CN107854063B - 一种智能洗地机器人的碰撞机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能洗地机器人的碰撞机构，包括碰撞前壳、第一回弹机构、检测平台、传感检测机构和碰撞支架；碰撞前壳设置在智能洗地机器人的前侧，检测平台通过支撑架间隔设置在智能洗地机器人的底盘上方，支撑架上的前侧竖着设有可自由转动的转轴，转轴的上下两端分别对称设有上转动板和下转动板，且上转动板和下转动板可随着转轴同步转动，第一回弹机构设置在检测平台与碰撞前壳之间，并驱动碰撞前壳回弹复位。本发明的碰撞机构通过设置传感检测机构可以及时检测洗地机器人是否发生碰撞，并在发生碰撞后通过传感检测机构的输出信号反馈控制洗地机器人进行事后避障，避开碰撞物，从而继续进行清洁，提高智能洗地机器人的事后避障性能。

Description

一种智能洗地机器人的碰撞机构
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种智能洗地机器人的碰撞机构。
背景技术
目前，大多数智能洗地机器人在工作时为了防止与物品发生碰撞，会在机器人中安装许多避障的传感器，如超声波传感器，红外传感器等等，这些都可以称作事前避障系统。可是在实际工作中，由于传感器本身的限制以及工作环境的不断变化，机器人往往还是会发生碰撞，一旦发生碰撞，会导致洗地机器人驱动电机卡死，并且会导致机器人电机发热甚至烧毁，这对于洗地机器人来说是一个巨大的隐患。
因此，建立一个事后避障传感系统，实现避障完备是任何机器人都应该解决的技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能洗地机器人的碰撞机构。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能洗地机器人的碰撞机构，包括碰撞前壳、第一回弹机构、检测平台、传感检测机构和碰撞支架；所述碰撞前壳设置在智能洗地机器人的前侧，所述检测平台通过支撑架间隔设置在智能洗地机器人的底盘上方，所述支撑架上的前侧竖着设有可自由转动的转轴，所述转轴的上下两端分别对称设有上转动板和下转动板，且所述上转动板和下转动板可随着所述转轴同步转动；所述传感检测机构包括上传感检测组件和下传感检测组件，所述上传感检测组件设置在所述上转动板和检测平台上,所述下传感检测组件设置在所述下转动板和检测平台上,所述碰撞支架的上下两端分别通过连接部与所述上传感检测组件和下传感检测组件对应连接，所述第一回弹机构设置在所述检测平台与所述碰撞前壳之间，并驱动所述碰撞前壳回弹复位。
当所述碰撞前壳受到外力时，所述碰撞支架通过所述转轴带动所述上转动板和下转动板运动，以导通或切断对应的所述上传感检测组件和下传感检测组件的检测路径，并根据所述上传感检测组件和下传感检测组件的输出信号变化控制智能洗地机器人避开碰撞物，且第一回弹机构和连接部驱动所述碰撞前壳回弹复位。
本发明的有益效果是：本发明的碰撞机构，通过设置传感检测机构可以及时检测洗地机器人是否发生碰撞，并在发生碰撞后通过传感检测机构的输出信号反馈控制洗地机器人进行事后避障，避开碰撞物，从而继续进行清洁，提高智能洗地机器人的事后避障性能。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步：所述第一回弹机构包括偶数个第一复位弹簧，所述偶数个第一复位弹簧均匀对称分布在所述转轴的左右两侧，且所述第一复位弹簧的一端与所述检测平台上表面连接，另一端与所述碰撞前壳的侧壁连接。
上述进一步方案的有益效果是：通过上述设置方式，当所述碰撞前壳在发生碰撞移位时，可以通过所述第一复位弹簧左右两侧对称驱动所述碰撞前壳复位，提高所述碰撞前壳复位的准确性。
进一步：所述碰撞机构还包括第二回弹机构，所述第二回弹机构包括偶数个第二复位弹簧，所述偶数个第二复位弹簧均匀对称分布在所述上转动板和下转动板的左右两侧，所述第二复位弹簧的一端与所述检测平台上表面连接，另一端与所述上转动板或下转动板连接。
上述进一步方案的有益效果是：所述碰撞前壳发生碰撞移位时，所述碰撞支架通过所述连接部带动所述上转动板和下转动板发生偏转，通过设置所述第二回弹机构可以驱动所述上转动板和下转动板转动至初始位置，从而通过所述连接部发现带动所述碰撞支架连同所述碰撞前壳复位，这样可以辅助所述第一回弹机构驱动所述碰撞前壳复位，进一步提高所述碰撞前壳复位的准确性。
进一步：所述检测平台包括上检测平台和下检测平台，所述上检测平台和下检测平台通过支撑架间隔设置在所述底盘上方，所述上检测平台向前延伸设置有上检测板，且所述上检测板位于所述上转动板的正下方，所述下检测平台向前延伸设置有下检测板，且所述下检测板位于所述下转动板的正上方，所述转轴的上端穿过设置在所述上检测板中的轴承后与所述上转动板连接，所述转轴的下端穿过设置在所述下检测板中的轴承后与所述下转动板连接；所述上传感检测组件设置在所述上转动板和上检测板上，所述下传感检测组件设置在所述下转动板和下检测板上。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述上检测板和下检测板可以将所述转轴固定在所述支撑架的前侧，从而为所述上转动板和下转动板提供稳定的支撑，方便所述碰撞前壳受到外力时实现转动。
进一步：所述上转动板的前端向上延伸设置有上延伸部，所述下转动板的前端向下延伸设置有下延伸部，所述连接部的后端穿过所述上延伸部后或下延伸部后与所述上传感检测组件或下传感检测组件对应连接，当所述碰撞前壳受到外力时，所述碰撞支架通过所述连接部驱动所述上转动板连同上传感检测组件运动，驱动下转动板连同下传感检测组件运动。
上述进一步方案的有益效果是：所述连接部穿过所述上延伸部后或下延伸部后与所述上传感检测组件或下传感检测组件对应连接，一方面可以在所述碰撞前壳受到外力时通过连接部带动所述上转动板和下转动板同步左右转向运动，另一方面，所述连接部还可驱动所述上转动板或下转动板上的上传感检测组件运动和下传感检测组件前后伸缩运动，便于全方位检测所述碰撞前壳的运动。
进一步：所述连接部包括驱动杆和第三复位弹簧，所述驱动杆的前端与所述碰撞支架的上端或下端连接，后端穿过所述上延伸部或下延伸部后与所述上传感检测组件或下传感检测组件对应连接，所述第三复位弹簧套设在所述驱动杆上，并位于所述上延伸部与所述碰撞支架之间或下延伸部与所述碰撞支架之间。
上述进一步方案的有益效果是：当所述碰撞前壳发生碰撞时，通过所述驱动杆可以驱动所述上转动板连同上传感检测组件运动，驱动下转动板连同下传感检测组件运动，同时处于压缩状态的所述第三复位弹簧会有恢复力的作用下驱动所述碰撞支架连同碰撞前壳向前复位。
进一步：所述上传感检测组件和下传感检测组件均包括第一光电开关、第一挡片、第二光电开关和第二挡片；所述驱动杆的后端通过固定座与所述第一挡片连接，所述第一光电开关设置在所述上转动板或下转动板上，并与所述第一挡片对应设置，当所述碰撞前壳受到外力时，所述驱动杆驱动所述第一挡片向后运动，使得所述第一挡片挡住所述第一光电开关的探测路径；所述第二光电开关设置在所述上检测板或下检测板的后端，所述第二挡片设置在所述上转动板的后端，并与所述第二光电开关对应设置，当所述碰撞前壳受到外力时，所述驱动杆驱动所述上转动板或下转动板转动，使得所述第二挡片挡住所述第一光电开关的探测路径。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述第一光电开关配合所述第一挡片可以检测所述碰撞前壳发生碰撞时前后方向的伸缩运动，通过所述第二光电开关配合所述第二挡片可以检测所述碰撞前壳发生碰撞时左右方向的转向运动，从而根据所述第一光电开关和第二光电开关的输出信号反馈控制智能洗地机器人发生碰撞时主动避开碰撞物，更顺利的完成清洁任务。
进一步：所述第二光电开关的数量为两个，且两个所述第二光电开关并排设置，当所述碰撞前壳不受外力时，所述第二挡片位于所述两个第二光电开关的中间位置处。
上述进一步方案的有益效果是：通过设置两个所述第二光电开关，并将所述第二挡片在自然状态下设置在所述两个第二光电开关的中间位置处，这样可以检测所述上转动板和下转动板的转动方向，这样可以使得智能洗地机器人发生碰撞后能更加准确的控制职能洗地机器人避开碰撞物，继续正常工作。
附图说明
图1为本发明的智能洗地机器人的碰撞机构主视图；
图2为本发明的智能洗地机器人的碰撞机构去掉碰撞前壳的碰撞机构后的前视图；
图3为图2的左视图；
图4为本发明的智能洗地机器人的碰撞机构俯视图；
图5为本发明的智能洗地机器人的碰撞机构中上传感检测组件的局部放大图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、碰撞前壳，2、第一回弹机构，3、检测平台，4、底盘，5、传感检测机构，6、碰撞支架，7、支撑架，8、转轴，9、上转动板，10、下转动板，11、连接部，12、第二回弹机构；
31、上检测平台，32、下检测平台，33、上检测板，34、下检测板，51、上传感检测组件，52、下传感检测组件；
511、第一光电开关，512、第一挡片，513、第二光电开关，514、第二挡片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至4所示，一种智能洗地机器人的碰撞机构结构示意图，包括碰撞前壳1、第一回弹机构2、检测平台3、传感检测机构5和碰撞支架6。
所述碰撞前壳1设置在智能洗地机器人的前侧，所述检测平台3通过支撑架7间隔设置在智能洗地机器人的底盘4上方，所述支撑架7上的前侧竖着设有可自由转动的转轴8，所述转轴8的上下两端分别对称设有上转动板9和下转动板10，且所述上转动板9和下转动板10可随着所述转轴8同步转动。
所述传感检测机构5包括上传感检测组件51和下传感检测组件52，所述上传感检测组件51设置在所述上转动板9和检测平台3上,所述下传感检测组件52设置在所述下转动板10和检测平台3上,所述碰撞支架6的上下两端分别通过连接部11与所述上传感检测组件51和下传感检测组件52对应连接，所述第一回弹机构2设置在所述检测平台3与所述碰撞前壳1之间，并驱动所述碰撞前壳1回弹复位。
当所述碰撞前壳1受到外力时，所述碰撞支架6通过所述转轴8带动所述上转动板9和下转动板10运动，以导通或切断对应的所述上传感检测组件51和下传感检测组件52的检测路径，并根据所述上传感检测组件51和下传感检测组件52的输出信号变化控制智能洗地机器人避开碰撞物，且第一回弹机构2和连接部11驱动所述碰撞前壳1回弹复位。
本发明的碰撞机构，通过设置传感检测机构可以及时检测洗地机器人是否发生碰撞，并在发生碰撞后通过传感检测机构的输出信号反馈控制洗地机器人进行事后避障，避开碰撞物，从而继续进行清洁，提高智能洗地机器人的事后避障性能。
本实施例中，所述第一回弹机构2包括偶数个第一复位弹簧，所述偶数个第一复位弹簧均匀对称分布在所述转轴8的左右两侧，且所述第一复位弹簧的一端与所述检测平台3上表面连接，另一端与所述碰撞前壳1的侧壁连接。通过上述设置方式，当所述碰撞前壳1在发生碰撞移位时，可以通过所述第一复位弹簧左右两侧对称驱动所述碰撞前壳1复位，提高所述碰撞前壳1复位的准确性。
优选地，在上述实施例中，所述碰撞机构还包括第二回弹机构12，所述第二回弹机构12包括偶数个第二复位弹簧，所述偶数个第二复位弹簧均匀对称分布在所述上转动板9和下转动板10的左右两侧，所述第二复位弹簧的一端与所述检测平台3上表面连接，另一端与所述上转动板9或下转动板10连接。所述碰撞前壳1发生碰撞移位时，所述碰撞支架6通过所述连接部11带动所述上转动板9和下转动板10发生偏转，通过设置所述第二回弹机构12可以驱动所述上转动板9和下转动板10转动至初始位置，从而通过所述连接部11发现带动所述碰撞支架6连同所述碰撞前壳1复位，这样可以辅助所述第一回弹机构2驱动所述碰撞前壳1复位，进一步提高所述碰撞前壳1复位的准确性。
本实施例中，所述检测平台3包括上检测平台31和下检测平台32，所述上检测平台31和下检测平台32通过支撑架7间隔设置在所述底盘4上方，所述上检测平台31向前延伸设置有上检测板33，且所述上检测板33位于所述上转动板9的正下方，所述下检测平台32向前延伸设置有下检测板34，且所述下检测板34位于所述下转动板10的正上方，所述转轴8的上端穿过设置在所述上检测板33中的轴承后与所述上转动板9连接，所述转轴8的下端穿过设置在所述下检测板34中的轴承后与所述下转动板10连接；所述上传感检测组件51设置在所述上转动板9和上检测板33上，所述下传感检测组件52设置在所述下转动板10和下检测板34上。通过所述上检测板33和下检测板34可以将所述转轴8固定在所述支撑架7的前侧，从而为所述上转动板9和下转动板10提供稳定的支撑，方便所述碰撞前壳1受到外力时实现转动。
优选地，在上述实施例中，所述上转动板9的前端向上延伸设置有上延伸部，所述下转动板10的前端向下延伸设置有下延伸部，所述连接部11的后端穿过所述上延伸部后或下延伸部后与所述上传感检测组件51或下传感检测组件52对应连接，当所述碰撞前壳1受到外力时，所述碰撞支架6通过所述连接部11驱动所述上转动板9连同上传感检测组件51运动，驱动下转动板10连同下传感检测组件52运动。所述连接部11穿过所述上延伸部后或下延伸部后与所述上传感检测组件51或下传感检测组件52对应连接，一方面可以在所述碰撞前壳1受到外力时通过连接部11带动所述上转动板9和下转动板11同步左右转向运动，另一方面，所述连接部11还可驱动所述上转动板9或下转动板10上的上传感检测组件51运动和下传感检测组件52前后伸缩运动，便于全方位检测所述碰撞前壳1的运动。
本实施例中，所述连接部11包括驱动杆和第三复位弹簧，所述驱动杆的前端与所述碰撞支架6的上端或下端连接，后端穿过所述上延伸部或下延伸部后与所述上传感检测组件51或下传感检测组件52对应连接，所述第三复位弹簧套设在所述驱动杆上，并位于所述上延伸部与所述碰撞支架6之间或下延伸部与所述碰撞支架6之间。当所述碰撞前壳1发生碰撞时，通过所述驱动杆可以驱动所述上转动板9连同上传感检测组件51运动，驱动下转动板10连同下传感检测组件52运动，同时处于压缩状态的所述第三复位弹簧会有恢复力的作用下驱动所述碰撞支架6连同碰撞前壳1向前复位。
如图5所示，本实施例中，所述上传感检测组件51和下传感检测组件52均包括第一光电开关511、第一挡片512、第二光电开关513和第二挡片514；所述驱动杆的后端通过固定座与所述第一挡片512连接，所述第一光电开关511设置在所述上转动板9或下转动板10上，并与所述第一挡片512对应设置，当所述碰撞前壳1受到外力时，所述驱动杆驱动所述第一挡片512向后运动，使得所述第一挡片512挡住所述第一光电开关511的探测路径；所述第二光电开关513设置在所述上检测板33或下检测板34的后端，所述第二挡片514设置在所述上转动板9的后端，并与所述第二光电开关513对应设置，当所述碰撞前壳1受到外力时，所述驱动杆驱动所述上转动板9或下转动板10转动，使得所述第二挡片514挡住所述第一光电开关511的探测路径。通过所述第一光电开关511配合所述第一挡片512可以检测所述碰撞前壳1发生碰撞时前后方向的伸缩运动，通过所述第二光电开关513配合所述第二挡片514可以检测所述碰撞前壳1发生碰撞时左右方向的转向运动，从而根据所述第一光电开关511和第二光电开关513的输出信号反馈控制智能洗地机器人发生碰撞时主动避开碰撞物，更顺利的完成清洁任务。
优选地，在上述实施例中，所述第二光电开关513的数量为两个，且两个所述第二光电开关513并排设置，当所述碰撞前壳1不受外力时，所述第二挡片514位于所述两个第二光电开关513的中间位置处。通过设置两个所述第二光电开关513，并将所述第二挡片514在自然状态下设置在所述两个第二光电开关513的中间位置处，这样可以检测所述上转动板9和下转动板10的转动方向，这样可以使得智能洗地机器人发生碰撞后能更加准确的控制职能洗地机器人避开碰撞物，继续正常工作。
本发明的智能洗地机器人碰撞机构，可以配合现有技术中设置的避障传感器，实现整个洗地机器人在不同状态下完备避障功能，包括碰撞之前避障和碰撞之后避障，提高智能洗地机器人的避障性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能洗地机器人的碰撞机构，其特征在于：包括碰撞前壳(1)、第一回弹机构(2)、检测平台(3)、传感检测机构(5)和碰撞支架(6)；
所述碰撞前壳(1)设置在智能洗地机器人的前侧，所述检测平台(3)通过支撑架(7)间隔设置在智能洗地机器人的底盘(4)上方，所述支撑架(7)上的前侧竖着设有可自由转动的转轴(8)，所述转轴(8)的上下两端分别对称设有上转动板(9)和下转动板(10)，且所述上转动板(9)和下转动板(10)可随着所述转轴(8)同步转动；
所述传感检测机构(5)包括上传感检测组件(51)和下传感检测组件(52)，所述上传感检测组件(51)设置在所述上转动板(9)和检测平台(3)上,所述下传感检测组件(52)设置在所述下转动板(10)和检测平台(3)上,所述碰撞支架(6)的上下两端分别通过连接部(11)与所述上传感检测组件(51)和下传感检测组件(52)对应连接，所述第一回弹机构(2)设置在所述检测平台(3)与所述碰撞前壳(1)之间，并驱动所述碰撞前壳(1)回弹复位；
当所述碰撞前壳(1)受到外力时，所述碰撞支架(6)通过所述转轴(8)带动所述上转动板(9)和下转动板(10)运动，以导通或切断对应的所述上传感检测组件(51)和下传感检测组件(52)的检测路径，并根据所述上传感检测组件(51)和下传感检测组件(52)的输出信号变化控制智能洗地机器人避开碰撞物，且第一回弹机构(2)和连接部(11)驱动所述碰撞前壳(1)回弹复位；
所述上转动板(9)的前端向上延伸设置有上延伸部，所述下转动板(10)的前端向下延伸设置有下延伸部，所述连接部(11)包括驱动杆和第三复位弹簧，所述驱动杆的前端与所述碰撞支架(6)的上端或下端连接，后端穿过所述上延伸部或下延伸部后与所述上传感检测组件(51)或下传感检测组件(52)对应连接，所述第三复位弹簧套设在所述驱动杆上，并位于所述上延伸部与所述碰撞支架(6)之间或下延伸部与所述碰撞支架(6)之间,当所述碰撞前壳(1)受到外力时，所述碰撞支架(6)通过所述驱动杆驱动所述上转动板(9)连同上传感检测组件(51)运动，驱动下转动板(10)连同下传感检测组件(52)运动。
2.根据权利要求1所述的智能洗地机器人的碰撞机构，其特征在于：所述第一回弹机构(2)包括偶数个第一复位弹簧，所述偶数个第一复位弹簧均匀对称分布在所述转轴(8)的左右两侧，且所述第一复位弹簧的一端与所述检测平台(3)上表面连接，另一端与所述碰撞前壳(1)的侧壁连接。
3.根据权利要求2所述的智能洗地机器人的碰撞机构，其特征在于：还包括第二回弹机构(12)，所述第二回弹机构(12)包括偶数个第二复位弹簧，所述偶数个第二复位弹簧均匀对称分布在所述上转动板(9)和下转动板(10)的左右两侧，所述第二复位弹簧的一端与所述检测平台(3)上表面连接，另一端与所述上转动板(9)或下转动板(10)连接。
4.根据权利要求1所述的智能洗地机器人的碰撞机构，其特征在于：所述检测平台(3)包括上检测平台(31)和下检测平台(32)，所述上检测平台(31)和下检测平台(32)通过支撑架(7)间隔设置在所述底盘(4)上方，所述上检测平台(31)向前延伸设置有上检测板(33)，且所述上检测板(33)位于所述上转动板(9)的正下方，所述下检测平台(32)向前延伸设置有下检测板(34)，且所述下检测板(34)位于所述下转动板(10)的正上方，所述转轴(8)的上端穿过设置在所述上检测板(33)中的轴承后与所述上转动板(9)连接，所述转轴(8)的下端穿过设置在所述下检测板(34)中的轴承后与所述下转动板(10)连接；
所述上传感检测组件(51)设置在所述上转动板(9)和上检测板(33)上，所述下传感检测组件(52)设置在所述下转动板(10)和下检测板(34)上。
5.根据权利要求4所述的智能洗地机器人的碰撞机构，其特征在于：所述上传感检测组件(51)和下传感检测组件(52)均包括第一光电开关(511)、第一挡片(512)、第二光电开关(513)和第二挡片(514)；
所述驱动杆的后端通过固定座与所述第一挡片(512)连接，所述第一光电开关(511)设置在所述上转动板(9)或下转动板(10)上，并与所述第一挡片(512)对应设置，当所述碰撞前壳(1)受到外力时，所述驱动杆驱动所述第一挡片(512)向后运动，使得所述第一挡片(512)挡住所述第一光电开关(511)的探测路径；
所述第二光电开关(513)设置在所述上检测板(33)或下检测板(34)的后端，所述第二挡片(514)设置在所述上转动板(9)的后端，并与所述第二光电开关(513)对应设置，当所述碰撞前壳(1)受到外力时，所述驱动杆驱动所述上转动板(9)或下转动板(10)转动，使得所述第二挡片(514)挡住所述第一光电开关(511)的探测路径。
6.根据权利要求5所述的智能洗地机器人的碰撞机构，其特征在于：所述第二光电开关(513)的数量为两个，且两个所述第二光电开关(513)并排设置，当所述碰撞前壳(1)不受外力时，所述第二挡片(514)位于所述两个第二光电开关(513)的中间位置处。
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