CN109095098A - 一种摄像机器人自动搬运小车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摄像机器人自动搬运小车，包括遥控器、控制单元、整体机械结构组件，所述遥控器与控制单元通过无线连接与通信，所述控制单元通过螺钉固定联结在整体机械结构组件中的小车底板上，所述控制单元与整体机械结构组件中的电机对应连接，分别控制整体机械结构组件中的电机，其中一部分电机转动使小车运动，另一部分电机转动使支架转动，同时也可实现支脚的升降运动。本发明能够实现摄像机器人在任意位置的运动，同时可使摄像机器人实现在任意机位完成拍摄任务，具有可靠性高，负载大，工作稳定的特点。

Description

一种摄像机器人自动搬运小车

技术领域

本发明涉及一种摄像机器人自动搬运小车，属于机器人领域。

背景技术

随着我国电影、电视事业的蓬勃发展，在拍摄影视作品时，越来越多的摄像设备被广泛应用到影视制作中，对拍摄设备的要求也随之增高；另一方面，随着工业机器人的发展越来越迅速，其应用的领域越来越广泛，将机器人技术应用于影视拍摄中，将进一步促进影视行业发展。在将机器人技术应用于拍摄的过程中，有一个不可忽略的问题就是为完成一个场景往往需要多个机位的拍摄，而传统的摄像机器人在使用时是将其固定在地板上，安装和搬运时需要叉车和多个工人才可完成，同时在多次重复安装过程中容易使机器人的零点丢失给拍摄带来极大的不便。因此，一款可以实现自动搬运的摄像机器人小车具有重要的研究意义。

发明内容

针对已有技术的不足，本发明的目的是提出一种摄像机器人自动搬运小车，主要分为两大部分，一部分为行走部分，该部分可实现小车的行走搬运功能；另一部分为支撑部分，用于小车到达指定机位地点，保证摄像机器人完成拍摄任务时，小车不发生倾斜和移动。同时，该小车作为一个移动平台还可以和摄像机器人的控制柜相连接，实现小车的自动运行，让其功能更加丰富。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种摄像机器人自动搬运小车，包括遥控器、控制单元、整体机械结构组件，所述遥控器与控制单元通过无线连接与通信，所述控制单元通过螺钉固定联结在整体机械结构组件中的小车底板上，所述控制单元与整体机械结构组件中的电机对应连接，分别控制整体机械结构组件中的电机，其中一部分电机转动使小车运动，另一部分电机转动使支架转动，同时也可实现支脚的升降运动。

所述的整体机械结构组件包括运动单元、支架驱动单元、支架传动单元、支脚升降单元、小车底板、小车盖板，所述运动单元固定在小车底板的前后部的两侧边上，带动小车运动，所述支架驱动单元和支架传动单元安装在小车底板上，通过皮带传动带动支脚升降单元转动，四个所述支脚升降单元安装在小车底板的前后两侧，所述小车盖板固定在小车底板上，小车盖板上还设有提拉环。

所述运动单元包括行走电机、减速箱、行走电机支撑板、联轴器、轴承座、车轮、四个车轮轴承、转动轴，所述行走电机支撑板通过螺栓固定在小车底板上，所述行走电机通过减速箱和联轴器连接转动轴，所述转动轴通过车轮轴承分别连接轴承座以及车轮，所述轴承座与小车底板通过两个M24螺钉连接。

所述支架驱动单元包括紧锁螺帽、双V带轮、驱动电机支撑架上板、轴承、驱动轴、锥齿轮组、驱动电机、驱动电机支撑架竖板、驱动电机支撑架底板、平键，所述驱动电机固定在驱动电机支撑架竖板的上，驱动电机的输出轴直接连接在锥齿轮组上，驱动电机支撑架竖板上下端与驱动电机支撑架上板和驱动电机支撑架底板相连，驱动电机支撑架底板通过M5螺钉与小车底板相连；驱动轴下端直接连接在锥齿轮组上，中间通过过盈配合与轴承固定，上部通过平键固定双V带轮，最上端由紧锁螺帽防止双V带轮滑出，轴承固定在驱动电机支撑架上板上。

所述支架传动单元包括电磁铁固定板、电磁铁支撑板、电磁铁、销轴、开口销、压杆、V带轮、小齿轮、套筒、传动主轴、传动主轴固定板、弹簧固定板、传动从轴固定板、上传动从轴、摇杆、限位法兰盘、大齿轮、法兰盘、弹簧、支撑轴固定板、支撑轴和下传动从轴、大齿轮固定法兰盘，所述电磁铁与电磁铁固定板相连，电磁铁固定板与电磁铁支撑板固定在一起，电磁铁与压杆通过销轴和开口销固定；传动主轴下端通过过盈配合固定在轴承上，轴承与传动主轴固定板过盈配合，传动主轴固定板直接固定在小车底板上，传动主轴上部分别通过平键与两个小齿轮固定在一起；上传动从轴、下传动从轴和支撑轴均通过过盈配合固定在轴承上，轴承分别固定在传动从轴固定板、支撑轴固定板上；弹簧与弹簧固定板焊接，弹簧固定板与传动主轴固定板相连，下传动主轴与大齿轮通过平键相连，法兰盘与限位法兰盘分别固定在大齿轮上下，摇杆与下传动从轴通过过盈配合固定，大齿轮固定法兰盘通过M5螺钉固定在大齿轮上，大齿轮通过平键与上传动主轴连接在一起；支撑轴下端通过平键与V带轮固定在一起，支撑轴上端与轴承过盈配合，轴承与支撑轴固定板通过过盈配合，支撑轴与小齿轮通过平键连接，支撑轴下端与轴承过盈配合，轴承与摇杆过盈配合。

所述支脚升降单元包括轴承、锥齿轮组、平键、V带轮、升降机、M12螺钉、支脚法兰盘、支脚橡胶垫、支撑传动轴固定板、支撑传动轴以及支撑架；所述升降机通过M12螺钉与支撑架相连，升降机的输入轴与锥齿轮组直接相连，升降机丝杆下端与法兰盘固定，法兰盘与支脚橡胶垫相连，支撑传动轴下端通过过盈配合与轴承固定，轴承与支撑传动轴固定板通过过盈配合固定，支撑传动轴固定板与支撑架相连，通过平键将V带轮和锥齿轮组固定在支撑传动轴上。

本发明与现有技术相比较，具有以下突出实质性特点和显著优点：

1.本发明能够实现摄像机器人在任意位置的运动，缩短了拍摄周期，降低了对地面的损坏，减少了设备管理员人数，从而大大缩减了剧组拍摄的费用。

2.本发明自动搬运小车，具有可靠性高，负载大，工作稳定的特点。

3.本发明提供一个开放性平台，在其控制模块部分可以加入视觉等其他反馈，是小车运动的精度得到进一步提高，同时扩大小车的运用范围，来满足各种场合需求，具有高开放性、较高的科研价值。

附图说明

图1是一种摄像机器人自动搬运小车的总体结构示意图。

图2是本发明控制单元和整体机械结构组件的总体结构示意图。

图3是本发明的运动单元结构示意图。

图4是本发明的支架驱动单元结构示意图。

图5是本发明支架传动单元爆炸图。

图6是本发明支脚升降单元结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体结构、工作原理及工作过程。

如图1所示，一种摄像机器人自动搬运小车，包括遥控器I、控制单元II、整体机械结构组件III，所述遥控器I与控制单元II通过无线连接与通信，所述控制单元II通过螺钉8固定联结在整体机械结构组件III中的小车底板5上，所述控制单元II与整体机械结构组件III中的电机对应连接，分别控制整体机械结构组件III中的电机，其中一部分电机转动使小车运动，另一部分电机转动使支架转动，同时也可实现支脚的升降运动。

如图2所示，所述的整体机械结构组件III包括运动单元1、支架驱动单元2、支架传动单元3、支脚升降单元4、小车底板5、小车盖板6，所述运动单元1固定在小车底板5的前后部的两侧边上，带动小车运动，所述支架驱动单元2和支架传动单元3安装在小车底板5上，通过皮带传动带动支脚升降单元4转动，四个所述支脚升降单元4安装在小车底板5的前后两侧，所述小车盖板6固定在小车底板5上，小车盖板6上还设有提拉环7。

如图3所示，所述运动单元1包括行走电机10、减速箱11、行走电机支撑板12、联轴器13、轴承座14、车轮16、四个车轮轴承17、转动轴18，所述行走电机支撑板12通过螺栓8固定在小车底板5上，所述行走电机10通过减速箱11和联轴器13连接转动轴18，所述转动轴18通过车轮轴承17分别连接轴承座14以及车轮16，所述轴承座14与小车底板5通过两个M24螺钉15连接。

如图4所示，所述支架驱动单元2包括紧锁螺帽19、双V带轮20、驱动电机支撑架上板21、轴承22、驱动轴23、锥齿轮组24、驱动电机25、驱动电机支撑架竖板26、驱动电机支撑架底板27、平键28，所述驱动电机25固定在驱动电机支撑架竖板21的上，驱动电机25的输出轴直接连接在锥齿轮组24上，驱动电机支撑架竖板21上下端与驱动电机支撑架上板21和驱动电机支撑架底板27相连，驱动电机支撑架底板27通过M5螺钉8与小车底板5相连；驱动轴23下端直接连接在锥齿轮组24上，中间通过过盈配合与轴承22固定，上部通过平键28固定双V带轮20，最上端由紧锁螺帽19防止双V带轮20滑出，轴承22固定在驱动电机支撑架上板21上。

如图5所示，所述支架传动单元3包括电磁铁固定板29、电磁铁支撑板30、电磁铁31、销轴32、开口销33、压杆34、V带轮35、小齿轮36、套筒37、传动主轴38、传动主轴固定板39、弹簧固定板40、传动从轴固定板41、上传动从轴42、摇杆43、限位法兰盘44、大齿轮45、法兰盘46、弹簧47、支撑轴固定板48、支撑轴49和下传动从轴50，所述电磁铁31与电磁铁固定板29相连，电磁铁固定板29与电磁铁支撑板30固定在一起，电磁铁31与压杆34通过销轴32和开口销33固定；传动主轴38下端通过过盈配合固定在轴承22上，轴承22与传动主轴固定板39过盈配合，传动主轴固定板39直接固定在小车底板5上，传动主轴38上部分别通过平键28与两个小齿轮36固定在一起；上传动从轴42、下传动从轴50和支撑轴49均通过过盈配合固定在轴承22上，轴承22分别固定在传动从轴固定板41、支撑轴固定板48上；弹簧47与弹簧固定板40焊接，弹簧固定板40与传动主轴固定板39相连，下传动主轴50与大齿轮45通过平键28相连，法兰盘46与限位法兰盘44分别固定在大齿轮45上下，摇杆43与下传动从轴50通过过盈配合固定，大齿轮固定法兰盘51通过M5螺钉8固定在大齿轮45-2上，大齿轮45-2通过平键28与上传动主轴42连接在一起；支撑轴49下端通过平键28-1与V带轮35-2固定在一起，支撑轴49上端与轴承22-2过盈配合，轴承22-2与支撑轴固定板48通过过盈配合，支撑轴49与小齿轮36-3通过平键28连接，支撑轴49下端与轴承22-3过盈配合，轴承22-3与摇杆43过盈配合。

如图6所示，所述支脚升降单元4包括轴承22、锥齿轮组24、平键28、V带轮35、升降机52、M12螺钉53、支脚法兰盘54、支脚橡胶垫55、支撑传动轴固定板56、支撑传动轴57以及支撑架58；所述升降机52通过M12螺钉53与支撑架58相连，升降机52的输入轴与锥齿轮组24直接相连，升降机52丝杆下端与支脚法兰盘54固定，支脚法兰盘54与支脚橡胶垫55相连，支撑传动轴57下端通过过盈配合与轴承22固定，轴承22与支撑传动轴固定板56通过过盈配合固定，支撑传动轴固定板56与支撑架58相连，通过平键28将V带轮35和锥齿轮组24固定在支撑传动轴57上。

本发明的摄像机器人自动搬运小车的控制过程和方法如下：

当遥控器I发布控制指令到控制单元II时，控制单元II中的接收器便发布指令控制整体机械结构组件III中的四个行走电机10和两个驱动电机25以及电磁铁31，四个行走电机10的差速运动实现小车转向功能，四个行走电机10同速的正反转实现小车的前进与后退。驱动电机25转动通过带传动将转动传递给支架传动单元3，支架传动单元3内部通过齿轮传动将转动传递给摇杆43，摇杆43带动支撑架58转动。当支撑架58转动到合适位置，遥控器I发布控制指令使得电磁铁31得电，使得压杆34向下运动，压杆34推动大齿轮45整体向下移动，使得下部大齿轮45与小齿轮36脱离，上部大齿轮45与小齿轮36啮合，这时驱动电机25的转动传递给支撑轴49，支撑轴49通过带传动将传动传递给支脚升降单元4中的支撑传动轴57，支撑传动轴57通过齿轮传动将传动传递给升降机52，升降机52实现支脚的升降运动。当运动完成后，遥控器I发布控制指令，使得电磁铁31失电，这时压杆34上移，在弹簧47的作用下，大齿轮45上移，恢复初始状态。

Claims (6)

1.一种摄像机器人自动搬运小车，包括遥控器（I）、控制单元（II）、整体机械结构组件（III），其特征在于：所述遥控器（I）与控制单元（II）通过无线连接与通信，所述控制单元（II）通过螺钉（8）固定联结在整体机械结构组件（III）中的小车底板（5）上，所述控制单元（II）与整体机械结构组件（III）中的电机对应连接，分别控制整体机械结构组件（III）中的电机，其中一部分电机转动使小车运动，另一部分电机转动使支架转动，同时也可实现支脚的升降运动。

2.根据权利要求1所述的摄像机器人自动搬运小车，其特征在于：所述的整体机械结构组件（III）包括运动单元（1）、支架驱动单元（2）、支架传动单元（3）、支脚升降单元（4）、小车底板（5）、小车盖板（6），所述运动单元（1）固定在小车底板（5）的前后部的两侧边上，带动小车运动，所述支架驱动单元（2）和支架传动单元（3）安装在小车底板（5）上，通过皮带传动带动支脚升降单元（4）转动，四个所述支脚升降单元（4）安装在小车底板（5）的前后两侧，所述小车盖板（6）固定在小车底板（5）上，小车盖板（6）上还设有提拉环（7）。

3.根据权利要求2所述的摄像机器人自动搬运小车，其特征在于：所述运动单元（1）包括行走电机（10）、减速箱（11）、行走电机支撑板（12）、联轴器（13）、轴承座（14）、车轮（16）、四个车轮轴承（17）、转动轴（18），所述行走电机支撑板（12）通过螺栓（8）固定在小车底板（5）上，所述行走电机（10）通过减速箱（11）和联轴器（13）连接转动轴（18），所述转动轴（18）通过车轮轴承（17）分别连接轴承座（14）以及车轮（16），所述轴承座（14）与小车底板（5）通过两个M24螺钉（15）连接。

4.根据权利要求2所述的摄像机器人自动搬运小车，其特征在于：所述支架驱动单元（2）包括紧锁螺帽（19）、双V带轮（20）、驱动电机支撑架上板（21）、轴承（22）、驱动轴（23）、锥齿轮组（24）、驱动电机（25）、驱动电机支撑架竖板（26）、驱动电机支撑架底板（27）、平键（28），所述驱动电机（25）固定在驱动电机支撑架竖板（21）的上，驱动电机（25）的输出轴直接连接在锥齿轮组（24）上，驱动电机支撑架竖板（21）上下端与驱动电机支撑架上板（21）和驱动电机支撑架底板（27）相连，驱动电机支撑架底板（27）通过M5螺钉（8）与小车底板（5）相连；驱动轴（23）下端直接连接在锥齿轮组（24）上，中间通过过盈配合与轴承（22）固定，上部通过平键（28）固定双V带轮（20），最上端由紧锁螺帽（19）防止双V带轮（20）滑出，轴承（22）固定在驱动电机支撑架上板（21）上。

5.根据权利要求2所述的摄像机器人自动搬运小车，其特征在于：所述支架传动单元（3）包括电磁铁固定板（29）、电磁铁支撑板（30）、电磁铁（31）、销轴（32）、开口销（33）、压杆（34）、V带轮（35）、小齿轮（36）、套筒（37）、传动主轴（38）、传动主轴固定板（39）、弹簧固定板（40）、传动从轴固定板（41）、上传动从轴（42）、摇杆（43）、限位法兰盘（44）、大齿轮（45）、法兰盘（46）、弹簧（47）、支撑轴固定板（48）、支撑轴（49）和下传动从轴（50）、大齿轮固定法兰盘（51），所述电磁铁（31）与电磁铁固定板（29）相连，电磁铁固定板（29）与电磁铁支撑板（30）固定在一起，电磁铁（31）与压杆（34）通过销轴（32）和开口销（33）固定；传动主轴（38）下端通过过盈配合固定在轴承（22）上，轴承（22）与传动主轴固定板（39）过盈配合，传动主轴固定板（39）直接固定在小车底板（5）上，传动主轴（38）上部分别通过平键（28）与两个小齿轮（36-1、36-2）固定在一起，套筒（37）下部与传动主轴固定板（39）接触，其上部与小齿轮（36-2）接触，起到齿轮的轴向定位作用；上传动从轴（42）、下传动从轴（50）和支撑轴（49）均通过过盈配合固定在轴承（22-1）上，轴承（22-1）分别固定在传动从轴固定板（41）、支撑轴固定板（48）上；弹簧（47）与弹簧固定板（40）焊接，弹簧固定板（40）与传动主轴固定板（39）相连，下传动主轴（50）与大齿轮（45-1）通过平键（28-1）相连，法兰盘（46）与限位法兰盘（44）分别固定在大齿轮（45-1）上下，摇杆（43）与下传动从轴（50）通过过盈配合固定，大齿轮固定法兰盘（51）通过M5螺钉（8）固定在大齿轮（45-2）上，大齿轮（45-2）通过平键（28）与上传动主轴（42）连接在一起；支撑轴（49）下端通过平键（28-1）与V带轮（35-2）固定在一起，支撑轴（49）上端与轴承（22-2）过盈配合，轴承（22-2）与支撑轴固定板（48）通过过盈配合，支撑轴（49）与小齿轮（36-3）通过平键（28）连接，支撑轴（49）下端与轴承（22-3）过盈配合，轴承（22-3）与摇杆（43）过盈配合。

6.根据权利要求2所述的摄像机器人自动搬运小车，其特征在于：所述支脚升降单元（4）包括轴承（22）、锥齿轮组（24）、平键（28）、V带轮（35）、升降机（52）、M12螺钉（53）、支脚法兰盘（54）、支脚橡胶垫（55）、支撑传动轴固定板（56）、支撑传动轴（57）以及支撑架（58）；所述升降机（52）通过M12螺钉（53）与支撑架（58）相连，升降机（52）的输入轴与锥齿轮组（24）直接相连，升降机（52）丝杆下端与支脚法兰盘（54）固定，支脚法兰盘（54）与支脚橡胶垫（55）相连，支撑传动轴（57）下端通过过盈配合与轴承（22）固定，轴承（22）与支撑传动轴固定板（56）通过过盈配合固定，支撑传动轴固定板（56）与支撑架（58）相连，通过平键（28）将V带轮（35）和锥齿轮组（24）固定在支撑传动轴（57）上。