阅读说明：本技术 一种机械臂使用的多功能拍照装置 (Multifunctional photographing device for mechanical arm ) 是由 彭彬 于 2021-03-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种机械臂使用的多功能拍照装置,包括保护壳体、面阵拍照组件、深度信息图片拍照组件、防碰撞保护组件和线性模组；面阵拍照组件和深度信息图片拍照组件均设置在保护壳体内,线性模组安装在保护壳体的外部,线性模组连接保护壳体和机械臂,防碰撞保护组件、机械臂和线性模组分别与控制器连接,面阵拍照组件进行面阵图片拍摄,深度信息图片拍照组件拍摄具有深度信息图片,线性模组带动保护壳体做直线运动配合深度信息图片拍照组件的工作,防碰撞保护组件检测保护壳体周围环境,并根据周围环境反馈信息通过控制器控制机械臂停止运作。本发明进行面阵相机拍照及进行深度信息图片拍照,并且还具有防止相机与列车相碰撞的功能。(The invention provides a multifunctional photographing device for a mechanical arm, which comprises a protective shell, an area array photographing assembly, a depth information picture photographing assembly, an anti-collision protective assembly and a linear module, wherein the area array photographing assembly is arranged on the protective shell; the area array photographing assembly and the depth information picture photographing assembly are arranged in the protective shell, the linear module is installed outside the protective shell, the linear module is connected with the protective shell and the mechanical arm, the anti-collision protective assembly, the mechanical arm and the linear module are respectively connected with the controller, the area array photographing assembly carries out area array picture photographing, the depth information picture photographing assembly shoots a depth information picture, the linear module drives the protective shell to do linear motion and match with the depth information picture photographing assembly, the anti-collision protective assembly detects the surrounding environment of the protective shell, and the mechanical arm is controlled to stop operating through the controller according to surrounding environment feedback information. The invention takes pictures by the area-array camera and depth information pictures and also has the function of preventing the camera from colliding with the train.)

一种机械臂使用的多功能拍照装置

技术领域

本发明属于拍照装置技术领域，尤其是涉及一种机械臂使用的多功能拍照装置。

背景技术

在针对动车组底部库内检测设备中，需要使用相机对动车组底部转向架，底板等部位进行拍照，为了拍到一些特殊位置的部件图片，需要把相机安装到机械臂上进行拍摄，由于列车较长，需要把机械臂安装到一个行走机构上，带着机械臂移动，从而完成整个列车的拍照。但是列车底部形状复杂，管路较多，机械臂拍照时，动作受到程序控制，如果行走机构定位不准，机械臂会与列车上的部件相撞，从而造成不可预计的后果。传统机械臂都有防碰撞传感器，但是这种传感器多是力传感器，只有在机械臂发生碰撞后，传感器才会有信号，从而告知机械臂停止，但是此时碰撞已经发生，可能造成了机械臂，相机，或者列车的损坏。如果机械臂末端使用扫描成像方式的话，拍照装置需要在空间上移动，更是容易与列车发生碰撞，因此有必要设计一种机械臂使用的多功能拍照装置来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种机械臂使用的多功能拍照装置，解决了对列车拍照时的安全问题，本装置可以进行面阵相机拍照，也可以进行深度信息图片拍照，并且还具有防止相机与列车相碰撞的功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机械臂使用的多功能拍照装置，包括保护壳体、面阵拍照组件、深度信息图片拍照组件、防碰撞保护组件和线性模组；所述的面阵拍照组件和深度信息图片拍照组件均设置在保护壳体内，所述的防碰撞保护组件包括多个激光雷达传感器，所述的线性模组安装在保护壳体的外部，所述的线性模组连接保护壳体和机械臂，所述的防碰撞保护组件、机械臂和线性模组分别与控制器连接，所述面阵拍照组件用来进行面阵图片的拍摄，所述深度信息图片拍照组件用来拍摄具有深度信息图片，所述线性模组带动保护壳体做直线运动配合深度信息图片拍照组件的工作，多个激光雷达传感器检测保护壳体周围环境，并根据周围环境反馈信息通过控制器控制机械臂停止运作。

进一步的，所述保护壳体包括壳身和前盖，所述前盖固定连接在壳身的前侧，所述前盖上设有配合面阵拍照组件和深度信息图片拍照组件工作的视窗。

进一步的，所述面阵拍照组件和深度信息图片拍照组件在保护壳体内呈L型布置。

进一步的，所述面阵拍照组件包括面阵相机、面阵光源和面阵相机安装架，所述面阵相机和面阵光源通过面阵相机安装架安装在保护壳体的壳身上，所述面阵相机和面阵光源之间竖直排布，且所述面阵光源设置在面阵相机的上方。

进一步的，所述深度信息图片拍照组件包括3D相机、3D相机光源和3D相机安装架，所述3D相机和3D相机光源通过3D相机安装架安装在保护壳体的壳身上，所述3D相机和3D相机光源水平排布。

进一步的，所述防碰撞保护组件包括两个激光雷达传感器，两个激光雷达传感器在空间呈90度夹角布置，所述防碰撞保护组件还包括两个传感器安装架，两个传感器安装架均固定在保护壳体内，且每个传感器安装架上安装在一个激光雷达传感器。

进一步的，其中一个激光雷达传感器朝向多功能拍照装置的前方布置，另一个激光雷达传感器朝向多功能拍照装置的上方布置。

进一步的，其中一个激光雷达传感器设置在3D相机的上方，另一个激光雷达传感器设置在3D相机光源的上方。

进一步的，线性模组的滑座与壳身固定连接，线性模组的底座上安装有安装座，所述安装座与机械臂连接。

进一步的，所述线性模组为滚珠丝杆型线性模组。

相对于现有技术，本发明所述的一种机械臂使用的多功能拍照装置具有以下优势：

1、本装置可以进行面阵相机拍照，也可以进行深度信息图片拍摄，并且本拍照装置在满足机械臂负载的前提下，附加平面扫描激光雷达传感器，并通过两个激光雷达传感器的特定位置的摆放，从而保证了机械臂运动前方的空间扫描，实现了设备的主动预防功能。

2、本申请选用线性模组带着保护壳体移动配合深度信息图片拍照组件工作的方式代替机械臂带动保护壳体进行平移配合深度信息图片拍照组件工作的方式，如此设置，线性模组带着保护壳体精细、小范围移动，不易与列车造成干涉，解决了拍照时由于机械臂平移容易与列车造成干涉的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种机械臂使用的多功能拍照装置的侧视图；

图2为本发明实施例所述的一种机械臂使用的多功能拍照装置的俯视图；

图3为本发明实施例所述的一种机械臂使用的多功能拍照装置的前视图；

图4为本发明实施例所述的一种机械臂使用的多功能拍照装置的立体结构示意图；

图5为保护壳体内部结构侧视图；

图6为保护壳体内部结构俯视图；

图7为保护壳体的后视图；

图8为保护壳体内部结构的立体结构示意图。

附图标记说明：

1-保护壳体，11-壳身，12-前盖，2-面阵拍照组件，21-面阵相机，22-面阵光源，23-面阵相机安装架，3-深度信息图片拍照组件，31-3D相机，32-3D相机光源，33-3D相机安装架，4-防碰撞保护组件，41-激光雷达传感器，42-传感器安装架，5-线性模组，51-滑座，52-底座，6-安装座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图8所示，一种机械臂使用的多功能拍照装置，包括保护壳体1、面阵拍照组件2、深度信息图片拍照组件3、防碰撞保护组件4和线性模组5；所述的面阵拍照组件2和深度信息图片拍照组件3均设置在保护壳体1内，所述的防碰撞保护组件4包括多个激光雷达传感器41，(此处多个指不少于2个)，所述的线性模组5安装在保护壳体1的外部，所述的线性模组5连接保护壳体1和机械臂，所述的防碰撞保护组件4、机械臂和线性模组5分别与控制器连接，所述面阵拍照组件2用来进行面阵图片的拍摄，所述深度信息图片拍照组件3用来拍摄具有深度信息图片，所述线性模组5带动保护壳体1做直线运动配合深度信息图片拍照组件3的工作，多个激光雷达传感器41检测保护壳体1周围环境，并根据周围环境反馈信息通过控制器(未示出)控制机械臂停止运作。

所述保护壳体1包括壳身11和前盖12，所述前盖12固定连接在壳身11的前侧，所述前盖12上设有配合面阵拍照组件2和深度信息图片拍照组件3工作的视窗。

所述面阵拍照组件2和深度信息图片拍照组件3在保护壳体1内呈L型布置。所述面阵拍照组件2包括面阵相机21、面阵光源22和面阵相机安装架23，所述面阵相机21和面阵光源22通过面阵相机安装架23安装在保护壳体1的壳身11上，所述面阵相机21和面阵光源22之间竖直排布，且所述面阵光源22设置在面阵相机21的上方。所述深度信息图片拍照组件3包括3D相机31、3D相机光源32和3D相机安装架33，所述3D相机31和3D相机光源32通过3D相机安装架33安装在保护壳体1的壳身11上，所述3D相机31和3D相机光源32水平排布。面阵拍照组件2和深度信息图片拍照组件3如此布置，充分利用空间，大大减小整个拍照装置的体积与重量，便于机械臂带动移动，且不影响两种拍照组件的正常工作。

所述防碰撞保护组件4包括两个激光雷达传感器41，两个激光雷达传感器41在空间呈90度夹角布置，所述防碰撞保护组件4还包括两个传感器安装架42，两个传感器安装架42均固定在保护壳体1内，且每个传感器安装架42上安装在一个激光雷达传感器41。两个激光雷达传感器通过传感器安装架安装固定，牢固性好。通过设置两个激光雷达传感器，利用最少的传感器数量完成大范围空间的检测。

其中一个激光雷达传感器朝向多功能拍照装置的前方布置，另一个激光雷达传感器朝向多功能拍照装置的上方布置。如此布置，能够对拍照装置的上方、左侧、右侧及前方四个方向的一定范围空间内是否有障碍，覆盖面积广，无死角，防碰撞效果好。

其中一个激光雷达传感器设置在3D相机31的上方，另一个激光雷达传感器设置在3D相机光源32的上方。如此布局与面阵拍照组件2和深度信息图片拍照组件3的布局相配合，进一步减小整个拍照装置的体积与重量。

线性模组5的滑座51与壳身11固定连接，线性模组5的底座52上安装有安装座6，所述安装座6与机械臂连接。所述线性模组5为滚珠丝杆型线性模组。在滑座51的移动过程中带动壳身11移动，从而配合深度信息图片拍照组件3的工作。

所述防碰撞保护组件4的工作原理为：两个激光雷达传感器41成90度布置，每个激光雷达传感器41能检测180度的扇面区域是否有其他物体，设置的检测区域为拍照装置外侧100mm至200mm的空间，这样空间上就能检测上方、左侧、右侧和前方四个方向上是否有障碍，而后方和下方是机械臂的运动起始方向，不会存在障碍物；当激光雷达传感器41检测到障碍物时，给机械臂的控制端发信号，让机械臂停止工作，从而避免了碰撞。

工作时，机械臂带着多功能拍照装置在列车底部运动，停到指定位置后进行面阵照片拍摄，面阵照片拍摄完成后，线性模组5进行动作，与被测物体发生相对运动，进行深度照片拍摄。如果机械臂没有停在指定位置，拍照时如果保护壳体1的周围出现障碍物，激光雷达传感器41会发出信号，控制器让机械臂停止动作，从而避免了碰撞。在线性模组5动作过程中，如果保护壳体1周围出线障碍物，也会触发激光雷达传感器41，控制器让线性模组5停止动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。