基于視覺的巡檢行走機器人的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于機器人技術領域，特別是設及一種基于視覺的巡檢行走機器人。
【背景技術】
[0002] 巡檢機器人已經有較為廣泛的應用，但多數(shù)用在變電站等工業(yè)方面，很少用在生 活中。因為現(xiàn)有的巡檢機器人大都應用于工業(yè)方面，所W在人機交互方面有所欠缺。 【實用新型內容】
[0003] 針對現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供一種基于視覺的巡檢行走機器人。該 機器人能夠實現(xiàn)在一定區(qū)域內既能自主循跡行走、自主避障行走，又能遠程遙控行走;網絡 攝像頭能夠升降、在水平面內旋轉，并能調整俯仰角度。網絡攝像頭拍攝的場景能夠遠程實 時傳輸給用戶，同時能夠將拍攝的視頻存儲到存儲卡中和云端，用戶通過互聯(lián)網即可觀看 實時的視頻，也可W觀看之前錄制的視頻。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案，一種基于視覺的巡檢行走機 器人，包括攝像頭部分、剪叉式結構升降部分、行走部分及絲杠傳動部分；
[0005] 所述攝像頭部分包括艙機安裝板，在艙機安裝板上設置有第二艙機，在艙機安裝 板的上方設置有艙機安裝框，第二艙機的輸出軸通過第二艙機聯(lián)軸器與艙機安裝框的底部 相連接;在艙機安裝框的一側設置有第一艙機，在艙機安裝框內設置有攝像頭安裝框，第一 艙機的輸出軸通過第一艙機聯(lián)軸器與攝像頭安裝框相連接;艙機安裝框的另一側通過第一 軸與攝像頭安裝框相連接，在攝像頭安裝框上設置有網絡攝像頭；
[0006] 所述絲杠傳動部分包括安裝板，所述安裝板設置在行走部分的頂部，在安裝板的 頂部分別設置有第一滑軌、步進電機和剪叉式結構升降部分下固定座;在第一滑軌上設置 有第一滑塊，步進電機的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與絲桿的一端相連接，所述絲桿通過軸承 座設置在安裝板上;在絲桿上設置有螺母，螺母與螺母轉換塊固定連接，所述螺母轉換塊通 過第二軸與第一滑塊相連接;在艙機安裝板的底部設置有第二滑軌和剪叉式結構升降部分 上固定座，在第二滑軌上設置有第二滑塊;剪叉式結構升降部分上端的一側與第二滑塊相 較接，另一側與剪叉式結構升降部分上固定座相較接，剪叉式結構升降部分下端的一側與 第一滑塊相較接，另一側與剪叉式結構升降部分下固定座相較接；
[0007] 在所述行走部分設置有循跡傳感器和超聲波傳感器，所述第一艙機、第二艙機、步 進電機、循跡傳感器、超聲波傳感器和行走部分的電機分別與中央控制器相連接。
[000引所述行走部分包括底盤，在底盤的后部設置有兩個電機，兩個電機的輸出軸分別 通過第二聯(lián)軸器與兩個行走輪相連接，在底盤的前部設置有萬向腳輪。
[0009] 所述行走部分的電機通過電機固定座設置在底盤上。
[0010] 所述萬向腳輪通過安裝架設置在底盤上。
[0011] 所述步進電機通過步進電機固定座設置在安裝板上。
[0012] 本實用新型的有益效果：
[0013] 本實用新型能夠實現(xiàn)在一定區(qū)域內既能自主循跡行走、自主避障行走，又能遠程 遙控行走；網絡攝像頭能夠升降、在水平面內旋轉，并能調整俯仰角度。網絡攝像頭拍攝的 場景能夠遠程實時傳輸給用戶，同時能夠將拍攝的視頻存儲到存儲卡中和云端，用戶通過 互聯(lián)網即可觀看實時的視頻，也可W觀看之前錄制的視頻。因此，本實用新型適用于停車場 等固定區(qū)域內的監(jiān)視；同時，用戶可W通過巡檢機器人遠程收到機器人所在環(huán)境的音頻，并 向該環(huán)境發(fā)送音頻，所W本實用新型也可W應用于看護老人和兒童。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型的基于視覺的巡檢行走機器人的整體結構示意圖；
[0015] 圖2為本實用新型的攝像頭部分的結構示意圖；
[0016] 圖3為本實用新型的絲杠傳動部分的結構示意圖；
[0017] 圖4為圖3順時針旋轉90度后的俯視圖；
[0018] 圖5為本實用新型的剪叉式結構升降部分的下部與絲杠傳動部分連接后的結構示 意圖；
[0019] 圖6為本實用新型的剪叉式結構升降部分的上部與艙機安裝板連接后的結構示意 圖；
[0020] 圖7為本實用新型的行走部分的結構示意圖；
[0021 ]圖8為本實用新型的控制電路的電路原理框圖；
[0022] 圖9為本實用新型的控制電路的電路原理圖；
[0023] 圖10為本實用新型的遙控器的電路原理圖；
[0024] 圖中：1-攝像頭部分，2-剪叉式結構升降部分，3-行走部分，4-絲杠傳動部分，5-第 一艙機聯(lián)軸器，6-網絡攝像頭，7-攝像頭安裝框，8-艙機安裝框，9-第一軸，10-艙機安裝板， 11-第二艙機，12-第二艙機聯(lián)軸器，13-第一艙機，14-步進電機，15-步進電機固定座，16-第 一聯(lián)軸器，17-軸承座，18-螺母轉換塊，19-螺母，20-絲桿，21-剪叉式結構升降部分下固定 座，22-安裝板，23-第一滑軌，24-第一滑塊，25-第二軸，26-第二滑軌，27-第二滑塊，28-剪 叉式結構升降部分上固定座，29-電機，30-行走輪，31-第二聯(lián)軸器，32-電機固定座，33-萬 向腳輪，34-安裝架，35-底盤，36-循跡傳感器，37-超聲波傳感器。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0026] 如圖1~圖7所示，一種基于視覺的巡檢行走機器人，包括攝像頭部分1、剪叉式結 構升降部分2、行走部分3及絲杠傳動部分4。
[0027] 所述攝像頭部分1包括艙機安裝板10,在艙機安裝板10上設置有第二艙機11，在艙 機安裝板10的上方設置有艙機安裝框8,第二艙機11的輸出軸通過第二艙機聯(lián)軸器12與艙 機安裝框8的底部相連接;在艙機安裝框8的一側設置有第一艙機13,在艙機安裝框8內設置 有攝像頭安裝框7,第一艙機13的輸出軸通過第一艙機聯(lián)軸器5與攝像頭安裝框7相連接;艙 機安裝框8的另一側通過第一軸9與攝像頭安裝框7相連接，在攝像頭安裝框7上設置有網絡 攝像頭6;第二艙機11可W帶動網絡攝像頭6在水平面內進行360度的旋轉，第一艙機13能夠 帶動網絡攝像頭6在豎直平面內進行俯仰角度的調整。
[0028] 所述絲杠傳動部分4包括安裝板22,所述安裝板22設置在行走部分3的頂部，在安 裝板22的頂部分別設置有第一滑軌23、步進電機14和剪叉式結構升降部分下固定座21;在 第一滑軌23上設置有第一滑塊24,第一滑塊24可沿第一滑軌23自由滑動，步進電機14的輸 出軸通過第一聯(lián)軸器16與絲桿20的一端相連接，所述絲桿20通過軸承座17設置在安裝板22 上;在絲桿20上設置有螺母19,螺母19與絲桿20螺紋配合，螺母19與螺母轉換塊18固定連 接，所述螺母轉換塊18通過第二軸25與第一滑塊24相連接;在艙機安裝板10的底部設置有 第二滑軌26和剪叉式結構升降部分上固定座28,在第二滑軌26上設置有第二滑塊27,第二 滑塊27可沿第二滑軌26自由滑動;剪叉式結構升降部分2上端的一側與第二滑塊27相較接， 另一側與剪叉式結構升降部分上固定座28相較接，剪叉式結構升降部分2下端的一側與第 一滑塊24相較接，另一側與剪叉式結構升降部分下固定座21相較接;所述步進電機14通過 步進電機固定座15設置在安裝板22上。本實施例中，所述第一滑軌23和第二滑軌26均設置 有兩個，兩個第一滑軌23在絲桿20的兩側對稱設置。步進電機14帶動絲桿20轉動，使螺母19 水平移動，螺母19帶動螺母轉換塊18水平移動，進而帶動剪叉式結構升降部分2的左下角沿 著第一滑軌23移動；同時，剪叉式結構升降部分2的右上角也沿著上面的第二滑軌26移動， 從而使剪叉式結構升降部分2帶動網絡攝像頭6完成升降動作。
[0029] 所述行走部分3包括底盤35,在底盤35的后部設置有兩個電機29,兩個電機29通過 電機固定座32設置在底盤35上，兩個電機29采用直流電機，其輸出軸分別通過第二聯(lián)軸器 31與兩個行走輪30相連接，給定兩個電機29不同的轉速可實現(xiàn)轉向功能;在底盤35的前部 設置有萬向腳輪33，萬向腳輪33轉向靈活，其通過安裝架34設置在底盤35上，達到與行走輪 30消除高度差的目的。
[0030] 在所述行走部分3設置有五個循跡傳感器36和Ξ個超聲波傳感器37,所述循跡傳 感器36設置在底盤35的中央處，所述Ξ個超聲波傳感器37分別設置在底盤35的前部和左右 兩側;所述第一艙機13、第二艙機11、步進電機14、循跡傳感器36、超聲波傳感器37和行走部 分3的電機29分別與中央控制器相連接。
[0031] 本實用新型的控制電路的電路原理框圖，如圖8所示，控制電路主要包括中央控制 器Arduino MEGA、直流電機驅動模塊、步進電機驅動模塊、超聲波傳感器、紅外線循跡模塊 及無線通信模塊。網絡攝像頭數(shù)據傳輸使用無線局域網，通過路由器裝載化enWrt實現(xiàn)。
[0032] 本實用新型的控制電路的具體電路連接關系，如圖9所示。直流電機驅動板的使能 端A、B分別與中央控制器的數(shù)字引腳D14、D13相連，直流電機驅動板的信號輸入端與中央控 制器的數(shù)字引腳09、010、011、012相連，直流電機驅動板的輸出端抓1'1、01]了2和抓了3、01]了4分 別與直流電機1、直流電機2連接。通過中央控制器控制引腳09、010、011、012的電平高低，實 現(xiàn)直流電機的正轉、反轉和制動控制，其控制邏輯如下：
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