CN110421577A - 同步伸缩臂及其巡视机器人 - Google Patents

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欧军成
胡晓君
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Abstract

本发明公开了一种同步伸缩臂及其巡视机器人，该同步伸缩臂包括机架和设于机架上的驱动装置，所述机架上转动连接有第一连杆组件，所述第一连杆组件自由端转动连接有第二连杆组件，所述第二连杆组件自由端转动连接有活动连接座，所述驱动装置驱动所述第一连杆组件相对于机架发生转动时，所述第二连杆组件相对于所述第一连杆组件同步转动。本发明使用时将摄像头安装在活动连接座上，从而使得该伸缩臂能够携带摄像头穿过栅栏门进入监室内进行拍摄，可以及时发现监室内的异常情况和潜在隐患，有利于进一步提高监狱的安全监管水平。

Description

同步伸缩臂及其巡视机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术，具体涉及一种同步伸缩臂及其巡视机器人。
背景技术
巡视机器人是为了代替监狱值班人员执行监室夜间巡逻，检查被监禁人员的作息情况与夜间活动，减轻值班狱警的工作压力，可降低狱警处理的危险性，提高监狱的安全监管水平。然而现有的巡视机器人在巡逻时大多只是在监室栅栏门外进行巡逻拍摄，其摄像头无法伸入监室内进行拍摄，进而无法有效发现监室内的异常情况和潜在隐患。
发明内容
本发明目的在于：针对现有的巡视机器人在巡逻时大多只是在监室栅栏门外进行巡逻拍摄，其摄像头无法伸入监室内进行拍摄的问题，提供一种同步伸缩臂，该伸缩臂能够携带摄像头穿过栅栏门进入监室内进行拍摄，可以及时发现监室内的异常情况和潜在隐患，有利于进一步提高监狱的安全监管水平。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种同步伸缩臂，包括机架和设于机架上的驱动装置，所述机架上转动连接有第一连杆组件，所述第一连杆组件自由端转动连接有第二连杆组件，所述第二连杆组件自由端转动连接有活动连接座，所述驱动装置驱动所述第一连杆组件相对于机架发生转动时，所述第二连杆组件相对于所述第一连杆组件同步转动。
本发明通过在机架上转动连接有第一连杆组件，在第一连杆组件自由端转动连接有第二连杆组件，在第二连杆组件自由端转动连接有活动连接座，通过驱动装置驱动第一连杆组件相对于机架发生转动时，第二连杆组件相对于第一连杆组件同步转动，使用时将摄像头安装在活动连接座上，从而使得该伸缩臂能够携带摄像头穿过栅栏门进入监室内进行拍摄，可以及时发现监室内的异常情况和潜在隐患，有利于进一步提高监狱的安全监管水平。
作为本发明的优选方案，所述第一连杆组件包括两根第一主动连杆和第一从动连杆，所述第一主动连杆上连有第一中间齿轮，所述第二连杆组件包括两根第二主动连杆和第二从动连杆，所述第二主动连杆上连有第二中间齿轮，所述第一中间齿轮与所述第二中间齿轮相啮合，所述第一从动连杆与所述第二主动连杆铰接，所述第一主动连杆与所述第二从动连杆铰接，且在两个铰接轴上还转动连接有转轴架，所述第一主动连杆、第一从动连杆与机架及两个铰接轴形成平行四边形运动机构，所述第二主动连杆、第二从动连杆与两个铰接轴及活动连接座也形成平行四边形运动机构。通过使第一主动连杆、第一从动连杆与机架及铰接轴形成平行四边形运动机构，以及使第二主动连杆、第二从动连杆与铰接轴及活动连接座形成另一平行四边形运动机构，并且第一主动连杆、第二主动连杆之间通过第一中间齿轮、第二中间齿轮相互啮合传递运动，当驱动装置带动第一连杆组件相对于机架发生转动时，第二连杆组件则会绕与第一连杆组件的铰接轴进行同步转动，从而实现该伸缩臂的伸出与收回，且采用上述两级平行四边形连杆机构后，可以使得摄像头在伸出与收回过程中始终处于水平状态，既能更好的适应监室栅栏门的情况，又便于后续拍摄时调控摄像头的拍摄俯仰角度。
作为本发明的优选方案，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机输出轴上连有驱动齿轮，所述第一主动连杆上连有从动齿轮，所述驱动齿轮与所述从动齿轮相啮合。通过采用驱动电机带动驱动齿轮转动，进而带动从动齿轮转动，从而实现两根第一主动连杆相对机架进行转动，采用上述齿轮传动结构，使驱动装置结构更加简单紧凑，满足机器人应用要求。
作为本发明的优选方案，所述机架包括两块平行间隔设置的侧板，在两块所述侧板之间设置有连接板，所述连接板与两块侧板围成有凹型空间。通过将机架设计成上述结构，使得齿轮组件位于凹型空间内，且在该伸缩臂收回后，第一连杆组件和第二连杆组件也缩回凹型空间内。
作为本发明的优选方案，所述第一主动连杆和所述第二主动连杆两侧上均设置有封板。采用上述方案后，在两个相对的封板之间形成的空间，可以用于布设控制线缆，从而实现隐蔽走线。
作为本发明的优选方案，所述第一连杆组件和第二连杆组件上与所述铰接轴相配合的位置镶嵌有含油轴承。通过设置含油轴承，从而减小第一连杆组件和第二连杆组件绕铰接轴转动时的摩擦力，转动灵活不易磨损。
作为本发明的优选方案，所述活动连接座上设置有用于控制摄像头拍摄俯仰角度的角度调节机构。通过在活动连接座上设置角度调节机构，使得摄像头在拍摄时可以相对于水平面进行俯仰动作，有利于扩大摄像头的拍摄范围。
作为本发明的优选方案，所述角度调节机构包括设于活动连接座上的安装板和设于安装板上的滑块，所述安装板上还设有用于铰接摄像头的铰接座，所述安装板上还设有相配合的丝杆电机和丝杆螺母，所述丝杆螺母与所述滑块相连，所述滑块上还连有用于推动摄像头绕铰接座进行转动的推杆。通过采用丝杆电机及丝杆螺母带动滑块运动，并通过滑块带动推杆运动，从而推动摄像头绕铰接座进行转动，进而实现摄像头拍摄俯仰角度的调节，有利于扩大摄像头的拍摄范围，且该角度调节机构原理简单，容易进行实施及安装。
作为本发明的优选方案，所述安装板上还设有用于控制摄像头极限转角的限位开关。通过设置限位开关，可以控制摄像头拍摄时的极限转角，避免摄像头超过极限工作范围而发生损坏。
本发明还提供一种巡视机器人，包括以上所述的同步伸缩臂。通过在巡视机器人上采用上述同步伸缩臂后，机器人在进行巡逻时，可以通过伸缩臂携带摄像头穿过栅栏门进入监室内进行拍摄，可以及时发现监室内的异常情况和潜在隐患，提高监狱的安全监管水平。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在机架上转动连接有第一连杆组件，在第一连杆组件自由端转动连接有第二连杆组件，在第二连杆组件自由端转动连接有活动连接座，通过驱动装置驱动第一连杆组件相对于机架发生转动时，第二连杆组件相对于第一连杆组件同步转动，使用时将摄像头安装在活动连接座上，从而使得该伸缩臂能够携带摄像头穿过栅栏门进入监室内进行拍摄，可以及时发现监室内的异常情况和潜在隐患，有利于进一步提高监狱的安全监管水平；
2、本发明通过使第一主动连杆、第一从动连杆与机架及铰接轴形成平行四边形运动机构，以及使第二主动连杆、第二从动连杆与铰接轴及活动连接座形成另一平行四边形运动机构，并且第一主动连杆、第二主动连杆之间通过第一中间齿轮、第二中间齿轮相互啮合传递运动，当驱动装置带动第一连杆组件相对于机架发生转动时，第二连杆组件则会绕与第一连杆组件的铰接轴进行同步转动，从而实现该伸缩臂的伸出与收回，且采用上述两级平行四边形连杆机构后，可以使得摄像头在伸出与收回过程中始终处于水平状态，既能更好的适应监室栅栏门的情况，又便于后续拍摄时调控摄像头的拍摄俯仰角度；
3、本发明通过采用丝杆电机及丝杆螺母带动滑块运动，并通过滑块带动推杆运动，从而推动摄像头绕铰接座进行转动，进而实现摄像头拍摄俯仰角度的调节，有利于扩大摄像头的拍摄范围，且该角度调节机构原理简单，容易进行实施及安装。
附图说明
图1为本发明中的同步伸缩臂立体图。
图2为图1的主视图。
图3为图2中的A处局部放大图。
图4为图2中的B处局部放大图。
图5为驱动装置示意图。
图6为第一连杆组件与第二连杆组件连接示意图。
图7为图6翻转后的示意图。
图8为第二连杆组件与活动连接座连接示意图。
图中标记：1-机架，11-侧板，12-连接板，13-凹型空间，2-驱动装置，21-驱动电机，22-驱动齿轮，23-从动齿轮，24-支座，3-第一连杆组件，31-第一主动连杆，32-第一从动连杆，33-第一中间齿轮，4-转轴架，5-第二连杆组件，51-第二主动连杆，52-第二从动连杆，53-连接块，54-第二中间齿轮，6-活动连接座，61-角度调节机构，611-安装板，612-滑块，613-铰接座，614-丝杆电机，615-丝杆螺母，616-推杆，617-限位开关，62-摄像头，7-铰接轴，8-封板。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种同步伸缩臂；
如图1-图8所示，本实施例中的同步伸缩臂，包括机架1和设于机架1上的驱动装置2，所述机架1上转动连接有第一连杆组件3，所述第一连杆组件3自由端转动连接有第二连杆组件5，所述第二连杆组件5自由端转动连接有活动连接座6，所述驱动装置2驱动所述第一连杆组件3相对于机架1发生转动时，所述第二连杆组件5相对于所述第一连杆组件3同步转动。
本发明通过在机架上转动连接有第一连杆组件，在第一连杆组件自由端转动连接有第二连杆组件，在第二连杆组件自由端转动连接有活动连接座，通过驱动装置驱动第一连杆组件相对于机架发生转动时，第二连杆组件相对于第一连杆组件同步转动，使用时将摄像头安装在活动连接座上，从而使得该伸缩臂能够携带摄像头穿过栅栏门进入监室内进行拍摄，可以及时发现监室内的异常情况和潜在隐患，有利于进一步提高监狱的安全监管水平。
本实施例中，所述第一连杆组件3包括两根第一主动连杆31和第一从动连杆32，所述第一主动连杆31上连有第一中间齿轮33，所述第二连杆组件5包括两根第二主动连杆51和第二从动连杆52，所述第二主动连杆51上连有第二中间齿轮54，所述第一中间齿轮33与所述第二中间齿轮54相啮合，所述第一从动连杆32与所述第二主动连杆51通过铰接轴7进行铰接，所述第一主动连杆31通过连接块53、铰接轴7与所述第二从动连杆52进行铰接，且在两个铰接轴7上还转动连接有转轴架4，所述第一主动连杆31、第一从动连杆32与机架1及两个铰接轴7形成平行四边形运动机构，所述第二主动连杆51、第二从动连杆52与两个铰接轴7及活动连接座6也形成平行四边形运动机构。通过使第一主动连杆、第一从动连杆与机架及铰接轴形成平行四边形运动机构，以及使第二主动连杆、第二从动连杆与铰接轴及活动连接座形成另一平行四边形运动机构，并且第一主动连杆、第二主动连杆之间通过第一中间齿轮、第二中间齿轮相互啮合传递运动，当驱动装置带动第一连杆组件相对于机架发生转动时，第二连杆组件则会绕与第一连杆组件的铰接轴进行同步转动，从而实现该伸缩臂的伸出与收回，且采用上述两级平行四边形连杆机构后，可以使得摄像头在伸出与收回过程中始终处于水平状态，既能更好的适应监室栅栏门的情况，又便于后续拍摄时调控摄像头的拍摄俯仰角度。
本实施例中，所述驱动装置2包括驱动电机21，所述驱动电机21输出轴上连有两个驱动齿轮22，所述第一主动连杆31上固定连有从动齿轮23，具体为两根第一主动连杆31与两个从动齿轮23端面固定连接，所述驱动齿轮22与所述从动齿轮23相啮合。通过采用驱动电机带动驱动齿轮转动，进而带动从动齿轮转动，从而实现两根第一主动连杆相对机架进行转动，采用上述齿轮传动结构，使驱动装置结构更加简单紧凑，满足机器人应用要求。本实施例中，所述驱动电机21、驱动齿轮22以及从动齿轮23均安装在支座24上，而所述支座24与所述机架1相连。
本实施例中，所述机架1包括两块平行间隔设置的侧板11，在两块所述侧板11之间设置有连接板12，所述连接板12与两块侧板11围成有凹型空间13。通过将机架设计成上述结构，使得齿轮组件位于凹型空间内，且在该伸缩臂收回后，第一连杆组件3和第二连杆组件5也缩回凹型空间13内。
本实施例中，所述第一主动连杆31和所述第二主动连杆51两侧上均设置有封板8。采用上述方案后，在两个相对的封板之间形成的空间，可以用于布设控制线缆，从而实现隐蔽走线。
本实施例中，所述第一连杆组件3和第二连杆组件5上与所述铰接轴7相配合的位置镶嵌有含油轴承，即在第一主动连杆31、第一从动连杆32、第二主动连杆51以及第二从动连杆52上镶嵌含油轴承，上述连杆通过含油轴承与铰接轴7进行装配连接；同时为了使转动灵活性，在第一中间齿轮33和第二中间齿轮54内也镶嵌有含油轴承，第一中间齿轮33和第二中间齿轮54也通过含油轴承与铰接轴7进行装配连接。通过设置含油轴承，从而减小第一连杆组件和第二连杆组件绕铰接轴转动时的摩擦力，转动灵活不易磨损。
本实施例中，所述活动连接座6上设置有用于控制摄像头62拍摄俯仰角度的角度调节机构61。通过在活动连接座上设置角度调节机构，使得摄像头在拍摄时可以相对于水平面进行俯仰动作，有利于扩大摄像头的拍摄范围。
本实施例中，所述角度调节机构61包括设于活动连接座6上的安装板611和设于安装板611上的滑块612，所述安装板611上还设有用于铰接摄像头62的铰接座613，所述安装板611上还设有相配合的丝杆电机614和丝杆螺母615，所述丝杆螺母615与所述滑块612相连，所述滑块612上还连有用于推动摄像头62绕铰接座613进行转动的推杆616。通过采用丝杆电机及丝杆螺母带动滑块运动，并通过滑块带动推杆运动，从而推动摄像头绕铰接座进行转动，进而实现摄像头拍摄俯仰角度的调节，有利于扩大摄像头的拍摄范围，且该角度调节机构原理简单，容易进行实施及安装。
本实施例中，所述安装板611上还设有用于控制摄像头极限转角的限位开关617，当丝杆螺母615带动滑块612在安装板611上滑动时会与所述限位开关617进行触碰，从而限位滑块的极限位移。通过设置限位开关，可以控制摄像头拍摄时的极限转角，避免摄像头超过极限工作范围而发生损坏。
实施例2
本实施例提供一种巡视机器人，包括实施例1中所述的同步伸缩臂。通过在巡视机器人上采用上述同步伸缩臂后，机器人在进行巡逻时，可以通过伸缩臂携带摄像头穿过栅栏门进入监室内进行拍摄，可以及时发现监室内的异常情况和潜在隐患，提高监狱的安全监管水平。
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，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同步伸缩臂，其特征在于，包括机架和设于机架上的驱动装置，所述机架上转动连接有第一连杆组件，所述第一连杆组件自由端转动连接有第二连杆组件，所述第二连杆组件自由端转动连接有活动连接座，所述驱动装置驱动所述第一连杆组件相对于机架发生转动时，所述第二连杆组件相对于所述第一连杆组件同步转动。
2.根据权利要求1所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述第一连杆组件包括两根第一主动连杆和第一从动连杆，所述第一主动连杆上连有第一中间齿轮，所述第二连杆组件包括两根第二主动连杆和第二从动连杆，所述第二主动连杆上连有第二中间齿轮，所述第一中间齿轮与所述第二中间齿轮相啮合，所述第一从动连杆与所述第二主动连杆铰接，所述第一主动连杆与所述第二从动连杆铰接，且在两个铰接轴上还转动连接有转轴架，所述第一主动连杆、第一从动连杆与机架及两个铰接轴形成平行四边形运动机构，所述第二主动连杆、第二从动连杆与两个铰接轴及活动连接座也形成平行四边形运动机构。
3.根据权利要求2所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机输出轴上连有驱动齿轮，所述第一主动连杆上连有从动齿轮，所述驱动齿轮与所述从动齿轮相啮合。
4.根据权利要求1所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述机架包括两块平行间隔设置的侧板，在两块所述侧板之间设置有连接板，所述连接板与两块侧板围成有凹型空间。
5.根据权利要求2所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述第一主动连杆和所述第二主动连杆两侧上均设置有封板。
6.根据权利要求2所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述第一连杆组件和第二连杆组件上与所述铰接轴相配合的位置镶嵌有含油轴承。
7.根据权利要求1所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述活动连接座上设置有用于控制摄像头拍摄俯仰角度的角度调节机构。
8.根据权利要求7所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述角度调节机构包括设于活动连接座上的安装板和设于安装板上的滑块，所述安装板上还设有用于铰接摄像头的铰接座，所述安装板上还设有相配合的丝杆电机和丝杆螺母，所述丝杆螺母与所述滑块相连，所述滑块上还连有用于推动摄像头绕铰接座进行转动的推杆。
9.根据权利要求8所述的同步伸缩臂，其特征在于，所述安装板上还设有用于控制摄像头极限转角的限位开关。
10.一种巡视机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的同步伸缩臂。
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