CN111168346B - 一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械零部件加工设备技术领域，具体是涉及一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，包括有工业机器人、柔性支架、空心深孔卡爪、卡爪驱动器、机器视觉机构、工业电脑，柔性支架固定安装在工业机器人的工作端，柔性支架、空心深孔卡爪、卡爪驱动器均与柔性支架固定连接，空心深孔卡爪设置在柔性支架远离工业机器人的一端，卡爪驱动器设置在工业机器人与空心深孔卡爪之间，机器视觉机构设置于空心深孔卡爪与卡爪驱动器之间，机器视觉机构的工作方向朝向空心深孔卡爪的工作端中心，工业机器人、卡爪驱动器、机器视觉机构均与工业电脑电连接，该机器人解决了现有技术难以精准的在深孔内部放置或取出零件的问题。

Description

一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械零部件加工设备技术领域，具体是涉及一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人。

背景技术

在医疗器械零部件装配、加工领域，往往会有一些零件需要置入深孔内部或者从深孔内部取出，例如中国专利CN201822264403.3公开了一种浮子流量计以及医疗器械，能够确保浮子在使用过程中有效的旋转，以此解决浮子在上下运动过程中由于与流量管摩擦产生的静电导致的测量准确性低的问题。所述浮子流量计包括流量管、浮子和导电堵头，所述浮子可活动设于所述流量管中，且所述导电堵头的一部分***所述流量管中并与所述流量管密封连接，同时所述浮子被配置为在起始位置时与所述导电堵头接触。

该专利公开的浮子需要置入到流量管内部的底部，流量管很长，流量管的内部相当于深孔，现有设备在安装此类结构时，首先通过一个机械手将浮子置于流量管的顶部并将其投入其内部，然后再通过一根长条形顶杆将浮子向下捅入到流量管的底部，在这个过程中，可能会出现浮子未投正，或者流量管摆放出现歪斜，导致顶杆将流量管捅爆的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，该机器人解决了现有技术难以精准的在深孔内部放置或取出零件的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，包括有工业机器人、柔性支架、空心深孔卡爪、卡爪驱动器、机器视觉机构、工业电脑，柔性支架固定安装在工业机器人的工作端，柔性支架、空心深孔卡爪、卡爪驱动器均与柔性支架固定连接，空心深孔卡爪设置在柔性支架远离工业机器人的一端，卡爪驱动器设置在工业机器人与空心深孔卡爪之间，机器视觉机构设置于空心深孔卡爪与卡爪驱动器之间，机器视觉机构的工作方向朝向空心深孔卡爪的工作端中心，工业机器人、卡爪驱动器、机器视觉机构均与工业电脑电连接。

优选地，柔性支架包括有机器人连接部、柔性连接部、复位机构，机器人连接部与工业机器人的工作端固定连接，柔性连接部与机器人连接部远离工业机器人的一端柔性连接，复位机构、空心深孔卡爪、卡爪驱动器均安装在柔性连接部上，复位机构设置于机器人连接部和柔性连接部之间，空心深孔卡爪固定安装于柔性连接部远离机器人连接部的一端。

优选地，机器人连接部包括有内支架和外支架，内支架和外支架均为C形，内支架和外支架的阴角面相向设置，内支架的腹板与柔性连接部柔性连接，外支架的腹板与工业机器人的工作端固定连接，内支架的侧翼与外支架的侧翼固定连接。

优选地，柔性连接部包括有导套、导柱，导套至少有四个，导套均匀分布于内支架的边缘，导套贯穿内支架的腹板并且与内支架固定连接，导柱与导套一一对应并且滑动连接，导柱位于内支架内部的一端固定安装有第一止动件，空心深孔卡爪与导柱远离机器人连接部的一端固定连接，卡爪驱动器与导柱的中部固定连接。

优选地，复位机构包括有第一弹性件、接近开关，第一弹性件与导柱一一对应，第一弹性件套装在导柱上，第一弹性件的两个工作端分别与导套、卡爪驱动器抵靠，接近开关贯穿内支架并且与内支架固定连接，接近开关的工作端朝向卡爪驱动器设置。

优选地，空心深孔卡爪包括有环形工作板、环形固定板、卡爪，环形工作板与环形固定板同轴固定连接，环形固定板与导柱固定连接，环形工作板上设置有环绕环形工作板轴线均布的多个滑轨，滑轨自环形工作板的轴心出发沿着环形工作板的径向线贯穿环形工作板，每个滑轨内部均安装有滑块，滑轨与滑块滑动连接，卡爪与滑块一一对应并且可拆卸地连接，卡爪为长条形状，卡爪的截面为扇环形状。

优选地，卡爪包括有等径扇环部和变径扇环部，等径扇环部、变径扇环部为一体件并且同轴设置，变径扇环部与滑块固定连接，变径扇环部靠近滑块的一端外径大于变径扇环部远离滑块的一端，等径扇环部和变径扇环部的外壁连接处圆滑过渡。

优选地，变径扇环部靠近滑块的一端内径大于变径扇环部远离滑块的一端，等径扇环部和变径扇环部的内壁连接处圆滑过渡；卡爪驱动器包括有直线驱动器、圆台形塞头、第二弹性件，直线驱动器与导柱固定连接，直线驱动器的工作端朝向卡爪设置，圆台形塞头固定安装在直线驱动器的工作端，圆台形塞头的上底朝向卡爪设置，并且圆台形塞头与卡爪同轴，圆台形塞头的上底外径小于变径扇环部的下底内径；第二弹性件安装于滑轨内部，环形固定板上设置有位于环形工作板边缘并且伸入至滑轨内部的第二止动件，第二弹性件的两个工作端分别与滑块、第二止动件抵靠。

优选地，圆台形塞头包括有圆柱部、圆台部，圆柱部和圆台部同轴连接并且为一体件，圆台形塞头上设置有轴向贯穿圆柱部和圆台部的通孔，机器视觉机构包括有针型摄像机，针型摄像机嵌入式地安装在通孔内部，圆柱部上设置有用于避让针型摄像机信号线的第一开口。

优选地，通孔内部设置有径向朝内延伸的环状凸缘，环状凸缘设置于圆台部远离圆柱部的一端，通孔的内部还设置有内螺纹，内螺纹位于圆柱部远离圆台部的一端；机器视觉机构还包括有橡胶垫、橡胶筒、顶丝，橡胶垫、橡胶筒、顶丝均安装于通孔内部，橡胶垫安装于针型摄像机和环状凸缘之间，顶丝安装于圆柱部远离圆台部的一端，顶丝与内螺纹螺纹连接，橡胶筒安装于针型摄像机和顶丝之间，橡胶筒上设置有用于避让针型摄像机信号线的第二开口。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

工业机器人用于驱动柔性支架在各种不同的工作区间内移动，空心深孔卡爪用于装配空心深孔卡爪、卡爪驱动器、机器视觉机构，空心深孔卡爪用于伸入至医疗器械零部件的深孔内部，卡爪驱动器用于驱动空心深孔卡爪径向朝外张开，从而自内部将医疗器械零部件卡紧，使其牢牢地固定在空心深孔卡爪的工作端，机器视觉机构用于辅助工业机器人的工作，机器视觉机构将采集到的图像信号发送给工业电脑，工业电脑对图像信号进行处理，判断空心深孔卡爪是否已经对准医疗器械零部件的深孔，若空心深孔卡爪未对准深孔，则工业电脑计算空心深孔卡爪的工作端与深孔之间的平面偏差，并将该偏差数值发送给工业机器人，工业机器人通过工业电脑发来的竖直对自身工作端的位置进行修正，从而使得工业机器人能够通过机器视觉将空心深孔卡爪精准地***到医疗器械零部件的深孔内部，由于机器视觉机构和工业电脑仅能够计算空心深孔卡爪的工作端与深孔之间的平面偏差，不能计算空心深孔卡爪的工作端与深孔之间的距离偏差，所以可能会出现空心深孔卡爪过于深入的情况，此时柔性支架可以在一定程度内变形以避免自身将医疗器械零部件撞坏。

该机器人可以在深孔中抓取或者放置零部件，作业范围广，并且能够通过机器视觉调节自身的水平距离偏差，还能够通过柔性支架调节自身的竖直距离偏差。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的立体分解图；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为本发明去除工业机器人后的俯视图；

图5为图4的B-B方向剖视图；

图6为图5的D处局部放大图；

图7为图4的C-C方向剖视图；

图8为图7的E处局部放大图；

图9为本发明的空心深孔卡爪与圆台形塞头的立体分解图；

图10为本发明的圆台形塞头与机器视觉机构的立体分解图；

图中标号为：

1-工业机器人；

2-柔性支架；2a-机器人连接部；2a1-内支架；2a2-外支架；2a3-紧固件；2b-柔性连接部；2b1-导套；2b2-导柱；2b3-第一止动件；2c-复位机构；2c1-第一弹性件；2c2-接近开关；

3-空心深孔卡爪；3a-环形工作板；3a1-滑轨；3a2-滑块；3b-环形固定板；3b1-第二止动件；3c-卡爪；3c1-等径扇环部；3c2-变径扇环部；

4-卡爪驱动器；4a-直线驱动器；4b-圆台形塞头；4b1-圆柱部；4b2-圆台部；4b3-通孔；4b4-第一开口；4b5-环状凸缘；4b6-内螺纹；4c-第二弹性件；

5-机器视觉机构；5a-针型摄像机；5b-橡胶垫；5c-橡胶筒；5c1-第二开口；5d-顶丝。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至10所示的一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，包括有工业机器人1、柔性支架2、空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4、机器视觉机构5、工业电脑，柔性支架2固定安装在工业机器人1的工作端，柔性支架2、空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4均与柔性支架2固定连接，空心深孔卡爪3设置在柔性支架2远离工业机器人1的一端，卡爪驱动器4设置在工业机器人1与空心深孔卡爪3之间，机器视觉机构5设置于空心深孔卡爪3与卡爪驱动器4之间，机器视觉机构5的工作方向朝向空心深孔卡爪3的工作端中心，工业机器人1、卡爪驱动器4、机器视觉机构5均与工业电脑电连接。

如图1所示，工业机器人1用于驱动柔性支架2在各种不同的工作区间内移动，空心深孔卡爪3用于装配空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4、机器视觉机构5，空心深孔卡爪3用于伸入至医疗器械零部件的深孔内部，卡爪驱动器4用于驱动空心深孔卡爪3径向朝外张开，从而自内部将医疗器械零部件卡紧，使其牢牢地固定在空心深孔卡爪3的工作端，机器视觉机构5用于辅助工业机器人1的工作，机器视觉机构5将采集到的图像信号发送给工业电脑，工业电脑对图像信号进行处理，判断空心深孔卡爪3是否已经对准医疗器械零部件的深孔，若空心深孔卡爪3未对准深孔，则工业电脑计算空心深孔卡爪3的工作端与深孔之间的平面偏差，并将该偏差数值发送给工业机器人1，工业机器人1通过工业电脑发来的竖直对自身工作端的位置进行修正，从而使得工业机器人1能够通过机器视觉将空心深孔卡爪3精准地***到医疗器械零部件的深孔内部，由于机器视觉机构5和工业电脑仅能够计算空心深孔卡爪3的工作端与深孔之间的平面偏差，不能计算空心深孔卡爪3的工作端与深孔之间的距离偏差，所以可能会出现空心深孔卡爪3过于深入的情况，此时柔性支架2可以在一定程度内变形以避免自身将医疗器械零部件撞坏。

柔性支架2包括有机器人连接部2a、柔性连接部2b、复位机构2c，机器人连接部2a与工业机器人1的工作端固定连接，柔性连接部2b与机器人连接部2a远离工业机器人1的一端柔性连接，复位机构2c、空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4均安装在柔性连接部2b上，复位机构2c设置于机器人连接部2a和柔性连接部2b之间，空心深孔卡爪3固定安装于柔性连接部2b远离机器人连接部2a的一端。

如图2所示，机器人连接部2a用于连接柔性连接部2b与工业机器人1的工作端，柔性连接部2b用于安装复位机构2c、空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4，在空心深孔卡爪3伸入至医疗器械零部件的深孔内部时，柔性连接部2b可以在一定程度内变形或移位从而避免自身将医疗器械零部件撞坏，复位机构2c用于驱动柔性连接部2b恢复原状或者回到原位。

机器人连接部2a包括有内支架2a1和外支架2a2，内支架2a1和外支架2a2均为C形，内支架2a1和外支架2a2的阴角面相向设置，内支架2a1的腹板与柔性连接部2b柔性连接，外支架2a2的腹板与工业机器人1的工作端固定连接，内支架2a1的侧翼与外支架2a2的侧翼固定连接。

如图3所示，内支架2a1与外支架2a2通过两个紧固件2a3贯穿两者的侧翼实现固定连接，安装顺序为先装配内支架2a1与柔性连接部2b，同时装配工业机器人1与外支架2a2，然后再将内支架2a1、外支架2a2装配为一体，如此即可使得在装配内支架2a1与柔性连接部2b、复位机构2c、空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4、机器视觉机构5时，无需考虑其与工业机器人1工作端的适配性，同时内支架2a1与外支架2a2之间通过侧翼隔开的距离可以用于容纳螺栓、螺母，也可以用于给柔性连接部2b的移位提供空间。

柔性连接部2b包括有导套2b1、导柱2b2，导套2b1至少有四个，导套2b1均匀分布于内支架2a1的边缘，导套2b1贯穿内支架2a1的腹板并且与内支架2a1固定连接，导柱2b2与导套2b1一一对应并且滑动连接，导柱2b2位于内支架2a1内部的一端固定安装有第一止动件2b3，空心深孔卡爪3与导柱2b2远离机器人连接部2a的一端固定连接，卡爪驱动器4与导柱2b2的中部固定连接。

如图7和8所示，空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4与导柱2b2固定连接，导柱2b2可以在导套2b1中滑动，使得空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4可以朝向机器人连接部2a靠近，直至导柱2b2抵靠在外支架2a2的腹板上，空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4也可以朝向机器人连接部2a远离，直至第一止动件2b3抵靠在导套2b1上；柔性连接部2b用于提供缓冲作用，在空心深孔卡爪3伸入至医疗器械零部件的深孔内部时，通过导套2b1与导柱2b2之间的相对滑动消除空心深孔卡爪3对医疗器械零部件撞击的影响。

复位机构2c包括有第一弹性件2c1、接近开关2c2，第一弹性件2c1与导柱2b2一一对应，第一弹性件2c1套装在导柱2b2上，第一弹性件2c1的两个工作端分别与导套2b1、卡爪驱动器4抵靠，接近开关2c2贯穿内支架2a1并且与内支架2a1固定连接，接近开关2c2的工作端朝向卡爪驱动器4设置。

如图7和8所示，第一弹性件2c1为弹簧，第一弹性件2c1通过其自身的回弹力驱动卡爪驱动器4朝向远离机器人连接部2a的方向移动，由于卡爪驱动器4与导柱2b2固定连接，所以导柱2b2在导套2b1的引导下朝向远离机器人连接部2a的方向移动，直至第一止动件2b3与导套2b1抵靠，该位置为初始位置，当工业机器人1驱动空心深孔卡爪3伸入至医疗器械零部件的深孔内部过深，以至于空心深孔卡爪3抵靠在医疗器械零部件的表面时，导柱2b2在导套2b1的引导下朝向靠近机器人连接部2a的方向移动，使得卡爪驱动器4逐渐朝向靠近接近开关2c2的方向移动，接近开关2c2为电感式接近开关LJ12A3-4-Z，接近开关2c2感应到卡爪驱动器4的靠近后发出信号给工业电脑，工业电脑发出信号给工业机器人1使其立刻停止继续深入的动作。

空心深孔卡爪3包括有环形工作板3a、环形固定板3b、卡爪3c，环形工作板3a与环形固定板3b同轴固定连接，环形固定板3b与导柱2b2固定连接，环形工作板3a上设置有环绕环形工作板3a轴线均布的多个滑轨3a1，滑轨3a1自环形工作板3a的轴心出发沿着环形工作板3a的径向线贯穿环形工作板3a，每个滑轨3a1内部均安装有滑块3a2，滑轨3a1与滑块3a2滑动连接，卡爪3c与滑块3a2一一对应并且可拆卸地连接，卡爪3c为长条形状，卡爪3c的截面为扇环形状。

如图9所示，滑块3a2与卡爪3c通过螺栓固定连接，滑轨3a1一共有三个，滑块3a2相应的也有三个，滑轨3a1为燕尾槽，确保滑块3a2不会从滑轨3a1内部轴向脱落；环形固定板3b用于连接环形工作板3a和导柱2b2；多个卡爪3c组合成一个圆筒，卡爪驱动器4驱动卡爪3c扩张使其能够卡紧医疗器械零部件的内孔，卡爪3c的长度等同于医疗器械零部件的深孔深度，装配不同的医疗器械零部件时，可以从滑块3a2上拆卸并更换不同的卡爪3c。

卡爪3c包括有等径扇环部3c1和变径扇环部3c2，等径扇环部3c1、变径扇环部3c2为一体件并且同轴设置，变径扇环部3c2与滑块3a2固定连接，变径扇环部3c2靠近滑块3a2的一端外径大于变径扇环部3c2远离滑块3a2的一端，等径扇环部3c1和变径扇环部3c2的外壁连接处圆滑过渡。

如图9所示，等径扇环部3c1用于***至医疗器械零部件的深孔内部，变径扇环部3c2用于抵靠在医疗器械零部件的深孔外部边缘，使得仅有等径扇环部3c1***到深孔内部，等径扇环部3c1的长度即为深孔的深度，变径扇环部3c2抵靠在医疗器械零部件的深孔外部边缘而停止移动，若工业机器人1继续移动，则卡爪驱动器4逐渐朝向接近开关2c2靠近，直至接近开关2c2通过工业电脑向工业机器人1发出停止信号。

变径扇环部3c2靠近滑块3a2的一端内径大于变径扇环部3c2远离滑块3a2的一端，等径扇环部3c1和变径扇环部3c2的内壁连接处圆滑过渡；卡爪驱动器4包括有直线驱动器4a、圆台形塞头4b、第二弹性件4c，直线驱动器4a与导柱2b2固定连接，直线驱动器4a的工作端朝向卡爪3c设置，圆台形塞头4b固定安装在直线驱动器4a的工作端，圆台形塞头4b的上底朝向卡爪3c设置，并且圆台形塞头4b与卡爪3c同轴，圆台形塞头4b的上底外径小于变径扇环部3c2的下底内径；第二弹性件4c安装于滑轨3a1内部，环形固定板3b上设置有位于环形工作板3a边缘并且伸入至滑轨3a1内部的第二止动件3b1，第二弹性件4c的两个工作端分别与滑块3a2、第二止动件3b1抵靠。

如图5、6、9所示，直线驱动器4a用于驱动圆台形塞头4b朝向卡爪3c靠近或远离，等径扇环部3c1深入至零件的内孔中后，直线驱动器4a驱动圆台形塞头4b朝向卡爪3c靠近，圆台形塞头4b***到变径扇环部3c2的内孔中，圆台形塞头4b通过其圆台型的外壁将变径扇环部3c2的圆台型内壁向外撑开，使得变径扇环部3c2带动等径扇环部3c1向外扩张，进而使得等径扇环部3c1的外壁抵紧零件的内孔，从而使得零件与等径扇环部3c1摩擦连接；在零件装配完成后，直线驱动器4a驱动功能圆台形塞头4b从卡爪3c内部脱离，滑块3a2在第二弹性件4c的回弹力驱使下朝向环形工作板3a的中心移动，从而使得滑块3a2带动卡爪3c向内收缩，进而使得卡爪3c与零件解除摩擦连接。

卡爪驱动器4的整体结构也可以使用气动三爪卡盘代替。

圆台形塞头4b包括有圆柱部4b1、圆台部4b2，圆柱部4b1和圆台部4b2同轴连接并且为一体件，圆台形塞头4b上设置有轴向贯穿圆柱部4b1和圆台部4b2的通孔4b3，机器视觉机构5包括有针型摄像机5a，针型摄像机5a嵌入式地安装在通孔4b3内部，圆柱部4b1上设置有用于避让针型摄像机5a信号线的第一开口4b4。

如图5、6、10所示，圆台形塞头4b为单轴单杆气缸，圆柱部4b1为圆台形塞头4b的连接部，圆柱部4b1通过刚性联轴器与直线驱动器4a的输出端固定连接，圆台部4b2为圆台形塞头4b的工作部，圆台部4b2用于撑开变径扇环部3c2的内壁，4a3用于安装针型摄像机5a，针型摄像机5a用于向工业电脑发出光学图像信号，第一开口4b4用于避让针型摄像机5a的信号线和电源线。

通孔4b3内部设置有径向朝内延伸的环状凸缘4b5，环状凸缘4b5设置于圆台部4b2远离圆柱部4b1的一端，通孔4b3的内部还设置有内螺纹4b6，内螺纹4b6位于圆柱部4b1远离圆台部4b2的一端；机器视觉机构5还包括有橡胶垫5b、橡胶筒5c、顶丝5d，橡胶垫5b、橡胶筒5c、顶丝5d均安装于通孔4b3内部，橡胶垫5b安装于针型摄像机5a和环状凸缘4b5之间，顶丝5d安装于圆柱部4b1远离圆台部4b2的一端，顶丝5d与内螺纹4b6螺纹连接，橡胶筒5c安装于针型摄像机5a和顶丝5d之间，橡胶筒5c上设置有用于避让针型摄像机5a信号线的第二开口5c1。

如图5、6、10所示，将机器视觉机构5装配到通孔4b3内部时，首先，将橡胶垫5b置入通孔4b3内部，使其抵靠在环状凸缘4b5上，然后将针型摄像机5a的信号线穿过橡胶筒5c并且通过第二开口5c1引出，接着通过推挤橡胶筒5c将针型摄像机5a和橡胶筒5c一起推入到通孔4b3内部，使得针型摄像机5a抵靠在橡胶垫5b上，同时针型摄像机5a的信号线通过第一开口4b4引出，接着再将顶丝5d拧入到内螺纹4b6中，使得顶丝5d的端部抵靠在橡胶筒5c上，即可完成机器视觉机构5与圆台形塞头4b的装配，针型摄像机5a在通孔4b3内部受到橡胶垫5b、橡胶筒5c保护，同时在环状凸缘4b5和顶丝5d的作用下不会掉落。

本发明的工作原理：

工业机器人1用于驱动柔性支架2在各种不同的工作区间内移动，空心深孔卡爪3用于装配空心深孔卡爪3、卡爪驱动器4、机器视觉机构5，空心深孔卡爪3用于伸入至医疗器械零部件的深孔内部，卡爪驱动器4用于驱动空心深孔卡爪3径向朝外张开，从而自内部将医疗器械零部件卡紧，使其牢牢地固定在空心深孔卡爪3的工作端，机器视觉机构5用于辅助工业机器人1的工作，机器视觉机构5将采集到的图像信号发送给工业电脑，工业电脑对图像信号进行处理，判断空心深孔卡爪3是否已经对准医疗器械零部件的深孔，若空心深孔卡爪3未对准深孔，则工业电脑计算空心深孔卡爪3的工作端与深孔之间的平面偏差，并将该偏差数值发送给工业机器人1，工业机器人1通过工业电脑发来的竖直对自身工作端的位置进行修正，从而使得工业机器人1能够通过机器视觉将空心深孔卡爪3精准地***到医疗器械零部件的深孔内部，由于机器视觉机构5和工业电脑仅能够计算空心深孔卡爪3的工作端与深孔之间的平面偏差，不能计算空心深孔卡爪3的工作端与深孔之间的距离偏差，所以可能会出现空心深孔卡爪3过于深入的情况，此时柔性支架2可以在一定程度内变形以避免自身将医疗器械零部件撞坏。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，其特征在于，包括有工业机器人（1）、柔性支架（2）、空心深孔卡爪（3）、卡爪驱动器（4）、机器视觉机构（5）、工业电脑，柔性支架（2）固定安装在工业机器人（1）的工作端，柔性支架（2）、空心深孔卡爪（3）、卡爪驱动器（4）均与柔性支架（2）固定连接，空心深孔卡爪（3）设置在柔性支架（2）远离工业机器人（1）的一端，卡爪驱动器（4）设置在工业机器人（1）与空心深孔卡爪（3）之间，机器视觉机构（5）设置于空心深孔卡爪（3）与卡爪驱动器（4）之间，机器视觉机构（5）的工作方向朝向空心深孔卡爪（3）的工作端中心，工业机器人（1）、卡爪驱动器（4）、机器视觉机构（5）均与工业电脑电连接；

柔性支架（2）包括有机器人连接部（2a）、柔性连接部（2b）、复位机构（2c），机器人连接部（2a）与工业机器人（1）的工作端固定连接，柔性连接部（2b）与机器人连接部（2a）远离工业机器人（1）的一端柔性连接，复位机构（2c）、空心深孔卡爪（3）、卡爪驱动器（4）均安装在柔性连接部（2b）上，复位机构（2c）设置于机器人连接部（2a）和柔性连接部（2b）之间，空心深孔卡爪（3）固定安装于柔性连接部（2b）远离机器人连接部（2a）的一端；

机器人连接部（2a）包括有内支架（2a1）和外支架（2a2），内支架（2a1）和外支架（2a2）均为C形，内支架（2a1）和外支架（2a2）的阴角面相向设置，内支架（2a1）的腹板与柔性连接部（2b）柔性连接，外支架（2a2）的腹板与工业机器人（1）的工作端固定连接，内支架（2a1）的侧翼与外支架（2a2）的侧翼固定连接；

柔性连接部（2b）包括有导套（2b1）、导柱（2b2），导套（2b1）至少有四个，导套（2b1）均匀分布于内支架（2a1）的边缘，导套（2b1）贯穿内支架（2a1）的腹板并且与内支架（2a1）固定连接，导柱（2b2）与导套（2b1）一一对应并且滑动连接，导柱（2b2）位于内支架（2a1）内部的一端固定安装有第一止动件（2b3），空心深孔卡爪（3）与导柱（2b2）远离机器人连接部（2a）的一端固定连接，卡爪驱动器（4）与导柱（2b2）的中部固定连接；

复位机构（2c）包括有第一弹性件（2c1）、接近开关（2c2），第一弹性件（2c1）与导柱（2b2）一一对应，第一弹性件（2c1）套装在导柱（2b2）上，第一弹性件（2c1）的两个工作端分别与导套（2b1）、卡爪驱动器（4）抵靠，接近开关（2c2）贯穿内支架（2a1）并且与内支架（2a1）固定连接，接近开关（2c2）的工作端朝向卡爪驱动器（4）设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，其特征在于，空心深孔卡爪（3）包括有环形工作板（3a）、环形固定板（3b）、卡爪（3c），环形工作板（3a）与环形固定板（3b）同轴固定连接，环形固定板（3b）与导柱（2b2）固定连接，环形工作板（3a）上设置有环绕环形工作板（3a）轴线均布的多个滑轨（3a1），滑轨（3a1）自环形工作板（3a）的轴心出发沿着环形工作板（3a）的径向线贯穿环形工作板（3a），每个滑轨（3a1）内部均安装有滑块（3a2），滑轨（3a1）与滑块（3a2）滑动连接，卡爪（3c）与滑块（3a2）一一对应并且可拆卸地连接，卡爪（3c）为长条形状，卡爪（3c）的截面为扇环形状。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，其特征在于，卡爪（3c）包括有等径扇环部（3c1）和变径扇环部（3c2），等径扇环部（3c1）、变径扇环部（3c2）为一体件并且同轴设置，变径扇环部（3c2）与滑块（3a2）固定连接，变径扇环部（3c2）靠近滑块（3a2）的一端外径大于变径扇环部（3c2）远离滑块（3a2）的一端，等径扇环部（3c1）和变径扇环部（3c2）的外壁连接处圆滑过渡。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，其特征在于，变径扇环部（3c2）靠近滑块（3a2）的一端内径大于变径扇环部（3c2）远离滑块（3a2）的一端，等径扇环部（3c1）和变径扇环部（3c2）的内壁连接处圆滑过渡；卡爪驱动器（4）包括有直线驱动器（4a）、圆台形塞头（4b）、第二弹性件（4c），直线驱动器（4a）与导柱（2b2）固定连接，直线驱动器（4a）的工作端朝向卡爪（3c）设置，圆台形塞头（4b）固定安装在直线驱动器（4a）的工作端，圆台形塞头（4b）的上底朝向卡爪（3c）设置，并且圆台形塞头（4b）与卡爪（3c）同轴，圆台形塞头（4b）的上底外径小于变径扇环部（3c2）的下底内径；第二弹性件（4c）安装于滑轨（3a1）内部，环形固定板（3b）上设置有位于环形工作板（3a）边缘并且伸入至滑轨（3a1）内部的第二止动件（3b1），第二弹性件（4c）的两个工作端分别与滑块（3a2）、第二止动件（3b1）抵靠。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，其特征在于，圆台形塞头（4b）包括有圆柱部（4b1）、圆台部（4b2），圆柱部（4b1）和圆台部（4b2）同轴连接并且为一体件，圆台形塞头（4b）上设置有轴向贯穿圆柱部（4b1）和圆台部（4b2）的通孔（4b3），机器视觉机构（5）包括有针型摄像机（5a），针型摄像机（5a）嵌入式地安装在通孔（4b3）内部，圆柱部（4b1）上设置有用于避让针型摄像机（5a）信号线的第一开口（4b4）。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的医疗器械装配用深孔抓取机器人，其特征在于，通孔（4b3）内部设置有径向朝内延伸的环状凸缘（4b5），环状凸缘（4b5）设置于圆台部（4b2）远离圆柱部（4b1）的一端，通孔（4b3）的内部还设置有内螺纹（4b6），内螺纹（4b6）位于圆柱部（4b1）远离圆台部（4b2）的一端；机器视觉机构（5）还包括有橡胶垫（5b）、橡胶筒（5c）、顶丝（5d），橡胶垫（5b）、橡胶筒（5c）、顶丝（5d）均安装于通孔（4b3）内部，橡胶垫（5b）安装于针型摄像机（5a）和环状凸缘（4b5）之间，顶丝（5d）安装于圆柱部（4b1）远离圆台部（4b2）的一端，顶丝（5d）与内螺纹（4b6）螺纹连接，橡胶筒（5c）安装于针型摄像机（5a）和顶丝（5d）之间，橡胶筒（5c）上设置有用于避让针型摄像机（5a）信号线的第二开口（5c1）。

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