CN210414521U - 一种可升降的三自由度摄像头履带机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可升降的三自由度摄像头履带机器人，包括机器人基架，安装于机器人基架的单自由度运动机构，与单自由度运动机构连接的双自由度运动机构，以及安装于双自由度运动机构的摄像头；所述单自由度运动机构包括安装于机器人基架的小型驱动电机，与驱动电机的输出端连接的丝杆，套设于丝杆并且与丝杆螺纹连接的升降滑块，安装于机器人基架并且位于丝杆两侧的两根纵向的光轴，以及分别安装于升降滑块的上下两端的两个限位开关；所述升降滑块设有用于安装光轴的安装孔，所述升降滑块与光轴滑动连接；所述双自由度运动机构包括安装于单自由度运动机构上端的水平总线驱动舵机，安装于水平总线驱动舵机上端的竖直总线驱动舵机。

Description

一种可升降的三自由度摄像头履带机器人

技术领域

本实用新型涉及教学器材领域，尤其涉及一种可升降的三自由度摄像头履带机器人。

背景技术

在公知的技术领域，随着我国国民经济的迅速发展，企业对机器人技能人才的需求越来越迫切。特别是我国加入世界贸易组织后，企业之间的竞争将在很大程度上表现为对技能人才的竞争，由此将极大地激发我国广大高职院校学生在机器人学习、掌握技术、能力培养方面的热情。机器人发展因此而带来的人才培养需求更开始显现，当前各高职高校纷纷建立机器人实验室等教学手段，因此，相关的教学机器人设备是否符合教学与就业需求显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

基于上述原因，本申请人提出了一种可升降的三自由度摄像头履带机器人。

实用新型内容

为了满足上述要求，本实用新型的目的在于提供一种可升降的三自由度摄像头履带机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种可升降的三自由度摄像头履带机器人，包括机器人基架，安装于机器人基架的单自由度运动机构，与单自由度运动机构连接的双自由度运动机构，以及安装于双自由度运动机构的摄像头；

所述机器人基架的底部安装有齿轮，所述齿轮安装有与齿轮啮合连接的履带；

所述单自由度运动机构包括，安装于机器人基架的小型驱动电机，与驱动电机的输出端连接的丝杆，套设于丝杆并且与丝杆螺纹连接的升降滑块，安装于机器人基架并且位于丝杆两侧的两根纵向的光轴，以及分别安装于升降滑块的上下两端的两个限位开关；所述升降滑块设有用于安装光轴的安装孔，所述升降滑块与光轴滑动连接；

所述双自由度运动机构包括，安装于单自由度运动机构上端的水平总线驱动舵机，安装于水平总线驱动舵机上端的竖直总线驱动舵机。

具体地，为实现上述机器人运转，本实用新型还包括：控制器模块、执行器模块、传感器模块；

所述传感器模块用于获取传感数据并输送至控制器模块；

所述控制器模块与传感器模块电连接，以对传感数据进行处理并控制执行器模块；

所述执行器模块与控制器电连接，以根据控制器的控制驱动机械结构及执行器模块；

所述机械结构实质为上述丝杆、光轴、齿轮及履带，所述执行器模块驱动机械结构运动，以实现机器人运动。

进一步技术方案为，所述机器人基架设有主控板，以及与主控板电性连接的拓展板；所述的拓展板电性连接有OLED屏、蜂鸣器、可编程灯、两个功能按键。

进一步技术方案为，所述机器人基架为铝合金材料制成的结构，所述机器人基架下方设有空腔；

所述的空腔内安装有用于驱动齿轮运转的L型驱动电机，所述的L型驱动电机与齿轮之间设有用于传动的联轴器。

进一步技术方案为，所述机器人基架的两端设有可编程灯。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本方案的结构能够实现机器人承载的摄像头三个自由度运转，为教学使用带来了便利，能够培养广大学生的机器人学习、掌握技术、能力培养方面的热情，为我国工业发展培育人才做出巨大贡献；本方案的结构采用铝合金制作，能够节约能源，并且能够实现对机器人的部件自由组装；此外，机器人还设有可编程灯，能够在教学过程中，展示不同的色彩，有助于提高学习的兴趣及使用体验。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1是本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例结构的前视图示意图；

图2是本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例结构的后视图示意图；

图3是本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例结构的左视图示意图；

图4是本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例结构的右视图示意图；

图5是本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例结构的仰视图示意图；

图6是本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例结构的俯视图示意图；

图7是本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例结构的轴视图示意图；

图8是图7另一角度的结构示意图；

图9是图1单自由度运动机构的结构示意图；

图10是图9的后视图结构示意图。

附图标记

1 机器人基架 2 L型驱动电机

3 可编程灯 4 主控板

5 水平总线驱动舵机 6 摄像头

7 联轴器 8 竖直总线驱动舵机

9 拓展板 10 履带

12 单自由度运动机构 13 电池

14 齿轮 15 光轴

16 小型驱动电机 17 丝杆

18 升降滑块 19 限位开关

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″纵向″、″横向″、″长度″、″宽度″、″厚度″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″″内″、″外″、″顺时针″、″逆时针″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″、″固定″等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之″上″或之″下″可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征″之上″、″上方″和″上面″包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征″之下″、″下方″和″下面″包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语″一个实施例″、″一些实施例″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9以及图10，为本实用新型一种可升降的三自由度摄像头履带机器人的具体实施例的结构示意图；包括机器人基架1，安装于机器人基架1的单自由度运动机构12，与单自由度运动机构12连接的双自由度运动机构，以及安装于双自由度运动机构的摄像头6；

所述机器人基架1的底部安装有齿轮14，所述齿轮14安装有与齿轮14啮合连接的履带10；

所述单自由度运动机构12包括，安装于机器人基架1的小型驱动电机16，与小型驱动电机16的输出端连接的丝杆17，套设于丝杆17并且与丝杆17螺纹连接的升降滑块18(可视为丝杆螺母)，安装于机器人基架1并且位于丝杆17两侧的两根纵向的光轴15，以及分别安装于升降滑块18的上下两端的两个限位开关19；所述升降滑块18设有用于安装光轴15的安装孔，所述升降滑块18与光轴15滑动连接；其中，所述限位开关19用于防止升降滑块滑出光轴15或丝杆17。

所述双自由度运动机构包括，安装于单自由度运动机构12上端的水平总线驱动舵机5，安装于水平总线驱动舵机5上端的竖直总线驱动舵机8。

其工作原理为，所述小型驱动电机16转动带动丝杆17转动，所述丝杆17安装的升降滑块18做螺旋运动，其中，螺旋运动包括旋转与直线运动，旋转运动被两根固定光轴15限制，从而使升降滑块18实现直线运动，即单自由度运动。

所述水平总线驱动舵机5、竖直总线驱动舵机位8于升降结构12上方，通过两个舵机转动实现摄像头6做水平及竖直方向的两自由度运动，结合升降结构12实现摄像头三自由度运动。

具体地，为实现上述机器人运转，还包括：控制器模块、执行器模块、传感器模块；其中，模块部分采用现有技术中的装置实现。

所述传感器模块用于获取传感数据并输送至控制器模块；

所述控制器模块与传感器模块电连接，以对传感数据进行处理并控制执行器模块；

所述执行器模块与控制器电连接，以根据控制器模块的控制驱动机械结构(所述机械结构实质为上述丝杆、光轴、齿轮及履带，所述执行器模块驱动机械结构运动，以实现机器人运动)。

如图1、图2、图3以及图4所示的实施例中，所述机器人基架1设有主控板4，以及与主控板4电性连接的拓展板9；所述的拓展板9电性连接有OLED屏、蜂鸣器、可编程灯3、两个功能按键。其中，上述器件均采用现有技术中的器件。

如图1、图8、图9以及图10所示的实施例中，所述机器人基架1为铝合金材料制成的结构，所述机器人基架1下方设有空腔；

具体地，结合图1、图5以及图7，所述的空腔内安装有用于驱动齿轮14运转的L型驱动电机2，所述的L型驱动电机2与齿轮14之间设有用于传动的联轴器7。

如图1所示的实施例中，所述机器人基架1两端设有可编程灯3。所述可编程灯3位于机器人基架1两侧，使用塑料铆钉固定并与扩展板电连接，通过编程可改变灯的颜色。

如图3、图4所示的实施例中，机器人基架还设有电池13，用于为驱动电机提供工作能源。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可升降的三自由度摄像头履带机器人，其特征在于，包括机器人基架，安装于机器人基架的单自由度运动机构，与单自由度运动机构连接的双自由度运动机构，以及安装于双自由度运动机构的摄像头；

所述机器人基架的底部安装有齿轮，所述齿轮安装有与齿轮啮合连接的履带；

所述单自由度运动机构包括，安装于机器人基架的小型驱动电机，与小型驱动电机的输出端连接的丝杆，套设于丝杆并且与丝杆螺纹连接的升降滑块，安装于机器人基架并且位于丝杆两侧的两根纵向的光轴，以及分别安装于升降滑块的上下两端的两个限位开关；所述升降滑块设有用于安装光轴的安装孔，所述升降滑块与光轴滑动连接；

所述双自由度运动机构包括，安装于单自由度运动机构上端的水平总线驱动舵机，安装于水平总线驱动舵机上端的竖直总线驱动舵机。

2.根据权利要求1所述的一种可升降的三自由度摄像头履带机器人，其特征在于，所述机器人基架设有主控板，以及与主控板电性连接的拓展板；所述的拓展板电性连接有OLED屏、蜂鸣器、可编程灯、两个功能按键。

3.根据权利要求1所述的一种可升降的三自由度摄像头履带机器人，其特征在于，所述机器人基架为铝合金材料制成的结构，所述机器人基架下方设有空腔；

所述的空腔内安装有用于驱动齿轮运转的L型驱动电机，所述的L型驱动电机与齿轮之间设有用于传动的联轴器。

4.根据权利要求1所述的一种可升降的三自由度摄像头履带机器人，其特征在于，所述机器人基架的两端设有可编程灯。

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