一种用于安防机器人的多自由度调节结构的制作方法

本发明属于安防机器人领域，具体地说，涉及一种用于安防机器人的多自由度调节结构。

背景技术：

经过调研发现，目前市面上安防机器人上面摄像头的拍摄范围，多为圆周360度及俯仰转动。

目前已授权专利有一种名为“便于移动的监控机器人”，申请号201710821463.8，其升降结构是通过液压升降机来带动升降平台，平台上固定有一立杆，立杆随平台升降而上下移动，但行程不易控制，反应速度较慢，不能满足安防机器人的工作需求。

同时，现有的安防机器人在针对不同的地形进行监视的时候，在推杆上升或下降的过程中，如何实现给顶端的摄像头供电及视频信号的传输，是现有设计的难题。

因此，有必要对现有的安防机器人的调节结构进行改进，在不增加大量生产成本的前提下，最大化保证安防机器人的工作稳定性，实现多自由度调节，满足不同的工作需求，使其具有更高的实用性。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种用于安防机器人的多自由度调节结构，可实现安防机器人的摄像机多自由度调节，满足不同的工作需求；通过驱动电机带动丝杆上下移动，行程控制更为精准，升降反应速度更为迅速；可在升降机构上下移动的同时，保证摄像头的供电及视频信号传输正常，避免推杆移动造成导线断开，影响安防机器人的正常工作。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的用于安防机器人的多自由度调节结构包括固定支座、电动推杆、弹簧导线、套管、减震台、摄像机，所述的电动推杆穿过固定支座与托架连接，电动推杆周向缠绕有弹簧导线，弹簧导线为弹簧螺旋导线，弹簧导线与摄像机连接，弹簧导线外圆周向设有套管，套管顶端与托架连接，托架上端与减震台连接，减震台上端与带有云台的摄像机连接。

进一步，所述的电动推杆包括驱动电机、驱动电机支撑管、蜗杆、升降丝杆、行程开关，驱动电机支撑管设置在电动推杆内，驱动电机支撑管上安装由驱动电机，驱动电机输出轴与蜗杆连接，蜗杆与升降丝杆配合连接，所述的行程开关设置在驱动电机支撑管端部，驱动电机正负极控制电动推杆伸缩。

作为优选，所述的行程开关通过外置控制器与驱动电机连接。

作为优选，所述的电动推杆的自锁力为负载的1.5-2倍。

进一步，所述的摄像机包括云台、摄像头、探照灯，云台为电动云台，电动云台、摄像头、探照灯分别与内置控制器连接，摄像头和探照灯分别设置在云台两侧。

作为优选，所述的摄像头外安装有雨刮器，雨刮器与内置控制器连接。

进一步，所述的减震台包括方板、橡胶圆环，方板包括上方板与下方板，上方板与下方板之间设有橡胶圆环，橡胶圆环与上方板、下方板一体成型，上方板通过螺栓与云台底板连接，下方板通过螺栓与托架连接。

作为优选，所述的套管顶端面与圆环板焊接一体成型，圆环板圆周尺寸大于管筒圆周尺寸，圆环板与方板底部通过螺栓连接，方板底部开设有与圆环板尺寸相匹配的凹槽。

进一步，所述的固定支座包括底座板、支撑筒、筋板，支撑筒位于底座板中部，与底座板一体成型，支撑板与底座板两侧通过筋板焊接。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种用于安防机器人的多自由度调节结构，在传统的摄像头拍摄范围（水平圆周和俯仰角）的基础上，增加了上下运动机构，可实现安防机器人摄像机的多自由度调节，满足不同的工作需求；在电动推杆上安装行程开关，通过驱动电机带动丝杆上下移动，形程控制更为精准，升降反应速度更为迅速，同时，自锁力大，电动推杆在运行中能随意停止，并保持在该位置；通过采用弹簧导线对视频信号及供电单元连接，可在升降机构上下移动的同时，保证摄像头的供电及视频信号传输正常，避免推杆移动造成导线断开，影响安防机器人的正常工作。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的1/4剖面图；

图3为本发明的实施例1拉升结构示意图；

图4为本发明的实施例1收缩结构示意图；

图5为本发明的实施例2立体结构示意图；

图6为本发明的电动推杆结构示意图；

图7为本发明的托架立体结构示意图；

图8为本发明的固定支座立体结构示意图；

图9为本发明的控制结构框图。

图中，1-底座板、2-支撑筒、3-筋板、4-驱动电机、5-驱动电机支撑管、6-蜗杆、7-升降丝杆、8-行程开关、9-外置控制器、10-托架、11-弹簧导线、12-套管、13-圆环板、14-上方板、15-下方板、16-橡胶圆环、17-云台、18-摄像头、19-雨刮器、20-探照灯、21-内置控制器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1-2所示，所述的用于安防机器人的多自由度调节结构包括固定支座、电动推杆、弹簧导线11、套管12、减震台、云台17、摄像机，结构简单，方便适用。

如图5-8所示，所述的电动推杆穿过固定支座与托架10连接，所述的电动推杆包括驱动电机4、驱动电机支撑管5、蜗杆6、升降丝杆7、行程开关8，驱动电机支撑管5设置在电动推杆内，驱动电机支撑管5上安装由驱动电机4，驱动电机4输出轴与蜗杆6连接，蜗杆6与升降丝杆7配合连接，所述的行程开关8设置在驱动电机支撑管5端部，行程开关8通过外置控制器9与驱动电机4连接，如图9所示，通过外置控制器9接收行程开关8所发出的信号，外置控制器9控制驱动电机4正转或反转，蜗杆6套装在驱动电机4的输出轴上，驱动电机4转动带动蜗杆6转动，蜗杆6转动带动升降丝杆7移动，实现电动推杆的上升与下降；电动推杆通过驱动电机4正负极控制伸缩，电动推杆的自锁力为负载的1.5-2倍，形程控制更为精准，升降反应速度更为迅速，同时，自锁力大，电动推杆在运行中能随意停止，并保持在该位置。

所述的固定支座包括底座板1、支撑筒2、筋板3，支撑筒2位于底座板1中部，与底座板1一体成型，支撑板与底座板1两侧通过筋板3焊接，连接结构较为简单，固定支座整体强度较大，可使用时间较长。

所述的弹簧导线11缠绕于升降丝杆7的周向，弹簧导线11为弹簧螺旋导线，弹簧导线11与穿过托架10与减震台，然后摄像机连接，在上升过程中，所用到的导线要能实现拉长，在下降过程中，导线也需要具有压缩的性能，保证在推杆上下运动时，导线都不能会造成阻碍，故选用弹簧螺旋导线，可实现导线的拉伸与收缩功能，可在升降机构上下移动的同时，保证摄像头18的供电及视频信号传输正常，避免推杆移动造成导线断开，影响安防机器人的正常工作，弹簧导线11外圆周向设有套管12，可对弹簧导线11及电动推杆伸缩结构起到一定的保护作用，套管12顶端面与圆环板13焊接一体成型，圆环板13圆周尺寸大于管筒圆周尺寸，圆环板13与方板底部通过螺栓连接，方板底部开设有与圆环板13尺寸相匹配的凹槽，可使各部件连接较为紧密。

套管12通过圆环板13与减震台连接，所述的减震台包括方板、橡胶圆环16，方板包括上方板14与下方板15，上方板14与下方板15之间设有橡胶圆环16，橡胶圆环16与上方板14、下方板15一体成型，上方板14通过螺栓与云台17底板连接，下方板15通过螺栓与托架10连接，双层式缓冲减震结构设计，减震效果较好。

所述的摄像机包括云台17、摄像头18、探照灯20，云台17为电动云台17，电动云台17、摄像头18、探照灯20分别与内置控制器21连接，在夜晚巡逻时，可开灯照明，保证摄像头18拍摄到清晰的画面，摄像头18和探照灯20分别设置在云台17两侧，摄像头18外安装有雨刮器19，可在雨天情况下，内置控制器21控制刮掉摄像头18上的雨水，减震台上端安装有云台17，云台17上安装有摄像机，在云台17的支撑作用下，可保证摄像机拍摄时的平稳性，所述的云台17为电动云台17，可对大范围进行扫描监视，可扩大摄像机的监视范围，电动云台17高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自内置控制器21的信号精确地运行定位，在控制信号的作用下，云台17上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象，当云台17接收到控制器所发出的上、下动作电压时，垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动作电压时，水平电机转动并经减速箱带动云台17底部的水平齿轮盘转动，云台17设有垂直的限位栓，云台17分别由两个微动开关实现限位功能，当转动角度达到预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台17停止转动，限位装置位于云台17内部，可有效避免恶劣环境所带来的影响，增加云台17的整体使用寿命，可实现摄像机垂直方向的多方位角度拍摄，拍摄范围更为广泛。

实施例1

如图3-4所示，所述的电动推杆包括驱动电机4、驱动电机支撑管5、蜗杆6、升降丝杆7、行程开关8，驱动电机支撑管5设置在电动推杆内，驱动电机支撑管5上安装由驱动电机4，驱动电机4输出轴与蜗杆6连接，蜗杆6与升降丝杆7配合连接，所述的行程开关8设置在驱动电机支撑管5端部，行程开关8通过外置控制器9与驱动电机4连接，通过外置控制器9接收行程开关8所发出的信号，外置控制器9控制驱动电机4正转或反转，驱动电机4转动带动蜗杆6在驱动电机4支撑杆上移动，蜗杆6转动带动升降丝杆7移动动，实现电动推杆的上升与下降；电动推杆通过驱动电机4正负极控制伸缩，电动推杆的自锁力为负载的1.5-2倍，形程控制更为精准，升降反应速度更为迅速，同时，自锁力大，电动推杆在运行中能随意停止，并保持在该位置。

驱动电机4正转带动蜗杆6在驱动电机4支撑杆向上移动，蜗杆6转动带动升降丝杆7移动，蜗杆6转动带动丝杆上升的过程中，由于弹簧导线11缠绕于丝杆周向，弹簧导线11为弹簧螺旋导线，弹簧螺旋导线被拉长，同时，弹簧螺旋导线外圆周的套管12也随之向上运动，远离固定支座，摄像机对较高的物质进行监测。

驱动电机4反转带动蜗杆6在驱动电机4支撑杆向下移动，蜗杆6转动带动升降丝杆7移动，蜗杆6转动带动丝杆下降的过程中，由于弹簧导线11缠绕于丝杆周向，弹簧导线11为弹簧螺旋导线，弹簧螺旋导线在弹力作用下，收缩回弹至原有长度，同时，弹簧螺旋导线外圆周的套管12也随之向下运动，托架10底面与车壳顶端完全贴合，对内部元器件起到一定的防雨水作用，摄像机对高度较低的位置进行监测。

实施例2

如图5所示，在实施例1的基础上，通过增设电动云台17，与摄像机的双自由度调节，二者结合，实现安防机器人的多自由度调节，当电动推杆上下移动的同时，摄像机根据需要可同步进行圆周或者俯仰运动，当云台17接收到内置控制器21所发出的上、下动作电压时，垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动作电压时，水平电机转动并经减速箱带动云台17底部的水平齿轮盘转动，云台17设有垂直的限位栓，云台17分别由两个微动开关实现限位功能，当转动角度达到预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台17停止转动，俯仰方向在±90°范围内转动，同时，控制摄像机上的摄像头18相对于云台17中部转动，实现0-360°的圆周转动，可实现安防机器人整体的无死角监测，实用性较强。

本发明提供了一种用于安防机器人的多自由度调节结构，在传统的摄像头拍摄范围（水平圆周和俯仰角）的基础上，增加了上下运动机构，可实现安防机器人摄像机的多自由度调节，满足不同的工作需求；在电动推杆上安装行程开关，通过驱动电机带动丝杆上下移动，形程控制更为精准，升降反应速度更为迅速，同时，自锁力大，电动推杆在运行中能随意停止，并保持在该位置；通过采用弹簧导线对视频信号及供电单元连接，可在升降机构上下移动的同时，保证摄像头的供电及视频信号传输正常，避免推杆移动造成导线断开，影响安防机器人的正常工作。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。