CN216731795U - 一种用于养殖场的巡检机器人及其相机镜头保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于养殖场的巡检机器人及其相机镜头保护装置，所述巡检机器人具有至少一个相机镜头，所述巡检机器人的壳体上具有镜头面板，所述镜头面板上开设有与所述相机镜头匹配的镜头孔，所述相机镜头保护装置包括：滑动板，装配于所述镜头面板内侧，所述滑动板与所述镜头面板平行设置；驱动机构，所述驱动机构设于所述镜头面板内侧，传动连接所述滑动板以驱动所述滑动板移动，使得滑动板在处于第一位置时遮挡所述镜头孔，在处于第二位置时不遮挡所述镜头孔。本实用新型的相机镜头保护装置，设于巡检机器人壳体内部，与相机相分离，能够驱动滑动板遮挡相机镜头从而保护相机镜头不受污染。

Description

一种用于养殖场的巡检机器人及其相机镜头保护装置

技术领域

本实用新型一般地涉及巡检机器人技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于养殖场的巡检机器人及其相机镜头保护装置。

背景技术

养殖场是用于养殖牲畜或者禽畜的场所。例如在生猪养殖领域，养殖场不断规模化，智能化程度也在逐渐提高。养殖场内普遍使用智能机器人，智能机器人不仅可以代替人进行一些人难以完成的工作，而且智能化机器人还可以实现人猪分离，减少人与猪的接触，避免在人与猪的接触过程中导致的疾病传播等生物安全风险。

为了了解养殖场内的情况，可以采用巡检机器人对养殖场进行巡检，在巡检机器人上集成各种传感器，以对猪场环境、生猪生长情况进行监控。巡检机器人作为可移动的感知执行平台，近几年来，随着科技发展和非洲猪瘟对生猪行业的影响，巡检机器人开始在畜牧行业大规模使用，实现远程养殖，无人值守。

巡检机器人可以采用有轨形式或者无轨形式，有轨形式的巡检机器人，需要在养殖场内部铺设专用于机器人行走的轨道，巡检机器人只能在该轨道上行走，根据轨道铺设的范围对该范围内的情况进行巡检。无轨形式的巡检机器人则不需要轨道，其可以在更大范围内活动。相应地，无轨形式的巡检机器人不仅需要定位、路径规划等相关算法支持，而且行走机构更加复杂。一般来说，由于养殖场内的栏位是固定的，采用有轨形式的巡检机器人即可满足需求，而且相对于无轨形式的巡检机器人，其性价比更高。因此在养殖场内通常使用有轨形式的巡检机器人，即轨道巡检机器人。

巡检机器人上搭载有各种相机，例如可见光相机、红外相机和广角相机等，以分别用于不同的需求，例如可见光相机用于采集养殖场内图像，红外相机用于对夜间的禽畜状态进行监视，广角相机用于从观察整个养殖场的情况。对于相机来讲，养殖场内的环境不甚理想。例如猪舍内的灰尘、饲料粉尘、苍蝇、猪甩耳朵飞溅的脏污，猪皮屑等，均可能会污染相机镜头，影响拍摄效果，并且影响相机寿命。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于养殖场的巡检机器人的相机镜头保护装置，用以防止养殖场内环境污染相机镜头。同时，本实用新型还提供了一种使用该相机镜头保护装置的巡检机器人。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于养殖场的巡检机器人的相机镜头保护装置，所述巡检机器人具有至少一个相机镜头，所述巡检机器人的壳体上具有镜头面板，所述镜头面板上开设有与所述相机镜头匹配的镜头孔，所述相机镜头保护装置包括：滑动板，装配于所述镜头面板内侧，所述滑动板与所述镜头面板平行设置；驱动机构，所述驱动机构设于所述镜头面板内侧，传动连接所述滑动板以驱动所述滑动板移动，使得滑动板在处于第一位置时遮挡所述镜头孔，在处于第二位置时不遮挡所述镜头孔。

在一个实施例中，所述镜头面板内侧设有滑轨，所述滑动板与所述滑轨滑动装配。

在一个实施例中，所述镜头面板上具有两个以上的镜头孔，所述两个以上的镜头孔并列间隔设置，所述两个以上的镜头孔的连线方向为第一方向，与第一方向垂直的方向为第二方向；所述滑动板沿所述第一方向移动，或者所述滑动板沿所述第二方向移动。

在一个实施例中，所述滑动板上设有开孔，所述开孔用于在所述第二位置时与所述至少一个镜头孔重叠，在所述第一位置时与所述至少一个镜头孔错开。

在一个实施例中，所述驱动机构包括丝杆螺母机构，所述丝杆螺母机构包括丝杆，螺纹装配于所述丝杆上的螺母固定块，以及驱动所述丝杆旋转的微型电机；所述螺母固定块与所述滑动板固定连接。

在一个实施例中，所述丝杆沿所述第一方向设置。

在一个实施例中，还包括丝杆支架，所述丝杆安装在丝杆支架上，所述丝杆支架上还固定有至少一个光轴，所述光轴穿过所述螺母固定块。

在一个实施例中，所述镜头面板内侧还设有限位开关，所述限位开关设置于所述螺母固定块的行程上；所述螺母固定块上悬伸设置有一个限位块，所述限位块与所述限位开关相配合。

在一个实施例中，所述微型电机为微型步进电机。

根据本实用新型的第二方面，还提供了一种用于养殖场的巡检机器人，包括本实用新型第一方面任一项所述的相机镜头保护装置。

本实用新型的相机镜头保护装置，设于巡检机器人壳体内部，与相机相分离，其包括一个滑动板，在与壳体平行的方向上的移动，从而实现两个工作位，即在一个工作位时，使滑动板遮挡相机镜头从而保护相机镜头不受污染，在另一个工作位时，使滑动板不遮挡相机镜头从而使相机能够正常工作。

进一步地，本实用新型可以适用于包括一个相机镜头的巡检机器人，也可以适用于包括多个相机镜头的巡检机器人。通过在滑动板上设置与镜头孔相对应的开孔，从而使得滑动板结构设计更加灵活。

进一步地，本实用新型通过微型电机和丝杆螺母机构驱动滑动板，结构简单且体积较小，可以集成到巡检机器人内部。

进一步地，本实用新型可以设置限位开关和限位块，在限位块碰触限位开关时发出信号使微型电机停止运转，从而对驱动机构进行限位。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是根据本实用新型实施例的用于养殖场的巡检机器人示意图；

图2是根据本实用新型实施例的巡检机器人的镜头面板外侧示意图；

图3是根据本实用新型实施例的巡检机器人分解视图；

图4是图3中A的细节结构视图；

图5是根据本实用新型实施例的巡检机器人的镜头面板内侧示意图；

图6是根据本实用新型实施例的驱动机构的结构示意图；

图7是根据本实用新型实施例的控制电路的原理示意图。

具体实施方式

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做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。

图1展示了根据本实用新型实施例的用于养殖场的巡检机器人示意图。所述巡检机器人为轨道巡检机器人，所述巡检机器人设有行走轮2，行走轮2下方设置与轨道相配合的槽结构4。在实际应用场景中，轨道设于天花板上，因此行走轮2在巡检机器人上方，云台5设于巡检机器人下方。其中行走轮2安装在车体3上，巡检机器人集成的各种传感器设置在壳体1内部。

以上介绍了巡检机器人的基本结构，下面对涉及相机保护装置的镜头面板进行说明。

图2展示了根据本实用新型实施例的巡检机器人的镜头面板外侧示意图。巡检机器人的外壳1包括镜头面板10，镜头面板10上设有与所述相机镜头匹配的第一镜头孔11和第二镜头孔12。第一镜头孔11与3D摄像头7相适配，第二摄像头12与鱼眼摄像头6相适配。另外，图2中还展示了定位柱14，定位柱14用于镜头面板10与巡检机器人进行定位装配。

也就是说，本实用新型的巡检机器人至少设置了三种相机，一种相机为3D相机，一种相机为鱼眼相机，另一种相机为双目相机(安装在云台5上)。

3D相机，利用的是3D镜头制造的摄像机，通常具有两个以上的摄像镜头，间距与人眼间距相近，能够拍摄出类似人眼所见的针对同一场景的不同图像。鱼眼相机是可以独立实现大范围无死角监控的全景摄像机，当下主流鱼眼相机通常采用吊装与壁装方式，可以达到180°至360°的监控效果。双目相机，是基于双目立体视觉原理的摄像机。双目立体视觉融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别，使我们可以获得明显的深度感，建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来。双目立体视觉测量方法具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测和质量控制。对运动物体(包括动物和人体形体)测量中。

以上介绍了巡检机器人及其镜头面板，下面介绍根据本实用新型第一方面的相机镜头保护装置。

图3展示了根据本实用新型实施例的巡检机器人分解视图。图3中的巡检机器人的放置方向与图1所示放置方向相反；其中，行走轮和槽结构4设于下方，云台和壳体设于上方。如图3所示，所述巡检机器人的壳体上具有镜头面板10，镜头面板10内侧设置镜头保护装置，所述相机镜头保护装置包括滑动板和驱动机构，驱动机构如图3中A所示。

图4展示了图3中A的细节结构视图。其中包括驱动机构9和限位开关8。驱动机构设于所述镜头面板10的内侧，传动连接所述滑动板以驱动滑动板移动，使得滑动板在处于第一位置时遮挡所述镜头孔，在处于第二位置时不遮挡所述镜头孔。

也就是说，滑动板在驱动机构的驱动下，能够带动滑动板遮挡镜头孔或不遮挡镜头孔。所述镜头孔包括上述第一镜头孔11和第二镜头孔12。在巡检机器人需要使用3D相机和鱼眼相机进行拍摄时，驱动机构驱动滑动板处于第二位置，使滑动板不遮挡上述第一镜头孔11和第二镜头孔12；在巡检机器人不需要使用3D相机和鱼眼相机进行拍摄时，驱动机构驱动滑动板处于第一位置，使滑动板遮挡上述第一镜头孔11和第二镜头孔12，从而对3D相机和鱼眼相机的镜头进行保护，避免灰尘、饲料粉尘、蚊虫和动物皮屑等对镜头的污染。

图5展示了根据本实用新型实施例的巡检机器人的镜头面板内侧示意图。其中展示了滑动板22。镜头面板10内侧设有滑轨20，滑动板22装配于所述滑轨20之间，与滑轨20滑动装配。

在一个实施例中，滑轨20可以采用滑槽结构，将滑动板放置在滑槽结构中，滑动板即可沿着滑槽移动。其中，滑槽结构可以利用滑槽板与镜头面板10之间的缝隙形成，例如，滑槽板通过螺钉与镜头面板10固定连接，滑槽板与镜头面板10之间形成滑槽，滑动板22可以在滑槽内沿图5所示左右方向移动(例如可以移动65mm)。

本实施例中，所述巡检机器人的面板上，设有与3D相机和鱼眼相机对应的第一镜头孔11和第二镜头孔12，两个镜头孔并列间隔设置，所述两个镜头孔的连线方向为第一方向，与第一方向垂直的方向为第二方向。

在本实施例中，所述滑动板22沿所述第一方向移动。所述第一方向为图5所示的左右方向。在一个应用场景中，滑动板22可以是一块完整的平板，其在第一方向上的长度可以稍大于第一镜头孔11与第二镜头孔12之间的距离，这种情况下，为了使滑动板22不遮挡第一镜头孔11与第二镜头孔12，所述滑动板22的第一位置与第二位置之间需要较大的行程，例如，滑动板22在图5所示的左侧时，处于第一位置以遮挡第一镜头孔11与第二镜头孔12，滑动板22在图5所示的右侧时，处于第二位置从而同时让开第一镜头孔11与第二镜头孔12，这种情况下，为了完全让开第一镜头孔11与第二镜头孔12，第一位置与第二位置之间的行程较大。

在本实施例中，滑动板22上可以设置开孔21(用于与第二镜头孔对应)；例如，滑动板22在图5所示左侧时，处于第一位置以遮挡第一镜头孔11与第二镜头孔12，滑动板22在图5所示右侧时，处于第二位置从而让开第一镜头孔11，并且使开孔21与第二镜头孔12重叠。这种实施方式，滑动板22的第一位置与第二位置之间所需要的行程较短。也就是说，设有两个或两个以上的相机镜头的情况下，可以在滑动板上设置与镜头孔相对应的开孔，从而使得滑动板结构设计更加灵活。

在其他实施例中，镜头面板10上可以设置更多的镜头孔，例如依次并列设置第一镜头孔、第二镜头孔和第三镜头孔，此时可以相应的在滑动板22上设置两个开孔，两个开孔之间的距离等于第二镜头孔和第三镜头孔之间的距离。滑动板22处于第一位置时遮挡第一镜头孔、第二镜头孔和第三镜头孔，滑动板22处于第二位置时，让开第一镜头孔，并且使两个开孔同时与第二镜头孔和第三镜头孔重叠。或者：在滑动板22上设置三个开孔，三个开孔与三个镜头孔一一对应。滑动板22处于第一位置时遮挡第一镜头孔、第二镜头孔和第三镜头孔，滑动板22处于第二位置时，使三个开孔同时与三个镜头孔重叠。

在又一个实施例中，多个镜头孔可以不是并列设置(以形成一条直线)，而是形成任意的形状。这种情况下，也可以通过在滑动板22上开设若干与镜头孔匹配的开孔，从而在第一位置时同时遮挡多个镜头孔，在第二位置时使多个镜头孔与开孔重叠，从而使多个镜头孔对应的相机均可以使用。

在其他实施例中，滑动板22还可以沿所述第二方向移动。第二方向为图5所述的上下方向。这种情况下，滑动板22可以是窄条状，其宽度与镜头孔的直径相当即可。这种情况下，滑轨20的方向也需要调整为沿第二方向延伸。

另外，图5中还展示了与定位柱14相适配的定位孔141，定位柱14插入定位孔141中以对镜头面板10进行定位。

图6展示了根据本实用新型实施例的驱动机构的结构示意图。其中，驱动机构9包括丝杆螺母机构，所述丝杆螺母机构包括丝杆92，螺纹装配于所述丝杆上的螺母固定块93，以及驱动所述丝杆旋转的微型电机91；所述螺母固定块93与所述滑动板22固定连接。所述丝杆92沿所述第一方向设置。所述驱动机构9还包括丝杆支架94，所述丝杆92安装在丝杆支架94上，所述丝杆支架94上还固定有至少一个光轴95，所述光轴95穿过所述螺母固定块97。

具体地，巡检机器人内部设置一个丝杆支架94，丝杆支架94呈U型，包括两个弯折部，两个弯折部之间设置丝杆92。一个弯折部(如图中右侧的弯折部)外侧设置微型电机91，微型电机91驱动连接所述丝杆92，带动所述丝杆92旋转。丝杆92旋转时，将转动转化为平动，使螺母固定块93移动。螺母固定块上设置有安装孔97，安装孔97与图5中滑动板22上的安装孔24对应设置，例如，可以通过一个连杆连接安装孔97和安装孔24，从而在螺母固定块93沿着丝杆92移动时带动滑动板22沿第一方向移动。

进一步地，为了保证螺母固定块93的稳定性，在所述两个弯折部之间还设置了两根光轴95，光轴95与丝杆92平行设置。螺母固定块93上设有与所述光轴95对应的穿孔，而且穿孔内还设置有直线轴承96，直线轴承内部设有滚珠，设置直线轴承96有利于螺母固定块93沿光轴95滑动。

进一步地，在一个实施例中，微型电机91可以采用微型步进电机，在其他实施例中，也可以采用微型伺服电机。

以上对本实用新型的主要结构进行了详细的说明，下面对本实用新型的其他方面进行说明。

图7展示了根据本实用新型的控制电路原理示意图。如图7所示，巡检机器人的相机镜头保护装置还包括控制电路，控制电路包括MCU，微型电机和限位开关。

作为举例，MCU可以采用巡检机器人的微处理器。微型电机即为上述微型电机91。限位开关可以设置一个或两个，如图7中设置了两个限位开关，即限位开关A和限位开关B。如图4和图6所示，所述限位开关设置在螺母固定块93的行程上，而且，螺母固定块93上悬伸设置有一个限位块98，所述限位块98与所述限位开关相配合。

例如，MCU发出第一控制命令，控制微型电机运转(例如顺时针转动)，带动滑动板22移动到第一位置，从而遮挡第一镜头孔11和第二镜头孔12，从而对镜头进行保护。MCU发出第二控制命令，控制微型电机运转(例如逆时针转动)，带动滑动板22移动到第二位置，从而让开第一镜头孔11和第二镜头孔12，从而可以利用相机进行各种作业，包括利用3D相机拍摄图像，对图像中的猪只进行估重，利用鱼眼相机拍摄图像，对图像中猪只数量进行统计。在滑动板22移动到第一位置时，限位块98触发限位开关B，在滑动板22移动到第二位置时，限位块98触发限位开关A，限位开关A和限位开关B被触发时，将触发信号发送到MCU，MCU即可控制微型电机停止运转。

又作为举例，还可以将滑动板的初始位置设于第一位置或者第二位置，在MCU控制微型电机运转时，带动滑动板22移动到第二位置或者第一位置。

限位开关和限位块的作用是实现限位。在其他实施例中，也可以设置一个限位开关，或者不设置限位开关，仅依靠MCU和微型电机精准的距离控制来实现限位。

根据本实用新型的第二方面，还提供一种用于养殖场的巡检机器人，该巡检机器人内部设置各种传感器，壳体上设置镜头面板，并且采用本实用新型第一方面任一实施例所述的相机镜头保护装置。由于上文已经对相机镜头保护装置进行了详细说明，下文不再赘述。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种用于养殖场的巡检机器人的相机镜头保护装置，其特征在于，所述巡检机器人具有至少一个相机镜头，所述巡检机器人的壳体上具有镜头面板，所述镜头面板上开设有与所述相机镜头匹配的镜头孔；

所述相机镜头保护装置包括：

滑动板，装配于所述镜头面板内侧，所述滑动板与所述镜头面板平行设置；

驱动机构，所述驱动机构设于所述镜头面板内侧，传动连接所述滑动板以驱动所述滑动板移动，使得滑动板在处于第一位置时遮挡所述镜头孔，在处于第二位置时不遮挡所述镜头孔。

2.根据权利要求1所述的相机镜头保护装置，其特征在于，所述镜头面板内侧设有滑轨，所述滑动板与所述滑轨滑动装配。

3.根据权利要求1所述的相机镜头保护装置，其特征在于，所述镜头面板上具有两个以上的镜头孔，所述两个以上的镜头孔并列间隔设置，所述两个以上的镜头孔的连线方向为第一方向，与第一方向垂直的方向为第二方向；

所述滑动板沿所述第一方向移动，或者所述滑动板沿所述第二方向移动。

4.根据权利要求3所述的相机镜头保护装置，其特征在于，所述滑动板上设有开孔，所述开孔用于在所述第二位置时与所述至少一个镜头孔重叠，在所述第一位置时与所述至少一个镜头孔错开。

5.根据权利要求3所述的相机镜头保护装置，其特征在于，所述驱动机构包括丝杆螺母机构，所述丝杆螺母机构包括丝杆，螺纹装配于所述丝杆上的螺母固定块，以及驱动所述丝杆旋转的微型电机；所述螺母固定块与所述滑动板固定连接。

6.根据权利要求5所述的相机镜头保护装置，其特征在于，所述丝杆沿所述第一方向设置。

7.根据权利要求6所述的相机镜头保护装置，其特征在于，还包括丝杆支架，所述丝杆安装在丝杆支架上，所述丝杆支架上还固定有至少一个光轴，所述光轴穿过所述螺母固定块。

8.根据权利要求6所述的相机镜头保护装置，其特征在于，所述镜头面板内侧还设有限位开关，所述限位开关设置于所述螺母固定块的行程上；所述螺母固定块上悬伸设置有一个限位块，所述限位块与所述限位开关相配合。

9.根据权利要求5至8任一项所述的相机镜头保护装置，其特征在于，所述微型电机为微型步进电机。

10.一种用于养殖场的巡检机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的相机镜头保护装置。

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