CN104914447B - 机器人防碰撞机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种机器人防碰撞机构，包括机体、外壳、水平活动连接组件、距离检测传感器及探测传感器；外壳有间隔地罩设于机体的外围，外壳和机体之间通过水平活动连接组件连接；距离检测传感器设置于外壳内侧壁与机体外侧壁之间，探测传感器设置于外壳外部。本发明的有益效果在于：可以做一体的外壳模具，不需要在外壳的上部再增加探测传感器的设置位，便于外壳的设计及加工，不影响外壳的美观；采用底部往前上方探测距离的方式，不同的外壳高度都可以使用，能实现前面所有高度的障碍物探测，弥补了现有技术存在的遗漏空间的问题。

Description

机器人防碰撞机构
〖技术领域〗
本发明涉及智能机器人领域，具体涉及机器人上使用的防碰撞机构。
〖背景技术〗
随着居民收入的提高以及对生活品质的追求的不断提升，行动机器人得到了蓬勃的发展，特别是家用辅助性行动机器人，如扫地机器人、陪伴儿童机器人、智能空气净化机器人等，这些机器人极大地方便了人们的家居生活。家居类的生活机器人，一个重要的特性是能够识别和躲避障碍，这是由于家居内家居物品特别多，有些是不能碰撞的易碎或者是贵重物品。目前，实现障碍躲避的方式有几种：最常见的一种是，靠近机底设有红外或者超声波的探头，可以感知正前方的障碍物，同时，机体前端是活动的板，如果下方的探头检测不到时，活动板碰撞到障碍物时，也可以进行检测；第二种较为常见的方式是，机体前方是活动的板，同时上面有基于图像或者是激光的测距装置。
上述两种防碰撞方式比较适合于高度不算高的机器人，如扫地机器人。如果机器人比较高，上述方式的装置就存在不足，一般需要在上部和下部都有障碍物检测的装置(可以是红外、超声波、图像检测、激光测距等)；同时机体中间部分需要保持为活动的板。理论上来讲，高度比较高的机器人通过常规的方式，只要传感器够多，便可以实现比较好的壁障功能。但是，通过这种方式来实现壁障，机体的壳体的模具开发会受到很大限制，必须在壳体的顶部增加传感器设置位和在中部增加活动板，破坏了整体机体的设计，增加设计及生产成本。
〖发明内容〗
本发明的一个目的是提供一种机器人防碰撞机构，能够便于机体壳体的设计及加工，同时具有更好的防碰撞检测效果。本发明的目的由以下技术方案实现：
一种机器人防碰撞机构，其特征在于：包括机体、外壳、水平活动连接组件、距离检测传感器及探测传感器；外壳有间隔地罩设于机体的外围，外壳和机体之间通过水平活动连接组件连接；距离检测传感器设置于外壳内侧壁与机体外侧壁之间，探测传感器设置于外壳外部。
作为具体的技术方案：所述水平活动连接组件包括至少一组水平活动连接件及水平连接弹簧，外壳内侧壁通过水平活动连接件及水平连接弹簧与机体外侧壁连接。
作为具体的技术方案：所述距离检测传感器为机械开关或光耦开关。
作为具体的技术方案：所述外壳下部设置有装配外缘，装配外缘的侧端面安装有至少一个指向机体水平前方的探测传感器；装配外缘的上端面安装有至少一个指向机体前上方的探测传感器。
作为具体的技术方案：所述装配外缘为外壳下部前端的呈月牙形或帽沿型的凸缘。
作为具体的技术方案：所述安装于装配外缘的上端面的探测传感器，其探测方向与水平呈一个角度a，0度＜a＜90度。
本发明的有益效果在于：1.可以做一体的外壳模具，不需要在外壳的上部再增加探测传感器的设置位，便于外壳的设计及加工，不影响外壳的美观。2.采用底部往前上方探测距离的方式，不同的外壳高度都可以使用，能实现前面所有高度的障碍物探测，弥补了现有技术存在的遗漏空间的问题。
〖附图说明〗
图1为本发明实施例提供的机器人防碰撞机构的截面示意图。
图2为本发明实施例提供的机器人防碰撞机构的外形图。
〖具体实施方式〗
结合图1及图2所示，本实施例提供的机器人防碰撞机构，包括机体100、外壳101、壳内后端水平活动连接件202、壳内前端水平活动连接件205、壳内后端水平连接弹簧203、壳内前端水平连接弹簧209、距离检测传感器210、前上方探测传感器205及前方探测传感器208。
机体100具有行动机构，例如主动轮211和从动轮212。外壳101罩设于机体100的外围，外壳101和机体100的间隔设定为1厘米左右。外壳101和机体100之间通过水平活动连接组件连接，垂直方向得到固定。具体地，外壳101内侧壁后端通过壳内后端水平活动连接件202及壳内后端水平连接弹簧203与机体100后侧壁连接；外壳101内侧壁前端通过壳内前端水平活动连接件205及壳内前端水平连接弹簧209与机体100前侧壁连接。外壳101内侧壁前端与机体100前侧壁之间设置距离检测传感器210，用于检测外壳101内侧壁前端与机体100前侧壁之间的相对距离，距离检测传感器210采用机械开关来实现。
外壳101下部前端设置有装配外缘103，该装配外缘103呈月牙形，用于在其上安装前上方探测传感器205及前方探测传感器208。其中，至少一个前方探测传感器208安装于月牙形装配外缘103的前端面，并指向机体100的水平前方，用于检测机体100下前方的障碍物；至少一个前上方探测传感器205安装于月牙形装配外缘103的上端面，并指向机体100的前上方，用于检测机体100前方比较高的区域的障碍物。
探测传感器可以是红外测距传感器或超声波测距传感器等，以红外测距传感器为例，每一个探测传感器由一个红外发射器和一个红外接收器组成，当发射的红外光遇到障碍物时，会被反射，通过探测反射回来的红外光强度，就可以检测到障碍物的远近。用于检测的下方前面障碍物的前方探测传感器208的红外发射管使用50度左右发射角的发射管，总共放置6组在前方，基本上可以覆盖到前方180方向的障碍物的检测。检测前上方的前上方探测传感器205的红外发射管也采用50度左右发射角的发射管，探测方向设定与水平呈一个角度“a”，0度＜a＜90度，较佳为呈45度左右。
本实施例提供的机器人防碰撞机构，在大部分情况下探测传感器都可以检测到前方的障碍物，几乎很少会让障碍物碰到外壳101。但是当前方的障碍物比较细小时或其他特殊情况时，可能会存在漏检的情况，因此还需要通过外壳101与机体100之间的距离检测传感器210进行机械碰撞的检测，其检测原理如下：
外壳101和机体100的连接，允许两者相对水平活动，而垂直方向是固定的；水平方向还有弹簧支撑，没有碰撞到弹簧时，外壳101和机体100保持一定的间隔，内部的距离检测传感器210可以检测到这个间隔；如果碰撞到物体时，外壳101与机体100之间的间隔发生变化，会触发距离检测传感器210，从而检测到碰撞。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，基于本发明创新主旨的、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当属于本申请揭露的范围。

Claims (6)

1.一种机器人防碰撞机构，其特征在于：包括机体、外壳、水平活动连接组件、距离检测传感器及探测传感器；外壳有间隔地罩设于机体的外围，将基体的四周全部包围，外壳和机体之间通过水平活动连接组件连接；距离检测传感器设置于外壳内侧壁与机体外侧壁之间，探测传感器设置于外壳外部。
2.根据权利要求1所述的机器人防碰撞机构，其特征在于：所述水平活动连接组件包括至少一组水平活动连接件及水平连接弹簧，外壳内侧壁通过水平活动连接件及水平连接弹簧与机体外侧壁连接。
3.根据权利要求1所述的机器人防碰撞机构，其特征在于：所述距离检测传感器为机械开关或光耦开关。
4.根据权利要求1或2或3所述的机器人防碰撞机构，其特征在于：所述外壳下部设置有装配外缘，装配外缘的侧端面安装有至少一个指向机体水平前方的探测传感器；装配外缘的上端面安装有至少一个指向机体前上方的探测传感器。
5.根据权利要求4所述的机器人防碰撞机构，其特征在于：所述装配外缘为外壳下部前端的呈月牙形或帽沿型的凸缘。
6.根据权利要求4所述的机器人防碰撞机构，其特征在于：所述安装于装配外缘的上端面的探测传感器，其探测方向与水平呈一个角度a，0度＜a＜90度。
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