一种TOF视觉模组及机器人

1.一种TOF视觉模组，其特征在于，包括：下壳、上壳、至少一个视觉传感器模组；
所述下壳和所述上壳相固紧形成所述TOF视觉模组的模组壳体，所述至少一个视觉传感器模组间隔设置并密封在所述模组壳体内，其中，在上壳和所述下壳的结合面处，所述上壳或者所述下壳开有密封槽，所述密封槽内嵌入有密封圈。
2.根据权利要求1所述的TOF视觉模组，其特征在于，所述上壳设置有与所述至少一个视觉传感器模组的元器件相对的透明盖板，其中，所述透明盖板通过连接介质与所述上壳紧密结合。
3.根据权利要求1所述的TOF视觉模组，其特征在于，所述下壳和/或所述上壳设有接口孔，所述接口孔周边紧密结合有密封介质，所述接口孔周边还设置有一个或多个锁定孔，其中，所述接口孔适配的插件在插入所述接口孔时，所述锁定孔锁紧所述插件的锁定柱，所述插件挤压所述密封介质使得所述模组壳体形成密封腔。
4.根据权利要求1所述的TOF视觉模组，其特征在于，所述至少一个视觉传感器模组中，各个视觉传感器模组的外层均包裹有防护套，包裹有所述防护套的视觉传感器模组嵌入在所述模组壳体槽中，所述防护套用于防止各个视觉传感器模组与所述模组壳体直接接触，所述防护套与所述上壳的接触部呈齿状结构，以缓冲各个视觉传感器模组的被压缩受力。
5.根据权利要求4所述的TOF视觉模组，其特征在于，还包括：视觉传感器模组压板，所述视觉传感器模组压板通过第一固定部件固紧在所述上壳上，所述视觉传感器模组压板在结构上通过物理限位方式以保证各个视觉传感器模组与硅胶套的被压缩量，其中，所述至少一个视觉传感器模组的底板与视觉传感器模组压板之间设置有绝缘导热片，所述绝缘导热片通过与所述视觉传感器模组压板接触的平面均匀受力被所述传感器模组压板紧压固定，所述至少一个视觉传感器模组的底板通过与所述绝缘导热片接触的平面均匀受力被所述绝缘导热片紧压固定。
6.根据权利要求5所述的TOF视觉模组，其特征在于，所述绝缘导热片与所述模组壳体的接触面之间设置有导热介质，所述视觉传感器模组压板用于将来自于所述视觉传感器模组的热量传导至所述模组壳体。
7.根据权利要求1所述的TOF视觉模组，其特征在于，所述至少一个视觉传感器模组中每个视觉传感器模组均包括：立体摄像头和光源器件。
8.根据权利要求1所述的TOF视觉模组，其特征在于，还包括：印制电路板，所述印制电路板通过第二固定部件固紧在所述上壳上，所述印制电路板上发热元器件与所述下壳的接触面均设置有导热介质。
9.根据权利要求8所述的TOF视觉模组，其特征在于，所述印制电路板与所述视觉传感器模组通过排线连接，所述排线的卡扣上粘接有柔性介质，所述柔性介质紧压在所述印制电路板和所述视觉传感器模组之间。
10.根据权利要求8所述的TOF视觉模组，其特征在于，所述印制电路板上固定有防静电屏蔽罩。
11.一种机器人，其特征在于，包括：权利要求1至10中任一项所述的TOF视觉模组。

一种TOF视觉模组及机器人\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及人工智能领域，具体而言，涉及一种TOF视觉模组及机器人。\n背景技术\n[0002] 随着机器人技术的快速发展，机器人的应用从传统的固定目标高精度重复作业，扩展到操作对象可变和操作对象位置可变的柔性作业，机器人迫切需要机器视觉的配合以得到操作对象的三维信息。\n[0003] 视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。随着科技的发展和检测需求的提高，3D视觉技术在机器视觉行业占有越来越重要的地位，与传统的2D相机相比，3D TOF相机能获取三维信息，可以实现2D视觉技术无法实现或者不好实现的功能，例如检测产品的高度、平面度、体积等和三维建模等。\n[0004] 相关技术中，3D TOF相机受成本和尺寸的限制，以及密封会带来散热效果差等影响，无法达到较高的防护等级。然而，由于外壳防护等级低，限制了3D TOF相机的应用场景。\n因此针对该问题，为了提高防护等级，3D TOF相机通常使用防水接插件，但是这样处理又使得相机尺寸较大，并且提高了制造成本。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型的主要目的在于公开了一种TOF视觉模组及机器人，以至少解决相关技术中为了提高防护等级，3D TOF相机通常使用防水接插件，但是这样处理又使得相机尺寸较大，并且提高了制造成本等问题。\n[0006] 根据本实用新型的一个方面，提供了一种TOF视觉模组。\n[0007] 根据本实用新型的TOF视觉模组包括：下壳、上壳、至少一个视觉传感器模组；所述下壳和所述上壳相固紧形成所述TOF视觉模组的模组壳体，所述至少一个视觉传感器模组间隔设置并密封在所述模组壳体内，其中，在上壳和所述下壳的结合面处，所述上壳或者所述下壳开有密封槽，所述密封槽内嵌入有密封圈。\n[0008] 优选地，所述上壳设置有与所述至少一个视觉传感器模组的元器件相对的透明盖板，其中，所述透明盖板通过连接介质与所述上壳紧密结合。\n[0009] 优选地，所述下壳和/或所述上壳设有接口孔，所述接口孔周边紧密结合有密封介质，所述接口孔周边还设置有一个或多个锁定孔，其中，所述接口孔适配的插件在插入所述接口孔时，所述锁定孔锁紧所述插件的锁定柱，所述插件挤压所述密封介质使得所述模组壳体形成密封腔。\n[0010] 优选地，所述至少一个视觉传感器模组中，各个视觉传感器模组的外层均包裹有防护套，包裹有所述防护套的视觉传感器模组嵌入在所述模组壳体槽中，所述防护套用于防止各个视觉传感器模组与所述模组壳体直接接触，所述防护套与所述上壳的接触部呈齿状结构，以缓冲各个视觉传感器模组的被压缩受力。\n[0011] 优选地，上述TOF视觉模组还包括：视觉传感器模组压板，所述视觉传感器模组压板通过第一固定部件固紧在所述上壳上，所述视觉传感器模组压板在结构上通过物理限位方式以保证各个视觉传感器模组与硅胶套的被压缩量，其中，所述至少一个视觉传感器模组的底板与视觉传感器模组压板之间设置有绝缘导热片，所述绝缘导热片通过与所述视觉传感器模组压板接触的平面均匀受力被所述传感器模组压板紧压固定，所述至少一个视觉传感器模组的底板通过与所述绝缘导热片接触的平面均匀受力被所述绝缘导热片紧压固定。\n[0012] 优选地，所述绝缘导热片与所述模组壳体的接触面之间设置有导热介质，所述视觉传感器模组压板用于将来自于所述视觉传感器模组的热量传导至所述模组壳体。\n[0013] 优选地，所述至少一个视觉传感器模组中每个视觉传感器模组均包括：立体摄像头和光源器件。\n[0014] 优选地，上述TOF视觉模组，还包括：印制电路板，所述印制电路板通过第二固定部件固紧在所述上壳上，所述印制电路板上发热元器件与所述下壳的接触面均设置有导热介质。\n[0015] 优选地，所述印制电路板与所述视觉传感器模组通过排线连接，所述排线的卡扣上粘接有柔性介质，所述柔性介质紧压在所述印制电路板和所述摄像头模组之间。\n[0016] 优选地，所述印制电路板上固定有防静电屏蔽罩。\n[0017] 根据本实用新型的另一方面，提供了一种机器人。\n[0018] 根据本实用新型的机器人包括：上述任一项所述的TOF视觉模组。\n[0019] 根据本实用新型，TOF视觉模组的上壳和下壳相固紧形成TOF视觉模组的模组壳体，至少一个视觉传感器模组间隔设置并密封在上述模组壳体内，其中，在上壳和上述下壳的结合面处，上述上壳或者上述下壳开有密封槽，上述密封槽内嵌入有密封圈。解决了相关技术中为了提高防护等级，3D相机通常使用防水接插件，但是这样处理又使得相机尺寸较大，并且提高了制造成本问题，使用上壳、下壳、密封槽和密封圈构成密封系统，使得TOF视觉模组具有成本低、尺寸小且防护等级高，性能稳定的特点。\n附图说明\n[0020] 图1是根据本实用新型实施例的TOF视觉模组的整体示意图；\n[0021] 图2是根据本实用新型优选实施例的的TOF视觉模组的剖面结构示意图；\n[0022] 图3是根据本实用新型优选实施例的带插件的TOF视觉模组的整体示意图。\n具体实施方式\n[0023] 下面结合说明书附图对本实用新型的具体实现方式做一详细描述。\n[0024] 根据本实用新型的实施例，提供了一种TOF视觉模组。\n[0025] 图1是根据本实用新型实施例的TOF视觉模组的整体示意图。如图1所示，该TOF视觉模组包括：下壳1、上壳2、至少一个视觉传感器模组4(图1中未示出，参见图2)；所述下壳1和所述上壳2相固紧形成该TOF视觉模组的模组壳体，所述至少一个视觉传感器模组间隔设置并密封在所述模组壳体内，其中，在上壳2和所述下壳1的结合面处，所述上壳2或者所述下壳1开有密封槽，所述密封槽内嵌入有密封圈。\n[0026] 图1所示的TOF视觉模组中，上壳和下壳相固紧形成该TOF视觉模组的模组壳体，至少一个视觉传感器模组间隔设置并密封在上述模组壳体内，其中，在上壳和上述下壳的结合面处，上述上壳或者上述下壳开有密封槽，上述密封槽内嵌入有密封圈。解决了相关技术中为了提高防护等级，3D相机通常使用防水接插件，但是这样处理又使得相机尺寸较大，并且提高了制造成本问题，使用上壳、下壳、密封槽和密封圈构成密封系统，使得TOF视觉模组具有成本低、尺寸小且防护等级高，性能稳定的特点。\n[0027] 在优选实施过程中，上述TOF视觉模组的模组壳体可以使用铝合金材质，即，下壳1和上壳2可以采用铝合金材质，当然，也可以采用其他金属材质，例如，钣金。下壳1和上壳2可以通螺钉和螺孔的方式相固紧，当然也可以通过其他的方式相固紧。在下壳1或者上壳2的结合面处，均可以开有密封槽，密封槽内嵌入密封绳9，例如，密封绳9可以是直径1mm的o形硅胶圈。如图2所示的TOF视觉模组，在下壳1与上壳2的结合面处，上壳2上开有密封槽，密封槽内嵌入有直径1mm的o形硅胶圈。\n[0028] 优选地，所述至少一个视觉传感器模组中，每个视觉传感器模组均包括但不限于：\n立体摄像头和光源器件。\n[0029] ToF是Time ofFlight的缩写，又称飞行时间法3D成像。通过光源器件照亮场景，例如，使用红外或近红外光等，通过特定传感器接收待测物体传回的光信号，计算光线往返的飞行时间或相位差得到待测物体的3D深度信息，与用于获取3D信息的其他技术(例如使用扫描或立体视觉)相比，ToF技术能够表现出更高的准确度，同时非常快速且经济实惠。\n[0030] 优选地，所述上壳2设置有与所述至少一个视觉传感器模组4的元器件(例如，立体摄像头和光源器件)相对的透明盖板，其中，所述透明盖板通过连接介质与所述上壳紧密结合。\n[0031] 在优选实施过程中，TOF视觉模组的下壳1和所述上壳2相固紧形成的模组壳体的凸起部13中，设置有一个视觉传感器模组4，该视觉传感器模组4包括：立体摄像头和光源器件，上壳2设置有分别与立体摄像头和光源器件相对的两块透明盖板3(如图1所示)，其中，所述透明盖板3可以通过密封胶等介质与所述上壳2紧密粘合。由此可见，在结构上将视觉传感器模组的摄像头与补光的光源器件隔离，保证摄像头不会被自身补光的光源所影响。\n[0032] 优选地，所述下壳1和/或所述上壳2设有接口孔(例如，USB接口孔等)，所述接口孔周边紧密结合有密封介质(例如，密封垫等)，所述接口孔周边还设置有一个或多个锁定孔(例如，螺纹孔等)，其中，所述接口孔适配的插件(例如，USB插件等)在插入所述接口孔时，所述锁定孔(例如，螺纹孔等)锁紧所述插件的锁定柱(例如，螺钉等)，所述插件挤压所述密封介质使得所述模组壳体形成密封腔。\n[0033] 在优选实施过程中，可以在上壳2上设置接口孔，也可以在下壳1上设置接口孔，当然，还可以在上壳2和下壳1同时设置接口孔。如图1所示的实施例，在下壳1的侧面开有USB接口孔，USB接口孔的周边贴有密封垫13，密封垫13单面背密封粘胶，密封垫粘接在下壳1上。下壳1上USB接口孔处有2个螺纹孔，可以固定带螺钉的USB插件14，如图3所示，在USB插件插入下壳1时，螺纹孔锁紧螺钉后，USB插件14挤压密封垫，使得模组壳体形成密封腔。\n[0034] 在上述优选实施例中，由透明盖板、上壳、下壳、密封圈、密封垫、USB插件等，可以使得模组壳体形成密封腔，从而大大提高了整个TOF视觉模组的防护等级，密封性能和防水性能好。\n[0035] 优选地，各个视觉传感器模组的外层均包裹有防护套(例如，硅胶等柔性材质的防护套)，包裹有所述防护套的视觉传感器模组嵌入在所述模组壳体槽中，所述防护套用于防止各个视觉传感器模组与所述模组壳体直接接触，所述防护套与上壳的接触部呈齿状结构，以缓冲各个视觉传感器模组的被压缩受力。\n[0036] 在优选实施过程中，TOF视觉模组内部设置的视觉传感器模组(例如，包括立体摄像头和光源器件的视觉传感器模组)，如图2所示，视觉传感器模组的外层包裹有硅胶套5，包裹有所述防护套的视觉传感器模组嵌入在所述模组壳体槽中，硅胶套5保护摄像头模组不直接与外壳硬接触，具有缓震、定位的作用。硅胶套5与上壳2相接触的位置，硅胶套5的接触部呈齿状结构，以缓冲各个视觉传感器模组的被压缩受力，保证视觉传感器模组局部受到的力在安全范围内(例如，小于5N)。\n[0037] 优选地，上述TOF视觉模组还包括：视觉传感器模组压板，所述视觉传感器模组压板通过第一固定部件(例如，多个螺钉)固紧在所述上壳上，所述视觉传感器模组压板在结构上通过物理限位方式以保证各个视觉传感器模组与硅胶套的被压缩量，其中，所述至少一个视觉传感器模组的底板与视觉传感器模组压板之间设置有绝缘导热片(例如，导热陶瓷片等)，所述绝缘导热片通过与所述视觉传感器模组压板接触的平面均匀受力被所述传感器模组压板紧压固定，所述至少一个视觉传感器模组的底板通过与所述绝缘导热片接触的平面均匀受力被所述绝缘导热片紧压固定。\n[0038] 优选地，所述绝缘导热片与所述模组壳体的接触面之间设置有导热介质(例如，导热硅脂等)，所述视觉传感器模组压板(例如，铝合金等刚性板体)用于将来自于所述视觉传感器模组的热量传导至模组壳体。\n[0039] 在优选实施过程中，如图2所示，视觉传感器模组4的底板下设置有导热陶瓷片6，导热陶瓷片6起绝缘和导热的作用，保护视觉传感器模组不被静电损伤，且利于视觉传感器模组的散热，导热陶瓷片6与所述模组壳体的接触面之间设置有导热介质，例如，导热陶瓷片6的两侧涂抹有导热硅脂，便于传导热量。导热陶瓷片6下方设置有视觉传感器模组压板\n7，视觉传感器模组压板7用于固定导热陶瓷片6及视觉传感器模组，并将视觉传感器模组产生的热量传导致模组壳体中的上壳。视觉传感器模组压板7通过多个螺钉(例如，3个)固紧在上壳上，视觉传感器模组压板7在结构上做物理限位，以保证视觉传感器模组与硅胶套5的被压缩量；通过导热陶瓷片6向上紧压视觉传感器模组4，将视觉传感器模组4固定在所述模组壳体槽中。具体地，导热陶瓷片6通过与所述视觉传感器模组压板7接触的平面均匀受力被所述传感器模组压板7紧压固定，视觉传感器模组4的底板通过与导热陶瓷片6接触的平面均匀受力被导热陶瓷片6紧压固定。\n[0040] 优选地，上述TOF视觉模组还可以包括：印制电路板10，所述印制电路板10通过第二固定部件(例如，螺钉等)固紧在所述上壳2上，所述印制电路板10上发热元器件与所述下壳的接触面均设置有导热介质(例如，导热硅脂、导热硅胶垫等)。\n[0041] 在优选实施过程中，如图2所示，印制电路板(PCB板)10通过螺钉固定在2上壳内，PCB板上发热元件与下壳接触，所述印制电路板10上发热元器件与所述下壳的接触面之间填充有导热硅胶垫11，更有利于散热。\n[0042] 优选地，所述印制电路板与所述视觉传感器模组通过排线连接，所述排线的卡扣上粘接有柔性介质(例如，泡棉等)，所述柔性介质紧压在所述印制电路板和所述摄像头模组之间。\n[0043] 在优选实施过程中，如图2所示，PCB板10通过螺钉固定在上壳2内，与视觉传感器模组4通过排线连接，排线卡扣背面粘有泡棉8，泡棉8通过视觉传感器模组压板7上的凸起部件挤压，可保证排线卡扣不会松动。\n[0044] 优选地，所述印制电路板上固定有防静电屏蔽罩。\n[0045] 在优选实施过程中，如图2所示，PCB板10上固定有防静电屏蔽罩12，防静电屏蔽罩\n12可以采用导电性能好的材质，例如，白洋铜等，用于保护PCB板不被静电损伤。\n[0046] 根据本实用新型的实施例，提供了一种机器人。\n[0047] 根据本实用新型的机器人，包括上述任一项上述的TOF视觉模组。上述TOF视觉模组可以布局在机器人上。\n[0048] 包括上述实施例的TOF视觉模组的机器人，该机器人的TOF视觉模组中上壳和下壳相固紧形成该TOF视觉模组的模组壳体，至少一个视觉传感器模组间隔设置并密封在上述模组壳体内，其中，在上壳和上述下壳的结合面处，上述上壳或者上述下壳开有密封槽，上述密封槽内嵌入有密封圈。采用上述技术方案，使用上壳、下壳、密封槽和密封圈构成密封系统，使得TOF视觉模组具有成本低、尺寸小且防护等级高，性能稳定的特点。\n[0049] 需要说明的是，上述机器人中的各模块各单元相互结合的优选实施方式，具体可以参见图1至图3的描述，此处不再赘述。\n[0050] 综上所述，借助本实用新型提供的上述实施例，TOF视觉模组中，使用上壳、下壳、密封绳、密封垫、透明盖板加上外接插件组成密封系统，使整个TOF视觉模组提升了防护等级，密封性能和防水性能好，并且成本低、尺寸小。将视觉传感器模组与pcb板的发热器件的热量传导至模组壳体，使热量更快导向TOF视觉模组的外部，降低了TOF视觉模组内部器件因温度过高受到的影响。在结构上将视觉传感器模组的摄像头与光源器件隔离，保证摄像头不会被自身补光的光源所影响，此外，通过使用导热陶瓷片与防静电屏蔽罩等，保护内部重要部件不被静电损伤。\n[0051] 以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

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