(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210605092.0 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 (72)发明人 夏煌　方银锋　王帮雨　濮程红　 刘子洋　 (74)专利代理 机构 杭州浙科专利事务所(普通 合伙) 33213 专利代理师 陈洁 (51)Int.Cl. G01R 31/28(2006.01) G01R 31/302(2006.01) B25J 9/04(2006.01) B25J 9/16(2006.01)B25J 9/02(2006.01) (54)发明名称 基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测 装置及方法 (57)摘要 本发明属于电路板检测技术领域， 公开了一 种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装 置及方法， 包括PC机、 机械臂、 检测仪、 摄像头和 电路板， 所述检测仪包括检测探针， 所述检测探 针固定在机械臂末端； 摄像头安装在机械臂末 端， 检测探针上方； 所述检测仪、 摄像头、 机械臂 与PC机相连； 所述机械臂用于携带测试探针运动 至电路板检测点处； 所述摄像头用于拍摄电路 板， 并将电路板图像信息传送至PC机进行分析； 所述检测仪检测电路板相关参数是否符合设计 要求； 所述PC机处理摄像头返回的图像信息以及 控制机械臂和检测仪。 本发明实现了自动化电路 板检测， 代替工人进行上述重复工作， 减少了工 人的参与度， 提高了 检测效率。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115078961 A 2022.09.20 CN 115078961 A 1.一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 包括PC机 （1） 、 机械臂 （2） 、 检测 仪 （3） 、 摄像头 （4） 和电路板 （6） ， 其特征在于， 所述检测仪 （3） 包括检测探针 （5） ， 所述检测探 针 （5） 固定在机械臂 （2） 末端； 摄像头 （4） 安装在机械臂 （2） 末端， 检测探针 （5） 上方； 所述检 测仪 （3） 、 摄像头 （4） 、 机械臂 （2） 与PC机 （1） 相连； 所述机械臂 （2） 用于携带测试探针 （5） 运动 至电路板 （6） 检测点处； 所述摄像头 （4） 用于拍摄电路板 （6） ， 并将电路板图像信息传送至P C 机 （1） 进行分析； 所述检测仪 （3） 检测电路板 （6） 相关参数是否符合设计要求； 所述PC机 （1） 处理摄像头 （4） 返回的图像信息以及控制机 械臂 （2） 和检测仪 （3） 。 2.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述检测仪 （3） 包括检测仪主体和接口模块， 所述检测仪主体与PC机 （1） 通过USB接口相连， 所述接口模块连接检测探针 （5） 和检测仪主体。 3.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述摄像头 （4） 通过串口与PC 机 （1） 相连； 所述机 械臂 （2） 通过USB接口与PC 机 （1） 相连。 4.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述机械臂 （2） 最大负载  500g； 最大伸展距离  320mm； 运动范围： 底座： ‑90°~﹢90°、 大臂： 0° ~﹢85°、 小臂： ﹣ 10 °~﹢90°、 末端旋转： ‑90°~﹢90°； 最大运动速度 （250g  负载） ： 大小臂、 底座旋 转速度为320 °/s， 末端旋转速度为 480°/s。 5.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述摄像头 （4） 传感器类型为Co ms 1/2.3 inchse， 分辨为3840*2880 ‑20帧九种 MJPG格式， 支持YUY2物理像素1200万物理像素视角3.24mm无畸变广角130 °， 畸变失真3.24mm焦距< ‑ 0.35%。 6.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述机械臂 （2） 的关节坐标系是： 以各运动 关节为参照确定的坐标系： 当机械臂 （2） 末端安 装检测探针 （5） 时， 则包含四个关节： J1、 J2、 J3和J4， J1、 J2、 J3和J4均为旋转关节， 逆时针为 正， J1控制底 座电机正负方向旋转； J2控制大臂电机正负方向旋转； J3控制小臂电机正负方 向移动； J4控制末端舵机正负方向旋转。 7.根据权利要求6所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述机械臂 （2） 的笛卡尔坐标系是： 以机械臂底座为参照确定的坐标系： 坐标系原点为大 臂、 小臂以及底座三个电机三轴的交点，  X轴方向垂直于固定底座向前； Y轴 方向垂直于固 定底座向左；  Z轴符合右手定则， 垂直向上为正方向； R轴为末端舵机中心相对于原点的姿 态， 逆时针为 正， 当安装了检测探针 （5） 时， 才 存在R轴， R轴坐标为J 1轴和J4轴坐标之和。 8.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述检测探针 （5） 垂 直固定在检测探针板上， 检测探针板固定在机械臂 （2） 末端， 4个检测探 针 （5） 为一组， 检测 探针 （5） 尖端在一条空间水平线上， 距离为对应被检测电路板监测点之 间的距离， 每个检测 探针 （5） 上部与导线相连用于传输检测电流； 所述摄像头 （4） 固定在机 械臂 （2） 末端上部 。 9.根据权利要求8所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置， 其特征在于， 所述检测探针板通过胶水粘连的方式固定在机械臂 （2） 末端， 所述摄像头 （4） 通过螺丝固定 在机械臂 （2） 末端上部 。 10.一种利用如权利要求1 ‑9任一项所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115078961 A 2装置进行电路板检测的方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 装置启动时， 机械臂 （2） 接收PC机 （1） 指令置零归位， 到达初始位置， 摄像头 （4） 拍摄桌面上电路板 （6） ； 获得图像信息， 通过USB串口发送至PC 机 （1） ； 步骤2： PC机 （1） 处理图像信息， PC机 （1） 通过检测点检测算法识别电路板 （6） 检测点， 获 取检测点的像素坐标， 再通过像素坐标与实际空间坐标的转化关系获得检测点的空间坐 标， 利用一系列检测点的空间坐标计算电路板角度； 步骤3： 在PC 机 （1） 控制下， 机 械臂 （2） 携带检测探针 （5） 运动至检测点； 步骤4： 接收机 械臂 （2） 完成运动信号PC 机 （1） 开启检测仪 （3） 进行检测； 步骤5： 检测仪 （3） 检测电路板 （6） 相应指标 是否符合要求； 步骤6： PC 机 （1） 接收检测仪 （3） 返回检测结果， 提 示工人电路板 （6） 是否合格。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115078961 A 3