CN107102507A - 投影装置及投影机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种投影装置及投影机器人。根据本发明的投影装置，包括支架和设置在支架上的投影模组，支架包括：第一电机；第二电机，距离第一电机预设距离D设置；第一摆杆，第一摆杆的第一端与第一电机驱动连接；第二摆杆，第二摆杆的第一端与第二电机驱动连接；第一连杆，第一连杆的第一端与第一摆杆的第二端铰接，第一连杆的第二端为自由端；第二连杆，第二连杆的第一端与第二摆杆的第二端铰接，第二连杆的第二端与第一连杆的中部铰接；其中，投影模组设置在第一连杆的自由端上。本发明通过将投影模组设置在支架上，且支架包括两个电机及相应的连杆和摆杆，构成2自由度平面并联机构，从而实现投影模组的高度和位置调节。

Description

投影装置及投影机器人
技术领域
本发明涉及投影装置领域，具体而言，涉及一种投影装置及投影机器人。
背景技术
投影模组是基于MEMS和MicroMirror技术的激光微投影模组，体积小，功能低，可嵌入化程度高。当前投影模组被广泛应用于机器人，如投影模组被组装在移动机器人上，投射内容到墙面上，满足人们办公、娱乐等需求。就目前投影模组应用到移动机器人上来说，主要存在以下问题：
(1)投影模组大多数被固定放置在移动机器人上，投射方向固定。
(2)部分投影模组被安放在机器人上，只受一个水平轴的电机驱动实现旋转，可以调节投射角度，但是投射范围受到机器人本体尺寸等影响，有一定的局限性。
(3)不能调整投影模组投射高度，也不能调整投影模组相对于机器人位置。
(4)投影模组被安放在机器人外壳内部，散热是很大的问题，需要考虑增加散热孔等。
发明内容
本发明旨在提供一种高度和位置可相对调节的投影装置及投影机器人。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种投影装置，包括支架和设置在支架上的投影模组，支架包括：第一电机；第二电机，距离第一电机预设距离D设置；第一摆杆，第一摆杆的第一端与第一电机驱动连接；第二摆杆，第二摆杆的第一端与第二电机驱动连接；第一连杆，第一连杆的第一端与第一摆杆的第二端铰接，第一连杆的第二端为自由端；第二连杆，第二连杆的第一端与第二摆杆的第二端铰接，第二连杆的第二端与第一连杆的中部铰接；其中，投影模组设置在第一连杆的自由端上。
进一步地，支架还包括设置在第一连杆的自由端上的第三电机，第三电机驱动投影模组绕水平轴转动。
进一步地，第一摆杆的长度大于第二摆杆的长度。
进一步地，第一连杆上的两个铰接轴的轴线之间的距离为L1；第二连杆上的两个铰接轴的轴线之间的距离为L2；第一摆杆的长度为R1，第二摆杆的长度为R2；其中，D+R1+R2＝L1+L2。
本发明还提供了一种投影机器人，包括移动本体，移动本体上设置有前述的投影装置。
进一步地，移动本体上具有容纳投影装置的容纳槽，投影装置还包括覆盖容纳槽的盖板，盖板固定设置在第一连杆上。
进一步地，移动本体的第一侧设置有第一车轮，移动本体的第二侧设置有第二车轮，第一车轮和第二车轮独立驱动。
进一步地，移动本体的还设置有第三车轮，第三车轮为万向轮，第一车轮、第二车轮和第三车轮呈等腰三角形布置。
根据本发明的投影装置及投影机器人，通过将投影模组设置在支架上，且支架包括两个电机及相应的连杆和摆杆，构成2自由度平面并联机构，第一电机和第二电机的分别控制第一摆杆和第二摆杆的摆动角度，从而实现投影模组的高度调节，并能在一定程度上实现前后位置调节。另外，2自由度平面并联机构具有累计误差小、精度高、稳定性高、运动特性好的特点，能够进一步提高投影模组调节的可靠性和稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的投影机器人的停机状态的主视结构示意图；
图2为图1所示结构的纵向剖视结构示意图；
图3是根据本发明的投影机器人的工作状态的主视结构示意图；
图4为图3所示结构的纵向剖视结构示意图；
图5是根据本发明的投影机器人的工作状态的立体结构示意图；
图6为图5所示结构的分解结构示意图；
图7是根据本发明的投影机器人的移动本体的分解结构示意图；
图8是根据本发明的投影装置的支架的主视结构示意图；
图9是根据本发明的投影装置的支架的分解结构示意图。
具体实施方式
本发明的设计构思是：通过设置调节支架，从而实现摄影模组的高度和位置的调节，满足不同的投影需求。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
结合图3至9所示，本发明第一实施例提供的一种投影装置包括支架20和设置在支架20上的投影模组30，支架20包括：第一电机21；第二电机22，第二电机22距离第一电机21预设距离D设置；第一摆杆23，第一摆杆23的第一端与第一电机21驱动连接；第二摆杆24，第二摆杆24的第一端与第二电机22驱动连接；第一连杆25，第一连杆25的第一端与第一摆杆23的第二端铰接，第一连杆25的第二端为自由端；第二连杆26，第二连杆26的第一端与第二摆杆24的第二端铰接，第二连杆26的第二端与第一连杆25的中部铰接；其中，投影模组30设置在第一连杆25的自由端上。即本发明通过将投影模组30设置在支架20上，且支架20包括两个电机及相应的连杆和摆杆，构成2自由度平面并联机构，第一电机21和第二电机22的分别控制第一摆杆23和第二摆杆24的摆动角度，从而实现投影模组30的高度调节，并能在一定程度上实现前后位置调节。另外，2自由度平面并联机构具有累计误差小、精度高、稳定性高、运动特性好的特点，能够进一步提高投影模组30调节的可靠性和稳定性。
更具体地，结合图4、图8和9所示，第一摆杆23固定在第一电机21的轴上，第二摆杆24固定在第二电机22的轴上，第一摆杆23、第二摆杆24、第一连杆25和第二连杆26之间铰接关系如图8和图9所示，两个连杆和两个摆杆组成的机构自由度数由公式F＝3n-(2Pl+Ph)进行计算，其中活动构件数n＝4，低副数Pl＝5，高副数Ph＝0，则F＝2，与两个电机对应，机构整体具有确定运动。
优选地，结合图1至4所示，第一连杆25上的两个铰接轴的轴线之间的距离为L1；第二连杆26上的两个铰接轴的轴线之间的距离为L2；第一摆杆23的长度为R1，第二摆杆24的长度为R2；其中，D+R1+R2＝L1+L2，从而可以实现第一摆杆23、第二摆杆24、第一连杆25和第二连杆26能够收缩到水平状态，方便投影模组30不工作时收纳。需要说明的是，上述D、R1、R2、L1、L2均指对应转动轴轴线之间的距离。更优选地，结合图8和图9所示，第一摆杆23的长度大于第二摆杆24的长度，在高度调节过程中，可以实现第一连杆25自由端向下倾斜，从而提高投影模组30的投影范围。
结合图5和图6所示，支架20还包括设置在第一连杆25的自由端上的第三电机27，第三电机27驱动投影模组30绕水平轴转动，也即第三电机27调节投影模组30投射角度。通过第一电机21、第二电机22和第三电机27的配合使用，实现调节投影画面远近、高低、角度，实现水平、垂直投射、某一角度倾斜投射等。
实施例二
结合图1至9所示，本发明第二实施例提供的一种投影机器人，包括：移动本体10，移动本体10上设置有前述的投影装置，即通过移动本体10移动可以调节机器人自身相对于地面位置，实现投影模组30投射画面远近、位置调节。
具体地，移动本体10的第一侧设置有第一车轮12，移动本体10的第二侧设置有第二车轮15，第一车轮12和第二车轮15独立驱动，可以实现第一车轮12和第二车轮15差动，进而实现机器人的转弯和移动。结合图6和7所示，第一车轮12和第二车轮15分别由第四电机13和第五电机14驱动，移动本体10上设置有电池组件17，为各电机及相应的系统供电。优选地，移动本体10还设置有第三车轮16，第三车轮16为万向轮，第一车轮12、第二车轮15和第三车轮16呈等腰三角形布置，有利于机器人移动更平稳。根据需要，移动本体10可以设置相应的导航模块，从而充分利用移动本体10移动特性，实现机器人的自主导航。
优选地，移动本体10上具有容纳投影装置的容纳槽，投影装置还包括覆盖容纳槽的盖板40，盖板40固定设置在第一连杆25上。在投影模组30不工作，投影装置的支架20收缩到水平位置，从而使投影装置整体收纳在容纳槽中，并通过盖板40覆盖，呈密闭状态，有利于防尘、防撞。投影模组30不工作，机器人可以移动。
结合图1至7所示来具体说明本实施例的投影机器人的工作过程和优点，当投影模组30需要工作时，第一电机21和第二电机22驱动相应的摆杆，使盖板40和移动本体10分离(由如图1和2所示位置打开到如图3至5所示位置)，投影模组30可以到达空间中的一定位置，并通过第一电机21、第二电机22和第三电机27配合调节投影模组30投射角度，调节投影画面远近、高低、角度，实现水平、垂直投射、某一角度倾斜投射。移动本体10移动可以调节自身相对于地面位置，实现投影模组30投射画面远近、位置调节。
也即本实施例的投影机器人既可以实现机器人相对于投射面距离调节，从而调节投影画面远近、位置；也可以通过调节2自由度平面并联机构形成的支架20实现对投影画面大小、角度、高低进行调整；还可以与第三电机27配合，从在投影模组30可以到达空间中某一位置，调节投影画面，实现水平、垂直投射、某一角度倾斜投射。相比现有技术，本实施例的投影机器人可以根据不同的投射场景，确定不同的工作状态，工作场景和工作范围广泛。另外，由于投影模组30工作时，盖板40相对移动本体10打开，更有利于散热。
当投影模组30关闭时，第一电机21和第二电机22驱动相应的摆杆，使得支架20整体收缩到容纳槽中，盖板40覆盖在容纳槽上(如图1和图2所示)，并相对密封，实现防尘防撞。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种投影装置，包括支架(20)和设置在所述支架(20)上的投影模组(30)，其特征在于，所述支架(20)包括：
第一电机(21)；
第二电机(22)，距离所述第一电机(21)预设距离D设置；
第一摆杆(23)，所述第一摆杆(23)的第一端与所述第一电机(21)驱动连接；
第二摆杆(24)，所述第二摆杆(24)的第一端与所述第二电机(22)驱动连接；
第一连杆(25)，所述第一连杆(25)的第一端与所述第一摆杆(23)的第二端铰接，所述第一连杆(25)的第二端为自由端；
第二连杆(26)，所述第二连杆(26)的第一端与所述第二摆杆(24)的第二端铰接，所述第二连杆(26)的第二端与所述第一连杆(25)的中部铰接；
其中，所述投影模组(30)设置在所述第一连杆(25)的自由端上。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
所述支架(20)还包括设置在所述第一连杆(25)的自由端上的第三电机(27)，所述第三电机(27)驱动所述投影模组(30)绕水平轴转动。
3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
所述第一摆杆(23)的长度大于所述第二摆杆(24)的长度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的投影装置，其特征在于，
所述第一连杆(25)上的两个铰接轴的轴线之间的距离为L1；
所述第二连杆(26)上的两个铰接轴的轴线之间的距离为L2；
所述第一摆杆(23)的长度为R1，所述第二摆杆(24)的长度为R2；
其中，D+R1+R2＝L1+L2。
5.一种投影机器人，包括移动本体(10)，其特征在于，所述移动本体(10)上设置有权利要求1至4中任一项所述的投影装置。
6.根据权利要求5所述的投影机器人，其特征在于，
所述移动本体(10)上具有容纳所述投影装置的容纳槽，所述投影装置还包括覆盖所述容纳槽的盖板(40)，所述盖板(40)固定设置在所述第一连杆(25)上。
7.根据权利要求5所述的投影机器人，其特征在于，
所述移动本体(10)的第一侧设置有第一车轮(12)，所述移动本体(10)的第二侧设置有第二车轮(15)，所述第一车轮(12)和所述第二车轮(15)独立驱动。
8.根据权利要求7所述的投影机器人，其特征在于，
所述移动本体(10)的还设置有第三车轮(16)，所述第三车轮(16)为万向轮，所述第一车轮(12)、第二车轮(15)和第三车轮(16)呈等腰三角形布置。
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