一种工业视觉检测机器人

：
1.本发明属于新建油气管道内检测领域，具体涉及一种新建石油管道内检测的工业视觉检测机器人。


背景技术：

2.在石油管道领域，随着我国经济的快速发展，油气能源的需要越来越多，同时，较早投入使用的管道服役时间超20年，需要进行新老管道替换，国家需要投产更多油气管道。在安全方面，管道一旦发生事故也往往会对工作人员及周边群众造成严重的人身财产安全威胁。新建管道在投入使用前需要进行质量检测，如果刚出产的管道存在裂纹以及焊缝处存在夹渣或气泡会严重影响管道的使用寿命，给管道造成重大安全隐患。油气管道内检测由于能够定量定性并且精确确定管道的缺陷情况，作为重要的检测技术，被广泛用于管道检测中。目前，我国对新建管道进行内检测使用的是智能pig，然而新建管道没有介质推动pig检测器进行移动，需要人工对pig检测器进行“拖拉”，这么庞大的设备在管道内被人工拖拉移动，会对管道造成潜在的危害，不符合无损检测的原则，同时需要耗费较大的人力物力，造成资源浪费。因此，目前情形下，我国急需一种可以自主检测的智能检测机器人，并能够在新建管道内部复杂的环境下准确检测出管道内部微小的缺陷。


技术实现要素：

3.发明目的：
4.本发明旨在提出一种工业视觉检测机器人，用于在新建管道环境中进行在线无损检测。
5.技术方案：
6.一种工业视觉检测机器人，其特征在于：该工业视觉检测机器人由夹具、机械臂、底盘、控制箱四部分组成；其中夹具底部与机械臂的顶部连接，机械臂下半部通过转盘与底盘连接，控制箱安装在底盘上。
7.所述夹具的底部通过安装扣与机械臂连接，安装扣通过螺栓固定在摆臂支撑板一上、第一舵机通过圆形铜柱和螺钉连接在摆臂支撑板一上，摆臂一、摆臂二分别通过齿轮连接件和螺栓连接在摆臂支撑板一上，第一舵机输出的力矩通过齿轮啮合传递给摆臂一；摆臂一通过齿轮啮合带动摆臂二进行摆动；连杆一和连杆二的一端分别连接夹头一和夹头二，另一端连接在摆臂支撑板一上，夹头一和夹头二的末端分别连接摆臂一和摆臂二，摆臂和夹头的首端均设有排线孔；摆臂、连杆、夹头共同构成曲柄摇杆机构。
8.所述机械臂的顶部通过直角支架与夹具连接，下半部通过转盘与底盘连接；直角支架通过螺栓连接在舵机支撑板上，小u型支架的一端通过齿轮连接件与第二舵机的输出轴配合连接，另一端通过杯状轴承与舵机支撑板配合连接，舵机支撑板通过螺栓连接并固定第二舵机，机械臂下半部分的第四舵机与转盘通过舵机支撑板连接；大u型支架的一端通过齿轮连接件与第四舵机输出轴的配合连接，另一端通过杯状轴承与舵机支撑板配合连
接；摆臂支撑板二连接摆臂和大u型支架，第三舵机与摆臂支撑板二通过螺钉和圆形铜柱配合连接，摆臂四通过齿轮连接件与第三舵机输出轴配合，摆臂三通过螺栓和套筒与摆臂支撑板二连接；第三舵机带动摆臂四，摆臂四通过齿轮啮合带动摆臂三摆动，摆臂的首端设有排线孔；摆臂支撑板二、大u型支架和小u型支架通过螺栓装配连接。
9.所述转盘通过四个长六角铜柱与机器人底盘的底板连接，与圆盘二连接的齿轮连接件与第五舵机的输出轴配合，轴承的外圈安装在圆环一和圆环二之间，为过盈配合，圆盘一、轴承的内圈、圆盘二通过螺栓连接；机械臂上半部分的第四舵机和转盘通过舵机支撑板二与圆盘一配合连接。
10.所述控制箱安装在底盘的底板中后方，超声传感器为若干个，环绕底板安装，底板前端的正下方安装有摄像机；四个麦克纳姆轮子分别与各自的减速电机通过联轴器连接，减速电机通过减速电机支架连接在底板的底部。
11.所述控制箱由电机控制模块、摄像机控制模块，超声传感器控制模块组成；其中电机控制模块与舵机和减速电机连接，摄像机控制模块与摄像机连接，超声传感器控制模块与超声传感器连接。
12.摆臂的末端均安装有摄像机支架和摄像机；所述摄像机由镜头和补光灯组成，摄像机焦距为4mm，像素200万，防水等级ip67以上，监控范围为40～80m2，工作温度为-30
°
～60
°
，工作频率50hz下的帧率为25fps，补光距离为30m。
13.控制箱控制各个减速电机的转动，控制各个部分的舵机运转，通过串口接收摄像机采集到的图片信息，并同时运行缺陷检测程序，通过检测算法检测出结果，储存结果，并将结果通过wifi天线发送给工作人员；超声传感器将检测到的距离信号传输到控制箱中，控制箱根据设置好的距离阈值判断距离信号是否小于阈值，当小于阈值时，控制相应的减速电机调整机器人底盘运动，从而避开障碍物，同时利用wifi模块发送报警信号给工作人员；当机器人遇到非常复杂的环境无法自动调整时，通过人工在线遥控避开障碍物，工作人员通过电脑端使用wifi通讯方式遥控机器人的运动。
14.优点及效果：
15.本发明具有以下优点和有益效果：
16.1)在石油管道内检测领域，工业检测机器人能够完整地检测新建管道内壁缺陷，将检测结果存储在内存模块中，同时，实时地将检测结果传给工作人员，当检测到缺陷时，工业检测机器人会发出报警信号，工作人员通过机器人的行程轨迹进行管道内壁缺陷定位。
17.2)工业检测机器人底盘四周安装有高精度超声传感器，能够灵敏地避开障碍物，同时可拆卸的夹具可用于夹取障碍物。工业检测机器人车轮采用麦克纳姆轮子的设计原理，通过四个电机控制能够实现全方位移动，结合多自由度机械臂，工业检测机器人能够在复杂的环境下进行检测。
18.3)针对工业机器人的灵活性问题，本发明在机械臂结构、夹具结构、底盘结构采用了多自由控制，实现检测器探头的运动轨迹能够覆盖整个空间。转盘带动整个机械臂实现xy平面上180
°
范围的旋转，舵机通过齿轮啮合控制局部机械臂实现xz平面和yz平面上180
°
范围的摆动。运用曲柄摇杆的设计原理实现夹头在xz面上进行60
°
范围的摆动。
19.4)为了保证检测精度，本发明采用工业型防水摄像机。
附图说明：
20.图1是本发明工业视觉检测机器人的整体结构图；
21.图2是本发明工业视觉检测机器人夹具部分的结构图；
22.图3是本发明工业视觉检测机器人机械臂部分的结构图；
23.图4是本发明工业视觉检测机器人底盘部分的结构图；
24.图5是本发明工业视觉检测机器人底盘处转盘的结构图；
25.图6是本发明摄像机结构图；
26.图7是本发明麦克纳姆轮结构图；
27.图8是本发明麦克纳姆轮的安装位置示意图；
28.图9是本发明摄像机的支架结构图；
29.图10是本发明机器人控制系统图；
30.图11是本发明机器人在新建石油管道内检测的工作示意图；
31.附图标记说明：
32.100.夹具、101.安装扣、102.摆臂一、103.摆臂二、104.连杆一、105.连杆二、106.夹头一、107.夹头二、108.摆臂支撑板一、109.第一舵机、110.排线孔、111.摄像机支架、112.圆形铜柱、200.机械臂、201.直角支架、202.第二舵机、203.小u型支架、204.第三舵机、205.大u型支架、206.摆臂三、207.摆臂四、208.第四舵机、209.舵机支撑板、210.转盘、211.圆盘一、212.轴承、213.圆盘二、214.圆环一、215.圆环二、216.短六角铜柱、217.圆盘三、218.长六角铜柱、219.第五舵机、220.摆臂支撑板二、300.底盘、301.底板、302.超声传感器、303.减速电机支架、304.减速电机、305.麦克纳姆轮子、306.摄像机、307.镜头、308.补光灯、400.控制箱。
具体实施方式：
33.一种工业视觉检测机器人由底盘、机械臂、夹具、控制箱四个模块组成。底盘模块由麦克纳姆轮、底板、减速电机、减速电机支架组成。机械臂模块由舵机、舵机支撑板、齿轮、轴承、摆摆臂支撑板组成。夹具模块由齿轮、连杆、夹头、舵机、摆臂、摆臂支撑板组成。控制箱由stm32板、pyai-k210板子、线束组成。该工业视觉检测机器人能够在石油管道内检测领域中完成新建管道的在线检测任务。对于在石油管道内检测领域，由于石油管道内部环境复杂，以及管道内检测需要检测管道整个范围的部位，需要工业机器人具有高度的灵活性，同时要求机器人在沿着管道移动时，检测探头能够采集到管道整个周向部位的表面图片。针对工业机器人的灵活性问题，本发明在机械臂结构、夹具结构、底盘结构采用了多自由度控制，实现检测器探头的运动轨迹能够覆盖整个空间。机械臂结构由转盘和摆臂组成，转盘带动整个机械臂实现xy平面上180
°
范围的旋转，舵机通过齿轮啮合控制局部机械臂实现xz平面和yz平面上180
°
范围的摆动，其中x为横向，y为前后向，z为高度，如图8所示。夹具结构由电机、齿轮、连杆、夹头组成，运用曲柄摇杆的设计原理实现夹头在xz面上进行60
°
范围的摆动。底盘结构中的车轮采用麦克纳姆轮组合设计，使得工业机器人底盘进行全方位移动。针对管道内部环境复杂的问题，本发明设计的可拆卸夹具的夹头部分具有夹取重物的能力，通过夹具可以对一些干扰物进行夹取。同时底盘处四周安装有超声传感器，使得工业机器人能够灵敏地避开障碍物。针对检测探头能够检测管道整个周向部位的问题，本发明设
计的多自由度机械臂以及多自由度底盘可以解决。为了保证检测精度，本发明采用工业型防水摄像机。
34.所述麦克纳姆轮是一种可全方位移动的全向轮，由轮毂和围绕轮毂的辊子组成，麦克纳姆轮辊子轴线和轮毂轴线夹角成45
°
。
35.所述底盘驱动电机为jgb37-520减速电机，电机输入电压范围为6～12v电机减速比为1：30，电机转速可达330rpm。
36.所述机械臂驱动电机为tbs2701舵机，舵机pwm脉宽调节角度，周期为20ms，占空比为0.5ms～2.5ms的脉宽电平对应舵机0～180度角度范围，且成线性关系。该舵机控制精度可达3μs，在2000个脉冲范围内最小控制精度能达到0.27
°
。同时，该舵机能够提供15kn扭矩。
37.所述超声传感器为ks103超声波测距模块，该超声传感器量程为10mm-10000mm，精度可达1mm。
38.所述摄像机为ds-2cd3347wdv3-l全彩夜视工业防水摄像机，焦距为4mm，像素达200万，防水等级达到ip67以上，监控范围为40～80m2，工作温度为-30
°
～60
°
，工作频率50hz下的帧率为25fps，补光距离为30m。
39.所述控制箱由电机控制模块、摄像机控制模块，超声传感器控制模块组成。电机驱动模块包括stm32单片机最小系统控制单元、sram内存扩展部分、复位电路、启动模式设置接口电路，usb供电接口电路、led指示灯、dc直流电源转换器部分、开关电路、电机驱动部分；stm32单片机最小系统控制单元的电机接口与电机驱动部分的电机控制器接口相连；摄像机控制模块包括pyai-k210主控板子、摄像机接口、lcd接口、锂电池充电电路、通讯模块。超声传感器控制模块使用stm32板子进行控制。
40.所述通讯方式由信号线、网卡模块、wifi天线组成。工业检测机器人超声传感器和stm32板子通讯，摄像机和pyai-k210板子通讯采用信号线内接相应引脚实现。工业检测机器人将采集的图片以及检测结果通过wifi实时传输给工作人员。
41.所述在线检测模块包括摄像机和pyai-k210主控板子、信号线，pyai-k210主控板子接受到摄像机采集到的图片，运行事先写好的python检测程序，计算出结果，将结果通过wifi实时发送给工作人员，同时将检测结果保存到机器人内存模块中。
42.下面结合附图对本发明做进一步的说明：
43.本发明提供一种工业视觉检测机器人，为使本发明实施例的技术方案及效果更为明确的表述，下面参照附图并举实施例对本发明加以详细说明。
44.如图1所示，一种工业视觉检测机器人由4大部分组成：夹具100、机械臂200、机器人底盘300、控制箱400；夹具100与机械臂200通过安装扣101与直角支架201连接。机械臂200与底盘300通过长六角铜柱219连接。
45.如图2所示，一种工业视觉检测机器人夹具部分由安装扣101、摆臂支撑板一108、圆形铜柱112、第一舵机109、摆臂一102、摆臂二103、连杆一104、连杆二105、夹头一106、夹头二107、摄像机支架111构成。安装扣101通过螺栓固定在摆臂支撑板一108上，第一舵机109通过圆形铜柱112和螺钉连接在摆臂支撑板一108上，摆臂一102、摆臂二103分别通过齿轮连接件、螺栓连接在摆臂支撑板一108上，同时通过齿轮啮合将第一舵机109输出的力矩传递给摆臂一102，摆臂一102通过齿轮啮合带动摆臂二103进行摆动，两根摆臂末端安装有
摄像机支架111，连杆一104和连杆二105的一端分别连接夹头一106、夹头二107，另一端连接在摆臂支撑板一108，同时夹头一106、夹头二107末端分别连接摆臂一102、摆臂二103，摆臂一102、摆臂二103、连杆一104、连杆二105、夹头一106、夹头二107共同构成曲柄摇杆机构，通过第一舵机109输出扭矩，带动夹头进行夹取动作，两个夹头首端设计有排线孔，用于安装一些电子设备以及用于固定夹块，是一个多功能可拆卸的夹头，该可拆卸性结构使机器人能够灵活地切换工作状态。图2中编号110处为排线孔，有效避免了复杂线束缭绕，提高了机器人的工作性能。
46.如图3所示，一种工业视觉检测机器人机械臂部分200由直角支架201、第二舵机202、小u型支架203、摆臂支撑板二220、第三舵机204、大u型支架205、摆臂三206、摆臂四207、第四舵机208、舵机支撑板209、转盘210构成。如图5所示，转盘210由圆盘一211、轴承212、圆盘二213、圆环一214、圆环二215、短六角铜柱216、圆盘三217、长六角铜柱218、第五舵机219构成。转盘部分210与机器人底盘部分300通过四个长六角铜柱218与机器人底盘部分300的底板301配合连接起来。第五舵机219通过螺栓连接安装在圆盘三217，圆环一214、圆环二215通过四个短六角铜柱216和螺钉平行等间距安装在圆盘三217上面。齿轮连接件与第五舵机219的输出轴配合，同时连接圆盘二213，轴承212的外圈部分与圆环一214、圆环二215通过过盈配合将轴承212安装在两个圆环之间，圆盘一211、轴承212的内圈部分、圆盘二213通过四个螺栓连接起来，圆盘一211通过螺栓将机械臂上半部分与转盘210连接起来。第五舵机219带动圆盘一211转动从而带动整个机械臂200的转动。机械臂200上半部分的第四舵机208与机械臂转盘部分210通过舵机支撑板209与圆盘一211配合连接起来。大u型支架205与第四舵机208通过大u型支架205两端分别配合第四舵机208输出轴、舵机支撑板连接起来，其中大u型支架205的一端通过齿轮连接件与第四舵机208输出轴配合连接起来，大u型支架205的另一端通过杯状轴承与舵机支撑板209配合连接起来。第四舵机208通过齿轮啮合控制机械臂在yz平面上摆动。摆臂支撑板二220和安装扣将摆臂部分和大u型支架205连接起来。摆臂部分中第三舵机204与摆臂支撑板二220通过螺钉和圆形铜柱112配合连接起来。摆臂四207通过齿轮连接件与第三舵机204输出轴配合，摆臂三206通过螺栓和套筒与摆臂支撑板二220连接起来。第三舵机204带动摆臂四207，摆臂四207通过齿轮啮合带动摆臂三206在xz平面上摆动，每根摆臂末端安装了摄像机支架111。安装扣101连接摆臂支撑板二220、大u型支架205以及小u型支架203，通过螺栓将摆臂部分、大u型支架205和小u型支架203装配在一起。小u型支架203一端配合齿轮连接件连接第二舵机202的输出轴，另一端配合杯状轴承连接舵机支撑板209，舵机支撑板209通过螺栓连接固定第二舵机202，直角支架201通过螺栓连接第二舵机202支撑板和夹具部分。第二舵机202会带动夹具进行yz平面摆动。
47.如图4所示，一种工业视觉检测机器人底盘部分300由底板301、四个减速电机304、四个减速电机支架303、四个麦克纳姆轮子305构成。减速电机支架303将减速电机304和底板301连接起来，麦克纳姆轮子305和减速电机304通过联轴器连接。六个超声传感器302分别安装在底盘300的前中后部位，使得机器人在行驶过程中对周围环境进行充分地感知。在底盘300前端部分的正下方安装一个工业摄像机306，对机器人底盘300周围的环境进行视觉检测。机器人控制箱400安装在底盘后方正中位置，控制箱400中安装有stm32板子和5个pyai-k210板子用于控制5个摄像机306。stm32板子包括stm32单片机最小系统控制单元、
sram内存扩展部分、复位电路、启动模式设置接口电路，usb供电接口电路、led指示灯、dc直流电源转换器部分、开关电路、电机驱动部分；stm32单片机最小系统控制单元的电机接口与电机驱动部分的电机控制器接口相连；超声传感器接口与stm32单片机最小系统控制单元的超声模块接口相连。摄像机控制模块包括pyai-k210主控板子、摄像机接口、lcd接口、锂电池充电电路、通讯模块。
48.如图6所示，摄像机306主要由镜头307、补光灯308构成。摄像机焦距为4mm，像素达200万，防水等级达到ip67以上，监控范围为40～80m2，工作温度为-30
°
～60
°
，工作频率50hz下的帧率为25fps，补光距离为30m。该性能摄像机可以在恶劣的环境下工作，且通过5个该摄像机306在空间上分布可以形成圆柱面检测区域，在石油管道复杂的环境下能够高效准确地检测目标缺陷。
49.如图7所示，麦克纳姆轮子305由轮毂和围绕轮毂的辊子构成，辊子轴线和轮毂轴线夹角成45
°
。当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。由四个这种轮加以组合，可以使机构实现全方位移动功能。
50.图8的观察方向为机器人底盘的俯视方向，y轴正方向为机器人的前进方向，矩形代表麦克纳姆轮子305，矩形中斜线代表麦克纳姆轮子305的辊子轴线，稳定的组合方式如图8所示，底盘前部分左右轮子的辊子轴线分别朝向右，左，底盘后部分左右轮的辊子轴线分别朝向左、右。
51.图9是摄像机支架111的主视图和左视图。
52.控制系统说明：控制系统框图如图10所示，各个部件和控制箱400通过线缆连接。控制箱400控制各个减速电机304的转动，控制各个部分的舵机运转，通过串口接收摄像机306采集到的图片信息，并同时运行缺陷检测程序，通过一种检测算法检测出结果，并将结果通过wifi天线发送给工作人员。超声传感器将检测到的距离信号传输到控制箱中，控制箱400根据设置好的距离阈值判断距离信号是否小于阈值，当小于阈值时，控制相应的减速电机304调整机器人底盘运动，从而避开障碍物，同时利用wifi模块发送报警信号给工作人员，当机器人遇到非常复杂的环境无法自动调整时，通过人工在线遥控避开障碍物，工作人员可通过电脑端使用wifi通讯方式遥控机器人的运动。舵机控制模块用于摆臂以及机械臂200的精准摆动，舵机通过pwm脉宽调节角度，周期为20ms，占空比为0.5ms～2.5ms的脉宽电平对应舵机0～180度角度范围，且成线性关系。该舵机控制精度可达3μs，在2000个脉冲范围内最小控制精度能达到0.27
°
。同时，该舵机能够提供15kn扭矩。
53.一种工业视觉检测机器人的工作示意图：
54.如图11所示，一种工业视觉检测机器人在进行石油管道缺陷内检测，从图中可以看出机器人机械臂200、摆臂三206、摆臂四207、摆臂一102、摆臂二103、夹具100可以灵活运动，通过底盘300处的摄像机可以检测底盘300周围的管道内壁，结合机械臂200、夹具100处的摄像机可以检测整个周向范围的管道。当机器人遇到障碍物时，夹头部分将障碍物夹取。
55.上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种工业视觉检测机器人，其特征在于：该工业视觉检测机器人由夹具(100)、机械臂(200)、底盘(300)、控制箱(400)四部分组成；其中夹具(100)底部与机械臂(200)的顶部连接，机械臂(200)下半部通过转盘(210)与底盘(300)连接，控制箱(400)安装在底盘(300)上。2.根据权利要求1所述的一种工业视觉检测机器人，其特征在于：所述夹具(100)的底部通过安装扣(101)与机械臂(200)连接，安装扣(101)通过螺栓固定在摆臂支撑板一(108)上、第一舵机(109)通过圆形铜柱(112)和螺钉连接在摆臂支撑板一(108)上，摆臂一(102)、摆臂二(103)分别通过齿轮连接件和螺栓连接在摆臂支撑板一(108)上，第一舵机(109)输出的力矩通过齿轮啮合传递给摆臂一(102)；摆臂一(102)通过齿轮啮合带动摆臂二(103)进行摆动；连杆一(104)和连杆二(105)的一端分别连接夹头一(106)和夹头二(107)，另一端连接在摆臂支撑板一(108)上，夹头一(106)和夹头二(107)的末端分别连接摆臂一(102)和摆臂二(103)，摆臂和夹头的首端均设有排线孔(110)；摆臂、连杆、夹头共同构成曲柄摇杆机构。3.根据权利要求1所述的一种工业视觉检测机器人，其特征在于：所述机械臂(200)的顶部通过直角支架(201)与夹具(100)连接，下半部通过转盘(210)与底盘(300)连接；直角支架(201)通过螺栓连接在舵机支撑板(209)上，小u型支架(203)的一端通过齿轮连接件与第二舵机(202)的输出轴配合连接，另一端通过杯状轴承与舵机支撑板(209)配合连接，舵机支撑板(209)通过螺栓连接并固定第二舵机(202)，机械臂(200)下半部分的第四舵机(208)与转盘(210)通过舵机支撑板(209)连接；大u型支架(205)的一端通过齿轮连接件与第四舵机(208)输出轴的配合连接，另一端通过杯状轴承与舵机支撑板(209)配合连接；摆臂支撑板二(220)连接摆臂和大u型支架(205)，第三舵机(204)与摆臂支撑板二(220)通过螺钉和圆形铜柱(112)配合连接，摆臂四(207)通过齿轮连接件与第三舵机(204)输出轴配合，摆臂三(206)通过螺栓和套筒与摆臂支撑板二(220)连接；第三舵机(204)带动摆臂四(207)，摆臂四(207)通过齿轮啮合带动摆臂三(206)摆动，摆臂的首端设有排线孔(110)；摆臂支撑板二(220)、大u型支架(205)和小u型支架(203)通过螺栓装配连接。4.根据权利要求3所述的一种工业视觉检测机器人，其特征在于：所述转盘通过四个长六角铜柱(218)与机器人底盘(300)的底板(301)连接，与圆盘二(213)连接的齿轮连接件与第五舵机(219)的输出轴配合，轴承(212)的外圈安装在圆环一(214)和圆环二(215)之间，为过盈配合，圆盘一(211)、轴承(212)的内圈、圆盘二(213)通过螺栓连接；机械臂上半部分的第四舵机(208)和转盘(210)通过舵机支撑板二(220)与圆盘一(211)配合连接。5.根据权利要求1所述的一种工业视觉检测机器人，其特征在于：所述控制箱(400)安装在底盘(300)的底板(301)中后方，超声传感器(302)为若干个，环绕底板(301)安装，底板(301)前端的正下方安装有摄像机(306)；四个麦克纳姆轮子(305)分别与各自的减速电机(304)通过联轴器连接，减速电机(304)通过减速电机支架(303)连接在底板(301)的底部。6.根据权利要求1所述的一种工业视觉检测机器人，其特征在于：所述控制箱(400)由电机控制模块、摄像机控制模块，超声传感器控制模块组成；其中电机控制模块与舵机和减速电机(304)连接，摄像机控制模块与摄像机(306)连接，超声传感器控制模块与超声传感器(302)连接。7.根据权利要求2和3所述的一种工业视觉检测机器人，其特征在于：摆臂的末端均安
装有摄像机支架(111)和摄像机(306)；所述摄像机(306)由镜头(307)和补光灯(308)组成，摄像机(306)焦距为4mm，像素200万，防水等级ip67以上，监控范围为40～80m2，工作温度为-30
°
～60
°
，工作频率50hz下的帧率为25fps，补光距离为30m。8.如权利要求1所述的一种工业视觉检测机器人的操作方法，其特征在于：具体操作方法为：控制箱(400)控制各个减速电机(304)的转动，控制各个部分的舵机运转，通过串口接收摄像机(306)采集到的图片信息，并同时运行缺陷检测程序，通过检测算法检测出结果，储存结果，并将结果通过wifi天线发送给工作人员；超声传感器(302)将检测到的距离信号传输到控制箱(400)中，控制箱(400)根据设置好的距离阈值判断距离信号是否小于阈值，当小于阈值时，控制相应的减速电机(304)调整机器人底盘(300)运动，从而避开障碍物，同时利用wifi模块发送报警信号给工作人员；当机器人遇到非常复杂的环境无法自动调整时，通过人工在线遥控避开障碍物，工作人员通过电脑端使用wifi通讯方式遥控机器人的运动。

技术总结
本发明属于新建油气管道内检测领域，具体涉及一种工业视觉检测机器人，由夹具、机械臂、底盘、控制箱四部分模块组成，底盘模块由麦克纳姆轮、底板、减速电机、减速电机支架组成，机械臂模块由舵机、舵机支撑板、齿轮、轴承、摆臂、摆臂支撑板组成，夹具模块由齿轮、连杆、夹头、舵机、摆臂、摆臂支撑板组成。本发明设计的可拆卸夹具的夹头部分具有夹取重物的能力，通过夹具可以对一些干扰物进行夹取。同时底盘处四周安装有超声传感器，使得工业机器人能够灵敏地避开障碍物。针对检测探头能够检测管道整个周向部位的问题，本发明设计的多自由度机械臂以及多自由度底盘可以解决。及多自由度底盘可以解决。及多自由度底盘可以解决。


技术研发人员：唐亮 刘斌 任建 何璐瑶 杜兵 杨井凡 马浩宁 张松 许光达 解社娟 张琳琦 刘训佶
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8