專利名稱:自動行走設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動行走設(shè)備，包括，殼體；圖像采集裝置，活動安裝在殼體上，獲取自動行走設(shè)備前進(jìn)方向的圖像信息；行走模塊，包括安裝在殼體上的輪組和驅(qū)動所述輪組的行走馬達(dá)；與圖像采集裝置相連接的角度保持機構(gòu)，保持圖像采集裝置的鏡頭軸線和水平面處于穩(wěn)定的夾角。本實用新型使得自動行走設(shè)備行走在高低起伏地形時，圖像采集裝置的鏡頭軸線始終與水平面處于穩(wěn)定的夾角，從而圖像采集裝置的視野不會受到地形變化的影響。
【專利說明】自動行走設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種自動行走設(shè)備，尤其涉及一種維持視野角度的自動行走設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著數(shù)字圖像技術(shù)以及自動化技術(shù)的發(fā)展，自動行走設(shè)備常安裝圖像采集裝置。通過圖像采集裝置實時地獲取工作環(huán)境的信息，對這些信息進(jìn)行存儲以及分析，從而控制自動行走設(shè)備行走及工作。這種設(shè)有圖像采集裝置的自動行走設(shè)備不僅能夠?qū)崟r地獲取工作環(huán)境信息，而且能夠節(jié)省以前為了獲取工作環(huán)境信息而配置的大量各類傳感器。因此，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，如應(yīng)用于自動房屋清潔、草坪修剪等領(lǐng)域。
[0003]為了更好地完成不同類型的工作任務(wù)，自動行走設(shè)備需要適應(yīng)不同的工作環(huán)境。然而，目前市場上的圖像采集裝置和自動行走設(shè)備的相對位置固定，當(dāng)工作環(huán)境的路面為高低起伏的地形或者存在坑坑洼洼區(qū)域時，自動行走設(shè)備的圖像采集裝置視野就會受到地形影響而受限。例如自動行走設(shè)備的前輪處于高坡上，后輪處于低洼處，圖像采集裝置的鏡頭采集范圍就會朝向天空，采集不到前方區(qū)域環(huán)境的圖像信息；反之，圖像采集裝置的鏡頭采集范圍就會朝向地面，采集不到前方區(qū)域環(huán)境的圖像信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題:提供一種改進(jìn)的自動行走設(shè)備，使得自動行走設(shè)備的圖像采集裝置的鏡頭軸線可以與水平面始終處于一個穩(wěn)定的夾角。從而不論自動行走設(shè)備處于何種地形，圖像采集裝置都能夠穩(wěn)定地獲取前方區(qū)域環(huán)境的圖像信息。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:一種自動行走設(shè)備包括，殼體；圖像采集裝置，活動安裝在所述殼體上，獲取所述自動行走設(shè)備前進(jìn)方向的圖像信息；行走模塊，包括安裝在殼體上的輪組和驅(qū)動所述輪組的行走馬達(dá)；主控模塊，設(shè)置于殼體內(nèi)，連接所述圖像采集裝置及行走模塊，控制自動行走設(shè)備工作及行走；其中，所述自動行走設(shè)備還包括角度保持機構(gòu)，所述角度保持機構(gòu)與所述圖像采集裝置連接。
[0006]優(yōu)選的，所述角度保持機構(gòu)由轉(zhuǎn)軸活動連接在所述殼體上。
[0007]優(yōu)選的，所述角度保持機構(gòu)包括一配重塊。
[0008]優(yōu)選的，所述配重塊與所述圖像采集裝置固定連接。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的自動行走設(shè)備通過設(shè)置角度保持機構(gòu)，使得圖像采集裝置的鏡頭軸線始終和水平面維持一個相對穩(wěn)定的夾角，從而確保無論自動行走設(shè)備處于何種地形，圖像采集裝置都可以穩(wěn)定地獲取前方環(huán)境信息的圖像，提高了自動行走設(shè)備對環(huán)境的魯棒適應(yīng)性。

【附圖說明】

[0010]下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是本實用新型第一實施方式自動行走設(shè)備的整體示意圖。
[0012]圖2是圖1中自動行走設(shè)備在坡面地形的整體示意圖。
[0013]圖3是圖2中自動行走設(shè)備在坡面地形的局部放大圖。
[0014]圖4是本實用新型第二實施方式的流程圖。
[0015]其中，
[0016]10、自動行走設(shè)備133、輔助輪19、配重塊
[0017]11、殼體15、圖像采集裝置
[0018]13、輪組17、轉(zhuǎn)軸

【具體實施方式】
[0019]有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明和技術(shù)內(nèi)容，配合【附圖說明】

如下，所附附圖僅提供參考與說明，并非用來對本實用新型加以限制。
[0020]圖1所示為本實用新型一實施方式自動行走設(shè)備的整體示意圖。自動行走設(shè)備10可以為自動割草機、自動吸塵器、自動剪草機等。在本實施方式中，自動行走設(shè)備10為自動割草機。
[0021]如圖1所示，自動行走設(shè)備10具有殼體11及活動安裝在殼體11上的圖像采集裝置15，用于采集自動行走設(shè)備10前進(jìn)方向區(qū)域的圖像信息。圖像采集裝置15安裝在殼體11的前部靠上的位置，優(yōu)選的居中設(shè)置，采集殼體11前進(jìn)方向區(qū)域的圖像信息。在本實施例中，圖像采集裝置15的采集范圍為一固定區(qū)域，如固定的視角范圍90度至120度。在其他可選實施例中取景范圍也可以為活動的，可選取視角范圍內(nèi)一定角度范圍作為實際取景范圍，如選取視角范圍120度內(nèi)位于中部的90度范圍作為實際取景范圍。
[0022]自動行走設(shè)備10還包括行走模塊，行走模塊包括安裝在殼體11上的輪組13和驅(qū)動所述輪組的行走馬達(dá)(圖中未示出)。輪組13可以有多種設(shè)置方法。通常輪組13包括由行走馬達(dá)驅(qū)動的驅(qū)動輪和輔助支撐殼體11的輔助輪133，驅(qū)動輪的數(shù)量可以為I個、2個或者更多。此處定義自動行走設(shè)備I的正常行進(jìn)方向為自動行走設(shè)備I的前方，與前方相對的一方為自動行走設(shè)備I的后方，基于定義的自動行走設(shè)備I的前、后方向，自動行走設(shè)備I還包括位于前、后方之間的左、右兩側(cè)。如圖1所示，在本實施例中，自動行走設(shè)備I的驅(qū)動輪為2個，分別位于左側(cè)的左輪和位于右側(cè)的右輪。左輪和右輪關(guān)于自動行走設(shè)備I的中軸線對稱設(shè)置。左輪和右輪優(yōu)選地位于殼體11的后方，輔助輪133位于前方，當(dāng)然在其他實施例中也可以替換位置或者改變輪子個數(shù)重新設(shè)置位置。
[0023]在本實施例中，左輪和右輪各自配接一個驅(qū)動馬達(dá)，以實現(xiàn)差速輸出以控制轉(zhuǎn)向。驅(qū)動馬達(dá)可以直接連接驅(qū)動輪，也可以在驅(qū)動馬達(dá)和驅(qū)動輪之間設(shè)傳動裝置，如本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)常見的行星輪系等。在其他的實施例中，也可設(shè)置驅(qū)動輪2個，驅(qū)動馬達(dá)I個，這種情況下，驅(qū)動馬達(dá)通過第一傳動裝置驅(qū)動左輪，通過第二傳動裝置驅(qū)動右輪。即同一個馬達(dá)通過不同的傳動裝置驅(qū)動左輪和右輪。
[0024]為了能夠自動行走及工作，自動行走設(shè)備10 —般還包括工作模塊、能量模塊和主控模塊。主控模塊連接行走模塊、能量模塊、工作模塊及圖像采集裝置，控制自動行走設(shè)備行走及工作。
[0025]工作模塊用于執(zhí)行預(yù)定工作。本實施例中，工作模塊具體為切割模塊，包括用于割草的切割部件(圖中未示出)和驅(qū)動切割部件的切割馬達(dá)(圖中未示出)。
[0026]能量模塊用于給自動行走設(shè)備10的運行提供能量。能量模塊可以為汽油、電池包等。在本實施例中能量模塊包括在殼體11內(nèi)設(shè)置的可充電電池包。在工作的時候，電池包釋放電能以維持自動行走設(shè)備10的工作。在非工作的時候，電池包可以連接外部電源以補充電能。特別的，出于更智能地設(shè)計，當(dāng)探測到電池包電量不足的時候，自動行走設(shè)備10可以自行尋找到基站補充能量。
[0027]在本實施例中，自動行走設(shè)備10還包括角度保持機構(gòu)，角度保持機構(gòu)與圖像采集裝置15連接，保持圖像采集裝置15的鏡頭軸線和水平面處于穩(wěn)定的夾角。角度保持機構(gòu)由轉(zhuǎn)軸17活動連接在所述殼體11上。角度保持機構(gòu)包括配重塊19。配重塊19為具有一定重量的物體，可以為鐵塊或者鋼塊等。配重塊19具體的形狀不限，可以為方形、圓形、多邊形等。配重塊19與圖像采集裝置15固定連接，兩者通過轉(zhuǎn)軸17活動地連接在殼體11上。配重塊19時刻受到重力G的作用，始終保持重錘線方向。
[0028]當(dāng)自動行走設(shè)備10工作環(huán)境的路面為高低起伏的地形或者存在坑坑洼洼區(qū)域，角度保持機構(gòu)會通過轉(zhuǎn)軸17帶動圖像采集裝置15發(fā)生適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)，從而保持圖像采集裝置15的鏡頭軸線OB和水平面OA處于穩(wěn)定的夾角。
[0029]在本實施例中，圖像采集裝置15的鏡頭軸線OB與水平面OA的夾角設(shè)定為β。β具體的角度可以根據(jù)工作需求或者具體的工作環(huán)境進(jìn)行選定。即使自動行走設(shè)備10工作環(huán)境的路面發(fā)生變化，角度保持機構(gòu)會促使圖像采集裝置的鏡頭軸線OB與水平面OA的夾角始終維持在β角度。
[0030]結(jié)合圖2和圖3所示，本實施例以自動行走設(shè)備10工作環(huán)境的路面由水平面變?yōu)槠旅鏋槔敿?xì)說明角度保持機構(gòu)如何保持圖像采集裝置15的鏡頭軸線OB和水平面OA處于穩(wěn)定夾角的工作過程。在本實施例中，用α來代表坡面的角度。
[0031]在圖2和圖3中，虛線所示的圖像采集裝置15’和配重塊19’，代表自動行走設(shè)備10處于水平面時，圖像采集裝置15’和配重塊19’的原始位置狀態(tài)。實線所示的圖像采集裝置15和配重塊19，代表自動行走設(shè)備10處于α坡面時，圖像采集裝置15和配重塊19的實際位置狀態(tài)。
[0032]配重塊19能夠繞轉(zhuǎn)軸17相對殼體11活動，當(dāng)配重塊19受到重力G的作用時，會自動搖擺回歸至重錘線的方向。當(dāng)自動行走設(shè)備10工作環(huán)境的路面變化α角度時，配重塊19會自動地由配重塊的原始位置狀態(tài)19’旋轉(zhuǎn)至實際位置狀態(tài)19 (即重錘線方向)。圖像采集裝置15與配重塊19相對固定，且重錘線與水平面的夾角始終為90度，因此，鏡頭軸線OB與重錘線之間的夾角始終為(90° -β)ο在配重塊19發(fā)生位置變化的過程中，轉(zhuǎn)軸17會帶動圖像采集裝置由原始位置狀態(tài)15’旋轉(zhuǎn)至實際位置狀態(tài)15。圖像采集裝置的鏡頭軸線由原始的OB’變?yōu)閷嶋H的0B，從而，圖像采集裝置15的鏡頭軸線OB與水平線OA的夾角仍然維持為β角度。
[0033]上述實施例，通過機械結(jié)構(gòu)維持圖像采集裝置鏡頭軸線與水平面夾角不變。實施例二通過電子控制形式來維持圖像采集裝置鏡頭軸線與水平面夾角不變。
[0034]在本實施例中，自動行走設(shè)備還包括角度傳感器，用于檢測圖像采集裝置與水平面之間的夾角。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到，檢測圖像采集裝置與水平面之間的夾角也可以通過其他方式實現(xiàn)。如通過檢測自動行走設(shè)備相對水平面夾角的變化，再進(jìn)行換算，獲取圖像采集裝置與水平面之間的夾角。
[0035]如圖4所示，本實施例具體的工作過程為:
[0036]步驟S1:用戶根據(jù)工作需求或者具體的工作環(huán)境，將圖像采集裝置的鏡頭軸線與水平面的夾角調(diào)節(jié)設(shè)定為β，并且將β的值存入主控模塊中。
[0037]步驟S2:在自動行走設(shè)備工作或者行走的過程中，角度傳感器檢測圖像采集裝置的鏡頭軸線與水平面的夾角為β’，并且將其傳送給主控模塊。具體的檢測過程，角度傳感器可以實時檢測夾角，不停地向主控模塊更新β’。角度傳感器也可以一段時間內(nèi)多次檢測夾角，然后將該段時間內(nèi)的夾角均值或者中間值，傳送給主控模塊。例如，在I秒內(nèi)檢測20次夾角β ’，并將20次夾角β ’的均值或者位于中間值的β ’作為最終夾角值傳送給主控模塊。當(dāng)然，求解作為最終夾角值的算法可以根據(jù)具體工況或者特殊需求，進(jìn)行相應(yīng)的變化。
[0038]步驟S3:主控模塊判斷β ’是否與β的值相等。如果β ’與β相等，則說明圖像采集裝置的鏡頭軸線與水平面的夾角沒有發(fā)生變化，則返回步驟S2。如果β ’與β不相等，則說明圖像采集裝置的鏡頭軸線與水平面的夾角發(fā)生變化，即自動行走設(shè)備工作環(huán)境的路面發(fā)生變化，則進(jìn)入步驟S4。
[0039]本領(lǐng)域人員可以想到，也可以通過設(shè)定一定的閾值范圍來判斷β ’是否與β的值相等。如果|β’-β I的值處于閾值范圍之內(nèi)，則代表β’與β相等；如果|β’-β I的值處于閾值范圍之外，則代表β ’與β不相等。其中，I β ’ -β I符號代表對β ’與β的差值取絕對值。
[0040]步驟S4:當(dāng)主控模塊判斷β ’與β不相等后，主控模塊向圖像采集裝置發(fā)送調(diào)節(jié)夾角命令。具體地，圖像采集裝置鏡頭軸線相對水平面夾角變化為β’-β角度，所以主控模塊向圖像采集裝置發(fā)送調(diào)節(jié)β-β ’角度的命令。
[0041]步驟S5:圖像采集裝置接收到主控模塊調(diào)節(jié)夾角的命令后，執(zhí)行調(diào)節(jié)夾角命令。具體地，圖像采集裝置上設(shè)有自動調(diào)節(jié)角度的機構(gòu)，該自動調(diào)節(jié)角度的機構(gòu)受主控模塊控制。自動調(diào)節(jié)角度的機構(gòu)能夠根據(jù)主控模塊的命令，自動地調(diào)節(jié)圖像采集裝置相對殼體的位置，從而使圖像采集裝置的鏡頭軸線與水平面夾角始終維持不變。
[0042]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，本實用新型中的角度保持機構(gòu)可以有其他的變化形式，自動行走設(shè)備10的具體結(jié)構(gòu)也可以有很多的變化形式，但其采用技術(shù)方案的主要技術(shù)特征與本實用新型相同或相似，均應(yīng)涵蓋于本實用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動行走設(shè)備，包括: 殼體； 圖像采集裝置，活動安裝在所述殼體上，獲取所述自動行走設(shè)備前進(jìn)方向的圖像信息; 行走模塊，包括安裝在殼體上的輪組和驅(qū)動所述輪組的行走馬達(dá)； 主控模塊，設(shè)置于殼體內(nèi)，連接所述圖像采集裝置及行走模塊，控制自動行走設(shè)備工作及行走； 其特征在于，所述自動行走設(shè)備還包括角度保持機構(gòu)，所述角度保持機構(gòu)與所述圖像采集裝置連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設(shè)備，其特征在于，所述角度保持機構(gòu)由轉(zhuǎn)軸活動連接在所述殼體上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動行走設(shè)備，其特征在于，所述角度保持機構(gòu)包括一配重塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動行走設(shè)備，其特征在于，所述配重塊與所述圖像采集裝置固定連接。
【文檔編號】G05D1-02GK204287964SQ201420740036
【發(fā)明者】盛曉初, 邵勇, 孫根 [申請人]蘇州寶時得電動工具有限公司