CN106878600A - 一种旋转式监控机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种旋转式监控机构及机器人，旋转式监控机构，包括：驱动器、旋转部件、摄像头以及位置传感器；其中，所述驱动器与所述旋转部件连接，以驱动所述旋转部件旋转；所述摄像头设置在所述旋转部件上；所述旋转部件上设有监测部；所述位置传感器设置在所述监测部的旋转范围内，通过感测所述监测部来确定所述摄像头的起始位置；相应地，本发明实施例还提供了一种机器人；根据本发明实施例提供的技术方案，能够调节摄像头的旋转角度，使摄像头的拍摄范围大幅增加，在有效增加监控的范围的同时，减少了摄像头的数量，充分发挥摄像头的监控作用。

Description

一种旋转式监控机构及机器人

技术领域

本发明实施例属于监控技术领域，具体地说，涉及一种旋转式监控机构及机器人。

背景技术

从智能机器人诞生的那一刻起，摄像头在智能机器人上的使用就是自然而然的事情。但是，现在所使用的摄像头的监控范围很小，不能满足大范围的监控要求。

目前，为了增大监控范围，往往需要在机器人上安装多个摄像头。然而，受限于智能机器人的大小，智能机器人身体上不便于安装过多的摄像头，但不安装充分数量的摄像头又不足以增加机器人的监控范围或者无法充分发挥机器人的作用。另外，有些特殊的场合需要机器人身体上的摄像头具有智能捕捉监控目标的功能，但是，现在所使用的摄像头的监控范围很小，大大限制了这一功能。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种旋转式监控机构及机器人，能够调节摄像头的旋转角度，使摄像头的拍摄范围大幅增加。

为解决现有技术中的技术问题，本发明实施例提供了一种旋转式监控机构，包括：驱动器、旋转部件、摄像头以及位置传感器；其中，

所述驱动器与所述旋转部件连接，以驱动所述旋转部件旋转；

所述摄像头设置在所述旋转部件上；

所述旋转部件上设有监测部；

所述位置传感器设置在所述监测部的旋转范围内，通过感测所述监测部来确定所述摄像头的起始位置。

可选地，所述旋转部件包括：安装板、第一立板和第二立板；其中，

所述第一立板和所述第二立板设置在所述安装板上形成U形槽；

所述摄像头置于所述U形槽内，并固定在所述安装板上；

所述第一立板上背向所述U形槽的方向延伸出第一连接轴；

所述第二立板上背向所述U形槽的方向延伸出第二连接轴；

所述第一连接轴与所述驱动器连接；

所述第二连接轴上设有所述监测部。

可选地，所述第一连接轴与第一立板之间，以及所述第二连接轴与所述第二立板之间均设有加强筋。

可选地，所述监测部为自所述第二连接轴向所述安装板延伸出的摇臂；

所述摇臂沿顺时针方向旋转到的第一位置处设有所述位置传感器；

所述摇臂沿逆时针方向旋转到的第二位置处设有所述位置传感器；

通过两个所述位置传感器依次感测到所述摇臂来确定所述摄像头的起始位置。

可选地，所述位置传感器上设有凹槽；

所述摇臂旋转在所述第一位置或所述第二位置处时进入所述凹槽，所述位置传感器即感测到所述摇臂。

可选地，还包括：传动部件；

所述旋转部件通过所述传动部件与所述驱动器连接。

可选地，所述传动部件包括：扇形齿轮以及与所述扇形齿轮啮合的柱齿轮；

所述柱齿轮与所述驱动器连接；

所述扇形齿轮与所述旋转部件连接。

可选地，还包括：固定支架；

所述驱动器固定在所述固定支架上；

所述固定支架上设有通孔，所述驱动器的驱动轴伸出所述通孔与所述柱齿轮连接。

可选地，还包括：底板；

所述旋转部件设置在所述底板上；

所述底板上设有所述拍摄孔；

所述摄像头透过所述拍摄孔采集信息。

相应地，本发明实施例还提供了一种机器人，包括：

设置在所述机器人上的至少一个如上述中任一项所述旋转式监控机构；

所述旋转式监控机构中的驱动器、摄像头以及位置传感器与所述机器人耦接。

本发明实施例提供的技术方案，驱动器驱动旋转部件旋转，以便调节摄像头的旋转角度，使摄像头的拍摄范围大幅增加，不用通过增加摄像头的数量来扩大监控范围。通过设置位置传感器能够准确地调节摄像头回归零位，从而帮助驱动器准确调节摄像头的角度。在有效增加摄像头监控的范围的同时，减少了摄像头的数量，充分发挥摄像头的监控作用。同时，本发明实施例提供的技术方案，结构简单，安装方便，适用于机器人或其他各式设备，以及其他需要摄像头的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，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。

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，本发明实施例的示意性实施例及其说明用于解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施例的旋转式监控机构的结构示意图；

图2为本发明实施例的旋转式监控机构的分解结构示意图；

图3为本发明实施例的摄像孔的结构示意图。

附图说明

10：驱动器；

20：旋转部件；21：监测部；22：安装板；23：第一立板；24：第二立板；25：第一连接轴；26：第二连接轴；27：加强筋；

30：摄像头；

40：位置传感器；41：凹槽；

50：传动部件；51：扇形齿轮；52：柱齿轮；

60：固定支架；61：通孔；

70：底板；71：拍摄孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

发明人在实现本发明的过程中发现，为了扩大智能机器人的监控范围，需要在机器人身上设置多个摄像头，但是，由于机器人的大小限制，不便设置摄像头过多，因此通过增加摄像头的数量所扩大的监控范围也很小。同时，监控范围小也影响到摄像头智能捕捉监控目标的功能。

因此，为解决现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种旋转式监控机构及机器人，在不增加摄像头的同时，增加摄像头的监控范围。

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明实施例的实施方式，藉此对本发明实施例如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施，以下结合附图对本发明的结构做进一步说明。

实施例1：

图1为本发明实施例的旋转式监控机构的结构示意图，如图1所示：

本发明实施例提供了一种旋转式监控机构，包括：驱动器10、旋转部件20、摄像头30以及位置传感器40。

其中，驱动器10包括但不限于电动马达。驱动器10与旋转部件20连接，以驱动旋转部件20旋转，摄像头30设置在旋转部件20上。当驱动器10驱动旋转部件20旋转时，同时也带动摄像头30进行旋转。

旋转部件20上设有监测部21，位置传感器40设置在监测部21的旋转范围内。位置传感器40可以通过感测监测部21来确定摄像头30的起始位置，也可以通过最近一次的旋转记忆位置作为摄像头30的起始位置，在本实施例中仅介绍通过感测监测部21来确定摄像头30的起始位置。在旋转式监控机构开始启动时，预先确定摄像头30的起始位置，这个起始位置为摄像头30的零位，通过位置传感器40感测监测部21，在旋转式监控机构开始启动时，将摄像头30调整至起始位置，也就是将摄像头30回归零位。摄像头30回归零位后，再通过驱动器10控制摄像头30的监控方向和角度。摄像头30回归零位的目的在于：一是消除驱动器的累计误差，提高驱动精度；二是避免因前次摄像头未归位致使此次启动无法准确定位的情况出现。在具体实施时，旋转式监控机构需要结合机体(机器人)一起使用，旋转式监控机构中驱动器10以及位置传感器40固定设置在机体上，旋转部件20与机体可转动连接，摄像头30与旋转部件20固定连接，同时驱动器10、摄像头30以及位置传感器40与机体耦接。

旋转式监控机构在开启时，位置传感器40感测监测部21的位置信息，并将位置信息发送至机体，机体根据位置信息生成控制指令并发送至驱动器10，驱动器10根据控制指令将摄像头30调整至初始位置，也就是零位。然后，摄像头30开始监控，摄像头30将监控的图像信息发送至机体，机体根据图像信息生成控制指令并发送至驱动器10。驱动器10接收控制指令，根据控制指令驱动旋转部件20的旋转，并带动摄像头30旋转，以便摄像头30能够改变监控范围。

本发明实施例提供的旋转式监控机构，通过驱动器10能够驱动旋转部件20，进而控制摄像头30的旋转，不需要增加摄像头30的数量，就可以扩大了摄像头30的监控范围，能够充分发挥摄像头30的作用，还可以为摄像头30的智能捕捉拍摄目标的功能提供保障。而且，通过位置传感器40能够感测监测部21的位置，进而通过驱动器10将摄像头30调整至零位，保证摄像头30的旋转角度和方向准确。此外，本发明实施例提供的技术方案，结构简单，安装方便，适用于机器人或其他各式设备以及其他需要摄像头30的场合。

下面进一步对本发明实施例提供的旋转式监控机构进行详细介绍。

图2为本发明实施例的旋转式监控机构的分解结构示意图，参见图1和图2。

本发明实施例中，旋转部件20包括：安装板22、第一立板23和第二立板24。其中，第一立板23和第二立板24设置在安装板22上形成U形槽，安装板22为U形槽的底板70，第一立板23和第二立板24为U形槽的两个侧板。安装板22、第一立板23以及第二立板24可以为一体成型结构，也可以是相互独立结构。

摄像头30置于U形槽内，并固定在安装板22上，具体地，可以通过螺丝实现摄像头30与安装板22之间的固定。U形槽用于安装摄像头30，同时对摄像头30起保护作用。在安装板22上设置有电气孔，摄像头30的电气连接部可以通过电气孔与外部连接，同时，电气孔也起到限定摄像头30位置的作用。

第一立板23上背向U形槽的方向延伸出第一连接轴25，第二立板24上背向U形槽的方向延伸出第二连接轴26。具体地，第一连接轴25设置在第一立板23上远离安装板22的一端并背向U形槽的方向延伸，同样地，第二连接轴26设置在第二立板24上远离安装板22的一端并背向U形槽的方向延伸。

第一连接轴25与第二连接轴26组成了旋转部件20的转动轴。第一连接轴25与驱动器10连接，第二连接轴26上设有监测部21。当驱动器10转动时，带动第一连接轴25进行旋转，进而带动第二连接轴26进行旋转，与第二连接轴26连接的监测部21连动发生旋转。

为了增加连接轴与立板之间的强度，在第一连接轴25与第一立板23之间，以及第二连接轴26与第二立板24之间均设有加强筋27。加强筋27可以为三角形，三角形的两个边分别垂直立板和连接轴，以增强连接轴与立板之间的强度。

本发明实施例中，可选地，监测部21为自第二连接轴26向安装板22延伸出的摇臂。

通过位置传感器40以及监测部21确定摄像头30初始位置的方式是通过分中的方式确定的。具体地，摇臂沿顺时针方向旋转到的第一位置处设有位置传感器40，摇臂沿逆时针方向旋转到的第二位置处设有位置传感器40，通过两个位置传感器40依次感测到摇臂来确定摄像头30的起始位置。

其中，本发明实施例中位置传感器40包括但不限于接触式传感器和接近式传感器，以接近式传感器为例，接近式传感器是指当物体与其接近到设定距离时就可以发出“动作”信号的传感器，它无需和物体直接接触。接近式传感器有很多种类，包括有电磁式、光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。

举例说明，以光电式的位置传感器40为例，在旋转式监控机构启动时，摇臂运动至第一位置处，位于第一位置处的光电式的位置传感器40的光束被摇臂遮挡或者反射，阻碍了光电式的位置传感器40自身的通信，从而摇臂对光电式的位置传感器40进行触发，光电式的位置传感器40感测到摇臂，并发送感测信号至机体。机体控制驱动器10向反方向旋转，使得摇臂从第一位置处旋转至第二位置处，位于第二位置处的光电式的位置传感器40的光束被摇臂遮挡或者反射，阻碍了光电式的位置传感器40自身的通信，从而摇臂对光电式的位置传感器40进行触发，第二位置处的光电式的位置传感器40感测到摇臂，并发送感测信号至机体。机体根据第一位置处和第二位置处的光电式的位置传感器40先后发送的感测信号控制驱动器10驱动摇臂旋转至第一位置与第二位置的中间位置，实现中分。当摇臂实现中分后，相应地，摄像头30回归零位，也就是回归至初始位置。

在本发明实施例中，可选地，位置传感器40上设有凹槽41。凹槽41处为位置传感器40的感测区域，当摇臂进入凹槽41内时，位置传感器40才能检测到摇臂。也就是说，摇臂旋转在第一位置或第二位置处时进入凹槽41，位置传感器40即感测到摇臂。

需要说明的是，除了上述摇臂的设置方式外，本发明实施例中，摇臂也可以为设置在第一连接轴25向安装板22延伸出的摇臂，这种设置方式，由于第一连接轴25靠近驱动器10，因此摇臂也靠近驱动器10。为了便于检测摇臂，位置传感器40也需要设置在靠近驱动器10的一侧。通过这样的设置，驱动器10的布线与位置传感器40的布线可以集中在一侧，同时也可以将摄像头30的布线也设置在靠近驱动器10的一侧，这样的设置可以大大节省了布线所占用的空间。

继续参见图1和图2，可选地，还包括：传动部件50。传动部件50设置在旋转部件20与驱动器10之间，旋转部件20通过传动部件50与驱动器10连接。本发明实施例中，传动部件50包括但不限于齿轮、链条、传动带、连杆中的之一或其组合。

以传动部件50为齿轮为例，本发明实施例中，传动部件50包括：扇形齿轮51以及与扇形齿轮51啮合的柱齿轮52，柱齿轮52与驱动器10连接，扇形齿轮51与旋转部件20连接。其中，通过设置扇形齿轮51圆心角的大小限制摄像头30的旋转角度，并且节省制作材料。扇形齿轮51的直径大于柱齿轮52的直径，这样可以起到减速的作用。当然，为了实现不同程度的减速，传动部件50中还可以包括多个不同直径的柱齿轮52。

为了保证驱动器10运行时自身保持稳定，本发明实施例中可选地，还包括：固定支架60。

固定支架60固定在机体上，驱动器10固定在固定支架60上，具体地，驱动器10与固定支架60之间可以通过螺丝进行固定。固定支架60上设有通孔61，驱动器10的驱动轴伸出通孔61与柱齿轮52连接。驱动器10通过固定之间的固定，可以有效避免驱动器10在运行时，驱动器10自身带来的颤动带来的影响。驱动器10的驱动轴穿过通孔61，通孔61对驱动轴起到支撑的作用，同时防止驱动轴在运行时发生颤动。通过固定支架60对驱动器10的固定后，驱动器10能够平稳的运行，进而保证在驱动摄像头30旋转的时候，摄像头30的监控画面平稳，不会发生因颤动带来的画面不稳的情况。

旋转式监控机构结合机体(机器人)一起使用，需要将旋转式监控机构中驱动器10、固定支架60以及位置传感器40等部件设置在机体上，在进行安装等操作时比较麻烦。继续参见图1和图2，为将旋转式监控机构实现整体化，本发明中，可选地，还包括：底板70。

摄像头30固定于旋转部件20上，驱动器10固定于固定支架60上，固定支架60固定于底板70上，旋转部件20设置在底板70上，旋转部件20与底板70可转动连接，位置传感器40固定在底板70上。旋转式监控机构通过底板70形成一个整体，再通过底板70与机体进行连接，使得机体与旋转式监控机构的连接整体化、简单化。

具体地，固定支架60、位置传感器40通过螺丝固定在底板70上。底板70上设置有U型支架、挡块以及限位槽，旋转部件20通过U型支架以及挡块与底座可转动连接，或者，在固定支架60上设置有连接孔，旋转部件20通过第一连接轴25与连接孔可转动连接，第二连接轴26通过U型支架以及挡块与底座可转动连接。底板70上还设置有限位槽，位置传感器40设置在限位槽内，并通过螺丝与底座固定连接。旋转部件20相对于底板70存在一个自由度，可以相对于其他部件转动。由于摄像头30与旋转部件20固定连接，因此，二者之间无法产生相互运动。

在本发明实施例中，通过底板70还可以对摄像头30以及其他部件起到保护的作用，将旋转式监控机构的其他部件设置在底板70与机体之间，底板70设置在相对的外侧。为了不影响摄像头30的监控，底板70上设有拍摄孔71，摄像头30透过拍摄孔71采集信息。拍摄孔71的形状和尺寸均能够满足摄像头30的监控条件。摄像孔的结构可以参见图2和图3所示。

另外，本发明实施例中旋转式监控机构还具有防水功能。具体地，驱动器10、旋转部件20、摄像头30、位置传感器40、传动部件50、固定支架60以及底板70中的任意一个或多个采用防水材料制成，这样可以使得旋转式监控机构能够防水。作为具有电气连接的驱动器10、摄像头30、位置传感器40设置有单独的密闭空间，也可防尘防水。

实施例2

本发明实施例还提供了一种机器人，包括：设置在机器人上的至少一个如实施例1中任一项旋转式监控机构；旋转式监控机构中的驱动器、摄像头以及位置传感器与机器人耦接。

具体实施方式可参考实施例1中的实施方式，此处不一一进行赘述。需要说明的是，本发明不限于适用于机器人或其他各式设备以及其他需要摄像头的场合。

综上所述，本发明实施例提供的技术方案，通过驱动器能够驱动旋转部件，进而控制摄像头的旋转，不需要增加摄像头的数量，就可以扩大摄像头的监控范围，能够充分发挥摄像头的作用，还可以为摄像头的智能捕捉拍摄目标的功能提供保障。而且，通过位置传感器能够感测监测部的位置，进而通过驱动器将摄像头调整至零位，保证摄像头的旋转角度和方向准确。此外，本发明实施例提供的技术方案，结构简单，安装方便，适用于机器人或其他各式设备以及其他需要摄像头的场合。

需要说明的是，虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。

本发明实施例的示例旨在简明地说明本发明实施例的技术特点，使得本领域技术人员能够直观了解本发明实施例的技术特点，并不作为本发明实施例的不当限定。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述说明示出并描述了本发明实施例的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明实施例并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明实施例的精神和范围，则都应在本发明实施例所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋转式监控机构，其特征在于，包括：驱动器、旋转部件、摄像头以及位置传感器；其中，

所述驱动器与所述旋转部件连接，以驱动所述旋转部件旋转；

所述摄像头设置在所述旋转部件上；

所述旋转部件上设有监测部；

所述位置传感器设置在所述监测部的旋转范围内，通过感测所述监测部来确定所述摄像头的起始位置。

2.根据权利要求1所述的旋转式监控机构，其特征在于，所述旋转部件包括：安装板、第一立板和第二立板；其中，

所述第一立板和所述第二立板设置在所述安装板上形成U形槽；

所述摄像头置于所述U形槽内，并固定在所述安装板上；

所述第一立板上背向所述U形槽的方向延伸出第一连接轴；

所述第二立板上背向所述U形槽的方向延伸出第二连接轴；

所述第一连接轴与所述驱动器连接；

所述第二连接轴上设有所述监测部。

3.根据权利要求2所述的旋转式监控机构，其特征在于，所述第一连接轴与第一立板之间，以及所述第二连接轴与所述第二立板之间均设有加强筋。

4.根据权利要求2或3所述的旋转式监控机构，其特征在于，所述监测部为自所述第二连接轴向所述安装板延伸出的摇臂；

所述摇臂沿顺时针方向旋转到的第一位置处设有所述位置传感器；

所述摇臂沿逆时针方向旋转到的第二位置处设有所述位置传感器；

通过两个所述位置传感器依次感测到所述摇臂来确定所述摄像头的起始位置。

5.根据权利要求4所述的旋转式监控机构，其特征在于，所述位置传感器上设有凹槽；

所述摇臂旋转在所述第一位置或所述第二位置处时进入所述凹槽，所述位置传感器即感测到所述摇臂。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转式监控机构，其特征在于，还包括：传动部件；

所述旋转部件通过所述传动部件与所述驱动器连接。

7.根据权利要求6所述的旋转式监控机构，其特征在于，所述传动部件包括：扇形齿轮以及与所述扇形齿轮啮合的柱齿轮；

所述柱齿轮与所述驱动器连接；

所述扇形齿轮与所述旋转部件连接。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转式监控机构，其特征在于，还包括：固定支架；

所述驱动器固定在所述固定支架上；

所述固定支架上设有通孔，所述驱动器的驱动轴伸出所述通孔与所述柱齿轮连接。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转式监控机构，其特征在于，还包括：底板；

所述旋转部件设置在所述底板上；

所述底板上设有所述拍摄孔；

所述摄像头透过所述拍摄孔采集信息。

10.一种机器人，其特征在于，包括：

设置在所述机器人上的至少一个如权利要求1至9中任一项所述旋转式监控机构；

所述旋转式监控机构中的驱动器、摄像头以及位置传感器与所述机器人耦接。