本實用新型涉及高空清洗作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三自由度視覺識別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的高層建筑外表面清洗機器人大多都是仿真實高空蜘蛛人清洗模式而演化出來的，其中的視覺識別系統(tǒng)是依靠攝像頭來完成。攝像頭簡單固定地安裝在機器人的前端上。

現(xiàn)有技術(shù)中攝像頭雖然能夠識別工作面以及非工作面，但是由于其固定安裝，驅(qū)動方式不靈活，會存在識別不精確，難以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求。

而且現(xiàn)有的機器人對工作面傾斜角度(平面)的測量、曲率的空間變化的識別以及對高層幕墻清潔機器人的越障能力的提升有限，不利于高層幕墻清潔機器人在復(fù)雜工況下工作。其中，所述括號內(nèi)的“平面”是指高層外墻清洗時豎直面。

因此，針對以上不足，需要提供了一種雙滾刷向心力清洗裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實用新型的目的是提供一種三自由度視覺識別系統(tǒng)以解決現(xiàn)有技術(shù)中清洗機器人的攝像頭驅(qū)動方式不靈活、識別不精確、信息收集能力不足及難以滿足高層幕墻清潔工況要求的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種三自由度視覺識別系統(tǒng)，其包括舵機固定架、第一自由度舵機、第二自由度舵機、第三自由度舵機、第一固定板、第二固定板、第三固定板及設(shè)置在第二固定板和/或第三固定板上的識別采集單元；

所述第一自由度舵機固定在舵機固定架上，所述第一固定板由所述第一自由度舵機驅(qū)動，且相對所述舵機固定架旋轉(zhuǎn)式運動；

所述第二自由度舵機固定在所述第一固定板上，所述第二固定板由所述第二自由度舵機驅(qū)動，且相對所述第一固定板折疊式運動；

所述第三自由度舵機固定在所述第二固定板上，所述第三固定板由所述第三自由度舵機驅(qū)動，且相對所述第二固定板折疊式運動。

其中，所述第二固定板與所述第一固定板鉸接。

其中，所述第三固定板與所述第二固定板鉸接。

其中，所述第一固定板為半圓形，所述舵機固定架具有容納第一自由度舵機和所述第一固定板的半圓形開口腔體。

其中，所述識別采集單元包括攝像頭，所述攝像頭設(shè)置在所述第三固定板上。

其中，所述識別采集單元還包括超聲波測距單元，所述超聲波測距單元設(shè)置在所述第二固定板上，用于收集工作面曲率信息。

其中，還包括控制單元，所述第一自由度舵機、第二自由度舵機、第三自由度舵機分別與所述控制單元連接。

其中，所述攝像頭、超聲波測距單元分別與所述控制單元連接，在控制單元的控制下進行識別和信息搜集工作。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：本實用新型提供的三自由度視覺識別系統(tǒng)中，第一固定板在第一自由度舵機的驅(qū)動下而相對舵機固定架轉(zhuǎn)動，進而帶動第二自由度舵機、第二固定板、第三自由度舵機、第三固定板及識別采集單元整體的轉(zhuǎn)動；第二固定板由第二自由度舵機驅(qū)動而折疊式運動，進而帶動第三自由度舵機、第三固定板及識別采集單元整體的折疊式運動；第三固定板由第三自由度舵機驅(qū)動，進而帶動第三固定板上識別采集單元整體的折疊式運動；這樣就實現(xiàn)了第三固定板上識別采集單元在三維空間內(nèi)的自由運動，從而可以全面地識別清洗機器人的工作面和非工作面，識別更精確，也可以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求，滿足高層外墻的清洗作業(yè)。

通過攝像頭及超聲波測距單元的配合工作，可提高現(xiàn)有高層幕墻清潔機器人的工作面識別效率、搜集工作面和非工作面的傾斜角度(平面)、曲率在空間變化的精準度，為三維建模提供準確的信息，裝配有本實用新型裝置的機器人能夠高效的識別工作面、精準的測量工作面的傾斜角度(平面)、曲率在空間的變化，大大的提高了機器人的工作效率，使得機器人能夠精準的越過障礙物，更加接近實用，本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕巧靈活、工作效率高。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例三自由度視覺識別系統(tǒng)打開狀態(tài)的第一種立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例三自由度視覺識別系統(tǒng)打開狀態(tài)的第二種立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型實施例三自由度視覺識別系統(tǒng)打開狀態(tài)的背部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1：第一自由度舵機；2：第二自由度舵機；3：第三自由度舵機；4：攝像頭；5：超聲波測距單元；6：舵機固定架；7：第三固定板；8：第二固定板；9：第一固定板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型提供的三自由度視覺識別系統(tǒng)包括舵機固定架6、第一自由度舵機1、第二自由度舵機2、第三自由度舵機3、第一固定板9、第二固定板8、第三固定板7及設(shè)置在第二固定板8和/或第三固定板7上的識別采集單元，也即可以在第二固定板8上設(shè)置識別采集單元，也可在第三固定板7上設(shè)置識別采集單元，還可以在第二固定板8和第三固定板7上同時設(shè)置識別采集單元；識別采集單元可以為攝像頭4或超聲波傳感器。

所述第一自由度舵機1固定在舵機固定架6上，第一固定板9由第一自由度舵機1驅(qū)動，且相對舵機固定架6旋轉(zhuǎn)式運動；

第二自由度舵機2固定在第一固定板9上，第二固定板8由第二自由度舵機2驅(qū)動，且相對第一固定板9折疊式運動；

第三自由度舵機3固定在第二固定板8上，第三固定板7由第三自由度舵機3驅(qū)動，且相對第二固定板8折疊式運動。

上述實施例中，第一固定板9在第一自由度舵機1的驅(qū)動下而相對舵機固定架6轉(zhuǎn)動，進而帶動第二自由度舵機2、第二固定板8、第三自由度舵機3、第三固定板7及識別采集單元整體的轉(zhuǎn)動；第二固定板8由第二自由度舵機2驅(qū)動而折疊式運動，進而帶動第三自由度舵機3、第三固定板7及識別采集單元整體的折疊式運動；第三固定板7由第三自由度舵機3驅(qū)動，進而帶動第三固定板7上識別采集單元整體的折疊式運動；這樣就實現(xiàn)了第三固定板7上識別采集單元在三維空間內(nèi)的自由運動，從而可以全面地識別清洗機器人的工作面和非工作面，識別更精確，也可以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求，滿足高層外墻的清洗作業(yè)。

具體地，第二固定板8與第一固定板9鉸接；第三固定板7與第二固定板8鉸接；采用鉸接方式，簡單有效，方便第二自由度舵機2和第三自由度舵機3對相應(yīng)驅(qū)動板的驅(qū)動。

具體地，第一固定板9為半圓形，舵機固定架6具有容納第一自由度舵機1和第一固定板9的半圓形開口腔體。半圓形的開口腔體在滿足容納要求的同時也便于半圓形第一固定板9的轉(zhuǎn)動作業(yè)；半圓形第一固定板9在滿足轉(zhuǎn)動作業(yè)的同時，其直邊也便于與第二固定板8鉸接。

具體地，識別采集單元包括攝像頭4，攝像頭4設(shè)置在第三固定板7上，用于取景和工作面的尺寸信息；識別采集單元還包括超聲波測距單元5，具體可為超聲波傳感器，超聲波測距單元5設(shè)置在第二固定板8上，收集工作面曲率和工作面(平面)傾斜角度的相關(guān)信息。

在機器人進行工作前，攝像頭4要完成機器人工作環(huán)境的工作面以及非工作面的信息收集工作，作為工作面識別的基本數(shù)據(jù)庫。

當機器人進入工作狀態(tài)時，第二自由度舵機2開始工作，攝像頭4和超聲波測距單元5從舵機固定架6的半圓形開口腔體中伸出，然后攝像頭4開始取景，并與基本數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行對比：若為工作面，此時第三自由度舵機3開始工作，攝像頭4隨著第三自由度舵機3的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，同時收集工作面空間尺寸的相關(guān)信息并將收集的信息與基本數(shù)據(jù)庫的信息進行對比，為機器人下一步的運動方式的選取提供數(shù)據(jù)支撐；當攝像頭4轉(zhuǎn)到一定角度時，此時超聲模塊，即超聲波測距單元5開始工作，收集工作面曲率以及傾斜角度(平面)的相關(guān)信息，為機器人的越障以及姿態(tài)調(diào)整提供信息；若為非工作面時，相關(guān)機構(gòu)的運動與工作面相同。

優(yōu)選地，還包括控制單元，第一自由度舵機1、第二自由度舵機2、第三自由度舵機3分別與控制單元連接，在控制單元的控制下，第一自由度舵機1、第二自由度舵機2、第三自由度舵機3工作。

具體地，所述攝像頭4、超聲波測距單元5分別與控制單元連接，在控制單元的控制下進行識別和信息搜集工作。

綜上所述，本實用新型提供的三自由度視覺識別系統(tǒng)，通過三個舵機的配合驅(qū)動，攝像頭4在三維空間內(nèi)的自由運動，從而可以全面地識別清洗機器人的工作面和非工作面，識別更精確，也可以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求；通過攝像頭4和超聲測距單元，不僅能夠有效地識別工作面，且可收集工作面和非工作面的傾斜角度(平面)、曲率的空間分布的相關(guān)信息，還能根據(jù)收集到的這些信息進行三維空間建模，極大地提高了高層幕墻機器人的清潔速度節(jié)約了時間成本。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。