[发明专利]一种基于四自由度自动识别的机器人头部结构

说明书

技术领域

   本发明属于机械工程技术领域，尤其涉及一种基于四自由度自动识别的机器人头部结构。该结构能提高头部视觉搜索范围及其稳定性，并实现自动识别功能。 

背景技术

   随着电子计算机科学（包括大规模集成电路、应用软件、计算方法）、图像处理、充电技术，模式识别技术与理论的迅速发展，机器视觉的实际研究与应用日益得到重视，并不断地在许多领域取得初步性的结果。其中视觉系统在机器人上的应用更是增加。 

现有的机器人视觉装置在结构上各有各样，且随着使用功能的不同而结构有所不同。但是总的来说存在以下三方面的不足：一是视觉装置的通用性不够，普及难度较大；二是机械结构通常较复杂，体积庞大；三是功能不全，应用十分不便。设计一种功能全面，可靠性高，易于批量制造的机器人视觉头部结构，可得到广泛的应用。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于四自由度自动识别的机器人头部结构。 

本发明包括俯仰装置、回转装置和控制系统。 

俯仰装置包括第一角度传感器、摄像头、上下挡片、上下限位保护器、上下控制电机、上下从动齿轮、上下主动齿轮； 

上下从动齿轮为半齿轮，其齿轮截面上固定有横轴，横轴的两端分别与第一长支架、第二长支架的上端相连接，第一长支架、第二长支架的下端垂直固定在头部底盘的上表面；摄像头固定安装在上下从动齿轮截面上；第一角度传感器固定设置在摄像头一侧；两块上下挡片对称安装在上下主动齿轮表面，两块上下挡片所在的直线与上下主动齿轮轴心所形成的夹角为30度；两个上下限位保护器分别安装在第一短支架和第二短支架上端，第一短支架和第二短支架下端垂直固定在头部底盘的上表面；上下控制电机通过转轴固定在头部底盘的上表面，上下控制电机的输出轴与上下主动齿轮相连接，上下主动齿轮与上下从动齿轮啮合；

所述的回转装置包括左右限位保护器、左右控制电机、左右挡片、左右主动齿轮、左右从动齿轮、第二角度传感器；

左右控制电机设置在头部底盘的上表面，其输出轴穿过头部底盘的通孔，与左右主动齿轮相连接，左右从动齿轮通过转轴固定在头部底盘的下表面和圆盘上表面之间，左右从动齿轮和左右主动齿轮相啮合；两块左右挡片对称安装在圆盘1上表面，两块上下挡片所在的直线与圆盘圆心所形成的夹角为90度；第二角度传感器设置在圆盘下表面，与左右从动齿轮同轴固定；两个左右限位保护器对称安装在头部底盘下表面，两个左右限位保护器所在的直线与头部底盘圆心所形成的夹角为50度。

控制系统包括S3C6410芯片、CAM_2.0芯片、第一电阻RM1、第二电阻RM2、第三电阻RM3、第四电阻RM4、第五电阻RM5、第六电阻RM6、第七电阻RM7、第八电阻RM8、第九电阻RM9、第十电阻RM10、第十一电阻RM11、第十二电阻RM12、第十三电阻RM13、第十四电阻RM14、第十五电阻RM15、第十六电阻RM16；