[发明专利]一种仿人眼和人颈的视觉装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种视觉系统平台，人眼和人颈的俯仰与平转运动灵活、协调，且具有采集图像，传输图像的功能。

背景技术

随着机器人技术的快速发展，机器人控制技术已经愈来愈成熟、可靠、精确，在工业和军事等领域都有广泛的应用。但它们大多数只是作为一个执行机构，不以视觉输入与伺服机构相结合。这主要是由于在机器人控制领域，大多是把输入数据以及处理与伺服机构分为两个独立的模块。这样做的好处是控制与计算分开，稳定性好，系统复杂程度低，便于管理，但这种旧式的机器人系统庞大、功率大、噪声大、不适合实验室等小型实验操作。在机器人视觉追踪领域，需要自由的目标追踪体系，需要图像数据输入与伺服机构结合在一起运动，需要有精确的运动精度，需要独立电源以便可以在任何环境下任务作业。仿人眼颈视觉系统平台正是应对于这些需要而产生的。

发明内容

本发明解决的技术问题：该发明提供了一种仿人眼人颈视觉平台。该视觉平台具有双CCD摄像机读取图像信息，同时协调人眼和人颈的俯仰与平转运动，可以完成较为复杂的立体视觉追踪的任务。其内部使用的电机精确度高、运行稳定、噪声小。所用电源为独立电源，在任何环境下都可以进行实验与操作。

本发明采用的技术方案是一种仿人眼和人颈的视觉装置，该视觉装置由仿人眼机构I、左转台部件II、右转台部件III、滑轨部件IV和仿人颈机构V组成；

仿人眼机构I由左、右摄像头组件构成，左、右摄像头组件的构成完全对称。左、右摄像头组件中有左、右CCD摄像机1、2，每个CCD摄像机底部为摄像机支撑板4，摄像机支撑板4通过摄像头联接螺栓5与左、右转台部件中的旋转台63、63‘上的旋转台螺孔54联接。摄像机支撑板4通过摄像机支撑螺栓3、3‘支撑左、右CCD摄像机1、2。左、右CCD摄像机1、2后面有USB2.0的数据线接口，侧面有电机中变倍、聚焦、光圈三个直流电机的控制线。

仿人颈机构V由俯仰与平转两部分传动机构组成，俯仰传动由仿人颈机构内部的俯仰电机与俯仰蜗杆、涡轮传动来实现，平转传动由仿人颈机构内部的平转电机与平转蜗杆、涡轮传动来实现。

俯仰电机16通过俯仰固定螺栓38固定在俯仰电机支架9中。俯仰电机输出轴40与俯仰蜗杆39相连，支撑俯仰蜗杆39的两个俯仰轴承41、41‘安装在俯仰电机支架9中，与俯仰蜗杆39相啮合的俯仰涡轮17通过俯仰销18安装在横梁19上，支撑横梁19的两个横梁轴承20，20‘安装在俯仰电机支架9中。横梁19两端分别安装有左、右两个接合盘21、21‘。安装在俯仰电机支架9上用于限定俯仰电机16前后俯仰极限位置的挡块42插入左接合盘21‘扇形凹槽中，挡片25焊接在右边的接合盘21下面，两个厚垫圈43、43‘安装在两个凸盘23、23‘的外侧，两个压盖44、44‘分别套在两个厚垫圈43、43‘上，用四个压盖螺栓45分别将压盖44、44‘固定在仿人颈机构外壳6的两侧。在压盖44、44‘的两侧，三个接合螺栓22、22‘穿过V形块46，46‘上三个圆孔将V形块46，46‘、凸盘23，23‘固定在接合盘21，21‘上。两个V形块24，24‘两端各有两个螺孔留作与其它平台的接口。俯仰电机支架9通过联架螺栓7与支架销8固定在平转电机支架10上。

平转电机37通过平转固定螺栓36固定在平转电机支架10中。平转电机输出轴31与平转蜗杆29相连，支撑平转蜗杆29的两个平转杆蜗轴承28，28‘安装在平转电机支架10中，与平转蜗杆29相啮合的平转涡轮30通过键安装在支柱34上，平转涡轮30下端安装平转挡片35与光电开关配合防止平转电机过转。支柱34上端轴承27安装在平转电机支架10顶孔中，上端轴承27的顶端被限位螺母26限位。下端轴承32装在电机承载平台13中心的轴承孔里，平转涡轮(30)不转动，平转蜗杆(29)带动电机承载平台(13)旋转。支柱34底端固连传动头33，托盘15分为托盘上层e和托盘下层f，传动头33通过凸台螺栓14与托盘上层e联接，托盘下层f上的圆孔通过凸盘通孔d引出电机控制线。平转电机支架10通过四个承载平台螺栓12与电机承载平台13相固定。仿人颈机构外壳6与电机承载平台13将俯仰电机支架9与平转电机支架10上下合扣在一起。电机承载平台13均布八个走线孔11。