一種運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡的研究主要應(yīng)用于產(chǎn)品布局優(yōu)化領(lǐng)域。產(chǎn)品布局優(yōu)化的理論已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)和人們的生活中，在工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，合理布局設(shè)計(jì)可以減少制造成本、提高性能、減少運(yùn)輸成本等，在城市建設(shè)規(guī)劃領(lǐng)域，合理的布局可以節(jié)約土地資源，減少城市污染。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，運(yùn)用物理學(xué)中力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的原理及產(chǎn)品布局優(yōu)化方法，有人提出了凸殼+橡皮筋擬比方法，該方法廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)中，并開(kāi)發(fā)出了模擬系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。但是，凸殼+橡皮筋擬比方法大多數(shù)都是利用高速攝像儀捕捉運(yùn)動(dòng)軌跡，然后采用人工捕捉點(diǎn)畫軌跡圖，而人工畫的軌跡圖誤差較大，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種操作簡(jiǎn)單，捕捉軌跡更精確，工作效率更高的運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，其包括:機(jī)架、多點(diǎn)紅外采集裝置、機(jī)械手裝置、以及驅(qū)動(dòng)裝置，其中，多點(diǎn)紅外采集裝置可移動(dòng)地設(shè)置在機(jī)架內(nèi)部下方，用于捕捉運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡；機(jī)械手裝置固定設(shè)置在機(jī)架上，并且可升降地位于多點(diǎn)紅外采集裝置的上方，用于將物件壓制在多點(diǎn)紅外采集裝置上；驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置在機(jī)架上，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置。
[0006]此外，本發(fā)明還提供如下附屬技術(shù)方案:
[0007]所述機(jī)架的兩側(cè)分別設(shè)置一根豎直的連接板，該對(duì)連接板與所述機(jī)械手裝置相互固定連接。
[0008]所述多點(diǎn)紅外采集裝置包括多點(diǎn)紅外采集器，和支撐該多點(diǎn)紅外采集器的支撐架。
[0009]所述機(jī)械手裝置包括與所述機(jī)架相互固定連接，并且可進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)滾軸絲桿、位于所述多點(diǎn)紅外采集裝置正上方的壓板、連接滾軸絲桿和壓板的兩個(gè)壓板夾具、固定安裝在壓板下方的多個(gè)壓桿、分別固定安裝在壓桿下端的多個(gè)緩沖件。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括聯(lián)軸器、伺服電機(jī)、以及伺服控制器，所述機(jī)械手裝置通過(guò)聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相互連接，伺服控制器可控制伺服電機(jī)按設(shè)定速度驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手裝置。
[0011]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:揭示了一種運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單，綜合運(yùn)用物理學(xué)、人工智能、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理和PLC程序設(shè)計(jì)等方法，使得捕捉軌跡更精確，解決了傳統(tǒng)手繪軌跡所帶來(lái)的誤差問(wèn)題，提高了工作效率，并且增大了研究方向，能在保證產(chǎn)品各項(xiàng)性能要求的前提下，通過(guò)空間的壓縮獲得最優(yōu)的產(chǎn)品布局。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是圖1中機(jī)架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是圖1中多點(diǎn)紅外采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是圖1中機(jī)械手裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是圖1中驅(qū)動(dòng)裝置和滾軸絲桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記:1_機(jī)架，2-支撐架，3-多點(diǎn)紅外采集器，4-運(yùn)動(dòng)物體，5-壓板，6_滾軸絲桿，7-壓板夾具，8-壓桿，9-緩沖件，10-聯(lián)軸器，11-伺服電機(jī)，20-連接板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合較佳實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]參照?qǐng)D1，其所示的是運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要用于追蹤運(yùn)動(dòng)物體4的二維軌跡，并進(jìn)行產(chǎn)品布局優(yōu)化。由圖示可知，本發(fā)明的機(jī)構(gòu)包括機(jī)架1、多點(diǎn)紅外采集裝置、機(jī)械手裝置、以及驅(qū)動(dòng)裝置，其中，多點(diǎn)紅外采集裝置可移動(dòng)地設(shè)置在機(jī)架I內(nèi)部下方，用于捕捉運(yùn)動(dòng)物體4的運(yùn)動(dòng)軌跡；機(jī)械手裝置固定設(shè)置在機(jī)架I上，并且是可升降地位于多點(diǎn)紅外采集裝置的上方，用于將物件壓制在多點(diǎn)紅外采集裝置上；驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置在機(jī)架I上，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置發(fā)生升降運(yùn)動(dòng)。
[0020]結(jié)合圖2，機(jī)架I呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由方通和合金板焊接合成，機(jī)架I的兩側(cè)分別設(shè)置一根豎直的連接板20，該對(duì)連接板20與機(jī)械手裝置相互固定連接。為提高檢測(cè)精密度，兩根連接板20須保證與水平面保持絕對(duì)90°垂直。
[0021]結(jié)合圖3，多點(diǎn)紅外采集裝置包括多點(diǎn)紅外采集器3，和支撐該多點(diǎn)紅外采集器3的支撐架2，多點(diǎn)紅外采集器3可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行捕捉，同時(shí)可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出做下一步分析。
[0022]結(jié)合圖4，機(jī)械手裝置包括兩個(gè)滾軸絲桿6、壓板5、兩個(gè)壓板夾具7、多個(gè)壓桿8、以及多個(gè)緩沖件9，具體地，兩個(gè)滾軸絲桿6分別與機(jī)架I兩側(cè)的連接板相互固定連接，壓板5呈水平地位于多點(diǎn)紅外采集器3的正上方，兩個(gè)滾軸絲桿6分別通過(guò)壓板夾具7與壓板5相互固定連接，并且可帶動(dòng)壓板5發(fā)生升降運(yùn)動(dòng)，多個(gè)壓桿8固定安裝在壓板5的下端，緩沖件9固定安裝在壓桿8的下方，壓桿8和緩沖件9可隨著壓板5發(fā)生升降運(yùn)動(dòng)。在壓桿8的下端安裝緩沖件9有利于在壓制物塊時(shí)候避免因硬性碰撞損壞多點(diǎn)紅外采集器3。
[0023]結(jié)合圖5，驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)聯(lián)軸器10、兩個(gè)伺服電機(jī)11、以及伺服控制器(圖未示)，機(jī)械手裝置的兩個(gè)滾軸絲桿6分別通過(guò)兩個(gè)聯(lián)軸器10與兩個(gè)伺服電機(jī)11相互連接，伺服控制器為單片機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)兩個(gè)伺服電機(jī)11起到同步運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，使得兩個(gè)滾軸絲桿6同步升降，保證壓板5在升降過(guò)程中保持水平狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明的檢測(cè)物塊選為尼龍物塊，該機(jī)構(gòu)的工作工程大致為:先使橡皮筋在鐵鉤的作用下拉伸足夠大的空間，再將要研究的尼龍物塊放在橡皮筋拉伸的空間內(nèi)；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)滾軸絲桿6下降，滾軸絲桿6帶動(dòng)壓板5、壓桿8和緩沖件9下降；當(dāng)緩沖件9將尼龍物塊壓制后放開(kāi)鐵鉤使橡皮筋全部抱住尼龍物塊，由于尼龍物塊在緩沖件9的壓制下靜止不動(dòng)，在規(guī)定的時(shí)間后，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)滾軸絲桿6上升，滾軸絲桿6會(huì)按照設(shè)定的程序上升指定高度，這時(shí)尼龍物塊在橡皮筋的拉力下向中間靠攏，多點(diǎn)紅外采集器3可以捕捉物塊運(yùn)動(dòng)軌跡，之后導(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。檢測(cè)物塊為其他物塊時(shí)，檢測(cè)過(guò)程與上述類似。
[0025]綜上所述，本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單，綜合運(yùn)用物理學(xué)、人工智能、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理和PLC程序設(shè)計(jì)等方法，使得捕捉軌跡更精確，解決了傳統(tǒng)手繪軌跡所帶來(lái)的誤差問(wèn)題，提高了工作效率，并且增大了研究方向，能在保證產(chǎn)品各項(xiàng)性能要求的前提下，通過(guò)空間的壓縮獲得最優(yōu)的產(chǎn)品布局。
[0026]需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，其特征在于其包括:機(jī)架、多點(diǎn)紅外采集裝置、機(jī)械手裝置以及驅(qū)動(dòng)裝置，其中， 多點(diǎn)紅外采集裝置可移動(dòng)地設(shè)置在機(jī)架內(nèi)部下方，用于捕捉運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡； 機(jī)械手裝置固定設(shè)置在機(jī)架上，并且可升降地位于多點(diǎn)紅外采集裝置的上方，用于將物件壓制在多點(diǎn)紅外采集裝置上； 驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置在機(jī)架上，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)架的兩側(cè)分別設(shè)置一根豎直的連接板，該對(duì)連接板與所述機(jī)械手裝置相互固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述多點(diǎn)紅外采集裝置包括多點(diǎn)紅外采集器，和支撐該多點(diǎn)紅外采集器的支撐架。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)械手裝置包括與所述機(jī)架相互固定連接，并且可進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)滾軸絲桿、位于所述多點(diǎn)紅外采集裝置正上方的壓板、連接滾軸絲桿和壓板的兩個(gè)壓板夾具、固定安裝在壓板下方的多個(gè)壓桿、以及分別固定安裝在壓桿下端的多個(gè)緩沖件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括聯(lián)軸器、伺服電機(jī)、以及伺服控制器，所述機(jī)械手裝置通過(guò)聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相互連接，伺服控制器可控制伺服電機(jī)按設(shè)定速度驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手裝置。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種運(yùn)動(dòng)物體二維軌跡追蹤機(jī)構(gòu)，其包括：機(jī)架、多點(diǎn)紅外采集裝置、機(jī)械手裝置以及驅(qū)動(dòng)裝置，其中，多點(diǎn)紅外采集裝置可移動(dòng)地設(shè)置在機(jī)架內(nèi)部下方，用于捕捉運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡；機(jī)械手裝置固定設(shè)置在機(jī)架上，并且可升降地位于多點(diǎn)紅外采集裝置的上方，用于將物件壓制在多點(diǎn)紅外采集裝置上；驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置在機(jī)架上，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，捕捉軌跡更精確，工作效率更高。
【IPC分類】G06T7/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105184813
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510433391
【發(fā)明人】廖小平, 馬俊燕, 劉祥沙, 張志鵬
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月22日