CN105912001A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种机器人，包括：控制器、距离地面预设高度的底盘和避障装置；避障装置包括：可按压结构、与可按压结构对应设置的开关电路，开关电路中包括开关；开关电路的输出端与控制器连接，控制器和开关电路设置在机器人的内部容腔中；可按压结构未被按下时开关电路处于断开状态；可按压结构被按下时开关电路处于导通状态，开关电路向控制器输出预设控制信号；底盘的外壁上间隔设置有多个凹槽，每个凹槽用于容纳一个可按压结构，可按压结构的侧表面凸出于底盘的外壁的侧表面。通过在机器人的底盘上设置上述避障装置，可以方便、准确地检测到距离地面较低的障碍物。

Description

机器人

技术领域

本发明实施例涉及智能移动机器人技术领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

智能移动机器人是一类能够通过传感器感知环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标的自主导航运动，从而完成预定任务的机器人系统。因此，避障系统是智能移动机器人必备的要素。

实际应用中，影响机器人行走轨迹的障碍物多种多样，比如墙壁、桌椅、台阶等等，这些障碍物的高度相对于机器人的高度来说各不相同。一种在实际应用中的机器人，为了避免比较矮的障碍物对机器人行走的阻碍，会在机器人的底盘下设置具有较大直径的轮子，这样，当机器人在行走过程中遇到较矮的障碍物时，可以控制机器人越过该障碍物。

上述采用设置较大直径的轮子以越过可能不会影响机器人正常行走的较矮障碍物时，机器人的底盘会被抬高，会导致机器人的行走稳定性较差，因为底盘内预留给轮子的空间会增加，会影响底盘的配重和强度。因此，如何实现对较矮障碍物的准确检测，以避免对机器人的行走安全造成不利影响，是实际应用中亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种机器人，用以实现简单方便且准确地检测出低矮障碍物。

本发明实施例提供一种机器人，包括：控制器、底盘和避障装置；所述底盘距离地面预设高度；

所述避障装置包括：可按压结构，以及与所述可按压结构对应设置的开关电路，所述开关电路中包括开关；

所述开关电路的输出端与所述控制器连接；

所述可按压结构未被按下时，所述开关电路处于断开状态；

所述可按压结构被按下时，所述开关电路处于导通状态，所述开关电路向所述控制器输出预设控制信号；

所述底盘的外壁上间隔设置有多个凹槽，每个所述凹槽用于容纳一个所述可按压结构，所述可按压结构的侧表面凸出于所述底盘的外壁的侧表面；

所述控制器和所述开关电路设置在所述机器人的内部容腔中。

可选的，所述可按压结构中包括按压部和与所述按压部连接的弹性体；

所述按压部被按下时，所述弹性体压缩，所述按压部压合所述开关；

所述按压部未被按下时，所述弹性体弹起，所述按压部与所述开关分离。

可选的，所述底盘的外壁包括前侧外壁和后侧外壁，所述前侧外壁上设置的凹槽数量大于所述后侧外壁上设置的凹槽数量。

可选的，所述机器人还包括：与所述控制器连接的运动部件；

所述控制器根据接收到的所述预设控制信号，确定被按下的可按压结构，并根据所述被按下的可按压结构在所述底盘的外壁上的位置，通过控制所述运动部件以对所述机器人进行行走控制。

可选的，所述机器人还包括：与所述控制器连接的至少一个避障传感器；

所述至少一个避障传感器分别设置在所述机器人的头部或躯体部位。

可选的，所述控制器根据所述至少一个避障传感器对障碍物的检测结果，通过控制与所述控制器连接的运动部件以对所述机器人进行行走控制。

本发明实施例提供的机器人，在机器人的底盘处设置多个避障装置，该避障装置包括：可按压结构，以及与可按压结构对应设置的包括开关的开关电路。在底盘的外壁上间隔设置有多个凹槽，每个凹槽用于容纳一个可按压结构，并且可按压结构的侧表面凸出于所述底盘的外壁的侧表面，当遇到障碍物时，障碍物按压下凸出于底盘外壁侧表面的可按压结构，使得开关电路中的开关被压合，开关电路导通，向控制器输出预设控制信号，以告知控制器检测到了障碍物。通过在机器人的底盘上设置上述避障装置，可以方便、准确地检测到距离地面较低的障碍物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明机器人实施例一的结构示意图；

图2为图1所示实施例中避障装置的结构示意图；

图3为本发明机器人实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为本发明机器人实施例一的结构示意图，如图1所示，该机器人包括：控制器1、底盘2和避障装置3。

实际应用中，该机器人可以是人形机器人。

如图2所示，该避障装置3包括：可按压结构31，以及与可按压结构31对应设置的开关电路32，开关电路32中包括开关K。其中，开关电路32的输出端与控制器1连接。

可以理解的是，开关电路32中除了包括开关K之外，还可以包括其他相关的电路组件，比如电源、电阻等，用于在开关K闭合时，能够向控制器1输出一定电压值或电流值的控制信号。

底盘2距离地面预设高度，该预设高度可以根据实际需求而设定，一般来说，根据影响机器人行走稳定性的障碍物高度设定该预设高度，以使得能够检测到影响机器人行走的较低障碍物，对于不影响机器人行走的更低的障碍物不进行检测。

底盘2的外壁上间隔设置有多个凹槽，每个凹槽用于容纳一个可按压结构31，可按压结构31的侧表面凸出于底盘2的外壁的侧表面，以保证当遇到障碍物时，障碍物能够与可按压结构31接触并按下该可按压结构31，同时，可按压结构31的大部分都位于凹槽内，不会外凸明显，可以保证机器人具有良好的外观效果。

之所以在底盘2的外壁上间隔设置多个凹槽以对应容纳多个可按压结构，是为了能检测到在机器人不同方向的障碍物。

实际设计中，控制器1和开关电路32设置在机器人的内部容腔中，该内部容腔可以是位于底盘内的容腔，也可以是位于机器人躯体部位的内部容腔，不具体限制。

在实际应用中，可按压结构31未被按下，即处于自然状态时，开关电路32处于断开状态；当可按压结构31被按下，即被障碍物按压时，开关电路32处于导通状态，此时，开关电路32向控制器1输出预设控制信号，以告知控制器1检测到了障碍物。

另外可选的，上述避障装置3除了可以设置在机器人的底盘处之外，还可以设置在机器人的躯体部位，即在机器人的躯体部位设置一个或多个上述避障装置3。

本实施例中，基于上述避障装置3在机器人底盘2的设置，可以检测到距离地面一定较低高度的障碍物，进而进行机器人行走控制，比如停止不前、转向等。从而，机器人的底盘距离地面的高度可以不用太高，因此，对于底盘的配重和强度无需提出更高的设计要求，而且此时，机器人可以使用相对较小直径的轮子，对于机器人的行走稳定性比较有利。

可以理解的是，上述可按压结构31可以采用现有技术中存在的任一种可以被按下，并在取消按压时能弹起的结构。

如图2所示，本实施例中提供一种可选的实现方式：可按压结构31中包括按压部311和与按压部311连接的弹性体312。

实际应用中，当机器人遇到障碍物，障碍物会将按压部311按下，当按压部311被按下时，弹性体312被压缩，使得按压部311压合开关K，开关K闭合之后，使得开关电路32导通，向控制器1输出一定的控制信号。相反的，如果机器人没有遇到障碍物，或者按压部311被按下后，由于控制器1基于接收到的控制信号对机器人进行了一定的行走控制后，机器人不再碰触到该障碍物，此时，弹性体312弹起，以处于自然状态，从而按压部311与开关K分离，开关电路32断开。

另外可选的，底盘2的外壁包括前侧外壁和后侧外壁，即由前侧外壁和后侧外壁围绕以形成底盘2的外壁。此时，可以设置前侧外壁上设置的凹槽数量大于后侧外壁上设置的凹槽数量，即避障装置3在机器人底盘一周侧壁上不是均匀设置的。这是因为，一般来说，机器人都是向前行走的，影响其行走的障碍物一般位于前进的路线上，其前进的路线一般是向前直行、向左或向右转，因此，可以在其底盘2的前侧外壁上间隔设置多个凹槽，以分别容纳可按压结构31。当然，为了在特殊情况下机器人向后行走时，能够检测到位于机器人身后的较低障碍物，可以在其底盘2的后侧外壁上设置至少一个凹槽，以容纳可按压结构31，因为该向后行走的情况比较不常见，一般来说，向后行走可能多为倒退直行，因此可以在后侧外壁上设置较少数量的凹槽。

可以理解的是，机器人要实现行走，在机器人中会包括：运动部件4，该运动部件4与控制器1连接。实际上，该运动部件4可以是包括设置在底盘下的轮子，以及设置在机器人内部容腔内的其他运动控制结构，该运动部件4的具体实现形态不是本实施例保护的重点，因此不赘述。

本实施例中主要是想说明当机器人底盘处设置有多个避障装置3时，控制器1如何实现对机器人的行走进行控制，具体如下：

控制器1根据接收到的预设控制信号，确定被按下的可按压结构31，并根据被按下的可按压结构31在底盘2的外壁上的位置，通过控制运动部件4以对机器人进行行走控制。

实际应用中，控制器1中可以预先存储有开关电路32与可按压结构31在底盘外壁上的位置之间的对应关系，当控制器1接收到通过某个开关电路32发送来的控制信号后，基于上述对应关系，可以确定该开关电路对应的可按压结构31在底盘外壁上的位置，从而控制器1可以控制机器人转行或停止行走。

本实施例提供的机器人，在机器人的底盘处设置多个避障装置，该避障装置包括：可按压结构，以及与可按压结构对应设置的包括开关的开关电路。在底盘的外壁上间隔设置有多个凹槽，每个凹槽用于容纳一个可按压结构，并且可按压结构的侧表面凸出于所述底盘的外壁的侧表面，当遇到障碍物时，障碍物按压下凸出于底盘外壁侧表面的可按压结构，使得开关电路中的开关被压合，开关电路导通，向控制器输出预设控制信号，以告知控制器检测到了障碍物。通过在机器人的底盘上设置上述避障装置，可以方便、准确地检测到距离地面较低的障碍物。

图3为本发明机器人实施例二的结构示意图，如图3所示，在图1所示实施例基础上，该机器人还包括：

与控制器1连接的至少一个避障传感器5，其中，该至少一个避障传感器5分别设置在机器人的头部或躯体部位。

避障传感器5比如为激光雷达传感器、超声波传感器等，可以通过这些传感器检测较高的障碍物，比如墙壁等。

进而，控制器1根据至少一个避障传感器5对障碍物的检测结果，通过控制与控制器连接的运动部件4以对机器人进行行走控制。其中，避障传感器5的检测原理，以及对机器人进行行走控制，可参考现有技术实现。

本实施例中，在机器人的头部、躯体部位设置避障传感器以检测较高的障碍物，在机器人的底盘处设置包括上述可按压结构31的避障装置3，以检测较低的障碍物。

之所以如此设置，主要原因包括：一般来说，通过避障传感器检测障碍物，是一种在碰撞之前的提前检测，即在机器人还没有碰到障碍物之前，进行提前的检测预警，以便提前对机器人进行行走控制。而这种非碰触的提前检测需要涉及到一定的检测算法的处理。虽然在机器人的底盘处设置该避障传感器也可以实现对较低障碍物的准确检测，但是会需要执行上述检测算法，相比于避障装置3这种机械式的检测方式来说，占用更多的处理资源。而且，如果不进行障碍物高度的区分，全部采用避障传感器以进行提前检测，将导致机器人的行走范围受限，可能无法行走至其本应该服务至的位置。

本实施例中，在机器人的不同位置处采用不同的避障检测方式，即在机器人底盘处采用包含可按压结构的避障装置3进行碰触式检测，在其躯体、头部部位采用避障传感器进行非接触式检测，在保证能够准确检测到影响机器人行走的障碍物的同时，尽量扩展机器人的有效行走范围，提高机器人的使用效率。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种机器人，其特征在于，包括：控制器、底盘和避障装置；所述底盘距离地面预设高度；

所述避障装置包括：可按压结构，以及与所述可按压结构对应设置的开关电路，所述开关电路中包括开关；

所述开关电路的输出端与所述控制器连接；

所述可按压结构未被按下时，所述开关电路处于断开状态；

所述可按压结构被按下时，所述开关电路处于导通状态，所述开关电路向所述控制器输出预设控制信号；

所述底盘的外壁上间隔设置有多个凹槽，每个所述凹槽用于容纳一个所述可按压结构，所述可按压结构的侧表面凸出于所述底盘的外壁的侧表面；

所述控制器和所述开关电路设置在所述机器人的内部容腔中。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述可按压结构中包括按压部和与所述按压部连接的弹性体；

所述按压部被按下时，所述弹性体压缩，所述按压部压合所述开关；

所述按压部未被按下时，所述弹性体弹起，所述按压部与所述开关分离。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述底盘的外壁包括前侧外壁和后侧外壁，所述前侧外壁上设置的凹槽数量大于所述后侧外壁上设置的凹槽数量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人，其特征在于，还包括：

与所述控制器连接的运动部件；

所述控制器根据接收到的所述预设控制信号，确定被按下的可按压结构，并根据所述被按下的可按压结构在所述底盘的外壁上的位置，通过控制所述运动部件以对所述机器人进行行走控制。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人，其特征在于，还包括：

与所述控制器连接的至少一个避障传感器；

所述至少一个避障传感器分别设置在所述机器人的头部或躯体部位。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述控制器根据所述至少一个避障传感器对障碍物的检测结果，通过控制与所述控制器连接的运动部件以对所述机器人进行行走控制。