角度可调的深度相机安装支架及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器视觉识别领域，具体地，涉及角度可调的深度相机安装支架及机器人。


背景技术：

2.随着深度传感器技术发展的突飞猛进，生活中很多场景都在使用深度传感器技术，比如：自动三维建模、无人驾驶、人工智能、机器人导航等等；而机器人视觉识别、行为分析、监控，运用深度学习算法，通过深度信息，来分析、检测机械臂末端设备执行指令的状态及其执行结果等。因此，一个精巧、稳定、可靠的深度相机安装支架决定机器人功能实现的好坏和场景适应能力的强弱，再加上场景、空间尺寸以及节能减排、产品重量、深度相机视角有限等等因素的限制，急需一种尺寸紧凑、轻巧精致、能快速且方便调整深度相机安装角度的支架就显得尤为重要。目前，现有技术中的相机安装支架大多是固定且不可调整的，这导致为了满足深度相机视角的需要(因深度相机视角有限，支架高度太低了，视角将会被其它设备遮挡)，需将深度相机的安装支架做的很高大，从而导致一：安装支架尺寸太大，支架强底降低，使深度相机的稳定性下降，从而导致成像不稳定等技术缺陷；二：支架尺寸过大，占用空间，使产品的活动空间受限，从而使产品对使用环境提出更加苛刻的要求；三：支架尺寸太大，导致加工成本的增加，不符合节能减排的要求等。又或者有些技术即便能调整其角度，但仍存在调整麻烦，费事，工作效率低下且适应性差，其移植性并不友好等等缺点，故需要提供一种适应性强、体积小、可快速调整深度相机的视角范围的支架结构。
3.专利文献cn110567368a公开了一种基于深度相机的房屋尺寸测量装置，包括：可旋动拉伸的深度相机支架，具有高度及姿态调节功能；计算机，采用基于ransac方法从所述深度信息中提取平面，运用平面方程参数计算出对应的坐标和角度信息；深度输入模块，安装设在所述可旋动拉伸的深度相机支架上，用于实时获取深度信息传输到计算机；显示屏，与所述计算机信号连接，用于显示墙体和房屋尺寸信息以及人机交互。
4.专利文献cn107748886b公开了一种基于深度相机的轨道式现代标准化果园信息感知系统，一个集信息采集-处理-显示-调控为一体的综合管理系统，使用传感器以及相机作为采集端。
5.上述现有专利中采用的支架体积均较大，且调整拆卸不方便。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种角度可调的深度相机安装支架及机器人。
7.根据本实用新型提供的一种角度可调的深度相机安装支架，包括：深度相机固定支架、关节法兰固定支架、角度调整轴螺钉、旋转轴螺钉以及深度相机调节支架；
8.深度相机安装在所述深度相机固定支架上，所述深度相机调节支架安装在所述关节法兰固定支架上；
9.所述深度相机调节支架通过所述旋转轴螺钉连接所述深度相机固定支架并允许相对所述深度相机固定支架同轴转动；
10.所述深度相机调节支架和所述深度相机固定支架之间安装所述角度调整轴螺钉并通过所述角度调整轴螺钉限制转动角度。
11.优选地，所述深度相机固定支架包括第一平面板和u型板，所述第一平面板侧边垂直连接所述u型板侧边；
12.所述u型板设置为第二平面板两端垂直向一侧延伸出第一耳边；
13.所述第一耳边设置第一转轴孔和通孔。
14.优选地，所述深度相机调节支架设置为第三平面板两端垂直向一侧延伸出第二耳边；
15.所述第二耳边设置第二转轴孔和腰形孔。
16.优选地，所述第二耳边侧面安装所述第一耳边；
17.所述旋转轴螺钉通过并连接所述第一转轴孔和所述第二转轴孔，所述第一耳边通过所述旋转轴螺钉相对所述第二耳边转动；
18.所述角度调整轴螺钉通过并连接所述通孔和所述腰形孔；
19.所述旋转轴螺钉和所述角度调整轴螺钉安装螺母并通过所述螺母限制轴向移动。
20.优选地，所述腰形孔设置为圆弧状，所述腰形孔弧心设置为所述第二转轴孔；
21.所述角度调整轴螺钉允许沿所述腰形孔内部移动并通过所述腰形孔限位。
22.优选地，所述深度相机可拆卸固定安装在所述第一平面板上。
23.优选地，所述关节法兰固定支架一侧设置凹槽；
24.所述第三平面板通过固定螺钉固定安装在所述凹槽中。
25.优选地，机器人采用所述角度可调的深度相机安装支架。
26.优选地，所述固定螺钉个数大于等于3个。
27.优选地，所述深度相机拍摄视角上边缘允许转动角度等于所述腰形孔对应圆心角角度。
28.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
29.1、本装置易操作、适应性强，可快速调整深度相机的视角范围，以满足其工作场景对其视角的需求；
30.2、本装置应用范围广，可用于多种需要快速调整角度的设备；
31.3、本装置强度高、稳定性强，相机成像质量高；
32.4、本装置体积小巧、紧凑，空间利用率高；
33.5、本装置结构简洁，制作容易，成本低。
附图说明
34.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
35.图1为深度相机安装支架爆炸图；
36.图2为深度相机安装支架立体结构示意图(一)；
37.图3为深度相机安装支架立体结构示意图(二)；
38.图4为深度相机水平放置时视角范围；
39.图5为深度相机朝上调节后视角范围；
40.图6为深度相机朝下调节后视角范围；
41.图中所示：
[0042][0043]
具体实施方式
[0044]
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0045]
实施例1
[0046]
如图2至图6所示，一种角度可调的深度相机安装支架，可用于使用深度相机的机器人，也可用于其他需要快速调整角度的设备，包括：深度相机固定支架3、关节法兰固定支架4、角度调整轴螺钉6、旋转轴螺钉7以及深度相机调节支架8；深度相机1安装在深度相机固定支架3上，深度相机调节支架8安装在关节法兰固定支架4上，深度相机调节支架8通过旋转轴螺钉7连接深度相机固定支架3并允许相对深度相机固定支架3同轴转动，深度相机调节支架8和深度相机固定支架3之间安装角度调整轴螺钉6并通过角度调整轴螺钉6限制转动角度，关节法兰固定支架4一侧设置凹槽。
[0047]
如图1所示，深度相机固定支架3包括第一平面板和u型板，第一平面板侧边垂直连接u型板侧边，u型板设置为第二平面板两端垂直向一侧延伸出第一耳边，第一耳边设置第一转轴孔和通孔。深度相机调节支架8设置为第三平面板两端垂直向一侧延伸出第二耳边，第二耳边设置第二转轴孔和腰形孔。第二耳边侧面安装第一耳边，旋转轴螺钉7通过并连接第一转轴孔和第二转轴孔，第一耳边通过旋转轴螺钉7相对第二耳边转动，角度调整轴螺钉6通过并连接通孔和腰形孔，旋转轴螺钉7和角度调整轴螺钉6安装螺母2并通过螺母2限制轴向移动。腰形孔设置为圆弧状，腰形孔弧心设置为第二转轴孔，角度调整轴螺钉6允许沿腰形孔内部移动并通过腰形孔限位。深度相机1可拆卸固定安装在第一平面板上，第三平面板通过固定螺钉5固定安装在凹槽中。
[0048]
实施例2
[0049]
实施例2作为实施例1的优选例。
[0050]
本实施例包括：关节法兰固定支架4、深度相机固定支架3、深度相机调节支架8、旋转轴螺钉7、角度调整轴螺钉6、深度相机1等。
[0051]
其中，将深度相机1通过螺钉固定在深度相机固定支架3上，而深度相机固定支架3与深度相机调节支架8通过旋转轴螺钉7和角度调整轴螺钉6连接，深度相机调节支架8通过
固定螺钉5固接在关节法兰固定支架4上。
[0052]
深度相机调节支架8与深度相机固定支架3联接配合处均为u形结构，其好处：一：可增加零件自身的强度；二：使其两个零件的接触面由单一配合面变为两个配合面配合，增加了装配稳定性，从而提高整个结构强度和稳定性，为提高深度相机1的成像质量提供保障。其中深度相机调节支架8在与深度相机固定支架3配合的第二耳边上设置有第二转轴孔和腰形孔，而深度相机固定支架3对应的第一耳边上设置有第一转轴孔和通孔，第一转轴孔和第二转轴孔配合用以安装旋转轴螺钉7，腰形孔与第二转轴孔同圆心，腰形孔有一定的角度范围(其具体角度范围可据不同使用场景的需要设定)。
[0053]
另外：深度相机调节支架8与关节法兰固定支架4安装处为一互为凹凸造型的限位结构且其上至少有3个以上固定螺钉5固定孔位，其好处在于使其在有限的尺寸空间内，可增加深度相机调节支架8的安装精度并增强其连接可靠性与稳定性，更进一步保证了整个结构的可靠性与稳定性，从而使深度相机1的可靠性增加，提高其成像质量与精度。这样，通过调整腰形孔上角度调整轴螺钉6位置便可实现深度相机1角度调节的目的，从而使深度相机1在有限的支架尺寸范围内完成深度相机1对视角的需求。
[0054]
本实施例可用于多功能、多场景及多执行工具需快速替换与装卸的场合。如：服务机器人利用深度相机1进行三维建模、清洁机器人利用深度相机1进行三维建模及污渍检测、无人驾驶领域利用深度相机1进行建图导航、数据收集及机器学习等等。
[0055]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“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。
[0056]
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。