CN101830000A - 自动移动装置的防撞结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于自动移动装置的防撞结构，可使移动装置在碰到障碍物时改变方向。本发明的防撞结构包含一基底、一弹性壳体及一导电端子。基底具有多个导电板形成于其上，其中导电板经由基底耦合至一移动装置的控制电路。弹性壳体形成于基底上，其内侧形成一凸出的致动部，而致动部与上述导电板平行。导电端子形成于致动部的底部但未与导电板接触。弹性壳体在碰到障碍物时提供缓冲，且碰撞所产生的力将迫使致动部往下压，使得致动部的导电端子与多个导电板耦合，进而导通多个导电板并传输信号至移动装置的控制电路，使其执行转向的指令。

Description

自动移动装置的防撞结构
技术领域
本发明涉及防撞结构，特别是关于一种用以使移动装置在碰到障碍物时改变方向的防撞结构。
背景技术
随着科技不断的发展与进步，过去在电影中由机器人替人类服务的画面或是机器人与人类共处的画面已是可实现的梦想。近年来，智慧型机器人系统已被广泛应用于工厂自动化、医院自动化、博物馆导览、外科手术辅助系统、太空探险、军事应用、家庭服务、办公室服务、娱乐用途、甚至替代人类执行具危险性的任务。
由于机器人被视为下一世代的新兴产业，许多公司分别投入大量资源进行机器人的研发与产品开发，使得众多不同用途的机器人产品陆续问世，例如用于与人类作伴的机器宠物及用于打扫家里的清洁性机器人等。然而，不论是构造复杂的工业用机器人，亦或是结构相对简单的家用小型机器人皆需设有感测元件，以利机器人的活动并避免机器人与障碍物之间产生冲撞，造成损害。
造价昂贵且结构复杂的机器人，通常是同时采用多种感测器以让其能准确检测障碍物并避免冲撞。举例而言，Honda自行研发的ASIMO机器人即采用了头部视觉感测器与地面感测器进行障碍物的检测，规划出另一行进路线以绕过障碍物并达到目的地。另外，市面上亦有许多一般家庭可负担得起的家用机器人，例如由Electrolux所制造的Trilobite吸尘器机器人。其是利用超音波感测器，通过超音波的发射与接收达到检测并避开障碍物的目的。然而，上述的视觉感测器、超音波感测器或红外线感测器虽能有效检测并避开障碍物，但却具有高成本及结构复杂的缺点，而当机器人因速度过快使得感测器无法及时做出反应从而撞上障碍物时，亦无法提供缓冲的作用。
让机器人有效检测并避开障碍物的其它方法包含利用红外线信号或采用安全磁条构筑虚拟墙壁，此方法虽能限制机器人的行动，使其避开已知障碍物，但却无法有效避开移动障碍物(如猫、狗、人类等)，且使用上亦相当不便。
虽然目前市面上所贩售的家用机器人为了降低碰撞的损伤大多设有保险杆(bumper)，例如iRobot所开发的Roomba吸尘器机器人及Scooba洗地机器人，但其通常仅设置于机器人前方，因而当机器人转弯或后退使其两侧或后方发生碰撞时将无法提供缓冲保护。此外，由于保险杆通常是耦合至触碰感测器，因此假使机器人与障碍物接触的处未设有保险杆，上述感测器将不会被触发，而需通过其他感测装置对碰撞做出反应。
导电胶粒与导电胶条是一种日益热门的电路连接材料，由于其具有纤薄、轻巧、灵活性、可靠性及可挠曲的优点，且不需要焊接即可牢固的固定于元件上，以实现电子元件导通的特色，而被广泛应用于遥控器、手机、笔记型电脑、随身听等电子产品上。
有鉴于上述，本发明提出一种可使移动装置(如机器人)在碰到障碍物时改变方向的防撞结构，其具有在发生撞击时提供缓冲并转向的效果、可以低成本的方式实施并可通过包覆于移动装置的周围而提供360度的缓冲保护。
发明内容
本发明的一目的是提供一种使移动装置在碰到障碍物时改变方向的防撞结构，其具有架构简单及成本低廉的优点。
本发明的另一目的是提供一种使移动装置在碰到障碍物时改变方向的防撞结构，其可在移动装置撞上障碍物时提供缓冲，以将移动装置的损害降至最低。
本发明的又一目的是在于提供一种使移动装置在碰到障碍物时改变方向的防撞结构，其可包覆于移动装置的周围进而提供360度的缓冲保护。
依据本发明的一观点，本发明是提供一种用于移动装置的防撞结构，可使移动装置在碰到障碍物时改变方向。上述防撞结构包含一基底、一弹性壳体及一导电端子。上述基底具有多个导电板形成于其上，其中导电板经由基底耦合至一移动装置的控制电路。上述弹性壳体是形成于基底上，其内侧形成一凸出的致动部，而致动部是与上述导电板平行。导电端子是形成于致动部的底部但未与导电板接触。弹性壳体可在碰撞发生时提供缓冲，且碰撞所产生的力将迫使致动部往下压，使得致动部的导电端子与多个导电板耦合，进而导通多个导电板并传输信号至移动装置的控制电路，使其执行转向的指令。
依据本发明的另一观点，本发明是提供一种用于移动装置的防撞结构，可使移动装置在碰到障碍物时改变方向。上述防撞结构包含一基底、多个致动部及多个弹性壳体。上述基底具有多个导电板形成于其上，其中导电板经由基底耦合至一移动装置的控制电路。上述多个致动部是形成于基底上，且具有相应的多个导电端子形成于其底部，其中多个致动部与上述多个导电板平行，且上述多个导电端子并未与多个导电板形成接触。多个弹性壳体则形成于多个致动部上。弹性壳体可在碰撞发生时提供缓冲，且碰撞所产生的力将迫使相应的致动部往下压，使得相应致动部的导电端子与多个导电板耦合，进而导通多个导电板并传输信号至移动装置的控制电路，使其执行转向的指令。
本发明可通过说明书中若干较佳实施例及详细叙述以及后附图式得以了解。然而，此领域的技艺者应得以领会所有本发明的较佳实施例是用以说明而非用以限制本发明的申请专利范围。
附图说明
图1是本发明的防撞结构的较佳实施例于未发生碰撞时的剖面图；
图2是本发明的防撞结构的较佳实施例于发生碰撞时的剖面图；
图3是本发明的防撞结构的另一较佳实施例的分解图；
图4是图3的实施例的另一视角图；
图5是图3与图4的防撞结构的结合示意图；
图6是本发明的另一较佳实施例的示意图；
图6A是图6的局部放大图；
图7是本发明的一较佳实施例的示意图；
图8是图7的实施例的另一视角图；
图9是本发明的防撞结构应用于一移动装置的示意图；
图10是本发明的防撞结构应用于另一移动装置的示意图；
图11是图10的实施例的另一视角图。
【主要元件符号说明】
100  防撞结构
102  基底
104  弹性壳体
106  导电端子
108  导电板
110  致动部
200  防撞结构
202  基底
204  弹性壳体
206  导电端子
208  导电板
210  致动部
212  上盖
214  固定件
250  防撞结构
255  凹槽
260  备用致动部
300  导电胶条
302  绝缘胶条
304  导电胶片
400  防撞结构
具体实施方式
本发明将配合其较佳实施例与随附的图式详述于下。应可理解者为本发明中所有的较佳实施例仅为例示之用，并非用已限制本发明。因此除文中的较佳实施例外，本发明亦可广泛地应用在其它实施例中。且本发明并不受限于任何实施例，应以随附的申请专利范围及其同等领域而定。
参照图1，其是本发明的防撞结构的较佳实施例于未发生碰撞时的剖面图。防撞结构100包含一基底102、一弹性壳体104及一导电端子106。如图所示：多个导电板108形成于基底102上方；弹性壳体104形成于基底102上，且弹性壳体104内侧形成一凸出的致动部110，而致动部110与导电板108平行；导电端子106形成于致动部110底部，但未与导电板108造成接触。另外，导电板108经由基底102耦合至一移动装置的控制电路(未显示于图中)。
图2显示出本发明的防撞结构的较佳实施例于发生碰撞时的剖面图。当碰撞发生时，可通过弹性壳体104提供缓冲的功能，使得防撞结构100(及所连结的装置)的损害降至最低。此外，碰撞所产生的力将迫使致动部110向下压，使致动部110上的导电端子106与多个导电板108形成耦合。如此一来，多个导电板108将被导通，进而传输信号至与其耦合的移动装置的控制电路(未显示)，使其执行转向的指令。
在若干实施例中，防撞结构的基底是采用可挠性基底(例如硅胶或橡胶)，搭配弹性壳体，让防撞结构可依需求环绕或包覆于移动装置(如机器人、小车或自走型玩具)周围。另外，弹性壳体亦可因应移动装置的外观设计采用各种形状，如条状、粒状、柱状、片状、多角形、或不规则形等。
在若干实施例中，可利用导电垫片(conductivepads)或印刷电路(printedcircuit)取代基底上的导电板。在若干实施例中，致动部的导电端子是采用导电橡胶、低阻抗铜片或碳膜。
在若干实施例中，多个防撞结构亦可以阵列的方式排列连结，形成一防撞胶块或防撞胶条。参照图3、图4与图5，其是本发明的防撞结构的另一较佳实施例的示意图。防撞结构200包含基底202、多个弹性壳体204、多个致动部210、上盖212及多个固定件214。如图所示：多个导电板208是形成于基底202上方；多个致动部210是以阵列的方式配置于基底202上，且致动部210底部还具有相应的导电端子206，其中致动部210是与导电板208平行，而导电端子206未与导电板208形成接触；多个弹性壳体204是分别覆盖于致动部210上；上盖212则覆盖于弹性壳体上204并通过多个固定件214将上盖212、多个弹性壳体204及多个致动部210固定于基底上202(如图5所示)。另外导电板208经由基底202耦合至一移动装置的控制电路(未显示于图中)。导电板208通过受压导通而将控制信号输入至控制电路而执行指令。
当碰撞发生时，可通过弹性壳体204提供缓冲的功能，使得防撞结构200(及所连结的装置)的损害降至最低。此外，碰撞所产生的力将迫使相应的致动部210向下压，使相应致动部210上的导电端子206与多个导电板208形成耦合。此举将导通多个导电板208，进而传输信号至与其耦合的移动装置的控制电路(未显示)，使其执行转向的指令。
图6是本发明的防撞结构的另一较佳实施例的示意图，而图6A则是其局部放大图。如图所示，防撞结构250与图3至图5所示的防撞结构200大致相同，其不同之处在于防撞结构250还包含多个备用致动部260形成于致动部210之间，且备用致动部260还具有相应的备用导电端子(未显示)形成于其底部，其中备用致动部260亦与导电板208平行，而备用导电端子亦未与导电板208形成接触。另外，基底202还具有与备用致动部260相应的多个凹槽255形成于其上，用以将备用致动部260固定于基底202上。如此一来，任何角度的碰撞均会触动致动部210或备用致动部260，故不会有发生碰撞但防撞结构250却无反应的状况发生。此外，如图6A所示，防撞结构250的导电板208是以交叉指形(interdigitally)形成于基底202上，如此有利于增加导电板208的面积，进而确保任何轻微的碰撞均可使导电端子206或备用导电端子将导电板208导通。
在若干实施例中，弹性壳体、致动部与导电端子的组合可以一体成形的导电胶粒方式实施。另外，亦可通过串接多个导电胶粒的方式形成导电胶条而加以实施。图7与图8是本发明的导电胶条的实施例示意图。如图所示，其是以一体成形的绝缘胶条302与位于其内侧的导电胶片304形成导电胶条300。搭配前述的基底及导电板，并将其与移动装置的控制电路耦合即可达到于碰撞发生时提供缓冲并使移动装置转向的效果，由于其原理与上述实施例相同故不赘述。
图9是本发明的防撞结构应用于一移动装置的示意图。而图10与图11是本发明的防撞结构应用于另一移动装置的示意图。由于本发明的防撞结构400可以弹性材质(如硅胶、橡胶等)实施，故可通过其可挠性围绕于移动装置外侧(如图所示)，使得移动装置往任一方向(360度)所发生的碰撞均可得到缓冲，并使其做出转向的动作。需注意的是，图中所示的防撞结构仅为较佳实施例，本发明的防撞结构亦可以不同形式设置于其它移动装置上。
上述叙述是本发明的较佳实施例。此领域的技艺者应得以领会其是用以说明本发明而非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围当视后附的申请专利范围及其同等领域而定。凡熟悉此领域的技艺者，在不脱离本专利精神范围内，所作的还动或润饰，均属于本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在下述的申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种用于自动移动装置的防撞结构，使该自动移动装置在碰到障碍物时改变方向，其特征在于包含：
一基底，具有多个导电板形成于其上，其中该多个导电板经由该基底耦合至一自动移动装置的控制电路；
一弹性壳体，形成于该基底上，其内侧形成一凸出的致动部，该致动部与该多个导电板为平行；及
一导电端子，形成于该致动部的底部，未与该多个导电板接触；
其中，该弹性壳体可在碰撞发生时提供缓冲，且碰撞所产生的力将迫使该致动部往下压，使得该致动部的该导电端子与该多个导电板耦合，进而导通该多个导电板并传输信号至该自动移动装置的控制电路以执行转向指令。
2.如权利要求1所述的用于自动移动装置的防撞结构，其特征在于，该基底为可挠性基底。
3.如权利要求1所述的用于自动移动装置的防撞结构，其特征在于，该多个导电板以导电垫片或印刷电路取代。
4.如权利要求1所述的用于自动移动装置的防撞结构，其特征在于，该导电端子为导电橡胶、铜片或碳膜。
5.如权利要求1所述的用于自动移动装置的防撞结构，其特征在于，该弹性壳体、该致动部与该导电端子的组合为一体成形的导电胶粒。
6.如权利要求5所述的用于自动移动装置的防撞结构，其特征在于，该导电胶粒通过多个串接的方式形成一导电胶条。
7.一种用于自动移动装置的防撞结构，使该自动移动装置在碰到障碍物时改变方向，其特征在于包含：
一基底，具有多个导电板形成于其上，其中该多个导电板经由该基底耦合至一自动移动装置的控制电路；
多个致动部，形成于该基底上，且具有相应的多个导电端子形成于该多个致动部底部，其中该多个致动部与该多个导电板平行，且该多个导电端子未与该多个导电板接触；及
多个弹性壳体，形成于该多个致动部上；
其中，该弹性壳体在碰撞发生时提供缓冲，且碰撞所产生的力将迫使相应的该致动部往下压，使得该相应致动部的该导电端子与该多个导电板耦合，进而导通该多个导电板并传输信号至该自动移动装置的控制电路以执行转向指令。
8.如权利要求7所述的用于自动移动装置的防撞结构，其特征在于，还包含多个备用致动部形成于该多个致动部之间，且具有相应的多个备用导电端子形成于该多个备用致动部底部，其中该多个备用致动部与该多个导电板平行，且该多个备用导电端子未与该多个导电板接触；该多个备用致动部通过形成于该基底上的多个相应凹槽固定于该基底上。
9.如权利要求7所述的用于自动移动装置的防撞结构，其特征在于，该多个导电板是以交叉指形形成于该基底上。
10.一种具有防撞结构的自动移动装置，可使该自动移动装置在碰到障碍物时改变方向，其特征在于包含：
自动移动装置本体，包含一控制电路；
防撞结构围绕于该自动移动装置本体外侧，包含：
一基底，具有多个导电板形成于其上，其中该多个导电板经由该基底耦合至该自动移动装置本体的该控制电路；
多个弹性壳体，形成于该基底上，其内侧形成多个凸出的致动部，该多个致动部与该多个导电板为平行；及
多个导电端子，形成于该多个致动部的底部，未与该多个导电板接触；
其中，该弹性壳体在碰撞发生时提供缓冲，且碰撞所产生的力将迫使该致动部往下压，使得该致动部的该导电端子与该多个导电板耦合，进而导通该多个导电板并传输信号至该自动移动装置本体的该控制电路以执行转向指令。
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