[实用新型]一种机器人辅助操作摄像云台系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人辅助操作和传感器应用技术领域，尤其涉及一种机器人辅助操作摄像云台系统。

背景技术

在现有危险环境作业机器人系统中，为解决末端执行器抓取或操作物体的问题，一般采用的是多摄像头信息结合与末端安装摄像头模块的方法，获取局部与整体的视频信息，操作者通过视频信息来判断实际物体与末端执行机构的位置关系。常见的技术方案有固定式单摄像头与双目视觉系统；固定式摄像头方案：绝大多数危险环境作业机器人，如排爆机器人、核工业机器人、危险化学品处理机器人均采用此种方案。于接近手指的位置安装一个固定角度的摄像头模块，通过该摄像头可以获得整个手部的图像信息，从而帮助操作者判断如何进行预定操作。但通过单一摄像头拍摄时，只能反映出物体和手指的角度信息，无法反应真实的距离信息，容易进行误操作，如图1所示。而双目视觉方案是采用手部安装并排且角度间距固定的一对摄像头，通过模拟人眼双眼视差立体成像的方式来判断物体的距离信息。可以给使用者提供比较准确的位置距离信息，但由于显示设备的局限，及时通过相应计算和图像合成，将两个摄像头拍摄的信息合成为立体图像，受限于显示设备，双目视觉的合成结果不易显示。更多是通过附带的距离信息加以提示，在实际进行操作时，操作者往往十分紧张，不直观的距离信息往往会带来更大的误操作可能。双目视觉方案原理图如图2所示：双目视觉系统计算视差的参数依赖于摄像头的光学参数及安装位置的物理参数，需要进行严格的矫正，一旦安装位置发生改变，必须重新矫正，不具有较高的适应力。且双目视觉系统需要对采集的图像进行高速实时的图像处理，对机器人控制系统速度要求很高。而在如核环境等危险环境中，由于存在辐射等因素，机器人控制系统的复杂度往往不高，无法满足进行实时视频处理的要求，故难以推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有通用性的危险环境作业机器人末端执行机构辅助操作摄像云台系统。通过多角度观察的方式，辅助操作者确定被操作物体和末端执行器的相互关系，提高操作的速度与准确度，减少误操作，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种机器人辅助操作摄像云台系统，包括俯仰自由度摄像头组件，所述组件包括基座、摄像头和至少二节驱动臂，所述驱动臂之间相互铰接，所述驱动臂与所述基座相互铰接、所述驱动臂与所述摄像头相互铰接。

优选的，所述驱动臂为二节。

优选的，所述基座固定设置于机器人的机械臂末端靠近机械手一侧的位置。

优选的，每一个所述铰接的铰链关节处均设置有具有位置反馈和伺服功能的电机，所述电机用于控制各个所述铰链关节的动作，还用于获取各个所述铰链关节的角度信息。

优选的，所述电机与控制装置有线电连接或与遥控装置无线电连接。

优选的，所述铰接处的铰链为轻质铝合金钣金零件。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过对危险环境作业机器人机械臂末端上安装的摄像头增加三个俯仰自由度，使其具有了从不同角度对所操作物体和机械手手指相对位置关系进行快速观察、判断的能力。提高了操作者在远端通过视频信息判断所操作物体和手指相对关系的准确度，同时提升了操作的速度，减小了误操作的可能性。为操作者通过遥操作方式进行远程操作提供了更丰富的辅助信息，提高了操作的成功率。是一种低成本、操作容易、信息直观的辅助操作摄像云台系统。可在核工业机器人、排爆机器人、危险化学品探测机器人等危险环境作业机器人中推广适用，无需对现有产品进行大规模改动，具有很好的适用性。

附图说明

图1是现有技术中摄像头与机械臂的相对位置结构示意图；

图2是现有技术中双目视觉方案原理示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型在运行过程中的三种运行姿态示意图；

图5是本实用新型在图3所示的三种运行姿态下所观察的角度和范围的示意图；

图6是本实用新型完全收起和完全伸展状态的两种姿态示意图；

图7是本实用新型的摄像头组件所能提供的工作空间示意图；

其中：1---现有技术中的摄像头；2---机械臂末端；3---机械手；4---待抓取物体；5---基座；6---驱动臂；7---第二铰链关节；8---本实用新型中的摄像头；9---第三铰链关节；10---第一铰链关节。

具体实施方式