董靖川，张成君，王一成，王静涛，刘 丽，卞鹏锡

（天津大学 机械工程学院，天津 300354）

伴随智能制造系统在工业中的广泛应用[1-2]，对于基于机器视觉的智能机器人抓取系统的需求不断增长。利用机器视觉算法识别和定位目标[3-4]，实现自动上下料、分拣等快速抓取作业[5-8]，具有重要的实用价值。

针对智能制造实验教学项目的要求，开发了面向机器人抓取任务的视觉定位实验平台。该实验平台以5 自由度的关节式机器人为基础实现物料的抓取和搬运，以Matlab 软件环境为依托进行机器视觉算法的开发，通过网络与机器人运动控制器进行通信，完成视觉定位与抓取任务，能够支持开放式的项目制实验教学。

1 实验平台组成

1.1 实验系统硬件组成

该实验平台的硬件组成包括5 自由度关节式机器人、机器人运动控制器、彩色数字摄像机、工作平台和上位机，如图1 所示。实验平台采用自主研制的5自由度关节式教学型机器人，其中4 个关节由交流伺服电机驱动，第5 个关节由直流舵机驱动。机器人前3 个关节实现了末端手抓的空间定位，由谐波减速机和平行四边形机构实现传动。位于腕部的第4 关节由交流电机直接驱动，可带动手抓在水平面内实现360°旋转，以使手抓从合适的方向抓取物体。第5 个自由度由直流舵机控制手抓的开合。机器人的运动控制器采用实验室自主开发的基于32 位ARM 单片机的控制板，具备模拟量、编码器、通用IO、以太网等接口，可实现4 台伺服电机的闭环控制和直流舵机的PWM比例控制。……