用于运载机械臂的气垫平台以及可移动机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种用于运载机械臂（１２）的气垫平台（１０），所述气垫平台（１０）具有：基部（２６），在所述基部（２６）的底部附接有用于将所述基部（２６）从固定位置提升到地面（３４）上方的移动位置的气垫系统（３２）；至少一个设置在所述基部（２６）上的致动装置（２２），所述致动装置（２２）选择性地持续与所述地面（３４）接触从而在所述地面（３４）上移动所述基部（２６）；以及控制器，所述控制器与所述气垫系统（３２）以及所述至少一个致动装置（２２）连接，从而仅当所述气垫平台（１０）位于移动位置时驱动所述致动装置（２２）。本发明专利技术进一步提供了一种特别用于器具（１４ａ，１４ｂ）的可控引导的可移动机器人，所述可移动机器人包括：所述气垫平台（１０）；基架（１６），所述基架（１６）被设置在所述气垫平台（１０）上并且借此被可移动地支撑；以及机械臂（１２），所述机械臂（１２）具有紧固到所述基架（１６）的一个端部和运载器具（１４ａ，１４ｂ）的另一个端部（３０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运载机械臂的气垫平台以及可移动机器人本专利技术涉及一种用于运载机械臂的气垫平台，并且涉及一种用于器具(特别是电 影摄影机)的可控引导的可移动机器人。在生产电影和电视节目时，经常使用虚拟场景，在虚拟场景中主角例如演员或新 闻广播员被录制。这种技术特别地被称为是蓝屏或绿屏技术。当使用摄影机拍摄时为了能 过后使用正确的透视法将该虚拟场景与真实图像合适地匹配，必须要知道摄影机的焦点的 准确位置以及焦点所指示的方位，换句话说就是在空间中的方位。为了实现此目的，使用具 有伺服轴的机器人，伺服轴具有轴编码器，其中在任何时间(例如在4毫秒的周期内)都能询 问单个轴的位置并且因此摄影机的位置及其方位被确定。但是，使用这种技术，机械臂的延伸范围受到限制从而使得例如任何时间内能确 定位置和方位的拉推镜头是不可能。由于机械臂和摄影机的很大的重量，此外直接使用通 常的设置有机械臂和摄影机的精致致动装置也是不可能或仅在非常贵的情况可使用。此外通常用手能够移动的气垫平台在现有技术中也是已知的。另外存在用于气垫 平台的外部电机驱动，外部电机驱动能被嵌入气垫平台从而通过高功率电机驱动的圆柱形 驱动移动气垫平台。但是使用这些系统位置的可重复的变化是不可能的。本专利技术的目的是提供一种用于运载机械臂的气垫平台以及一种可移动机器人，使 用该气垫平台能实现准确的和可重复的位置变化。本专利技术的目的通过权利要求1所述的气垫平台和权利要求15所述的可移动机器 人来实现。本专利技术优选的实施方式和进一步的改进在从属权利要求中被描述。根据本专利技术，提供了一种用于运载机械臂的气垫平台，其具有基部，在所述基部 的底部附接有用于将所述基部从固定位置提升到地面上方的移动位置的气垫系统；至少一 个紧固在所述基部上的致动装置，所述致动装置持续地(in constant)或选择性地持续与 地面接触从而在地面上移动所述基部；以及控制器，所述控制器与气垫系统以及所述至少 一个致动装置连接，从而仅当所述气垫平台位于移动位置时驱动所述致动装置。因此提供了一种用于运载机械臂的气垫系统，这种机械臂能沿地面平稳地通过气 垫系统移动重的载荷，另外在气垫平台上设置有致动装置，致动装置适于当气垫系统运转 时将气垫平台移动到准确的位置。当气垫平台的基部不以平板的方式被设计，而是具有至少三个脚时，如电视三脚 架、泵(pump)或基架的情况，或气垫系统不昂贵的情况，优选地，气垫系统包括至少三个 围绕气垫平台的重心附接的空气提升垫。在气垫平台的底部上的重量分配不均勻的情况下，为了实现设置在气垫系统内的 平衡压力，特别优选地气垫系统包括具有单个气垫的垫盘或具有多个相互连接的气垫的气 垫系统。为了简化本专利技术气垫平台，所述至少一个致动装置包括设置基部上从而能通过滑 动导向装置被垂直地移动的电机装置。因此优选地，滑动导向装置包括具有第一臂和第二臂的紧固支架，第二臂与第一 臂垂直，并且所述第一臂适于将所述滑动导向装置紧固到基部；导轨元件，所述导轨元件与所述紧固支架的第二臂连接；以及滑架，所述滑架以滑动方式被设置在所述导轨元件上并 且与所述电机装置连接。为了实现气垫平台可重复地移动到准确位置，因此优选地，电机装置包括直流齿 轮电机，直流齿轮电机被设计成伺服电机并且具有编码器，并且电机装置包括至少一个驱 动轮，至少一个驱动轮与直流齿轮电机的电机轴连接并且通过紧固到基部的致动装置持续 地与地面接触。为了防止由于来自侧边或上方的冲击损坏电机装置，优选地，电机装置还具有轮 壳和电机保护支架以保护所述至少一个驱动轮和电机。为了驱动轮与地面的无滑倒地接触，因此优选地，通过可操作地被设置在电机装 置和基部之间的弹簧将电机装置相对地面压紧。但是，也可能是电机装置具有额外的重量，额外的重量被设置在所述至少一个驱 动轮的上方从而由于额外重量的重力保持驱动轮与地面接触。为了能够可靠地鉴别、分类、测量和探测环境、附接到地面的参考点、或物体的位 置，从而能够确定气垫平台关于参考点的独立位置和方位，或者从而能避免碰撞位于空间 内的物体(例如桌子、器具或人)，特别优选地，气垫平台包括用于位置探测的传感器，例如 激光扫描器。当用于位置探测的传感器本身重量很大时，优选地，用于位置探测的传感器作为 额外的重量。在普通驱动轮的情况下，如果电机装置被旋转地和枢转地安装在滑动导向装置 上，对于气垫平台的行进方向上的变化是有利的。但是，也可能是将电机非旋转地和非枢转地安装在滑动导向装置上。此处特别优 选地，所述至少一个驱动轮对应一对全向轮(omni wheel),优选地在基部上以圆周的形式 设置三个致动装置并且三个致动装置相互之间成120°的角度，电机装置的三个电机轴的 共同交叉点是整个系统的近似重心。另外，根据本专利技术提供了一种特别用于器具的可控引导的可移动机器人，其包括: 本专利技术气垫平台；基架，所述基架被设置在所述气垫平台上并且通过所述气垫平台以基架 能移动的方式被运载；机械臂，所述机械臂使用其一个端部被紧固到所述基架上并且使用 其另一个端部(或把手)运载器具。在本专利技术的实施方式中，此处器具是电影摄影机，但是，在本专利技术的其他实施方式 中，所述器具也能是夹紧爪。为了防止在移动操作中机械臂在气垫平台上的移动损坏驱动轮，优选地，气垫平 台的控制器与到机器人的控制器连接从而仅当气垫平台位于固定位置时驱动机器人。下文中通过实施例参考附图更加详细地阐明本专利技术。图IA显示了具有机械臂的机器人的非常简化的示意性侧视图，所述机器人在电 视演播室使用本专利技术气垫平台运载电影摄影机。图IB显示了采用本专利技术气垫平台的机器人的非常简化的示意性侧视图，所述机 器人具有机械臂，而所述机械臂具有夹紧爪。图2A显示了具有设置在其上的机械臂的本专利技术气垫平台的立体图。图2B显示了图2A所述的结构的侧视图。图2C显示了图2A所示的结构的俯视图。图3A显示了本专利技术致动装置的详细立体图。图3B显示了图3A中的本专利技术致动装置的侧视图。图3C显示了图3A中的本专利技术致动装置的仰视图。图4显示了在本专利技术气垫平台上排列致动装置的实施方式。在附图的不同图中，相应的结构元件具有相同的标记数字。在图IA中以非常简化的图示的方式显示了气垫平台10的实施方式，在气垫平台 10上，具有摄影机14a的机械臂12被设置在基架16上，并且气垫平台10被设立在电视演 播室内。用于通过供给管路20向气垫平台10供给空气的供给/控制单元18也与气垫平 台10结合。另外，控制线路也被集成在供给管路20内，从而向气垫平台10、机械臂12、摄 影机14a以及致动装置22供给电流并且控制其。在图IA所描述的方案中，摄影机14a指向新闻广播员的桌子24从而在虚拟场景 前拍摄新闻广播员。根据本专利技术的设计，此处可采用可控制的方式使用机械臂12和致动装 置22移动摄影机14a，从而在任何时间都能探测摄影机的位置和方位。，可使用该设计将移 动气垫平台10至预先确定的位置，从而获得关于虚拟场景的界定的立体图像。但是，如图IB所示，也可能是在机械臂12上设置有夹紧爪14b从而以限定的方式 从一个位置运载物品25至另一位置，，而不是在机械臂12上安装摄影机14a。在下文中进 一步阐述了具有机械臂12 —机械臂12具有摄影机14a —的气垫10的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于运载机械臂（１２）的气垫平台（１０），所述气垫平台（１０）具有：－　基部（２６），在所述基部（２６）的底部附接有用于将所述基部（２６）从固定位置提升到地面（３４）上方的移动位置的气垫系统（３２），－　至少一个紧固在所述基部（２６）上的致动装置（２２），所述致动装置（２２）选择性地持续与所述地面（３４）接触从而在所述地面（３４）上移动所述基部（２６），以及－　控制器，所述控制器与所述气垫系统（３２）以及所述至少一个致动装置（２２）连接，从而仅当所述气垫平台（１０）位于移动位置时驱动所述致动装置（２２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·里斯纳，
申请(专利权)人：机器人科技先导公司，
类型：发明
国别省市：DE