俩，以转动、伸曲伎俩、开闭手指。机械手手部的结构系模拟人的手指，分为无关节、固定关节和自在关节三种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等，其中以二指用的最多。可依据夹持对象的外形和大小装备多种外形和大小的夹头以顺应操作的需求。

　　（2）手臂：手臂的作用是引导手指精确地抓住工件，并运送到所需的位置上。为了使机械手可以正确地工作，手臂的三个自在度都要准确地定位。

　　（3）躯干：躯干是装置手臂、动力源和各种执行机构的支架。

　　2.2驱动机构

　　（1）液压驱动式：液压驱动式机械手通常由液动机、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械手执行机构停止工作。通常它的具有很大的抓举才能，其特性是构造紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好，但液压元件请求有较高的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。

　　（2）气压驱动式：其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特性是气源便当、动作疾速、构造简单、造价较低、维修便当。但难以停止速度控制，气压不可太高，故抓举才能较低。

　　（3）电气驱动式：电力驱动是机械手运用得最多的一种驱动方式。其特性是电源便当，响应快，驱动力较大，信号检测、传动、处置便当，并可采用多种灵敏的控制计划。

　　2.3控制系统

　　控制系统可依据动作的请求，设计采用数字次第控制。它首先要编制程序加以存储，然后再依据规则的程序，控制机械手停止工作程序的存储方式有别离存储和集中存储两种。别离存储是将各种控制要素的信息分别存储于两种以上的存储安装中，如次第信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内;位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等;集中存储是将各种控制要素的信息全部存储于一种存储安装内，如磁带、磁鼓等。这种方式运用于次第、位置、时间、速度等必需同时控制的场所，即连续控制的状况下运用。

　　3.外型设计规律剖析

　　3.1形态仿生曲线运用

　　机械手臂形态设计要表现力气与美感的双重诉求，需从点、线、面、体等形态元素中表现。德国KUKA公司推出的重载机械手臂承载力可达1300kg，外形采用了仿生学设计，曲线较为平滑、伸展流利、整体感强，充溢了向上的张力。瑞士ABB公司的重载机械手臂，最大承载力500kg，相比之下，该形态曲线转机较多，大量折线的运用使机体轮廓线较为琐碎，削弱了机体线条的流利性。

　　3.2颜色运用

　　颜色依附于产品形态而存在，人对外型设计的第一印象来自其颜色。机械手臂普通采用具有一定辨识度的颜色作为产品主色彩，加强品牌的辨认度。意大利COMAU公司消费的机械手臂，选用红色作为主色彩，表现了意大利文化中的豪放、热情;德国KUKA公司消费的轻载机械手臂，选用淡色为主色彩，表达质轻、高效、灵动的特征，同时可缓和视觉慌张感，部分采用高纯度亮色作为装点，强化视觉中心，加强产品的颜色节拍感。产品颜色的选择需思索与环境色的搭配，可使场景功用辨别明白，颜色比照清楚，营造严谨的工作环境。

　　3.3资料与质感的运用

　　机械手臂的外壳资料需保证一定的强度请求，并表现材质感。德国KUKA公司消费的工业机械手臂，采用新型碳纤维增强资料，机身质量较轻但强度却很高，同时能坚持具有一定光泽度的质感。日本YASKAWA公司仿生家用双臂机器手，机身采用哑光淡色塑料，手臂采用高光泽度亮色塑料，给人轻巧、亲和的觉得。

　　4.完毕语

　　经过对智能机械手臂外型设计的相关研讨，我们能够发现，作为一种实践应用效果良好的人工替代工具，智能机械手臂的外型能够停止更深度的优化。有关人员应该依据智能机械手臂的实践应用环境，研讨制定最优化的外型设计计划。

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