机器人用多维度监控模组的制作方法

1.本技术涉及视频监控技术领域，尤其是涉及一种机器人用多维度监控模组。


背景技术：

2.随着视频监控技术的迅猛发展，当前大多数视觉模组都可实现广角拍摄。为进一步扩宽视场，一些视觉模组增设上下俯仰调节结构以拓宽垂直视场，另一些视觉模组增设左右调节结构以扩宽水平视场，如此实现大视场范围的监控。然而，这些视场范围的调节仅限于在某一固定高度上进行俯仰调节或左右调节进行监控，当视觉模组跟随机器人移动过程中遇到在当前高度上有障碍物遮挡拍摄目标的时候，无论通过俯仰调节还是左右调节都难以实现对目标进行摄像作业。
3.为了解决上述问题，亟需提供一种机器人用多维度全视场的监控模组，克服视觉模组因受到障碍物遮挡造成的监控失效问题。


技术实现要素：

4.为解决现有存在的技术问题，本技术提供一种机器人用多维度监控模组，能够实现俯仰调节、水平角度调节及高度调节，实现多维度监控拍摄。
5.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种机器人用多维度监控模组，包括摄像模块、球机、外壳、水平旋转驱动电机及升降机构，所述摄像模块安装于所述球机内，所述球机可绕水平方向的俯仰轴线来回摆动地安装于所述外壳内；所述外壳通过所述水平旋转驱动电机安装于所述升降机构上，以使所述水平旋转驱动电机可驱动所述外壳绕竖直方向的旋转轴线转动；所述升降机构可沿所述旋转轴线方向进行高度调节。
7.在其中一个实施例中，所述球机包括球壳、俯仰销轴及舵机，所述摄像模块置于所述球壳内，所述俯仰销轴自所述球壳的一侧沿所述俯仰轴线方向连接于所述外壳，所述舵机安装于所述球壳内且所述舵机的动力输出轴自所述球壳的另一侧沿所述俯仰轴线方向连接于所述外壳。
8.在其中一个实施例中，所述水平旋转驱动电机固定于所述升降机构的顶部，且所述水平旋转驱动电机的动力输出轴沿所述旋转轴线方向连接于所述外壳底部。
9.在其中一个实施例中，所述水平旋转驱动电机为步进电机或伺服电机。
10.在其中一个实施例中，所述升降机构包括多个套杆、绳索、绕绳轮、压缩弹簧及升降驱动电机；所述多个套杆绕所述旋转轴线方向由外至内或由内至外顺次套设；所述绳索的一端连接于顶端的所述套杆，另一端沿所述旋转轴线方向穿过所述多个套杆可收放地连接于所述绕绳轮；所述压缩弹簧沿所述旋转轴线方向设置于相邻的所述套杆之间，以提供给相邻的所述套杆相对在所述旋转轴线方向上升的弹性力；所述升降驱动电机的动力输出轴连接于所述绕绳轮的转轴，以驱动所述绕绳轮回收或释放所述绳索。
11.在其中一个实施例中，所述绳索为钢丝绳，所述升降驱动电机为伺服电机。
12.在其中一个实施例中，所述摄像模块包括用于拍摄获得可见光图像的可见光相机及用于拍摄获得红外热成像图的红外相机。
13.在其中一个实施例中，所述可见光相机与所述红外相机在水平方向上并排设置。
14.本技术的机器人用多维度监控模组至少具有以下有益效果：本技术的机器人用多维度监控模组，外壳底部连接水平旋转驱动电机和升降机构，通过升降机构实现高度调整，通过水平旋转驱动电机实现左右调节，通过外壳内部的球机中的舵机实现摄像模块上下俯仰摆动，从而摄像模组可以实现多维度全视场监控，能够实现通过多维度调节越过障碍物拍摄，消除监控死角，提升监控能力。
附图说明
15.图1为本技术实施例的机器人用多维度监控模组在升起状态下的立体结构图；
16.图2为图1中的机器人用多维度监控模组的主视结构示意图；
17.图3为沿图2中a-a方向的剖视结构示意图；
18.图4为沿图2中b-b方向的放大剖视结构示意图；
19.图5为图2中的机器人用多维度监控模组在降下状态下的主视结构示意图。
20.图中各元件标号如下：
21.摄像模块10(其中，可见光相机11、红外相机12)；球机20(其中，球壳21、俯仰销轴22、舵机23)；外壳30；水平旋转驱动电机40；升降机构50(其中，套杆51、绳索52、绕绳轮53、压缩弹簧54、升降驱动电机55)。
具体实施方式
22.以下结合说明书附图及具体实施例对本技术技术方案做进一步的详细阐述。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术的实现方式。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
25.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.本技术提供一种机器人用多维度监控模组，既可以实现上下俯仰调节、左右水平转动调节，还可通过升降进行高度调节，从而越过障碍物，实现多维度、广视场，避免出现监控死角，提升监控能力。
27.请参阅图1和图2，本技术一实施例的机器人用多维度监控模组包括摄像模块10、
球机20、外壳30、水平旋转驱动电机40及升降机构50，摄像模块10安装于球机20内，球机20安装于外壳30内并相对外壳30绕水平方向的俯仰轴线来回摆动；外壳30通过水平旋转驱动电机40安装于升降机构50的顶部，以使水平旋转驱动电机40可驱动外壳30及外壳30的球机20、摄像模块10绕竖直方向的旋转轴线转动；升降机构50可沿旋转轴线方向上升或下降，以进行高度调节。
28.具体地，摄像模块10采用双光模块，包括可见光相机11与红外相机12，可见光相机11用于拍摄获得可见光图像，红外相机12用于拍摄获得红外热成像图。可见光相机11与红外相机12结合使用，能够在无论在有光亦或是无光环境下，都能够实现监控功能。在图示实施例中，可见光相机11与红外相机12在水平方向上并排设置；当然，可见光相机11与红外相机12亦可在竖直方向上并列设置或者设置为其他排列方式，在此不做限定。
29.请结合参阅图3和图4，球机20包括球壳21、俯仰销轴22及舵机23。摄像模块10置于球壳21内，俯仰销轴22自球壳21的一侧沿俯仰轴线方向连接于外壳30，舵机23安装于球壳21内且舵机23的动力输出轴自球壳21的另一侧沿俯仰轴线方向连接于外壳30。如此，当舵机23转动时，带动整个球机20及球机20内部的摄像模块10绕俯仰轴线方向来回摆动，实现了摄像模块10上下俯仰调节。通过球机20与外壳30的结构配合，垂直视场角(俯仰转动角度)可达到90
°
。
30.如图3中所示，水平旋转驱动电机40沿旋转轴线方向固定于升降机构50的顶部，水平旋转驱动电机40的动力输出轴沿旋转轴线方向连接于外壳30的底部。如此，当水平旋转驱动电机40启动时，因为升降机构50固定不动，水平旋转驱动电机40可驱动外壳30以及外壳30内的球机20和摄像模块10绕旋转轴线转动，实现左右调节。通过水平旋转驱动电机40与外壳30的结构配合，水平视场角可达到360
°
。为了实现水平视场的精确调节，水平旋转驱动电机40可采用步进电机或精度更高的伺服电机。
31.升降机构50设置于壳体30底部，用于进行高度调节。升降机构50包括多个套杆51、绳索52、绕绳轮53、多个压缩弹簧54及升降驱动电机55。多个套杆51绕旋转轴线方向由外至内或由内至外顺次套设，形成可顺次伸缩的结构。绳索52的一端连接于顶端的套杆51，另一端沿旋转轴线方向穿过多个套杆51连接于绕绳轮53，绕绳轮53可通过转动回收或释放绳索52。压缩弹簧54沿旋转轴线方向设置于相邻的套杆51之间，从而提供给相邻的套杆51相对在旋转轴线方向上升的弹性力(上升作用力)。升降驱动电机55设于绕绳轮53的一侧，动力输出轴连接于绕绳轮53的转轴，以驱动绕绳轮53回收或释放绳索52。当升降驱动电机55驱动绕绳轮53将绳索52完全释放时，多个套杆51在压缩弹簧54的弹性回复力作用下升高至最高，升降机构50处于升起状态，如图2中所示；当升降驱动电机55驱动绕绳轮53将绳索52逐渐回收时，多个套杆51被绳索52下拉至基本完全套叠，升降机构50处于降下状态，如图5中所示。
32.为保证升降机构50的工作可靠性和高度调节精确性，绳索52可采用结实耐用的钢丝绳，升降驱动电机55可采用伺服电机。
33.此处对升降机构50的具体结构的描述未尽之处可参考中国实用新型专利第202221058777.x号“升降装置”中的记载。
34.通过升降机构50带动壳体30、球机20及摄像模块10整体上升或下降，当遇到障碍物遮挡拍摄时，通过升降机构50升高或降低摄像模块10，再配合球机20进行俯仰调节和水
平旋转驱动电机40进行左右调节，使得摄像模块10既可以从高处俯视拍摄，又可以从低处仰视拍摄。
35.综上所述，本技术的机器人用多维度监控模组，外壳底部连接水平旋转驱动电机和升降机构，通过升降机构实现高度调整，通过水平旋转驱动电机实现左右调节，通过外壳内部的球机中的舵机实现摄像模块上下俯仰摆动，从而摄像模组可以实现多维度全视场监控，能够实现通过多维度调节越过障碍物拍摄，消除监控死角，提升监控能力。
36.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
37.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围之内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种机器人用多维度监控模组，其特征在于：包括摄像模块(10)、球机(20)、外壳(30)、水平旋转驱动电机(40)及升降机构(50)，所述摄像模块(10)安装于所述球机(20)内，所述球机(20)可绕水平方向的俯仰轴线来回摆动地安装于所述外壳(30)内；所述外壳(30)通过所述水平旋转驱动电机(40)安装于所述升降机构(50)上，以使所述水平旋转驱动电机(40)可驱动所述外壳(30)绕竖直方向的旋转轴线转动；所述升降机构(50)可沿所述旋转轴线方向进行高度调节。2.根据权利要求1所述的机器人用多维度监控模组，其特征在于：所述球机(20)包括球壳(21)、俯仰销轴(22)及舵机(23)，所述摄像模块(10)置于所述球壳(21)内，所述俯仰销轴(22)自所述球壳(21)的一侧沿所述俯仰轴线方向连接于所述外壳(30)，所述舵机(23)安装于所述球壳(21)内且所述舵机(23)的动力输出轴自所述球壳(21)的另一侧沿所述俯仰轴线方向连接于所述外壳(30)。3.根据权利要求1所述的机器人用多维度监控模组，其特征在于：所述水平旋转驱动电机(40)固定于所述升降机构(50)的顶部，且所述水平旋转驱动电机(40)的动力输出轴沿所述旋转轴线方向连接于所述外壳(30)底部。4.根据权利要求3所述的机器人用多维度监控模组，其特征在于：所述水平旋转驱动电机(40)为步进电机或伺服电机。5.根据权利要求1所述的机器人用多维度监控模组，其特征在于：所述升降机构(50)包括多个套杆(51)、绳索(52)、绕绳轮(53)、压缩弹簧(54)及升降驱动电机(55)；所述多个套杆(51)绕所述旋转轴线方向由外至内或由内至外顺次套设；所述绳索(52)的一端连接于顶端的所述套杆(51)，另一端沿所述旋转轴线方向穿过所述多个套杆(51)可收放地连接于所述绕绳轮(53)；所述压缩弹簧(54)沿所述旋转轴线方向设置于相邻的所述套杆(51)之间，以提供给相邻的所述套杆(51)相对在所述旋转轴线方向上升的弹性力；所述升降驱动电机(55)的动力输出轴连接于所述绕绳轮(53)的转轴，以驱动所述绕绳轮(53)回收或释放所述绳索(52)。6.根据权利要求5所述的机器人用多维度监控模组，其特征在于：所述绳索(52)为钢丝绳，所述升降驱动电机(55)为伺服电机。7.根据权利要求1至6中任一项所述的机器人用多维度监控模组，其特征在于：所述摄像模块(10)包括用于拍摄获得可见光图像的可见光相机(11)及用于拍摄获得红外热成像图的红外相机(12)。8.根据权利要求7所述的机器人用多维度监控模组，其特征在于：所述可见光相机(11)与所述红外相机(12)在水平方向上并排设置。

技术总结
本申请提供一种机器人用多维度监控模组，包括摄像模块、球机、外壳、水平旋转驱动电机及升降机构，所述摄像模块安装于所述球机内，所述球机可绕水平方向的俯仰轴线来回摆动地安装于所述外壳内；所述外壳通过所述水平旋转驱动电机安装于所述升降机构上，以使所述水平旋转驱动电机可驱动所述外壳绕竖直方向的旋转轴线转动；所述升降机构可沿所述旋转轴线方向进行高度调节。本申请的机器人用多维度监控模组中，外壳底部连接水平旋转驱动电机和升降机构，通过升降机构实现高度调整，通过水平旋转驱动电机实现左右调节，通过球机中的舵机实现摄像模块上下俯仰调节，从而摄像模组可以实现多维度全视场监控，能够越过障碍物拍摄，提升监控能力。监控能力。监控能力。


技术研发人员：侯程坤 左昌文
受保护的技术使用者：烟台艾睿光电科技有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/17