[发明专利]一种基于显微视觉的机器人微装配装置

说明书

本发明涉及一种基于显微视觉的机器人微装配装置，包括：系统控制主机、机械手、微夹和图像处理模块，系统控制主机中包括：机械手控制系统、图像采集系统、微夹控制系统、电源系统、显示器、控制区域和机体，与现有技术相比，本发明通过使用多个微动平台组合而成的机械手，有效的扩大了其在显微视觉下的活动空间，可以方便地与显微视觉配合，满足微装配的工艺的要求，同时通过使用图像处理模块，将显微镜和图像处理装置结合配置，有效的提高了视觉信息处理的效率。

技术领域

本发明涉及显微视觉技术领域，尤其涉及一种基于显微视觉的机器人微装配装置。

背景技术

显微视觉是指微操作过程的视觉感知，其也是目前获取微操作信息的主要手段,它由光学显微镜或电子显微镜、CCD摄像头、图像采集卡以及上位监控机所组成的显微视觉系统来完成，在微装配机器人显微视觉系统中，微目标的检测、识别与定位是视觉信息处理的初步阶段，它的好坏直接决定了后续的图像特征提取，从而影响了视觉伺服的控制精度。

显微视觉系统是观测微小零件、微小物体、细胞的关键设备。为了能够清楚观测到不同尺寸物体的全局形貌信息，则需要根据不同物体尺寸调整显微视觉系统的放大倍数来获取相应的视场以及分辨率。这增加了操作难度也降低了显微视觉系统的观测精度。在高分辨率、高放大倍数下显微视觉系统能够看清微小物体，但放大倍数与视野大小成反比关系是其本身固有的特性，使得其不能观测到较大视野范围内的信息。因此，高分辨率与大视场的矛盾限制了显微视觉系统的性能。在微装配领域，针对不同尺度的物体或者零件装配，采用显微视觉系统无法在一个视场中获得所有待装配物体的完整信息，其观测一部分零件或者物体时，另一部分零件超出了显微视觉系统的视场范围，而无法同时观测，这会导致装配或操作物体时无法为执行其提供有效的控制信号，从而使得装配或操作无法顺利进行。

因此，努力提高图像的检测与识别精度，使其较好地反映目标的边缘信息，对于微装配系统是非常重要的。

现有的显微视觉的机器人微装配装置由系统控制主机、机械手和作为末端执行器的微夹组成。其机械手采用并联式机械结构，其手爪(微夹)位于并联结构框架内部，不能伸出，因此只能对置于其框架内部台面上的微粒物体进行操作，运动空间受到限制，且无法与显微视觉配合。

发明内容

为此，本发明提供一种基于显微视觉的机器人微装配装置，用以克服上述背景中提出的问题。

本发明提供一种基于显微视觉的机器人微装配装置，包括：系统控制主机、机械手、微夹和图像处理模块，所述系统控制主机中包括：

机械手控制系统、图像采集系统、微夹控制系统、电源系统、显示器、控制区域和机体，其中：

机械手控制系统、图像采集系统、微夹控制系统为主机内功能模块；

电源系统，其设置在所述控制主机机体内部，用以给所述装置供电；

显示器，其设置在所述控制主机机体顶部，用以显示主机内信息；

控制区域，其设置在所述显示器底部，用以使用者操作和控制系统控制主机；

所述机械手为微操作机械手，其一侧与微操作机械手控制器相连，机械手控制器用以控制机械手运动；

所述微夹为真空微夹，其与微夹控制器相连，用以控制微夹工作。

进一步地，所述机械手控制器包括主机、转接板、蜂鸣器，

其中主机包括主控板、显示屏和按键；

主控板由单片机和相应电路板组成，单片机负责程序运行，电路板处理输入输出信号；

转接板主要包含一些端口和继电器，其功能是信号的转接；

蜂鸣器用于机器故障报警。