[发明专利]一种单电机驱动的两自由度机器人视觉系统

说明书

技术领域

本发明涉及欠驱动系统领域，尤其涉及应用有欠驱动系统的机器人视觉系统。

背景技术

欠驱动机器人是指控制输入小于系统自由度的机器人，具有重量轻、成本低、能耗低等众多优点，是机器人研究领域的新热点。欠驱动机器人系统往往被应用于一些结构特别紧凑的系统、系统本身存在运动约束、或有意减少驱动装置以增加系统灵巧性的场合，如内窥镜系统需要考虑其结构紧凑性及系统灵活性，又如应用于特种机器人上的视觉系统要求其重量、成本和能耗问题，因此研究欠驱动机器人系统具有十分重要的现实意义。

现有市场上的欠驱动机器人形式多种多样，能满足多种用途。但是目前并没有针对欠驱动机器人或欠驱动系统的一种分类，大部分的研究者都是针对具体情况提出一种具有针对性的欠驱动机构，如于2007年10月24日公开的申请号为200710057369.6的中国发明专利，公开了一种欠驱动拇指机构，用于对假手的改善。而在机器人视觉系统中，欠驱动的应用尚不成熟，需要投入更多的关注。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种欠驱动机器人视觉系统。

为解决上述问题，本发明揭示了一种单电机驱动的两自由度机器人视觉系统，包括电机、棘轮驱动机构、相机，所述电机与所述棘轮驱动机构连接，所述相机与所述棘轮驱动机构通过连接装置连接，所述电机驱动所述棘轮驱动机构带动所述相机作横向和纵向的位置变动。

优选地，所述棘轮驱动机构包括底板、支架、转动轴、同步带轮、第一棘轮机构、第二棘轮机构，所述支架设置于所述底板上，所述转动轴架设于所述支架上，所述同步带轮的一个带轮套设于所述转动轴，所述同步带轮的另一个带轮套设于所述电机的轴，所述第一棘轮机构、第二棘轮机构的齿轮方向相反。

优选地，所述第一棘轮机构、第二棘轮机构分别包括棘轮外部件、棘轮内部件、棘轮止动机构，所述棘轮外部件为内外均设有齿的圆环，所述棘轮内部件为外壁设置有棘爪的圆盘，所述棘轮内部件设置于所述棘轮外部件内并可带动所述棘轮外部件转动，所述棘轮止动机构设置于所述棘轮外部件的旁侧用于防止所述棘轮外部件产生倒转。

优选地，所述棘轮止动机构包括外棘爪、外棘爪滑动轴、弹簧，所述外棘爪滑动轴纵向设置于所述底板，所述外棘爪可枢转地设置于所述外棘爪滑动轴，所述外棘爪用于抵住所述第一棘轮机构和第二棘轮机构的棘轮外部件，所述弹簧设置于所述外棘爪与所述底座之间。

优选地，所述连接装置包括十字万向节、牵引绳、弹簧，所述十字万向节通过螺钉设置于所述相机与所述棘轮驱动机构之间，所述牵引绳包括第一牵引绳和第二牵引绳，所述第一牵引绳和第二牵引绳的一个自由端分别固定于所述相机，另一个自由端分别固定于所述第一棘轮机构、第二棘轮机构的棘轮外部件，所述弹簧的两个自由端分别固定于所述相机与所述棘轮驱动机构。

优选地，所述第一牵引绳的一个自由端固定于所述相机横向中心线的侧边位置，所述第一牵引绳拉动所述相机实现横向位置变动。

优选地，所述第二牵引绳的一个自由端固定于所述相机纵向中心线的顶部位置，所述第二牵引绳拉动所述相机实现纵向位置变动。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所揭示的单电机驱动的两自由度机器人视觉系统，包括电机、棘轮驱动机构、相机，所述电机与所述棘轮驱动机构连接，所述相机与所述棘轮驱动机构通过连接装置连接，所述电机驱动所述棘轮驱动机构带动所述相机作横向和纵向的位置变动。通过设置棘轮驱动机构，利用棘轮的间歇性工作原理来实现对相机的控制，实现相机在横向和纵向的位置变动。

附图说明

图1是本发明优选实施例中机器人视觉系统的主视图；

图2是本发明优选实施例中机器人视觉系统的俯视图；

图3是本发明优选实施例中机器人视觉系统的棘轮驱动机构的结构示意图；

图4是本发明优选实施例中机器人视觉系统的第一棘轮机构、第二棘轮机构的结构示意图；

图5是本发明优选实施例中机器人视觉系统的第一棘轮机构中棘轮止动机构的结构示意图；

图6是本发明优选实施例中机器人视觉系统的第二棘轮机构中棘轮止动机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明揭示了一种单电机驱动的两自由度机器人视觉系统，包括电机、棘轮驱动机构、相机，所述电机与所述棘轮驱动机构连接，所述相机与所述棘轮驱动机构通过连接装置连接，所述电机驱动所述棘轮驱动机构带动所述相机作横向和纵向的位置变动。