[实用新型]工业相机及基于树莓派的机械手远程控制系统

说明书

本实用新型涉及基于树莓派的机械手远程控制系统及工业相机，其包括PC上位机、工业相机、树莓派、舵机、以及机械臂；PC上位机通过互联网连接有树莓派，树莓派分别电连接有工业相机与舵机，舵机电连接有机械臂。本实用新型设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术领域

本发明涉及工业相机及基于树莓派的机械手远程控制系统。

背景技术

目前，随着科技的不断发展，机械手以其灵活的动作代替了很多人工操作，是工业生产中不可或缺的一部分。针对重复性的固定动作，我们可以为机械手编写相应程序，使其完成规定动作。对于那些在危险或者狭小的工作环境中的复杂动作，不方便人类直接操作，又难以让机械手自动完成工作任务。使用可以远程操作的机械手，则能保障人员安全、提高工作效率。

树莓派（Raspberry Pi）是一种只有信用卡大小的单片机电脑，由英国的树莓派基金会开发，其价格低廉、方便携带，并且拥有丰富的软件资源。它提供了40个GPIO引脚供开发使用，可以外接电机驱动模块，控制机械手的电机动作。另外还有以太网接口和USB接口，USB摄像头可以通过网络将实时视频流传输到上位机中。本文使用树莓派作为控制核心，可减少外围设备的使用。该机械手通过网络连接PC和树莓派，使人们能够不受距离限制远程操作，还能通过摄像头获取实时状态，从而完成复杂作业。

目前现有的机械臂仍使用单片机作为控制器，功能单一不便于扩展，和远程PC通信是还需增加额外的通讯模块。由于树莓派含有以太网通讯模块，可和网络中的计算机通信。另外运行Linux操作系统，便于进行二次开发，所以设计了以本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种基于树莓派的机械手远程控制系统及方法；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。为满足人们对远程机械手进行控制和监视的需求，设计了一种基于树莓派的机械手远程控制系统。该系统以树莓派（Raspberry Pi 3B）为核心，在上位机中通过网络控制六轴机械手，同时将借助USB摄像头拍摄视频并显示在上位机中。实践表明，该系统能可靠传输控制命令及监控画面，控制机械手完成复杂作业任务。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于树莓派的机械手远程控制系统，包括PC上位机、工业相机、树莓派、舵机、以及机械臂；

PC上位机通过互联网连接有树莓派，树莓派分别电连接有工业相机与舵机，舵机电连接有机械臂。

作为上述技术方案的进一步改进：

在机械臂的夹持手端上设置有激光头，在机械臂所在的空间设置有与激光头对应的激光接收空间靶；

激光接收空间靶与树莓派电连接，将激光头空间矢量方向发送给树莓派；树莓派控制工业相机到该该矢量方向或该矢量方向上的工业相机启动。

工业相机包括坐标基座、设置在坐标基座上的六轴机械手、设置在六轴机械手移动端部的机械头、转动设置在机械头上的转动加长臂、设置在转动加长臂端部且由轴向与转动加长臂垂直的电机控制摆动的延长臂、

延长臂摆动的平面与转动加长臂平行。

树莓派有26个通用GPIO引脚，树莓派的端口包括复用为I2C、SPI和UART串口；

树莓派的GPIO软件库函数采用WiringPi模块；

WiringPi模块包含用于在任何Raspberry Pi的GPIO引脚上输出PWM信号的软件驱动的PWM库函数。

PWM库函数为：

a. int softPwmCreate（int pin，int initialValue，int pwmRange）；