CN106801774A - 一种机器人云台 - Google Patents

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彭志远
任春勇
左惠文
王琴
陶勇
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Abstract

本发明适用于云台技术领域，公开了一种机器人云台，包括用于安装在机器人上的立柱仓体、设置在所述立柱仓体远离所述机器人的一端的立柱传动装置、与所述立柱传动装置连接的俯仰仓体、与所述俯仰仓体转动连接的相机仓安装架、水平设置在所述相机仓安装架的一端且用于与所述俯仰仓体转动连接的俯仰传动装置、水平设置在所述相机仓安装架的另一端且用于在所述相机仓安装架的转动过程中抵消其重力产生的扭矩的储能装置。本发明的机器人云台通过设置储能装置进行储能，以抵消云台俯仰时重力产生的扭矩，大大的降低了电机功率需求，使得云台在相同电能的情况下其续航时间加长。

Description

一种机器人云台
技术领域
本发明属于云台技术领域，尤其涉及一种机器人云台。
背景技术
目前，变电站机器人得到了大规模的应用,相应地,机械人云台也得到了大规模的应用。然而,目前市面销售的机器人云台多为安防产品，并未考虑机器人的实际需求，存在体积大，重量大，功耗大等缺陷。具体地，为了克服云台俯仰时相机仓自重所产生的扭矩，需要较大扭矩，在需要高速运行的情况下，电机功率需求很大，造成体积和重量大；另外，由于内部空间不紧凑，外壳较大，造成整机体积、重量较大。由于机器人采用电池供电，在重量大、功耗大的情况下其续航能力大大降低，且不利于储存运输。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种机器人云台，其采用储能方式抵消云台俯仰时重力产生的扭矩，大大的降低了电机功率需求。
本发明的技术方案是：提供一种机器人云台，包括用于安装在机器人上的立柱仓体、设置在所述立柱仓体远离所述机器人的一端的立柱传动装置、与所述立柱传动装置连接的俯仰仓体、与所述俯仰仓体转动连接的相机仓安装架、水平设置在所述相机仓安装架的一端且用于与所述俯仰仓体转动连接的俯仰传动装置、水平设置在所述相机仓安装架的另一端且用于在所述相机仓安装架的转动过程中抵消其重力产生的扭矩的储能装置。
实施本发明的机器人云台，具有以下有益效果：通过设置储能装置进行储能，以抵消云台俯仰时重力产生的扭矩，大大的降低了电机功率需求，使得云台在相同电能的情况下其续航时间加长；另外，本发明机器人云台结构紧凑，提高了空间利用率，减少了材料使用，从而获得更小体积和更低重量的云台。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的机器人云台的剖视图；
图2是本发明实施例提供的机器人云台的立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的机器人云台，其包括立柱仓体1、立柱传动装置2、俯仰仓体3、相机仓安装架4、俯仰传动装置5、储能装置6。其中，立柱仓体1用于安装在机器人上，具体地，立柱仓体1可通过在其一端设置法兰与机器人连接。立柱仓体1竖直设置，且立柱传动装置2设置在立柱仓体1远离机器人的一端。俯仰仓体3与立柱传动装置2转动连接，即俯仰仓体3可在立柱传动装置2的带动下绕立柱仓体1在水平面上呈360度转动。相机仓安装架4与俯仰仓体3转动连接，该相机仓安装架4可与俯仰仓体3一起转动，同时还可以绕俯仰仓体3在竖直面上转动。具体地，俯仰传动装置5水平设置在相机仓安装架4的一端且用于与俯仰仓体3转动连接，储能装置6水平设置在相机仓安装架4的另一端且用于与俯仰仓体3转动连接，同时，储能装置6还用于在相机仓安装架4绕俯仰仓体3转动过程中抵消相机仓安装架4重力产生的扭矩。当云台俯仰时，即相机仓安装架4绕俯仰仓体3转动时，储能装置6会产生一个扭矩，此扭矩与相机仓安装架4俯仰时自重产生的转矩方向相反，通过对储能装置6的恰当设计，让储能装置6的扭矩与俯仰转矩达到接近平衡，只需很小的扭矩便可让云台进行俯仰动作。
本发明的一种机器人云台，其通过设置储能装置6进行储能，以抵消云台俯仰时重力产生的扭矩，大大的降低了电机功率需求，使得云台在相同电能的情况下其续航时间加长；另外，本发明机器人云台结构紧凑，提高了空间利用率，减少了材料使用，从而获得更小体积和更低重量的云台。
进一步地，上述储能装置6包括储能转轴61和储能弹簧62。其中，储能转轴61设置在相机仓安装架4远离俯仰传动装置5的一端，且用于与俯仰仓体3转动连接，即储能转轴61的一端与相机仓安装架4连接，储能转轴61的另一端与俯仰仓体3连接。储能弹簧62设置在储能转轴61与俯仰仓体3之间，在储能转轴61的转动过程中，储能弹簧62产生与相机仓安装架4俯仰时自重产生的转矩方向相反的扭矩，从而抵消机仓安装架4的重力产生的扭矩。
优选地，在本发明的一个实施例中，该储能弹簧62为扭簧。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，储能弹簧62也可以是其它储能方式。
进一步地，本发明实施例的云台还包括第一驱动装置7和第二驱动装置8。其中，该第一驱动装置7设置在立柱仓体1内，且该第一驱动装置7用于驱动立柱传动装置2转动。该第二驱动装置8设置在俯仰仓体3内，且该第二驱动装置8用于驱动俯仰传动装置5转动。本发明实施例通过将第一驱动装置7和第二驱动装置8分配在不同箱体内，提高了空间利用率，减少了材料使用。
进一步地，本发明实施例的云台还包括第一减速器9和第二减速器10。其中，第一减速器9与第一驱动装置7连接，第二减速器10与第二驱动装置8连接。该第一减速器9和第二减速器10分别用于调节第一驱动装置7和第二驱动装置8的转速。另外，本发明实施例通过将第一减速器9和第二减速器10分配在不同箱体内，提高了空间利用率，减少了材料使用。
优选地，在本发明的一个实施例中，第一驱动装置7和第二驱动装置8均为电机。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，第一驱动装置7和第二驱动装置8也可以用其它驱动方式来实现。
进一步地，立柱传动装置2包括连接在第一驱动装置7与俯仰仓体3之间的立柱传动轴21，以及套设在立柱传动轴21外的第一轴承22。该立柱传动轴21与第一轴承22配合带动俯仰仓体3转动。
进一步地，俯仰传动装置5包括连接在第二驱动装置8与相机仓安装架4之间的俯仰传动轴51，以及套设在俯仰传动轴51外的第二轴承52。该俯仰传动轴51与第二轴承52配合带动相机仓安装架4作俯仰动作，即绕俯仰仓体3转动。
进一步地，俯仰仓体3包括与立柱传动轴21连接的底板31，以及与底板31连接且用于连接相机仓安装架4的俯仰仓主体32。具体地，底板31与俯仰仓主体32之间围合成用于容纳第二驱动装置8和第二减速器10的容纳空间。另外，俯仰传动装置5和储能装置6分别连接在俯仰仓主体32的两侧。
优选地，相机仓安装架4由轻质材料制成，以减轻云台整机的重量。
综上所述，本发明实施例的机器人云台，其通过在云台内部设置储能弹簧62，可以抵消相机仓安装架4的重力产生的力矩，从而使得俯仰电机的功率得以减小，进而使云台整机的重量、体积、功耗得以降低；第一驱动装置7和第二驱动装置8分别存在于两个腔体内，增加了空间利用率，减小了材料使用，降低了云台整机的体积和重量；相机仓安装架4采用轻质材料，结构设计紧凑，提高内部空间利用率，减小整机结构的尺寸和重量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人云台，其特征在于，包括用于安装在机器人上的立柱仓体(1)、设置在所述立柱仓体(1)远离所述机器人的一端的立柱传动装置(2)、与所述立柱传动装置(2)连接的俯仰仓体(3)、与所述俯仰仓体(3)转动连接的相机仓安装架(4)、水平设置在所述相机仓安装架(4)的一端且用于与所述俯仰仓体(3)转动连接的俯仰传动装置(5)、水平设置在所述相机仓安装架(4)的另一端且用于在所述相机仓安装架(4)的转动过程中抵消其重力产生的扭矩的储能装置(6)。
2.如权利要求1所述的机器人云台，其特征在于，所述储能装置(6)包括设置在所述相机仓安装架(4)远离所述俯仰传动装置(5)的一端且用于与所述俯仰仓体(3)转动连接的储能转轴(61)，以及设置在所述储能转轴(61)与所述俯仰仓体(3)之间的储能弹簧(62)。
3.如权利要求2所述的机器人云台，其特征在于，所述储能弹簧(62)为扭簧。
4.如权利要求1所述的机器人云台，其特征在于，所述云台还包括设置在所述立柱仓体(1)内且用于驱动所述立柱传动装置(2)转动的第一驱动装置(7)，以及设置在所述俯仰仓体(3)内且用于驱动所述俯仰传动装置(5)转动的第二驱动装置(8)。
5.如权利要求4所述的机器人云台，其特征在于，所述云台还包括与所述第一驱动装置(7)连接的第一减速器(9)，以及与所述第二驱动装置(8)连接的第二减速器(10)。
6.如权利要求4所述的机器人云台，其特征在于，所述第一驱动装置(7)和第二驱动装置(8)均为电机。
7.如权利要求4所述的机器人云台，其特征在于，所述立柱传动装置(2)包括连接在所述第一驱动装置(7)与俯仰仓体(3)之间的立柱传动轴(21)，以及套设在所述立柱传动轴(21)外的第一轴承(22)。
8.如权利要求7所述的机器人云台，其特征在于，所述俯仰传动装置(5)包括连接在所述第二驱动装置(8)与相机仓安装架(4)之间的俯仰传动轴(51)，以及套设在所述俯仰传动轴(51)外的第二轴承(52)。
9.如权利要求8所述的机器人云台，其特征在于，所述俯仰仓体(3)包括与所述立柱传动轴(21)连接的底板(31)，以及与所述底板(31)连接且用于连接所述相机仓安装架(4)的俯仰仓主体(32)。
10.如权利要求1所述的机器人云台，其特征在于，所述相机仓安装架(4)由轻质材料制成。
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