CN107336267A - 移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动机器人，所述移动机器人包括机器人主体及碰撞传感装置，机器人主体还包含有控制系统，碰撞传感装置包括装置壳体和至少一个感应开关，所述装置壳体至少围绕所述机器人主体一周，并且，当所述装置壳体受碰撞时，至少一个所述感应开关被触发而给出信号，所述控制系统根据所述信号操纵所述移动机器人；其中，所述感应开关设置于所述机器人主体和/或所述装置壳体上，以感测碰撞传感装置的受碰撞情况。该移动机器人可以在多方位上感测移动机器人所受的碰撞。
Description
技术领域
本发明涉及智能设备领域，尤其涉及一种可移动的移动机器人。
背景技术
移动机器人是一种能够在一表面上自主移动的设备，其包括各种传感器装置以便在工作环境中避开障碍。为了感测与环境物体的碰撞，在移动机器人的前部设有一感测碰撞的缓冲器，缓冲器与机器人主体之间有适当的活动空间，当该缓冲器与障碍物碰撞时，缓冲器能缓冲障碍物与机器人碰撞时对机器人主体产生的冲击，并能感测到机器人前方的障碍物与机器人的碰撞，使得机器人变换移动方向，避开障碍。然而，目前移动机器人的缓冲器最多只覆盖了机器人主体的前部区域，且离地面只有单一的高度，能感测到机器人主体受碰撞的方位很有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种移动机器人，所述移动机器人可以在多方位上感测移动机器人所受的碰撞。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例采用以下技术方案：
本发明的实施例提供一种移动机器人，所述移动机器人包括机器人主体，包含有控制系统；及
碰撞传感装置，所述碰撞传感装置包括装置壳体和至少一个感应开关，所述装置壳体至少围绕所述机器人主体一周，并且，当所述装置壳体受碰撞时，至少一个所述感应开关被触发而给出信号，所述控制系统根据所述信号操纵所述移动机器人；
其中，所述感应开关设置于所述机器人主体和/或所述装置壳体上，以感测碰撞传感装置的受碰撞情况。
在其中一个实施例中，所述机器人主体与所述装置壳体之间设置有滚动部件，所述滚动部件减小所述装置壳体移动时与所述机器人主体之间的摩擦力。
在其中一个实施例中，所述滚动部件是圆滚珠，所述圆滚珠可在原位置全方位滚动。
在其中一个实施例中，所述装置壳体具有延伸部，所述延伸部与所述机器人主体的远离所述移动机器人的行驶面的表面至少部分重叠，所述滚动部件设置于所述延伸部与所述机器人主体之间。
在其中一个实施例中，所述装置壳体是一个连续的整体。
在其中一个实施例中，所述机器人主体包括相对设置的底盘和面盖，所述面盖的至少一部分与所述碰撞传感装置相连。
在其中一个实施例中，所述面盖与所述装置壳体一体成型，所述面盖下方设置有中壳，所述中壳和面盖之间设置有滚动部件。
在其中一个实施例中，所述机器人主体包括相对设置的底盘和面盖，所述面盖设置为：当所述碰撞传感装置的装置壳体与障碍物碰撞时，所述面盖可与所述装置壳体一同移动。
在其中一个实施例中，所述触碰传感装置包括多个所述感应开关，所述多个所述感应开关均匀地分布于所述装置壳体的至少前半部分或者所述机器人主体的前半部分。
在其中一个实施例中，所述碰撞传感装置还包括一个或多个弹性机构，所述弹性机构用于使所述碰撞传感装置在被碰撞时具有缓冲作用及被碰撞后具有复位作用。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案至少具有以下有益效果：
本发明的实施例中，由于移动机器人的所述碰撞传感装置包括装置壳体和至少一个感应开关，所述装置壳体至少围绕所述机器人主体一周，并且，当所述装置壳体受碰撞时，至少一个所述感应开关被触发而给出信号，所述控制系统根据所述信号操纵所述移动机器人，因此，无论所述移动机器人在哪个方位上受碰撞，都可以触发感应开关，使所述移动机器人作出相应的操作，例如后退，转向，使所述移动机器人更智能，可对碰撞方位进行判断，极大程度上减少了所述移动机器人受碰撞时的感测盲区，使所述移动机器人对障碍物的感应更准确和灵敏。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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变形形式。
图1是本发明的实施例中移动机器人的结构示意图；
图2a是本发明的实施例中移动机器人的俯视示意图；
图2b是图2a中移动机器人的沿剖切线A-A的截面示意图；
图2c是图2b中I部分的局部放大图；
图2d是本发明实施例中移动机器人去掉面盖后的结构示意图；
图3是本发明实施例中移动机器人的结构的爆炸示意图；及
图4是本发明的一个实施例中移动机器人的感应开关安装件及感应开关的结构爆炸示意图。
具体实施方式
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地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
移动机器人是一种智能控制移动以执行各种任务或功能的设备。移动机器人，尤其是服务机器人，例如，清洁机器人、割草机器人、家用综合服务机器人或者监控或巡逻机器人，在日常生活中逐渐变得很常见。为了便于说明本发明的实施例中的技术方案，本发明的实施例以清洁机器人为例进行说明，以下仍然称为移动机器人。
除非有特别说明，本文的方位用语“前”、“后”、“左”、“右”均是相对于移动机器人正常工作时的前进方向而言，前方是指清洁设备前进的方向。用语“上”“下”“底”或“顶”均以所述清洁设备正常工作时的放置状态为参考。
请参阅图1和图3，图1是本发明实施例中移动机器人的结构示意图，图3是本发明实施例中移动机器人的结构的爆炸示意图。本发明的实施例提供一种移动机器人，所述移动机器人包括机器人主体10及碰撞传感装置20。其中，机器人主体10设置有控制系统，用于控制碰撞传感装置20及其他部件。所述移动机器人还包括设置于机器人主体10的移动组件50，所述移动组件用于使所述移动机器人移动，例如，所述移动组件可以是轮子组件、履带或机械腿等。可以理解的是，所述移动机器人还可以包括传感器系统，例如红外传感器、激光量程传感器及其他测距传感器、摄像头、光流传感器、声学传感器、超声波传感器。所述移动机器人还可以包括其他功能部件，例如清洁组件、切割组件，不在此详细叙述。
所述碰撞传感装置20包括装置壳体210和感应开关220，所述装置壳体210至少围绕所述机器人主体10一周(即一圈)，或者说，所述装置壳体210围绕所述机器人主体10至少一周(即一圈)，即装置壳体210至少绕机器人主体10围360°。可以理解地，所述装置壳体210可以设计为围绕机器人主体10两圈、三圈或更多圈，除了在移动机器人是清洁机器人的实施例可以如此设置外，在其他实施例亦可以如此设计，例如，在移动机器人是人形机器人的实施例中，碰撞传感装置20的装置壳体210从下至上或从上至下绕机器人主体多圈，例如，碰撞传感装置20可以以螺旋形设置于机器人主体10。在一个实施例中，多个感应开关均匀地且与所述装置壳体210的形状相对应的分布于所述机器人主体10和/或装置壳体210上，即多个感应开关可以绕机器人主体10一圈或多圈均匀地分布。可以理解的是，多个感应开关还可以只设置于移动机器人的前部或者后部。如此，由于所述装置壳体210至少围绕所述机器人主体10一周(即一圈)，因此，无论所述移动机器人在哪个方位上受碰撞，都可以触发感应开关，使所述移动机器人作出相应的操作，例如后退，转向，使所述移动机器人更智能，可对碰撞方位进行判断，极大程度上减少了所述移动机器人受碰撞时的感测盲区，使所述移动机器人对障碍物的感应更准确和灵敏。
所述感应开关是光感应开关、微动开关、薄膜开关及电容器中的至少一种。
当所述装置壳体210受碰撞时，至少一个所述感应开关220被触发而给出信号，所述控制系统根据所述信号操纵所述移动机器人。所述感应开关220可以设置为一个或多个，当设置多个所述感应开关220时，多个所述感应开关220沿着所述装置壳体210均匀地分布。当然，也可以根据设计的需要而将多个所述感应开关220设置于装置壳体210的不同部位。可以理解的是，感应开关220也可以至少设置于所述移动机器人的前半部分或者后半部分或者移动机器人的任意部位。在一个实施例中，所述装置壳体210可以被设计为当所述装置壳体210受碰撞时，至少所述受碰撞的部分可相对于所述机器人主体10移动。
所述感应开关220设置于所述机器人主体10和/或所述装置壳体210上，以感测碰撞传感装置20的受碰撞情况。
在一个实施例中，所述装置壳体210是一个连续的整体；在另一个实施例中，所述装置壳体210包括若干段，段与段之间以弹性部件连接，使得每段可单独移动，以便判断所述装置壳体210的对应部位的受力属性，例如受力方位、角度、大小等。
在一个实施例中，感应开关220包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置于机器人主体10，所述第二部分设置于装置壳体210上，所述第二部分可以相对于所述第一部分移动。例如，感应开关220可以是电容式感应开关，所述第一部分是电容式感应开关的第一极板，所述第二部分是电容式感应开关的第二极板，当所述碰撞传感装置20受碰撞时，所述第一极板和所述第二极板之间发生相对运动，引起电容变化，从而给出信号，所述控制系统根据所述信号操作所述移动机器人。又例如，感应开关220可以是霍尔感应开关，霍尔感应开关的线圈设置于机器人主体10上，磁芯设置于装置壳体210上，当所述碰撞传感装置20受碰撞时，所述磁芯与所述线圈之间发生相对运动，从而给出信号。
在一个实施例中，所述感应开关220可以是微动开关、薄膜开关或触点开关。所述感应开关220包括具有第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极中的一者是设置于弹性材料上或与弹性件接触的，从而使至少该一者可动和可复位。在该实施例中，所述第一电极和所述第二电极之间还可以设置有绝缘层，所述绝缘层上有缺口或通孔，所述第一电极及所述第二电极在装置壳体210的挤压下可通过绝缘层上的缺口进行接触，从而导通所述第一电极和所述第二电极，给出一信号，所述控制系统根据所述信号操作所述移动机器人。
请参阅图3和图4，图3是本发明实施例中移动机器人的结构的爆炸示意图，图4是本发明的一个实施例中移动机器人的感应开关安装件及感应开关的结构爆炸示意图。在一个实施例中，所述感应开关220设置于感应开关安装件上，所述感应开关安装件240包括相对设置的第一安装架226和第二安装架227。所述感应开关安装件可以安装于机器人主体10上。所述感应开关安装件240可以对应于装置壳体210的延伸轨迹而进行延伸，即所述感应开关安装件240至少在靠近机器人主体10周界边缘的位置盘旋延伸一圈；可以理解地是，所述感应开关安装件240也可以对应于装置壳体210的延伸轨迹的一部分设置，例如，所述感应开关安装件240设置于机器人主体10的前半部分的外周缘。一个或多个感应开关220分布于感应开关安装件。优选地，多个感应开关220均匀地分布于感应开关安装件240上。感应开关安装件240与机器人主体1一体。
下面以所述感应开关安装件240设置于机器人主体10的前半部分的外周缘为例对本实施例进行说明。所述感应开关220包括触杆221、转轴224、弹性件228、感应件222及遮挡部223。感应件222及转轴224固定于第二安装架227的凹槽内，所述凹槽的结构与所述触杆221、转轴224、弹性件228、感应件222及遮挡部223组合安装后的形状相适应。触杆221的中部或靠近中部的位置设置有轴套225，轴套225套于转轴224，以使触杆221能以转轴224为旋转轴转动。遮挡部223设置于触杆221的一端，触杆221的另一端是自由端，该自由端伸出至机器人主体10的外侧，当装置壳体210受碰撞时，该自由端受装置壳体210触碰挤压，从而使触杆221以转轴224为旋转轴转动，带动遮挡部223移动，从而使遮挡部223移动至感应件222，从而触发感应件222，从而输出一信号。该感应件222可以具有发射器和接收器，例如光学发射器和接收器，声学发射器和接收器，当遮挡部223移动至感应件222时，遮挡部223遮挡于发射器和接收器之间，阻断发射器和接收器之间的信号传输，从而使信号接收器输出一不同于不受碰撞时的信号至控制系统。在一个实施例中，感应件222还可以是微动开关，当遮挡部223移动至感应件222时，微动开关的电子接点导通，从而输出一不同于正常状态下(即不受碰撞时)的信号。弹性件228用于使触杆221可以弹性复位，并可以在受碰撞过程中起到一定的缓冲作用。
进一步地，所述碰撞传感装置20还包括一个或多个弹性机构，所述弹性机构用于使所述碰撞传感装置20在被碰撞时具有缓冲作用及被碰撞后具有复位作用。在一个实施例中，所述弹性机构可以是与所述装置壳体210的形状相适应的缓冲层，例如弹性橡胶、弹性泡棉、海绵、泡沫。在一个实施例中，所述弹性机构还可以是均匀分布的且与所述装置壳体210的形状相适应的多个弹片。
请参阅图2d，图2d是本发明实施例中移动机器人去掉面盖后的结构示意图。在该实施例中，所述碰撞传感装置20还包括一个或多个弹片230，多个弹片绕着机器人主体10设置，例如，可以是前、后、左、右各设置一个弹片。以所述碰撞传感装置20包括一个弹片为例进行说明，如图2d中所示，弹片230的中间部位固定于机器人主体10上，弹片230的两端向机器人主体10的外侧延伸并与装置壳体210的内侧接触。当装置壳体210受碰撞时，装置壳体210挤压弹片230的两端，在弹片230的弹力作用下，碰撞得到缓冲，当碰撞撤销后，在弹力的作用下，装置壳体210回复至原位。
请参阅图2a至2d及图3，图2a是本发明的实施例中移动机器人的俯视示意图,图2b是图2a中移动机器人的沿剖切线A-A的截面示意图,图2c是图2b中I部分的局部放大图，图2d是本发明实施例中移动机器人去掉面盖后的结构示意图。本发明的一个实施例中，机器人主体10与装置壳体210之间设置有滚动部件30，滚动部件30可以在任意方向上在原位置滚动，滚动部件30用于减小装置壳体210受碰撞而移动时与所述机器人主体1之间的摩擦力，使装置壳体210更顺畅地移动，减少磨损。所述滚动部件30可以设置于机器人主体10的一托槽31，并且滚动部件30至少部分露出于托槽31外，托槽31用于支撑滚动部件30，使滚动部件30可以固定于原位地滚动。在一个实施例中，所述滚动部件30是圆滚珠，所述圆滚珠可在原位全方位滚动。滚动部件30可设置为多个，均匀分布于机器人主体10和装置壳体210之间。
在一个具体实施方式中，所述装置壳体210具有延伸部211，所述延伸部211与所述机器人主体10的远离所述移动机器人的行驶面的表面至少部分重叠，滚动部件30设置于所述延伸部211与所述机器人主体10之间。具体地，机器人主体10可以包括相对设置的底盘110和面盖120，滚动部件30位于延伸部211与面盖120之间。在一个实施例中，机器人主体10还可以包括中盖130，中盖130位于面盖120下方，面盖120作为所述移动机器人的上侧外表面保护层及外观层。在一个实施例种，中盖130的边缘露出于面盖120的边缘之外，延伸部211与中盖130的该露出部分间隔但重叠，滚动部件30位于延伸部211与中盖130之间。在一个实施例中，面盖120和中盖130可以设计为一体成型，即为不可拆分的整体。
在一个实施例中，托槽31可以设置有辅助所述滚动部件30的小滚珠群，所述小滚珠群排列于托槽31内，使滚动部件30滚动得更顺畅。在另一个实施例中，托槽31收容滚动部件30的一半以上的体积，在托槽31的口的边缘处设置有至少一个小突起，所述小突起用于对滚动部件30进行限位，避免滚动部件30从托槽31的容纳腔内脱落，托槽31内可以不设置辅助滚动用的小滚珠群。
在一个实施例中，所述面盖120的至少一部分与所述碰撞传感装置20相连，使面盖120与所述碰撞传感装置20可以一体成型，减少成型次数，简化成型工艺，并且可以使用户对移动机器人在视觉上的整体感更强。具体地，装置壳体210的延伸部211与面盖120一体成型，面盖120下方设置有中壳130，所述中壳130和面盖120之间设置有滚动部件30，当碰撞传感装置20受碰撞而移动时，面盖120随碰撞传感装置20的装置壳体210一同移动。
所述触碰传感装置200上还可以设置各种其他感应器，例如红外传感器、激光量程传感器及其他测距传感器、摄像头、光流传感器、声学传感器、超声波传感器。
以上实施例虽然以清洁机器人作为移动机器人为例进行描述，本发明的实施例公开的技术方案还适用于其他各种移动机器人。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种移动机器人，其特征在于，包括：
机器人主体，包含有控制系统；及
碰撞传感装置，所述碰撞传感装置包括装置壳体和至少一个感应开关，所述装置壳体至少围绕所述机器人主体一周，并且，当所述装置壳体受碰撞时，至少一个所述感应开关被触发而给出信号，所述控制系统根据所述信号操纵所述移动机器人；
其中，所述感应开关设置于所述机器人主体和/或所述装置壳体上，以感测碰撞传感装置的受碰撞情况。
2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述机器人主体与所述装置壳体之间设置有滚动部件，所述滚动部件减小所述装置壳体移动时与所述机器人主体之间的摩擦力。
3.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，所述滚动部件是圆滚珠，所述圆滚珠可在原位置全方位滚动。
4.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，所述装置壳体具有延伸部，所述延伸部与所述机器人主体的远离所述移动机器人的行驶面的表面至少部分重叠，所述滚动部件设置于所述延伸部与所述机器人主体之间。
5.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述装置壳体是一个连续的整体。
6.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述机器人主体包括相对设置的底盘和面盖，所述面盖的至少一部分与所述碰撞传感装置相连。
7.根据权利要求6所述的移动机器人，其特征在于，所述面盖与所述装置壳体一体成型，所述面盖下方设置有中壳，所述中壳和面盖之间设置有滚动部件。
8.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述机器人主体包括相对设置的底盘和面盖，所述面盖设置为：当所述碰撞传感装置的装置壳体与障碍物碰撞时，所述面盖可与所述装置壳体一同移动。
9.根据权利要求1至7所述的移动机器人，其特征在于，所述触碰传感装置包括多个所述感应开关，所述多个所述感应开关均匀地分布于所述装置壳体的至少前半部分或者所述机器人主体的前半部分。
10.根据权利要求8所述的移动机器人，其特征在于，所述碰撞传感装置还包括一个或多个弹性机构，所述弹性机构用于使所述碰撞传感装置在被碰撞时具有缓冲作用及被碰撞后具有复位作用。
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