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基于圖像識(shí)別技術(shù)的機(jī)械手臂過角度判斷論文
針對傳統(tǒng)方法容易受到噪聲及外界條件的干擾,判斷時(shí)誤差較大、無法有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂過角度的判斷的問題。提出采用機(jī)械手臂過角度判斷方法,通過最大類間方差法計(jì)算機(jī)械手臂圖像的自適應(yīng)閾值,完成圖像分割。利用中值濾波法對圖像進(jìn)行濾波,完成對圖像的膨脹處理。
前言
作為一種智能化水平較高的消費(fèi)制造工具，智能機(jī)械手臂在近期得到了普遍的應(yīng)用和長足的開展。研討智能機(jī)械手臂的外型設(shè)計(jì)，可以更好地完善機(jī)械手臂的外觀，從而更好地與其功用相交融。本文從引見其外型設(shè)計(jì)的特性著手研討。
1.智能機(jī)械手臂外型設(shè)計(jì)特性
1.1功用原理對外型的影響
智能機(jī)械手臂的功用依附于機(jī)構(gòu)工作原理而完成。目前市場上常見的機(jī)械手臂有多軸和三軸等，特別以六軸機(jī)械手臂應(yīng)用較為普遍。在外型設(shè)計(jì)時(shí)需先肯定機(jī)械手臂大致形態(tài)與構(gòu)造比例，再思索各個(gè)關(guān)節(jié)的銜接方式、外型元素、細(xì)節(jié)形態(tài)及圖形化設(shè)計(jì)等。機(jī)械手臂外型可采用全包裹式或半包裹式，雙臂式或單臂式，都以功用需求為外型根底。產(chǎn)品形態(tài)是表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想與完成產(chǎn)品功用的言語和媒介。在外型創(chuàng)新的過程中，思索機(jī)械手臂的關(guān)節(jié)構(gòu)造及傳動(dòng)規(guī)律，在此根底上停止外型設(shè)計(jì)才具有實(shí)踐意義。
1.2外型特性比照剖析
�。�1）同一品牌的產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有家族化顏色偏好及外型曲線偏好，在保證功用與審美的根底上融入產(chǎn)品族外型基因。產(chǎn)品族設(shè)計(jì)是企業(yè)競爭的有效手腕，使產(chǎn)品能取得統(tǒng)一的家族特征。
（2）輕載機(jī)械手臂與重載機(jī)械手臂的外型元素選擇具有差別性，輕載機(jī)械手臂注重靈敏準(zhǔn)確，因而多采用線元從來塑造，強(qiáng)調(diào)形態(tài)的輕松、靈動(dòng)，采用雙臂設(shè)計(jì)將關(guān)節(jié)電機(jī)內(nèi)置;重載機(jī)械手臂注重力氣感與平安牢靠性，外型多采用體元素與較寬大的面元從來凸顯產(chǎn)品厚重感。同時(shí)采用較大的基座設(shè)計(jì)，一方面契合載重需求，另一方面使視覺重心下移，降落的視覺感官是穩(wěn)定、牢靠的，凸顯了外型的力氣感，增加人對機(jī)械手臂載重牢靠性的心理感受。
2.智能機(jī)械手臂設(shè)計(jì)中的主要構(gòu)成
2.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)
�。�1）手部：手部裝置在手臂的前端。手臂的內(nèi)孔中裝有傳動(dòng)軸，可把運(yùn)用傳給伎倆，以轉(zhuǎn)動(dòng)、伸曲伎倆、開閉手指。機(jī)械手手部的結(jié)構(gòu)系模擬人的手指，分為無關(guān)節(jié)、固定關(guān)節(jié)和自在關(guān)節(jié)三種。手指的數(shù)量又可分為二指、三指、四指等，其中以二指用的最多�？梢罁�(jù)夾持對象的外形和大小裝備多種外形和大小的夾頭以順應(yīng)操作的需求。
（2）手臂：手臂的作用是引導(dǎo)手指精確地抓住工件，并運(yùn)送到所需的位置上。為了使機(jī)械手可以正確地工作，手臂的三個(gè)自在度都要準(zhǔn)確地定位。
（3）軀干：軀干是裝置手臂、動(dòng)力源和各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架。
2.2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
�。�1）液壓驅(qū)動(dòng)式：液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械手通常由液動(dòng)機(jī)、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由驅(qū)動(dòng)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止工作。通常它的具有很大的抓舉才能，其特性是構(gòu)造緊湊、動(dòng)作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動(dòng)、防爆性好，但液壓元件請求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環(huán)境。
�。�2）氣壓驅(qū)動(dòng)式：其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機(jī)組成，其特性是氣源便當(dāng)、動(dòng)作疾速、構(gòu)造簡單、造價(jià)較低、維修便當(dāng)。但難以停止速度控制，氣壓不可太高，故抓舉才能較低。
（3）電氣驅(qū)動(dòng)式：電力驅(qū)動(dòng)是機(jī)械手運(yùn)用得最多的一種驅(qū)動(dòng)方式。其特性是電源便當(dāng)，響應(yīng)快，驅(qū)動(dòng)力較大，信號(hào)檢測、傳動(dòng)、處置便當(dāng)，并可采用多種靈敏的控制計(jì)劃。
2.3控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)可依據(jù)動(dòng)作的請求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字次第控制。它首先要編制程序加以存儲(chǔ)，然后再依據(jù)規(guī)則的程序，控制機(jī)械手停止工作程序的存儲(chǔ)方式有別離存儲(chǔ)和集中存儲(chǔ)兩種。別離存儲(chǔ)是將各種控制要素的信息分別存儲(chǔ)于兩種以上的存儲(chǔ)安裝中，如次第信息存儲(chǔ)于插銷板、凸輪轉(zhuǎn)鼓、穿孔帶內(nèi);位置信息存儲(chǔ)于時(shí)間繼電器、定速回轉(zhuǎn)鼓等;集中存儲(chǔ)是將各種控制要素的信息全部存儲(chǔ)于一種存儲(chǔ)安裝內(nèi)，如磁帶、磁鼓等。這種方式運(yùn)用于次第、位置、時(shí)間、速度等必需同時(shí)控制的場所，即連續(xù)控制的狀況下運(yùn)用。
3.外型設(shè)計(jì)規(guī)律剖析
3.1形態(tài)仿生曲線運(yùn)用
機(jī)械手臂形態(tài)設(shè)計(jì)要表現(xiàn)力氣與美感的雙重訴求，需從點(diǎn)、線、面、體等形態(tài)元素中表現(xiàn)。德國KUKA公司推出的重載機(jī)械手臂承載力可達(dá)1300kg，外形采用了仿生學(xué)設(shè)計(jì)，曲線較為平滑、伸展流利、整體感強(qiáng)，充溢了向上的張力。瑞士ABB公司的重載機(jī)械手臂，最大承載力500kg，相比之下，該形態(tài)曲線轉(zhuǎn)機(jī)較多，大量折線的運(yùn)用使機(jī)體輪廓線較為瑣碎，削弱了機(jī)體線條的流利性。
3.2顏色運(yùn)用
顏色依附于產(chǎn)品形態(tài)而存在，人對外型設(shè)計(jì)的第一印象來自其顏色。機(jī)械手臂普通采用具有一定辨識(shí)度的顏色作為產(chǎn)品主色彩，加強(qiáng)品牌的辨認(rèn)度。意大利COMAU公司消費(fèi)的機(jī)械手臂，選用紅色作為主色彩，表現(xiàn)了意大利文化中的豪放、熱情;德國KUKA公司消費(fèi)的輕載機(jī)械手臂，選用淡色為主色彩，表達(dá)質(zhì)輕、高效、靈動(dòng)的特征，同時(shí)可緩和視覺慌張感，部分采用高純度亮色作為裝點(diǎn)，強(qiáng)化視覺中心，加強(qiáng)產(chǎn)品的顏色節(jié)拍感。產(chǎn)品顏色的選擇需思索與環(huán)境色的搭配，可使場景功用辨別明白，顏色比照清楚，營造嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳝h(huán)境。
3.3資料與質(zhì)感的運(yùn)用
機(jī)械手臂的外殼資料需保證一定的強(qiáng)度請求，并表現(xiàn)材質(zhì)感。德國KUKA公司消費(fèi)的工業(yè)機(jī)械手臂，采用新型碳纖維增強(qiáng)資料，機(jī)身質(zhì)量較輕但強(qiáng)度卻很高，同時(shí)能堅(jiān)持具有一定光澤度的質(zhì)感。日本YASKAWA公司仿生家用雙臂機(jī)器手，機(jī)身采用啞光淡色塑料，手臂采用高光澤度亮色塑料，給人輕巧、親和的覺得。
4.完畢語
經(jīng)過對智能機(jī)械手臂外型設(shè)計(jì)的相關(guān)研討，我們能夠發(fā)現(xiàn)，作為一種實(shí)踐應(yīng)用效果良好的人工替代工具，智能機(jī)械手臂的外型能夠停止更深度的優(yōu)化。有關(guān)人員應(yīng)該依據(jù)智能機(jī)械手臂的實(shí)踐應(yīng)用環(huán)境，研討制定最優(yōu)化的外型設(shè)計(jì)計(jì)劃。
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