一種具有圖像識別功能的機械手控制系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種具有圖像識別功能的機械手控制系統，包括上位機，上位機通過無線通信模塊與單片機進行雙向傳送數據，單片機輸出端與舵機控制器的輸入端相連，舵機控制器的輸出端與舵機相連，方向傳感器、壓力傳感器和攝像頭的輸出端分別與第一模擬信號處理模塊、第二模擬信號處理模塊和圖像處理模塊的輸入端一一對應相連，第一模擬信號處理模塊、第二模擬信號處理模塊和圖像處理模塊的輸出端均與單片機的輸入端相連。本實用新型專利技術通過GPRS模塊實現上位機與單片機之間數據的無線傳輸，數據傳輸距離遠，傳輸穩定可靠，數據不易丟失；圖像處理模塊采集圖像精度高，圖像數據處理精確，可避免機械手的誤操作行為。

Manipulator control system with image recognition function

The utility model relates to a manipulator control system with image recognition function, including PC, PC two-way transmit data through the wireless communication module and MCU, MCU output and the servo controller is connected with the input end of the steering gear, the output end of the controller and actuator connected to the output direction sensor, pressure sensor and camera respectively. The first and second analog signal processing module, analog signal processing module and image processing module of the corresponding input end connected to the first analog signal processing module, output second analog signal processing module and image processing module and the microcontroller is connected with the input end. The utility model realizes the wireless transmission of data between PC and MCU through GPRS module, data transmission distance, transmission is stable and reliable, the data is not easy to be lost; the image processing module of image acquisition with high precision, accurate image data processing, can avoid the incorrect operation behavior of manipulator.

【技術實現步驟摘要】
一種具有圖像識別功能的機械手控制系統
本技術涉及機械手控制系統
，尤其是一種具有圖像識別功能的機械手控制系統。
技術介紹
隨著生產工具的不斷迭新改變，人類社會的勞動生產率也不斷提高，人類社會的發展速度也越來越快，其中機械手是人類社會進步不可或缺的一部分，機械手可以代替人類在惡劣的環境中工作，并可以完成搬運、加工、運輸等一系列工作，提高生產效率。然而，現有的機械手與上位機之間的通信模式大部分采用有線通信或者短距離的無線通信模式，在抓取搬運工件時，由于數據傳輸距離短，仍需工作人員在現場，浪費人力資源，控制成本較高，并且圖像處理效果差，有時會產生誤操作行為，增加了機械手潛在的危險性。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種數據傳輸距離遠，傳輸穩定可靠；圖像采集精度高，圖像數據處理精確的具有圖像識別功能的機械手控制系統。為實現上述目的，本技術采用了以下技術方案：一種具有圖像識別功能的機械手控制系統，包括上位機，上位機通過無線通信模塊與單片機進行雙向數據傳送，單片機輸出端與舵機控制器的輸入端相連，舵機控制器的輸出端與舵機相連，方向傳感器、壓力傳感器和攝像頭的輸出端分別與第一模擬信號處理模塊、第二模擬信號處理模塊和圖像處理模塊的輸入端一一對應相連，第一模擬信號處理模塊、第二模擬信號處理模塊和圖像處理模塊的輸出端均與單片機的輸入端相連，供電模塊分別向單片機、舵機控制器和圖像處理模塊供電。所述單片機采用ATmega128芯片；所述第一模擬信號處理模塊包括放大器U10B，其正相輸入端通過可調電阻R54接地，其反相輸入端分別與電阻R52、電阻R53的一端相連，電阻R52的另一端分別與電阻R50、電阻R51的一端相連，電阻R50的另一端分別與方向傳感器、電容C50的一端相連，電阻R51的另一端接地，電容C50的另一端接地；放大器U10B的輸出端分別與電阻R55的一端、電阻R53的另一端相連，電阻R55的另一端接單片機的51腳。所述舵機和方向傳感器均安裝在機械手的關節處，所述壓力傳感器和攝像頭安裝在機械手的手爪處。所述無線通信模塊采用GPRS模塊，所述舵機控制器采用基于PCA9685的16路PWM舵機驅動板，所述圖像處理模塊采用MT9P031芯片，所述供電模塊選用LM2576-5.0穩壓芯片。所述第二模擬信號處理模塊和第一模擬信號處理模塊的電路相同。所述放大器U10B采用LM4562芯片。由上述技術方案可知，本技術的優點在于：第一，采用ATmega128單片機，可靠性高，成本低；第二，通過GPRS模塊實現上位機與單片機之間數據的無線傳輸，數據傳輸距離遠，傳輸穩定可靠，數據不易丟失；第三，圖像處理模塊采集圖像精度高，圖像數據處理精確，可避免機械手的誤操作行為。附圖說明圖1為本技術的電路圖；圖2、3分別為圖1中單片機和第一模擬信號處理模塊的電路原理圖。具體實施方式如圖1所示，一種具有圖像識別功能的機械手控制系統，包括上位機1，上位機1通過無線通信模塊2與單片機3進行雙向數據傳送，單片機3輸出端與舵機控制器4的輸入端相連，舵機控制器4的輸出端與舵機相連，方向傳感器、壓力傳感器和攝像頭的輸出端分別與第一模擬信號處理模塊5、第二模擬信號處理模塊6和圖像處理模塊7的輸入端一一對應相連，第一模擬信號處理模塊5、第二模擬信號處理模塊6和圖像處理模塊7的輸出端均與單片機3的輸入端相連，供電模塊8分別向單片機3、舵機控制器4和圖像處理模塊7供電。所述舵機和方向傳感器均安裝在機械手的關節處，所述壓力傳感器和攝像頭安裝在機械手的手爪處。所述無線通信模塊2采用GPRS模塊，選用西門子MC55I型號，用于實現上位機1與單片機3之間的無線數據傳輸；所述舵機控制器4采用基于PCA9685的16路PWM舵機驅動板，用于驅動多路舵機，進而控制機械手各關節和機械手手爪；所述圖像處理模塊7采用MT9P031芯片，用于圖像數據的處理；所述供電模塊8選用LM2576-5.0穩壓芯片，輸出5V電壓，用于單片機3、舵機控制器4和圖像處理模塊7供電。如圖2、3所示，所述單片機3采用ATmega128芯片；所述第一模擬信號處理模塊5包括放大器U10B，所述放大器U10B采用LM4562芯片，其正相輸入端通過可調電阻R54接地，其反相輸入端分別與電阻R52、電阻R53的一端相連，電阻R52的另一端分別與電阻R50、電阻R51的一端相連，電阻R50的另一端分別與方向傳感器、電容C50的一端相連，電阻R51的另一端接地，電容C50的另一端接地；放大器U10B的輸出端分別與電阻R55的一端、電阻R53的另一端相連，電阻R55的另一端接單片機3的51腳。所述第二模擬信號處理模塊6和第一模擬信號處理模塊5的電路相同，用于將傳感器發送的模擬信號轉化為數字信號。第一模擬信號處理模塊5和第二模擬信號處理模塊6分別通過AD1和AD2腳與方向傳感器和壓力傳感器相連，通過PA0、PA1腳與單片機3的51、50腳相連，第一模擬信號處理模塊5和第二模擬信號處理模二6選用LM4562芯片。以下結合圖1、2、3對本技術作進一步的說明。攝像頭將采集到機械手前方物體的圖像信息經過圖像處理模塊7處理后傳送給單片機3，單片機3經過無線通信模塊2將圖像信息傳送給上位機1顯示，工作人員操作上位機1發出控制信號給單片機3，單片機3發出控制指令控制舵機控制器4，進而實現舵機的控制。為實現機械手的閉環控制，安裝在機械手關節處的方向傳感器將采集到的機械手方向信息、安裝在機械手手爪處的壓力傳感器將采集到的機械手手爪對物體的壓力信息經過第一模擬信號處理模塊5、第二模擬信號處理模塊6將數據傳送給單片機3，進而控制舵機，實現閉環精確控制。綜上所述，單片機3根據上位機1的控制信號、傳感器采集到的信息和圖像信息，發出相應控制指令，控制機械手執行相應的動作，實現閉環控制，并將數據傳送到上位機1顯示。本技術通過無線通信模塊2傳送數據，傳輸數據范圍大，成本低，并且操作簡單，功能實用。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有圖像識別功能的機械手控制系統，其特征在于：包括上位機（1），上位機（1）通過無線通信模塊（2）與單片機（3）進行雙向數據傳送，單片機（3）輸出端與舵機控制器（4）的輸入端相連，舵機控制器（4）的輸出端與舵機相連，方向傳感器、壓力傳感器和攝像頭的輸出端分別與第一模擬信號處理模塊（5）、第二模擬信號處理模塊（6）和圖像處理模塊（7）的輸入端一一對應相連，第一模擬信號處理模塊（5）、第二模擬信號處理模塊（6）和圖像處理模塊（7）的輸出端均與單片機（3）的輸入端相連，供電模塊（8）分別向單片機（3）、舵機控制器（4）和圖像處理模塊（7）供電。

【技術特征摘要】
1.一種具有圖像識別功能的機械手控制系統，其特征在于：包括上位機（1），上位機（1）通過無線通信模塊（2）與單片機（3）進行雙向數據傳送，單片機（3）輸出端與舵機控制器（4）的輸入端相連，舵機控制器（4）的輸出端與舵機相連，方向傳感器、壓力傳感器和攝像頭的輸出端分別與第一模擬信號處理模塊（5）、第二模擬信號處理模塊（6）和圖像處理模塊（7）的輸入端一一對應相連，第一模擬信號處理模塊（5）、第二模擬信號處理模塊（6）和圖像處理模塊（7）的輸出端均與單片機（3）的輸入端相連，供電模塊（8）分別向單片機（3）、舵機控制器（4）和圖像處理模塊（7）供電。2.根據權利要求1所述的具有圖像識別功能的機械手控制系統，其特征在于：所述單片機（3）采用ATmega128芯片；所述第一模擬信號處理模塊（5）包括放大器U10B，其正相輸入端通過可調電阻R54接地，其反相輸入端分別與電阻R52、電阻R53的一端相連，電阻R52的另一端分別與電阻R50、電阻R51的一端相連，電阻R50的另一端分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張騰蛟，鐘澤鵬，賴江山，
申請(專利權)人：張錦迪，
類型：新型
國別省市：安徽,34