基于视觉的巡检行走机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机器人技术领域，特别是设及一种基于视觉的巡检行走机器人。
【背景技术】
[0002] 巡检机器人已经有较为广泛的应用，但多数用在变电站等工业方面，很少用在生 活中。因为现有的巡检机器人大都应用于工业方面，所W在人机交互方面有所欠缺。 【实用新型内容】
[0003] 针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于视觉的巡检行走机器人。该 机器人能够实现在一定区域内既能自主循迹行走、自主避障行走，又能远程遥控行走;网络 摄像头能够升降、在水平面内旋转，并能调整俯仰角度。网络摄像头拍摄的场景能够远程实 时传输给用户，同时能够将拍摄的视频存储到存储卡中和云端，用户通过互联网即可观看 实时的视频，也可W观看之前录制的视频。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种基于视觉的巡检行走机 器人，包括摄像头部分、剪叉式结构升降部分、行走部分及丝杠传动部分；
[0005] 所述摄像头部分包括舱机安装板，在舱机安装板上设置有第二舱机，在舱机安装 板的上方设置有舱机安装框，第二舱机的输出轴通过第二舱机联轴器与舱机安装框的底部 相连接;在舱机安装框的一侧设置有第一舱机，在舱机安装框内设置有摄像头安装框，第一 舱机的输出轴通过第一舱机联轴器与摄像头安装框相连接;舱机安装框的另一侧通过第一 轴与摄像头安装框相连接，在摄像头安装框上设置有网络摄像头；
[0006] 所述丝杠传动部分包括安装板，所述安装板设置在行走部分的顶部，在安装板的 顶部分别设置有第一滑轨、步进电机和剪叉式结构升降部分下固定座;在第一滑轨上设置 有第一滑块，步进电机的输出轴通过第一联轴器与丝杆的一端相连接，所述丝杆通过轴承 座设置在安装板上;在丝杆上设置有螺母，螺母与螺母转换块固定连接，所述螺母转换块通 过第二轴与第一滑块相连接;在舱机安装板的底部设置有第二滑轨和剪叉式结构升降部分 上固定座，在第二滑轨上设置有第二滑块;剪叉式结构升降部分上端的一侧与第二滑块相 较接，另一侧与剪叉式结构升降部分上固定座相较接，剪叉式结构升降部分下端的一侧与 第一滑块相较接，另一侧与剪叉式结构升降部分下固定座相较接；
[0007] 在所述行走部分设置有循迹传感器和超声波传感器，所述第一舱机、第二舱机、步 进电机、循迹传感器、超声波传感器和行走部分的电机分别与中央控制器相连接。
[000引所述行走部分包括底盘，在底盘的后部设置有两个电机，两个电机的输出轴分别 通过第二联轴器与两个行走轮相连接，在底盘的前部设置有万向脚轮。
[0009] 所述行走部分的电机通过电机固定座设置在底盘上。
[0010] 所述万向脚轮通过安装架设置在底盘上。
[0011] 所述步进电机通过步进电机固定座设置在安装板上。
[0012] 本实用新型的有益效果：
[0013] 本实用新型能够实现在一定区域内既能自主循迹行走、自主避障行走，又能远程 遥控行走；网络摄像头能够升降、在水平面内旋转，并能调整俯仰角度。网络摄像头拍摄的 场景能够远程实时传输给用户，同时能够将拍摄的视频存储到存储卡中和云端，用户通过 互联网即可观看实时的视频，也可W观看之前录制的视频。因此，本实用新型适用于停车场 等固定区域内的监视；同时，用户可W通过巡检机器人远程收到机器人所在环境的音频，并 向该环境发送音频，所W本实用新型也可W应用于看护老人和儿童。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的基于视觉的巡检行走机器人的整体结构示意图；
[0015] 图2为本实用新型的摄像头部分的结构示意图；
[0016] 图3为本实用新型的丝杠传动部分的结构示意图；
[0017] 图4为图3顺时针旋转90度后的俯视图；
[0018] 图5为本实用新型的剪叉式结构升降部分的下部与丝杠传动部分连接后的结构示 意图；
[0019] 图6为本实用新型的剪叉式结构升降部分的上部与舱机安装板连接后的结构示意 图；
[0020] 图7为本实用新型的行走部分的结构示意图；
[0021 ]图8为本实用新型的控制电路的电路原理框图；
[0022] 图9为本实用新型的控制电路的电路原理图；
[0023] 图10为本实用新型的遥控器的电路原理图；
[0024] 图中：1-摄像头部分，2-剪叉式结构升降部分，3-行走部分，4-丝杠传动部分，5-第 一舱机联轴器，6-网络摄像头，7-摄像头安装框，8-舱机安装框，9-第一轴，10-舱机安装板， 11-第二舱机，12-第二舱机联轴器，13-第一舱机，14-步进电机，15-步进电机固定座，16-第 一联轴器，17-轴承座，18-螺母转换块，19-螺母，20-丝杆，21-剪叉式结构升降部分下固定 座，22-安装板，23-第一滑轨，24-第一滑块，25-第二轴，26-第二滑轨，27-第二滑块，28-剪 叉式结构升降部分上固定座，29-电机，30-行走轮，31-第二联轴器，32-电机固定座，33-万 向脚轮，34-安装架，35-底盘，36-循迹传感器，37-超声波传感器。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0026] 如图1~图7所示，一种基于视觉的巡检行走机器人，包括摄像头部分1、剪叉式结 构升降部分2、行走部分3及丝杠传动部分4。
[0027] 所述摄像头部分1包括舱机安装板10,在舱机安装板10上设置有第二舱机11，在舱 机安装板10的上方设置有舱机安装框8,第二舱机11的输出轴通过第二舱机联轴器12与舱 机安装框8的底部相连接;在舱机安装框8的一侧设置有第一舱机13,在舱机安装框8内设置 有摄像头安装框7,第一舱机13的输出轴通过第一舱机联轴器5与摄像头安装框7相连接;舱 机安装框8的另一侧通过第一轴9与摄像头安装框7相连接，在摄像头安装框7上设置有网络 摄像头6;第二舱机11可W带动网络摄像头6在水平面内进行360度的旋转，第一舱机13能够 带动网络摄像头6在竖直平面内进行俯仰角度的调整。
[0028] 所述丝杠传动部分4包括安装板22,所述安装板22设置在行走部分3的顶部，在安 装板22的顶部分别设置有第一滑轨23、步进电机14和剪叉式结构升降部分下固定座21;在 第一滑轨23上设置有第一滑块24,第一滑块24可沿第一滑轨23自由滑动，步进电机14的输 出轴通过第一联轴器16与丝杆20的一端相连接，所述丝杆20通过轴承座17设置在安装板22 上;在丝杆20上设置有螺母19,螺母19与丝杆20螺纹配合，螺母19与螺母转换块18固定连 接，所述螺母转换块18通过第二轴25与第一滑块24相连接;在舱机安装板10的底部设置有 第二滑轨26和剪叉式结构升降部分上固定座28,在第二滑轨26上设置有第二滑块27,第二 滑块27可沿第二滑轨26自由滑动;剪叉式结构升降部分2上端的一侧与第二滑块27相较接， 另一侧与剪叉式结构升降部分上固定座28相较接，剪叉式结构升降部分2下端的一侧与第 一滑块24相较接，另一侧与剪叉式结构升降部分下固定座21相较接;所述步进电机14通过 步进电机固定座15设置在安装板22上。本实施例中，所述第一滑轨23和第二滑轨26均设置 有两个，两个第一滑轨23在丝杆20的两侧对称设置。步进电机14带动丝杆20转动，使螺母19 水平移动，螺母19带动螺母转换块18水平移动，进而带动剪叉式结构升降部分2的左下角沿 着第一滑轨23移动；同时，剪叉式结构升降部分2的右上角也沿着上面的第二滑轨26移动， 从而使剪叉式结构升降部分2带动网络摄像头6完成升降动作。
[0029] 所述行走部分3包括底盘35,在底盘35的后部设置有两个电机29,两个电机29通过 电机固定座32设置在底盘35上，两个电机29采用直流电机，其输出轴分别通过第二联轴器 31与两个行走轮30相连接，给定两个电机29不同的转速可实现转向功能;在底盘35的前部 设置有万向脚轮33，万向脚轮33转向灵活，其通过安装架34设置在底盘35上，达到与行走轮 30消除高度差的目的。
[0030] 在所述行走部分3设置有五个循迹传感器36和Ξ个超声波传感器37,所述循迹传 感器36设置在底盘35的中央处，所述Ξ个超声波传感器37分别设置在底盘35的前部和左右 两侧;所述第一舱机13、第二舱机11、步进电机14、循迹传感器36、超声波传感器37和行走部 分3的电机29分别与中央控制器相连接。
[0031] 本实用新型的控制电路的电路原理框图，如图8所示，控制电路主要包括中央控制 器Arduino MEGA、直流电机驱动模块、步进电机驱动模块、超声波传感器、红外线循迹模块 及无线通信模块。网络摄像头数据传输使用无线局域网，通过路由器装载化enWrt实现。
[0032] 本实用新型的控制电路的具体电路连接关系，如图9所示。直流电机驱动板的使能 端A、B分别与中央控制器的数字引脚D14、D13相连，直流电机驱动板的信号输入端与中央控 制器的数字引脚09、010、011、012相连，直流电机驱动板的输出端抓1'1、01]了2和抓了3、01]了4分 别与直流电机1、直流电机2连接。通过中央控制器控制引脚09、010、011、012的电平高低，实 现直流电机的正转、反转和制动控制，其控制逻辑如下：
[0