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    重庆时时彩送28: 一种全方位移动云台机器人.pdf

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    一种 全方位 移动 机器人
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510054697.5

    申请日:

    2015.02.02

    公开号:

    CN104679003A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05D 1/02申请日:20150202|||公开
    IPC分类号: G05D1/02 主分类号: G05D1/02
    申请人: 东北大学
    发明人: 丛德宏; 谢帅林; 徐成禄; 叶向豪; 高赛
    地址: 110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
    优先权:
    专利代理机构: 沈阳东大知识产权代理有限公司21109 代理人: 梁焱
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510054697.5

    授权公告号:

    104679003B||||||

    法律状态公告日:

    2017.06.13|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种全方位移动云台机器人,由全方位移动脚架部分及三自由度可调云台部分组成,本发明通过全方位移动脚架部分内设置的全向轮及驱动电机,实现了全方位移动云台机器人的灵活移动,借助全方位移动脚架部分具有的灵活移动能力,实现行进中的跟踪拍摄;本发明通过三自由度可调云台部分内设置的三个盘式电机,通过对三个盘式电机的远程控制,实现了摄像机的全方位360°无死角拍摄,无论全方位移动云台机器人是固定机位还是行进机位,均可满足苛刻的拍摄要求。借助无线数据传输技术,本发明的全方位移动云台机器人可以将摄像机拍摄的图像实时传输到远端的显示器内,可以供远端操作人员进行远程监视,并使操作人员第一时间知晓摄像机所拍摄的内容。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种全方位移动云台机器人,其特征在于:包括全方位移动脚架部分及三自由度可调 云台部分,所述全方位移动脚架部分包括托盘、底盘、横臂、电动伸缩支腿、全向轮及驱动 电机,所述托盘与电动伸缩支腿一端相铰接,电动伸缩支腿另一端与横臂一端相铰接,横臂 另一端通过铰链与底盘相连接;所述驱动电机水平安装在横臂上,所述全向轮通过轮轴安装 在横臂上,且全向轮的轮轴与驱动电机的电机轴之间通过联轴器相连;
    所述三自由度可调云台部分包括手柄、主安装架、第一盘式电机、第二盘式电机、第三 盘式电机、侧摆驱动轴及俯仰驱动轴,所述第一盘式电机水平固装在主安装架内,手柄一端 通过第一盘式电机与主安装架相连,三自由度可调云台部分通过手柄另一端与全方位移动脚 架部分的托盘相连;所述侧摆驱动轴位于第一盘式电机上方的主安装架上且水平设置,侧摆 驱动轴一端通过轴承与主安装架相连,侧摆驱动轴另一端通过第二盘式电机与主安装架相连; 所述俯仰驱动轴水平设置,且侧摆驱动轴通过其端部与俯仰驱动轴中部垂直固接,在俯仰驱 动轴两端分别安装有俯仰轴架,所述第三盘式电机连接在一侧的俯仰轴架上,在第三盘式电 机与另一侧的俯仰轴架之间连接有摄像机固定架,摄像机固定架内安装有摄像机。

    2.  根据权利要求1所述的一种全方位移动云台机器人,其特征在于:在所述侧摆驱动轴 上设置有两处限位挡片,在侧摆驱动轴正下方的主安装架上设置有限位卡座,限位卡座位于 两处限位挡片之间;所述两处限位挡片之间的夹角为90°。

    3.  根据权利要求1所述的一种全方位移动云台机器人,其特征在于:在所述摄像机固定 架与俯仰轴架之间通过阶梯轴相连接,在摄像机固定架上设置有限位凸台,在俯仰轴架上设 置有弧形限位槽,限位凸台位于弧形限位槽内;所述弧形限位槽的弧形角为180°。

    4.  根据权利要求1所述的一种全方位移动云台机器人,其特征在于:在所述主安装架上 设置有盘式电机供电电源,所述第一盘式电机、第二盘式电机及第三盘式电机均通过盘式电 机供电电源供电;在所述底盘上设置有驱动电机供电电源,驱动电机通过驱动电机供电电源 供电。

    5.  根据权利要求1所述的一种全方位移动云台机器人,其特征在于:所述手柄与托盘之 间的连接方式采用快插式,在托盘中部设置有紧固套管,紧固套管内管壁为圆锥面,在紧固 套管内设有胀套,胀套外锥面与紧固套管内管壁相接触,在所述紧固套管外管壁设置有外螺 纹,紧固套管通过外螺纹连接有螺母,螺母下端面与胀套上端面相贴合。

    6.  根据权利要求1所述的一种全方位移动云台机器人,其特征在于:在所述全向轮的轮 轴上配装有编码器,在所述三自由度可调云台部分及全方位移动脚架部分均配装有陀螺仪。

    7.  根据权利要求1所述的一种全方位移动云台机器人,其特征在于:所述的全方位移动 云台机器人配装有??厥直?、无线控制信号发射机、无线控制信号接收机、无线图像信号发 射机、无线图像信号接收机、上位机及下位机,所述??厥直男藕攀涑龆擞胛尴呖刂菩藕?发射机的信号输入端相连,无线控制信号发射机的信号输出端与无线控制信号接收机的信号 输入端无线连接,无线控制信号接收机的信号输出端通过下位机与电动伸缩支腿、驱动电机、 第一盘式电机、第二盘式电机及第三盘式电机的控制端相连;所述摄像机的信号输出端与无 线图像信号发射机的信号输入端相连,无线图像信号发射机的信号输出端与无线图像信号接 收机的信号输入端无线连接,无线图像信号接收机的信号输出端连接有显示器,且无线图像 信号接收机的信号输出端与上位机相连,上位机与下位机无线连接,上位机通过下位机与电 动伸缩支腿、驱动电机、第一盘式电机、第二盘式电机及第三盘式电机的控制端相连。

    说明书

    说明书一种全方位移动云台机器人
    技术领域
    本发明属于移动云台技术领域,特别是涉及一种全方位移动云台机器人。
    背景技术
    随着现代摄影技术的快速发展,越来越多的摄影爱好者希望享受高质量的拍摄体验,而 云台就必不可少,虽然市场上的传统云台技术已经发展多年,尽管传统云台的种类繁多,且 对于一般拍摄要求也可以满足,但是,随着人们对拍摄要求的不断提高,传统云台已经越来 越无法满足苛刻的拍摄要求,而且还普遍存在着以下问题:
    ①传统云台的转动范围较小,难以实现无死角跟踪拍摄;
    ②摄影机借助传统云台拍摄的影像资料,还需借助传输线进行数据传输,难以实现同步、 快捷传输;
    ③影机借助传统云台大多采用的是固定化安装方式进行拍摄,以及采用人工移动云台的 方式进行拍摄,难以有效实现对拍摄目标的跟踪拍摄。
    为了弥补传统云台的诸多不足,技术人员相应的开发了一些全方位云台,为了解决拍摄 死角问题,一些全方位云台通过安装电机,并通过电机驱动云台,使云台在水平和垂直两个 方向上具有了旋转自由度,并使云台摄影机具有了搜寻拍摄范围内任一目标的能力。
    但是,由于上述的全方位云台采用的仍为固定化安装方式进行拍摄,导致云台摄影机的 拍摄视野仍然具有局限性,还是难以有效实现对拍摄目标物的无死角跟踪拍摄。
    发明内容
    针对现有技术存在的问题,本发明提供一种全方位移动云台机器人,具有全方位移动能 力,能够实现全方位无死角拍摄,且对于拍摄目标能够实现远程监控并跟踪拍摄。
    为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种全方位移动云台机器人,包括全方 位移动脚架部分及三自由度可调云台部分,所述全方位移动脚架部分包括托盘、底盘、横臂、 电动伸缩支腿、全向轮及驱动电机,所述托盘与电动伸缩支腿一端相铰接,电动伸缩支腿另 一端与横臂一端相铰接,横臂另一端通过铰链与底盘相连接;所述驱动电机水平安装在横臂 上,所述全向轮通过轮轴安装在横臂上,且全向轮的轮轴与驱动电机的电机轴之间通过联轴 器相连;
    所述三自由度可调云台部分包括手柄、主安装架、第一盘式电机、第二盘式电机、第三 盘式电机、侧摆驱动轴及俯仰驱动轴,所述第一盘式电机水平固装在主安装架内,手柄一端 通过第一盘式电机与主安装架相连,三自由度可调云台部分通过手柄另一端与全方位移动脚 架部分的托盘相连;所述侧摆驱动轴位于第一盘式电机上方的主安装架上且水平设置,侧摆 驱动轴一端通过轴承与主安装架相连,侧摆驱动轴另一端通过第二盘式电机与主安装架相连; 所述俯仰驱动轴水平设置,且侧摆驱动轴通过其端部与俯仰驱动轴中部垂直固接,在俯仰驱 动轴两端分别安装有俯仰轴架,所述第三盘式电机连接在一侧的俯仰轴架上,在第三盘式电 机与另一侧的俯仰轴架之间连接有摄像机固定架,摄像机固定架内安装有摄像机。
    在所述侧摆驱动轴上设置有两处限位挡片,在侧摆驱动轴正下方的主安装架上设置有限 位卡座,限位卡座位于两处限位挡片之间;所述两处限位挡片之间的夹角为90°。
    在所述摄像机固定架与俯仰轴架之间通过阶梯轴相连接,在摄像机固定架上设置有限位 凸台,在俯仰轴架上设置有弧形限位槽,限位凸台位于弧形限位槽内;所述弧形限位槽的弧 形角为180°。
    在所述主安装架上设置有盘式电机供电电源,所述第一盘式电机、第二盘式电机及第三 盘式电机均通过盘式电机供电电源供电;在所述底盘上设置有驱动电机供电电源,驱动电机 通过驱动电机供电电源供电。
    所述手柄与托盘之间的连接方式采用快插式,在托盘中部设置有紧固套管,紧固套管内 管壁为圆锥面,在紧固套管内设有胀套,胀套外锥面与紧固套管内管壁相接触,在所述紧固 套管外管壁设置有外螺纹,紧固套管通过外螺纹连接有螺母,螺母下端面与胀套上端面相贴 合。
    在所述全向轮的轮轴上配装有编码器,在所述三自由度可调云台部分及全方位移动脚架 部分均配装有陀螺仪。
    所述的全方位移动云台机器人配装有??厥直?、无线控制信号发射机、无线控制信号接 收机、无线图像信号发射机、无线图像信号接收机、上位机及下位机,所述??厥直男藕?输出端与无线控制信号发射机的信号输入端相连,无线控制信号发射机的信号输出端与无线 控制信号接收机的信号输入端无线连接,无线控制信号接收机的信号输出端通过下位机与电 动伸缩支腿、驱动电机、第一盘式电机、第二盘式电机及第三盘式电机的控制端相连;所述 摄像机的信号输出端与无线图像信号发射机的信号输入端相连,无线图像信号发射机的信号 输出端与无线图像信号接收机的信号输入端无线连接,无线图像信号接收机的信号输出端连 接有显示器,且无线图像信号接收机的信号输出端与上位机相连,上位机与下位机无线连接, 上位机通过下位机与电动伸缩支腿、驱动电机、第一盘式电机、第二盘式电机及第三盘式电 机的控制端相连。
    本发明的有益效果:
    本发明与现有技术相比,通过全方位移动脚架部分实现了全方位移动云台机器人的灵活 移动,借助全方位移动脚架部分能够实现行进中的跟踪拍摄;通过三自由度可调云台部分实 现了摄像机的全方位360°无死角拍摄,无论是固定位还是行进中,均可满足苛刻的拍摄要 求。借助无线数据传输技术,本发明的全方位移动云台机器人可以将摄像机拍摄的图像实时 传输到远端的显示器内,可以供远端操作人员进行远程监视,并使操作人员第一时间知晓摄 像机所拍摄的内容。
    附图说明
    图1为本发明的一种全方位移动云台机器人(展开状态)结构示意图;
    图2为本发明的一种全方位移动云台机器人(折叠状态)结构示意图;
    图3为本发明在电动伸缩支腿处于伸出状态时的结构示意图;
    图4为本发明的全方位移动脚架部分结构示意图;
    图5为本发明的三自由度可调云台部分立体示意图;
    图6为本发明的三自由度可调云台部分(局部进行剖视)侧视结构图;
    图7为本发明的三自由度可调云台部分(局部进行剖视)俯视结构图;
    图8为本发明的手柄与托盘之间的配合连接示意图;
    图9为本发明的全向轮、横臂及驱动电机之间的配合连接示意图;
    图中,1—托盘,2—底盘,3—横臂,4—电动伸缩支腿,5—全向轮,6—驱动电机,7 —铰链,8—驱动电机供电电源,9—手柄,10—主安装架,11—第一盘式电机,12—第二盘 式电机,13—第三盘式电机,14—侧摆驱动轴,15—俯仰驱动轴,16—联轴器,17—俯仰轴 架,18—摄像机固定架,19—摄像机,20—限位挡片,21—限位卡座,22—阶梯轴,23—盘 式电机供电电源,24—紧固套管,25—胀套,26—螺母,27—轴承,28—限位凸台,29—弧 形限位槽。
    具体实施方式
    下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
    如图1~9所示,一种全方位移动云台机器人,包括全方位移动脚架部分及三自由度可调 云台部分,所述全方位移动脚架部分包括托盘1、底盘2、横臂3、电动伸缩支腿4、全向轮 5及驱动电机6,所述托盘1与电动伸缩支腿4一端相铰接,电动伸缩支腿4另一端与横臂3 一端相铰接,横臂3另一端通过铰链7与底盘2相连接;所述驱动电机6水平安装在横臂3 上,所述全向轮5通过轮轴安装在横臂3上,且全向轮5的轮轴与驱动电机6的电机轴之间 通过联轴器16相连;
    所述三自由度可调云台部分包括手柄9、主安装架10、第一盘式电机11、第二盘式电机 12、第三盘式电机13、侧摆驱动轴14及俯仰驱动轴15,所述第一盘式电机11水平固装在主 安装架10内,手柄9一端通过第一盘式电机11与主安装架10相连,三自由度可调云台部分 通过手柄9另一端与全方位移动脚架部分的托盘1相连;所述侧摆驱动轴14位于第一盘式电 机11上方的主安装架10上且水平设置,侧摆驱动轴14一端通过轴承27与主安装架10相连, 侧摆驱动轴14另一端通过第二盘式电机12与主安装架10相连;所述俯仰驱动轴15水平设 置,且侧摆驱动轴14通过其端部与俯仰驱动轴15中部垂直固接,在俯仰驱动轴15两端分别 安装有俯仰轴架17,所述第三盘式电机13连接在一侧的俯仰轴架17上,在第三盘式电机13 与另一侧的俯仰轴架17之间连接有摄像机固定架18,摄像机固定架18内安装有摄像机19。
    在所述侧摆驱动轴14上设置有两处限位挡片20,在侧摆驱动轴14正下方的主安装架10 上设置有限位卡座21,限位卡座21位于两处限位挡片20之间;所述两处限位挡片20之间 的夹角为90°。
    在所述摄像机固定架18与俯仰轴架17之间通过阶梯轴22相连接,在摄像机固定架18 上设置有限位凸台28,在俯仰轴架17上设置有弧形限位槽29,限位凸台位于弧形限位槽29 内;所述弧形限位槽29的弧形角为180°。
    在所述主安装架10上设置有盘式电机供电电源23,所述第一盘式电机11、第二盘式电 机12及第三盘式电机13均通过盘式电机供电电源23供电;在所述底盘2上设置有驱动电机 供电电源8,驱动电机6通过驱动电机供电电源8供电。
    所述手柄9与托盘1之间的连接方式采用快插式,在托盘1中部设置有紧固套管24,紧 固套管24内管壁为圆锥面,在紧固套管24内设有胀套25,胀套25外锥面与紧固套管24内 管壁相接触,在所述紧固套管24外管壁设置有外螺纹,紧固套管24通过外螺纹连接有螺母 26,螺母26下端面与胀套25上端面相贴合。
    为了满足全方位移动云台机器人的位姿调整,在所述全向轮的轮轴上配装有编码器,在 所述三自由度可调云台部分及全方位移动脚架部分均配装有陀螺仪。
    为了满足全方位移动云台机器人的远程??睾驮冻碳嗍?,所述的全方位移动云台机器人 配装有??厥直?、无线控制信号发射机、无线控制信号接收机、无线图像信号发射机、无线 图像信号接收机、上位机及下位机,所述??厥直男藕攀涑龆擞胛尴呖刂菩藕欧⑸浠男?号输入端相连,无线控制信号发射机的信号输出端与无线控制信号接收机的信号输入端无线 连接,无线控制信号接收机的信号输出端通过下位机与电动伸缩支腿4、驱动电机6、第一盘 式电机11、第二盘式电机12及第三盘式电机13的控制端相连;所述摄像机的信号输出端与 无线图像信号发射机的信号输入端相连,无线图像信号发射机的信号输出端与无线图像信号 接收机的信号输入端无线连接,无线图像信号接收机的信号输出端连接有显示器,且无线图 像信号接收机的信号输出端与上位机相连,上位机与下位机无线连接,上位机通过下位机与 电动伸缩支腿4、驱动电机6、第一盘式电机11、第二盘式电机12及第三盘式电机13的控 制端相连。
    下面结合附图说明本发明的一次使用过程:
    启动本发明的全方位移动云台机器人,当需要全方位移动云台机器人行进时,可利用遥 控手柄控制驱动电机6转动,进而控制全向轮5转动,根据需要可轻松实现任意方向的行进; 还可以通过摄像机19拍摄目标物,摄像机19再将拍摄的图像传输到上位机内,在上位机内 将接收的图像进行视觉伺服算法处理,并最终输出自动控制信号至下位机,进而控制驱动电 机6转动,并控制全向轮5转动,实现跟踪拍摄。当全方位移动云台机器人在行进过程中或 移动到某个位置时,摄像机19为了具有更好的拍摄效果就需要通过三自由度可调云台部分才 能实现,具体可通过第一盘式电机11实现摄像机19在水平方向上的360°全角度拍摄,通 过第三盘式电机13实现摄像机19在竖直方向上的180°拍摄,当第一盘式电机11和第三盘 式电机13共同驱动下,便可实现全方位360°无死角拍摄,当需要对目标物进行特殊角度拍 摄时,还可以通过第二盘式电机12调整摄像机19进行90°范围内的侧向摆转,实现拍摄目 的。当需要对摄像机19的拍摄高度进行调整时,只需通过??厥直刂频缍焖踔?伸出, 即可满足高度调整要求。摄像机19会将拍摄的内容通过无线方式实时传输到远端的显示器 上,以供远端操作人员进行远程监视,使操作人员第一时间知晓摄像机19所拍摄的内容。
    实施例中的方案并非用以限制本发明的专利?;し段?,凡未脱离本发明所为的等效实施 或变更,均包含于本案的专利范围中。

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