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视觉感应装置、头部结构及机器人的制作方法

专利查询2022-5-26  96

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视觉感应装置、头部结构及机器人
【技术领域】
1.本实用新型涉及机器人技术领域,尤其涉及一种视觉感应装置、头部结构及机器人。


背景技术:

2.仿生机器人可形成多种不同形态,例如仿生机器人可形成类似于狗的形态。仿生机器人通常包括机身、连接于机身上的头部以及腿部,腿部用于支撑机身,并可带动机身行走。通常在机器人的头部设置传感器来观察环境,判断障碍物,以使得机器人能够根据障碍物的位置确定行进的方向或者行走的方式,使得机器人的障碍通过能力和地形适应能力大大增强。
3.机器人头部通常设置有视觉感应装置,视觉感应装置包括用于感知周围环境的摄像头模组以及与摄像头模组相连的电路板,摄像头模组具有多个摄像头以及其他的传感器,电路板用于连接摄像头模组的线路,处理并传递其接收的信号至机身的主控板内。相关技术中,摄像头模组与电路板的安装不够紧凑,对头部内有限的空间的占用量较大;同时,由于机器人运动过程中会产生振动,若摄像头模组和电路板固定不稳,容易发生晃动,影响连接的可靠性;另外,摄像头模组和电路板在工作过程中会发出大量的热量,若散热效果不佳,将不利于摄像头模组及电路板的正常使用,影响其使用寿命。
4.因此,有必要对相关技术予以改良以克服相关技术中的所述缺陷。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的在于提供一种视觉感应装置、头部结构及机器人,该视觉感应装置的结构更为紧凑。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现:
7.一方面,本实用新型实施例提出了一种一种视觉感应装置,包括:
8.安装支架,其包括板部;
9.摄像头模组,其连接于所述板部第一侧;以及
10.电路板,其连接于所述板部第二侧,并与所述摄像头模组电连接。
11.进一步地,所述安装支架包括设置于所述板部的第一侧上的一个或多个限位件,所述限位件与所述摄像头模组抵接。
12.进一步地,所述限位件位于所述摄像头模组两侧,且其设置有向着所述摄像头模组凸出的抵接块,所述抵接块与所述摄像头模组抵接。
13.进一步地,所述安装支架包括设置于所述板部的第二侧上的一个或多个第一连接柱,所述电路板由所述第一连接柱支撑。
14.进一步地,所述的视觉感应装置还包括与所述第一连接柱连接的第一压板,所述第一压板将所述pcb板电路板压紧于所述安装支架上。
15.进一步地,所述安装支架包括与所述板部连接的一个或多个散热筋条,所述散热
筋条位于所述电路板和所述板部之间。
16.进一步地,所述的视觉感应装置还包括电路转接板和第二压板,所述电路转接板由所述第一连接柱支撑,所述电路转接板由所述第二压板压紧于所述第一连接柱上,所述电路转接板和所述电路板之间电连接。
17.进一步地,所述安装支架还包括与所述板部连接的一个或多个第二连接柱,所述视觉感应装置还包括与所述第二连接柱连接的散热压板,所述散热压板与所述电路板上的散热元件对应设置。
18.另一方面,本实用新型实施例提出了一种头部结构,其包括外壳以及如上任一项所述的视觉感应装置,所述视觉感应装置安装于所述外壳内。
19.再一方面,本实用新型实施例还提出了一种机器人,其包括机身和如上所述的头部结构。
20.与相关技术相比,本实用新型具有如下有益效果:通过将摄像头模组和电路板设置成分别连接在板部第一侧和第二侧的形式,使得视觉感应装置的结构更为紧凑,能够有效减少占用的空间;且视觉感应装置可以整体安装至头部外壳或者从头部外壳拆下,拆装更为方便。
【附图说明】
21.图1是本实用新型一实施例中视觉感应装置的立体示意图。
22.图2是本实用新型一实施例视觉感应装置的主视图。
23.图3是本实用新型一实施例中安装支架第一侧的结构示意图。
24.图4是本实用新型一实施例中摄像头模组安装于安装支架上的示意图。
25.图5是本实用新型一实施例中安装支架第二侧的结构示意图。
26.图6是本实用新型一实施例中电路板和电路转接板安装于安装支架上的示意图。
27.图7是图6中i部的放大图。
28.图8是本实用新型一实施例中第一压板、散热压板和第二压板的结构示意图。
29.图9是本实用新型一实施例中视觉感应装置安装于外壳时的示意图。
30.图10是本实用新型一实施例中外壳的结构示意图。
31.图11是本实用新型一实施例中外壳另一视向的结构示意图。
32.图12是本实用新型一实施例中外壳和透明片的爆炸图。
【具体实施方式】
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图,对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术,而非对本技术的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本技术保护的范围。
34.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方
法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
35.在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
36.如图1至图8所示,对应于本实用新型一实施例的视觉感应装置,其包括安装支架35、摄像头模组36以及电路板370。该安装支架35包括大致呈板状的板部350,摄像头模组36和电路板370分别连接于板部350的两侧。具体而言,板部350具有与其两个较大表面相对应的第一侧a和第二侧b,摄像头模组36位于第一侧a,电路板370则位于第二侧b。
37.摄像头模组36与电路板370电连接,电路板370可以为摄像头模组36供电,使得摄像头模组36能够正常工作,同时摄像头模组36和电路板370之间能够进行信号、数据的交换,使得摄像头模组36能够根据控制信号工作,并将拍摄的数据传输至电路板370,由电路板370进行处理后传递至机身内的主控板。本实施例中,摄像头模组36和电路板370之间通过柔性电路板361实现电连接,该柔性电路板361一端与摄像头模组36相连,另一端延伸至第二侧b与电路板370相连。
38.通过将摄像头模组36和电路板370设置成分别位于板部350两侧的方式,可以使得视觉感应装置的整体结构更为紧凑,占用空间更小,改善了摄像头模组36和电路板370因分开安装而占用大量空间的问题;同时,将摄像头模组36和电路板370安装在同一安装支架35上,使得整体结构模块化,视觉感应装置能够整体安装至头部外壳内或者从头部外壳内拆卸下来,拆装更为方便。
39.如图3和图4所示,安装支架35包括设置于板部350的第一侧a上的一个或多个限位件351,限位件351与摄像头模组36的外侧面抵接,用于定位摄像头模组36在板部350上的位置,以使得摄像头模组36的位置更为稳定,并更便于安装。
40.作为一种示例性的实施方式,限位件351呈自板部350凸起的长条状,并位于摄像头模组36两侧,为降低加工难度,节省加工成本,限位件351上设置有向着摄像头模组36凸出的抵接块3510,通过抵接块3510与摄像头模组36抵接,进而限位摄像头模组36。由于限位件351位于摄像头模组36两侧,因而摄像头模组36仅能沿着限位件351的长度方向移动,如图4所示,摄像头模组36在其长度方向的两端设置有连接耳362,通过螺栓穿过连接耳362与板部350螺接,可以将摄像头模组36固定在板部350上。可以理解的是,由于摄像头模组36仅能够沿着长度方向移动,因此在对准孔位时只需沿一个方向对位,更为方便。
41.如图5和图6所示,安装支架35还包括与板部350相连的第一连接柱352,第一连接柱352位于板部350的第二侧b,其可以是独立连接于板部350上的多个或者相互连成整体的一个。第一连接柱352用于支撑电路板370,通过连接于第一连接柱352上的第一压板380将电路板370固定在第一连接柱352上。如图7所示,在第一连接柱352上设置有第一螺纹孔3520,电路板370上开设有与第一螺纹孔3520对应的避让孔3700,通过螺栓穿过第一压板380、避让孔3700与第一螺纹孔3520螺接,可以将电路板370压紧固定在安装支架35上。如图8所示,第一压板380设置有向着电路板370凸出的第一压柱3800,第一压柱3800与电路板370上未设置电子元器件的区域抵接,在一示例中,第一压柱3800设置于与第一连接柱352对应的位置,可更好的压紧电路板370,并防止损坏电路板370。
42.如图2所示,第一压板380还部分延伸至柔性电路板361上方,以防止柔性电路板361翘起,使整体结构更为紧凑。
43.作为一种示例性的实施方式,安装支架35为一体成型的,其采用散热性好的合金材质(例如铝合金)通过压铸成型。可以理解的是,本实施例中,摄像头模组36紧贴板部350设置,其散发的热量可快速传递至板部350上进行散热,同时电路板370被设置成与板部350隔开一定的距离,可以防止摄像头模组36和电路板370散发的热量相互影响,并在板部350和电路板370之间形成一定的散热空间,散热效果更好,能够更好的保证摄像头模组36和电路板370的正常工作。
44.如图5和图6所示,在板部350第二侧b还设置有若干外凸的散热筋条353,用以增加散热面积,提高散热效果;作为一种示例性的实施方式,多条散热筋条353均沿着板部350的宽度方向平行设置,以在相邻散热筋条353之间形成空气流道,由于相邻的空气流道之间干扰小,空气流动更为畅通,因而热量能够更快的发散。
45.为了进一步提高散热效果,图2和图5所示,安装支架35还包括与板部350相连的第二连接柱354,第二连接柱354与第一连接柱352位于板部350同一侧,且第二连接柱354高于第一连接柱352。参考图1,在第二连接柱354上通过螺栓连接有散热压板381,散热压板381采用例如铝合金等导热效果好的材质制成,其与电路板370上的散热元件对应设置,以吸收并散发电路板350产生的热量。散热元件指的是发热量较大的一些元器件,例如芯片、电阻、电感等,散热压板381可以设置在散热元件大量聚集的位置,以提高散热效率。
46.作为一种示例性的实施方式,如图8所示,散热压板381设置有与电路板370上的芯片3702位置对应的柔性垫块3810,该柔性垫块3810可采用海绵橡胶制成,并与芯片3702表面抵接,可以起到限制电路板370位置同时保护芯片3702的效果。
47.如图1和图6所示,为进一步方便将摄像头模组36产生的信号、数据传输至机身内的主控板,视觉感应装置还包括与电路板370相连的电路转接板371,与电路板370相似的,电路转接板371也由第一连接柱352支撑,并通过连接在第一连接柱352上的第二压板382压紧固定于第一连接柱352上,第二压板382固定电路转接板371的结构可参考第一压板380固定电路板370的结构,此处不再赘述。电路转接板371和电路板370之间通过usb接口相连,具体的,在电路转接板371上设置有第一usb插头3710,在电路板370上设置有第一usb插口3701,通过第一usb插头3710与第一usb插口3701的对接实现电路转接板371和电路板370的电连接。进一步地,在电路转接板371上还设置有第二usb插口3712,第二usb插口3712上连接有数据线3711,通过数据线3711延伸至机身内部。通过usb接口的连接方式,可以快速的进行连接,且物理连接即数据传输均十分可靠,示例性的,usb接口均为type-c形式的接口。为了使数据线3711的布置更为稳定,减轻数据线3711在机器人运动时产生的晃动,在第二压板382上设置有限位槽3820,数据线3711穿设在限位槽3820内,可以有效地降低数据线3711与第二usb插口3712之间发生松动的风险。
48.本实用新型实施例至少包括如下优点:
49.1.通过将摄像头模组和电路板设置成分别连接在板部第一侧和第二侧的形式,使得视觉感应装置的结构更为紧凑,能够有效减少占用的空间;且视觉感应装置可以整体安装至头部外壳或者从头部外壳拆下,拆装更为方便;
50.2.通过在板部上设置用于安装电路板的第一连接柱,可以使电路板和板部之间隔
开一定的距离,以防止摄像头模组和电路板各自产生的热量相互影响,在保持结构紧凑的同时保证了散热效果;
51.3.板部上设置有散热筋条,与电路板上散热元件对应位置设置有散热压板,能够进一步的提高散热效果,保证摄像头模组和电路板工作的可靠性,延长其使用寿命。
52.如图9至图12所示,本实用新型实施例还提出了一种头部结构,其包括外壳39和上文所述的视觉感应装置,该视觉感应装置安装于外壳39内。具体的,在外壳39上设置有螺纹孔柱3901和若干用于支撑、限位板部350的支撑筋3902,安装支架350的板部350安装在螺纹孔柱3901和支撑筋3902上,通过螺栓穿过板部350与螺纹孔柱3901螺接,可将视觉感应装置固定在外壳39上。在外壳39上还开设有若干通孔3905,通孔3905与摄像头模组36上的摄像头360对应设置,以使得摄像头360能够拍摄外部的环境。为了保护摄像头360并提高防水效果,外壳39外部设置有遮盖于通孔3905上的透明片3906,透明片3906例如可以是玻璃片。
53.本实用新型实施例还提出一种机器人,其包括机身和连接在机身上的如上文所述的头部结构。
54.本实用新型实施例至少包括如下优点:
55.1.通过将摄像头模组和电路板设置成分别连接在板部第一侧和第二侧的形式,使得视觉感应装置的结构更为紧凑,能够有效减少占用的空间;且视觉感应装置可以整体安装至头部外壳或者从头部外壳拆下,拆装更为方便;
56.2.通过在板部上设置用于安装电路板的第一连接柱,可以使电路板和板部之间隔开一定的距离,以防止摄像头模组和电路板各自产生的热量相互影响,在保持结构紧凑的同时保证了散热效果;
57.3.板部上设置有散热筋条,与电路板上散热元件对应位置设置有散热压板,能够进一步的提高散热效果,保证摄像头模组和电路板工作的可靠性,延长其使用寿命。
58.上述仅为本实用新型的一个具体实施方式,其它基于本实用新型构思的前提下做出的任何改进都视为本实用新型的保护范围。

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