机器人头部运动的云台机构的制作方法

本实用新型涉及摄像头云台支架技术领域，具体的说，涉及一种机器人头部运动的云台机构。

背景技术：

随着摄像头监控技术的不断发展，摄像头云台支架已经被越来越多的应用在各种场景中。现有的摄像头云台支架结构分为固定式和电动式两种，固定式云台适用于监控范围不大的情况下，电动式云台适用于大范围扫描与监视。

其中，电动式云台的摄像头通常安装在机器人头部中，并且机器人头部是固定的。摄像头转动的形式为，摄像头只能以镜头端为转轴进行转动。通常摄像头的镜头只比机器人头部壳体高出2mm左右，该距离很短，随着摄像头转动，机器人头部的壳体的边缘就会进入摄像头的拍摄范围，也就达到了转动极限，因此现有技术存在摄像头转动角度太小的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机器人头部运动的云台机构，以解决现有技术存在摄像头转动角度太小的技术问题。

本实用新型提供一种机器人头部运动的云台机构，包括机器人头部、云台、摆头舵机和点头舵机；

所述摆头舵机安装在所述云台上，并通过竖直转轴与所述机器人头部内的支架连接；

所述点头舵机安装在所述机器人头部内，并通过水平转轴与所述支架连接；

所述摆头舵机用于驱动机器人头部水平摆动，所述点头舵机用于驱动机器人头部上下摆动。

进一步的是，所述机器人头部的外壳安装有摄像头和热成像仪。

优选的是，所述云台与所述竖直转轴通过滚珠球轴承连接。

进一步的是，所述机器人头部内形成有头部轴承座；

所述头部轴承座通过轴承与所述水平转轴连接。

优选的是，所述水平转轴与所述机器人头部的水平中轴线重合。

优选的是，所述竖直转轴与所述机器人头部的竖直中轴线重合。

本实用新型带来了以下有益效果：本实用新型提供的机器人头部运动的云台机构中，包括机器人头部、云台摆头舵机和点头舵机等部件。其中，摆头舵机安装在云台上，并通过竖直转轴与机器人头部内的支架连接；点头舵机安装在机器人头部内，并通过水平转轴与支架连接。在机器人头部的摄像头在拍摄过程中，可通过摆头舵机驱动机器人头部水平摆动，同时还可通过点头舵机驱动机器人头部上下摆动，则安装在机器人头部的摄像头也能够随着机器人头部一起摆动，因此能够在水平方向和竖直方向上进行大幅度的转动，实现两个平面自由度的旋转，从而解决了现有技术存在摄像头转动角度太小的技术问题。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本实用新型实施例提供的机器人头部运动的云台机构的正视图；

图2是本实用新型实施例提供的机器人头部运动的云台机构的侧视图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种机器人头部运动的云台机构，包括机器人头部1、云台2、摆头舵机3和点头舵机4等部件。

摆头舵机3安装在云台2上，并通过竖直转轴31与机器人头部1内的支架5连接。点头舵机4安装在机器人头部1内，并通过水平转轴41与支架5连接。摆头舵机3用于驱动机器人头部1水平摆动，点头舵机4用于驱动机器人头部1上下摆动。

本实施例中，机器人头部1的外壳安装有摄像头6和热成像仪7，摄像头6和热成像仪7都固定在机器人头部1的壳体上，可随机器人头部1一起运动。摄像头6优选为高清可变焦摄像头6，热成像仪7可用于夜间等光线较暗的条件下，通过热量传感进行拍摄。

本实施例中，支架5整体呈U形，采用铝合金材质一体成型出来，质量轻，强度高，能够确保头部与云台2连接可靠，为头部运动提供可靠的保证。

作为一个优选方案，云台2与竖直转轴31通过滚珠球轴承连接，并且竖直转轴31与机器人头部1的竖直中轴线重合。云台2采用铝合金架和高精密滚珠球轴承装配起来，云台2运转平稳、安静，将机器人头部1固定在云台2上，可确保机器人头部1在转动过程中不会摇摆，且转动平滑、安静。

竖直转轴31采用铝合金材质，质量轻，强度高。一端与支架5固定，另一端固定在云台2转动中心线上。安装固定要做好防转动设计，整个头部的转动都会通过竖直转轴31传递到云台2上。

进一步的是，机器人头部1内形成有头部轴承座11；头部轴承座11通过轴承与水平转轴41连接，并且水平转轴41与机器人头部1的水平中轴线重合。头部轴承座11与机器人头部1的底部零件一体注塑成型出来，用来安装实现点头转动的轴承。头部轴承座11的轴孔中心必须保证与机器人头部1的水平中轴线重合，确保装配的精密性。整个机器人头部1的重量都是通过头部轴承座11传递到云台2上，所以头部轴承座11的强度要保证，可加大壁厚，以及在设计上合理设置加强筋。

水平转轴41采用铝合金材质，质量轻，强度高。一端用螺丝与支架5固定，另一端安装轴承与轴承座连接，左右两个水平转轴41与支架5连接端开长孔，可以对水平转轴41在轴向进行调节，以达到最佳装配效果。

给水平转动提供动力的点头舵机4，其舵机轴装配时一定要和机器人头部1的水平中轴线重合，确保转动平稳，点头舵机4的机身用螺丝固定在头部上，舵机轴和转轴通过联轴器连接，为水平转动提供动力。给竖直转动提供动力的摆头舵机3，其机身固定在云台2架上面，其舵机轴通过法兰盘和云台2连接，提供竖直转动的动力。通过控制单元，实现水平和竖直联动转动，使机器人头部1在上下50°和左右180°范围内任意转动，进而在可视范围内拍照，进行监测。

与现有的头部固定的摄像头转动方案相比，本实用新型实施例提供的机器人头部1运动的云台2机构中，摄像头6(和热成像仪7)就相当于机器人的眼睛，仿人形机器人眼睛随头部一起运动，在视觉上跟人的感觉更加具有逼真性和科技感。通过水平转动和竖直转动这两个自由度的结合运动，能够实现摄像头6(和热成像仪7)的全方位拍摄，水平转动角度可以达到50°，竖直转动角度可达到180°，因此能够在水平方向和竖直方向上进行大幅度的转动，实现两个平面自由度的旋转，从而解决了现有技术存在摄像头转动角度太小的技术问题。

虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。