CN210998824U - 一种机器人摄像头自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机器人摄像头自动调节装置，包括从上至下依次布置的丝杆制动器、旋转盘、转盘制动器、固定盘，以及依次穿过丝杆制动器、旋转盘、转盘制动器、固定盘布置的丝杆模组；所述丝杆制动器固定在旋转盘顶部，丝杆制动器用于对丝杆模组制动；所述转盘制动器用于限制旋转盘与固定盘的相对运动；所述丝杆模组的顶部固定有摄像头，下部连接有驱动机构；所述驱动机构用于驱动丝杆模组带动摄像头升降，以及用于驱动丝杆模组、旋转盘带动摄像头旋转。本实用新型该装置能够使机器人在室外巡检监控过程中，摄像头通过单电机动力源控制实现自动直线升降及360度灵活旋转覆盖机器人四周的视野区域，真正实现机器人录像监控无死角的状态。

Description

一种机器人摄像头自动调节装置

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人摄像头自动调节装置。

背景技术

随着移动机器人在室外安防领域应用比例的不断增长，人们对于移动机器人设备有了更多的要求。

目前，用于室外适应复杂地形的自主导航移动机器人的监控摄像头应用措施有四种：第一种是摄像头安装在设备的固定高度，采用4个摄像头用以覆盖设备前后左右四个视野方向，此种措施只能覆盖固定高度的视野区域，若是有障碍物阻挡则会导致监控视野受限；第二种是利用自带旋转结构的单摄像头，将其固定在设备的固定高度，通过摄像头自身的旋转覆盖设备前后左右四个方向的视野区域，此种措施缺点同第一种措施；第三种是采用4个摄像头，将其固定在可升降的装置上，既可以覆盖设备四周的视野区域，又可以避免被障碍物阻挡监控的情况，但是此措施需要利用4个摄像头，整体成本相对较高；第四种是采用一套升降机构与一套旋转机构配合完成摄像头的多自由度控制，但是此举措的两套机构需要使用两套电机动力源进行分别控制，成本相对较高，且控制较为复杂。

而对于室外安防巡检移动机器人来说，监控录像是一项必不可少的功能，在各种不同的室外应用环境下，机器人巡检时会受各种外部状况影响，经常会遇到被障碍物阻挡监控视野的情况，上述第一种、第二种摄像头应用措施受限明显，第三种、第四种措施虽然可以应对这种情况，但是整体应用及维护成本相对较高，且第四种措施控制较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机器人摄像头自动调节装置，该装置能够使机器人在室外巡检监控过程中，摄像头通过单电机动力源控制实现自动直线升降及360度灵活旋转覆盖机器人四周的视野区域，真正实现机器人录像监控无死角的状态。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种机器人摄像头自动调节装置，包括从上至下依次布置的丝杆制动器、旋转盘、转盘制动器、固定盘，以及依次穿过丝杆制动器、旋转盘、转盘制动器、固定盘布置的丝杆模组；所述丝杆制动器固定在旋转盘顶部，丝杆制动器用于对丝杆模组制动；所述转盘制动器用于限制旋转盘与固定盘的相对运动；所述丝杆模组的顶部固定有摄像头，下部连接有驱动机构；所述驱动机构用于驱动丝杆模组带动摄像头升降，以及用于驱动丝杆模组、旋转盘带动摄像头旋转。

较佳地，所述驱动机构包括同步带传动模组，以及用于驱动同步带传动模组工作的驱动电机；所述同步带传动模组包括同步带主动轮、同步带从动轮，以及用于连接同步带主动轮、同步带从动轮的同步皮带；所述驱动电机的输出轴与同步带主动轮驱动连接，同步带从动轮与丝杆模组连接。

较佳地，所述丝杆模组包括丝杆、丝杆螺母组件；所述丝杆螺母组件穿过并旋转连接在旋转盘内，丝杆穿过丝杆螺母组件布置。

较佳地，所述丝杆螺母组件外侧还设有滚珠轴承组件，滚珠轴承组件穿过并旋转连接在固定盘内。

较佳地，所述丝杆螺母组件包括丝杆螺母，以及固定在丝杆螺母外侧的螺母连接套；所述滚珠轴承组件包括滚珠轴承、轴承固定套；所述螺母连接套、滚珠轴承、轴承固定套依次由内到外过盈配合连接；所述轴承固定套的顶部与旋转盘固定连接。

较佳地，所述转盘制动器包括固定在旋转盘底部的转盘制动器摩擦片、以及固定在固定盘顶部的转盘制动器法兰。

较佳地，所述摄像头还经一导向轴导向，导向轴的一端固定在摄像头底部，另一端经一直线轴承活动连接在旋转盘上。

较佳地，所述丝杆螺母组件与同步带从动轮之间的丝杆外侧还设有螺母止动套；所述螺母止动套的顶部与螺母连接套固定连接，底部与同步带从动轮固定连接。

较佳地，所述丝杆与同步带从动轮之间还设有止推轴承。

较佳地，所述固定盘经若干支撑杆支撑固定，同步带从动轮经支撑座支撑固定，驱动电机经支撑架固定。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)采用单电机控制实现摄像头直线升降、360度旋转，可以降低整个系统控制复杂程度、降低功率消耗，以及提高系统可靠性，装置设计简单、结构紧凑、便于维修；

2)通过对摄像头的直线升降、360度旋转控制，可实现机器人巡检监控过程中摄像头的自主避障，保证机器人对周围环境监控的连续性，便于录像记录周围环境全方位的事实情况，进而提高监控工作效率，同时能降低整体应用及维护成本。

附图说明

图1为本实用新型(下降)的立体图；

图2为本实用新型(上升)的立体图；

图3为本实用新型的爆炸图；

图4为本实用新型的结构示意图；

图5为本实用新型的旋转盘、转盘制动器、固定盘的立体图；

图6为本实用新型的驱动机构的立体图；

其中，附图标识说明：

1—丝杆制动器， 2—旋转盘，

3—转盘制动器， 4—固定盘，

5—丝杆模组， 6—摄像头，

7—驱动机构， 8—导向轴，

9—止推轴承， 10—支撑杆，

11—支撑座， 12—支撑架，

31—转盘制动器摩擦片， 32—转盘制动器法兰，

51—丝杆， 52—丝杆螺母组件，

53—滚珠轴承组件， 54—螺母止动套，

71—同步带传动模组， 72—驱动电机，

521—丝杆螺母， 522—螺母连接套，

531—滚珠轴承， 532—轴承固定套，

711—同步带主动轮， 712—同步带从动轮，

713—同步皮带。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至6所示，本实用新型提供一种机器人摄像头自动调节装置，包括从上至下依次布置的丝杆制动器1、旋转盘2、转盘制动器3、固定盘4，以及依次穿过丝杆制动器1、旋转盘2、转盘制动器3、固定盘4布置的丝杆模组5；所述丝杆制动器1固定在旋转盘2顶部，丝杆制动器1用于对丝杆模组5制动；所述转盘制动器3用于限制旋转盘2与固定盘4的相对运动；所述丝杆模组5的顶部固定有摄像头6，下部连接有驱动机构7；所述驱动机构7用于驱动丝杆模组5带动摄像头6升降，以及用于驱动丝杆模组5、旋转盘2带动摄像头6旋转。

其中，所述驱动机构7包括同步带传动模组71，以及用于驱动同步带传动模组71工作的驱动电机72；所述同步带传动模组71包括同步带主动轮711、同步带从动轮712，以及用于连接同步带主动轮711、同步带从动轮712的同步皮带713；所述驱动电机72的输出轴与同步带主动轮711驱动连接，同步带从动轮712与丝杆模组5连接。所述丝杆模组5包括丝杆51、丝杆螺母组件52；所述丝杆螺母组件52穿过并旋转连接在旋转盘2内，丝杆51穿过丝杆螺母组件52布置。

所述丝杆螺母组件52外侧还设有滚珠轴承组件53，滚珠轴承组件53穿过并旋转连接在固定盘4内。所述丝杆螺母组件52包括丝杆螺母521，以及固定在丝杆螺母521外侧的螺母连接套522；所述滚珠轴承组件53包括滚珠轴承531、轴承固定套532；所述螺母连接套522、滚珠轴承531、轴承固定套532依次由内到外过盈配合连接；所述轴承固定套532的顶部与旋转盘2固定连接。

所述转盘制动器3包括固定在旋转盘2底部的转盘制动器摩擦片31、以及固定在固定盘4顶部的转盘制动器法兰32。所述摄像头6还经一导向轴8导向，导向轴8的一端固定在摄像头6底部，另一端经一直线轴承活动连接在旋转盘2上。所述丝杆螺母组件52与同步带从动轮712之间的丝杆51外侧还设有螺母止动套54；所述螺母止动套54的顶部与螺母连接套522固定连接，底部与同步带从动轮712固定连接。

所述丝杆51与同步带从动轮712之间还设有止推轴承9。所述固定盘4经若干支撑杆10支撑固定，同步带从动轮712经支撑座11支撑固定，驱动电机72经支撑架12固定。

本实用新型工作原理：

一具体实施例中，装置底部设有支撑板，支撑座11、支撑架12、若干支撑杆10设于支撑板顶部，驱动电机72通过电机固定法兰固定在支撑架12上，同步带从动轮712经一连接件固定在支撑座11上，丝杆51顶部经一丝杆联轴器与摄像头6固定连接。止推轴承9、螺母止动套54可对丝杆51的横向运动限位。

机器人在正常巡检监控情况下，若需要摄像头6直线升降，则：

丝杆制动器1为松轴状态，即丝杆51可以自由升降；转盘制动器3吸合抱死，即转盘制动器摩擦片31与转盘制动器法兰32吸合抱死(相对静止)，旋转盘2与固定盘4保持相对静止状态；同步带传动模组71开始工作，驱动电机72带动同步带主动轮711旋转，通过同步皮带712传动使同步带从动轮712旋转，导向轴8限制丝杆51跟着丝杆螺母521一起旋转，故丝杆51只升降不旋转；螺母连接套522和轴承固定套532可以通过滚珠轴承531相对转动；由于螺母止动套54固定在螺母连接套522上，故此时螺母止动套54跟随旋转，最终使摄像头6进行上升或者下降的运动，在此运动过程中，导向轴8对丝杆51带动摄像头6的升降起导向及限制丝杆51旋转的作用。

当机器人需要摄像头6实现360度旋转实施全方位监控录像时，则：

丝杆制动器1为紧轴状态，即丝杆15被丝杆制动器1抱死(相对静止)；此时转盘制动器3不工作，即转盘制动器摩擦片31与转盘制动器法兰32松开(可相对运动)，同时旋转盘2与固定盘4保持相对运动状态；同步带传动模组71开始工作，驱动电机72带动同步带主动轮711旋转，通过同步皮带713传动使同步带从动轮712旋转，由于丝杆制动器1固定在旋转盘2上及丝杆制动器1抱死丝杆，故此时丝杆模组5、滚珠轴承组件53、旋转盘2、转盘制动器摩擦片31、螺母止动套54、导向轴8一起相对于固定盘4旋转，即可实现摄像头6的360度旋转运动。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，包括从上至下依次布置的丝杆制动器、旋转盘、转盘制动器、固定盘，以及依次穿过丝杆制动器、旋转盘、转盘制动器、固定盘布置的丝杆模组；所述丝杆制动器固定在旋转盘顶部，丝杆制动器用于对丝杆模组制动；所述转盘制动器用于限制旋转盘与固定盘的相对运动；所述丝杆模组的顶部固定有摄像头，下部连接有驱动机构；所述驱动机构用于驱动丝杆模组带动摄像头升降，以及用于驱动丝杆模组、旋转盘带动摄像头旋转。

2.根据权利要求1所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述驱动机构包括同步带传动模组，以及用于驱动同步带传动模组工作的驱动电机；所述同步带传动模组包括同步带主动轮、同步带从动轮，以及用于连接同步带主动轮、同步带从动轮的同步皮带；所述驱动电机的输出轴与同步带主动轮驱动连接，同步带从动轮与丝杆模组连接。

3.根据权利要求2所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述丝杆模组包括丝杆、丝杆螺母组件；所述丝杆螺母组件穿过并旋转连接在旋转盘内，丝杆穿过丝杆螺母组件布置。

4.根据权利要求3所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述丝杆螺母组件外侧还设有滚珠轴承组件，滚珠轴承组件穿过并旋转连接在固定盘内。

5.根据权利要求4所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述丝杆螺母组件包括丝杆螺母，以及固定在丝杆螺母外侧的螺母连接套；所述滚珠轴承组件包括滚珠轴承、轴承固定套；所述螺母连接套、滚珠轴承、轴承固定套依次由内到外过盈配合连接；所述轴承固定套的顶部与旋转盘固定连接。

6.根据权利要求1所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述转盘制动器包括固定在旋转盘底部的转盘制动器摩擦片、以及固定在固定盘顶部的转盘制动器法兰。

7.根据权利要求1所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述摄像头还经一导向轴导向，导向轴的一端固定在摄像头底部，另一端经一直线轴承活动连接在旋转盘上。

8.根据权利要求5所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述丝杆螺母组件与同步带从动轮之间的丝杆外侧还设有螺母止动套；所述螺母止动套的顶部与螺母连接套固定连接，底部与同步带从动轮固定连接。

9.根据权利要求3所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述丝杆与同步带从动轮之间还设有止推轴承。

10.根据权利要求2所述的机器人摄像头自动调节装置，其特征在于，所述固定盘经若干支撑杆支撑固定，同步带从动轮经支撑座支撑固定，驱动电机经支撑架固定。

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