CN110269547A - 自移动机器人及其避障处理方法 - Google Patents
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Abstract
自移动机器人及其避障处理方法，自移动机器人包含主体以及位于主体的上表面的凸台，凸台包含底座和安装在底座上的受力部，凸台的底座通过旋转轴可旋转的连接在主体上，受力部位于旋转轴的上方，使得受力部在竖直方向或水平方向的外力作用下旋转，自移动机器人还设有用于检测凸台旋转状态的凸台状态传感器。本发明通过将凸台可旋转的设置在主体上，并设置检测其旋转状态的凸台状态传感器，实现了自移动机器人在工作中对特定高度障碍物的检测，有效的防止了自移动机器人可能发生的卡死现象；由于凸台本身在受到水平或竖直方向上的外力作用下均产生旋转动作，无需设置多组传感器就能检测到多方向的外力，极大的节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种自移动机器人及其避障处理方法，属于小家电制造技术领域。
背景技术
自移动机器人为实现其预设功能，往往因结构限制而在上表面设置凸台，如激光测距传感器(Laser Distance Sensor)，从而实现360°全方位扫描，帮助机器人建立家庭真实环境。
目前自移动机器人上的障碍物检测传感器一般设置在低于凸台的位置上，如设置在自移动机器人的主体前端的撞板，当检测到机体周围障碍物时，执行规避动作。此时，若存在高于主体部分的障碍物(如沙发、柜子等具有一定离地高度的家具等)，障碍检测物传感器无法判断其位置，易导致凸台受到碰撞。
CN106137057A中公开了一种清洁机器人，其机器人本体上表面设有第一测距装置，用于在垂直方向上测量所述机器人本体的前进方向的上表面与环境物体之间的距离，当所述距离小于垂直阈值时，控制机器人本体后退。但作为第一测距装置的传感器容易受到障碍物表面介质的影响，若表面较粗糙易导致误判。
CN105982624A中公开了另一种自动清洁设备，其通过获取单元获取自动清洁设备在工作模式下的机身姿态，并根据机身姿态是否为倾斜状态来判断自动清洁设备是否受到阻碍。然而该方案在自动清洁设备行走至门槛或台阶时易发生误判，需要结合驱动轮状态检测传感器才能准确判断，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种自移动机器人及其避障处理方法，通过将凸台可旋转的设置在主体上，并设置检测其旋转状态的凸台状态传感器，实现了自移动机器人在工作中对特定高度障碍物的检测，有效的防止了自移动机器人可能发生的卡死现象，保证了自移动机器人的正常工作。
本发明提供一种自移动机器人，所述自移动机器人包含主体以及位于主体的上表面的凸台，所述凸台包含底座和安装在底座上的受力部，所述凸台的底座通过旋转轴可旋转的连接在主体上，所述受力部位于旋转轴的上方，使得所述受力部在竖直方向或水平方向的外力作用下旋转，所述自移动机器人还设有用于检测凸台旋转状态的凸台状态传感器。
优选地，所述受力部采用设置在底座上的防护罩，所述底座和防护罩围设形成一容置空间，所述容置空间用于容纳主体上设置的环境探测传感器。
为了减少防护罩对环境探测传感器的影响，所述防护罩包含顶壁和侧壁，所述侧壁通过至少两个立柱安装在所述底座上。
为了保证受力部在受到竖直方向或水平方向的外力时带动凸台 200旋转，所述顶壁在竖直方向与所述旋转轴之间的距离至少为10mm；所述侧壁在水平方向上与所述旋转轴之间的距离至少为5mm。
优选地，以自移动机器人在工作表面的前进方向为前方，所述旋转轴的轴向方向平行于工作表面且与前进方向垂直。
优选地，所述凸台的底座向下延伸出至少一个连接部，所述连接部通过旋转轴可旋转的连接在主体上。
优选地，所述主体的左右两侧分别设有轴支撑座，所述连接部的数量为两个，其分别设置在底座中心的左右两侧，所述连接部设有容置旋转轴的开孔，所述旋转轴一端位于开孔内，另一端位于轴支撑座内。
为了检测凸台的旋转状态，所述凸台状态传感器采用微动开关，所述微动开关设置在主体上，且所述微动开关的传动元件与凸台的下表面相抵顶。
优选地，所述凸台状态传感器的设置数量为2个，分别位于凸台底部的前端和后端。
为了方便凸台的旋转，所述凸台的底座和主体的上表面之间存在一间隙。
本发明还提供另一种自移动机器人，所述自移动机器人包含主体，主体的表面上设有凸台，所述凸台包含受力部，所述受力部在第一平面或第二平面上的外力作用下产生相同动作，所述自移动机器人还设有用于检测凸台动作的凸台状态传感器，其中，所述第一平面和第二平面不共面。
本发明还提供一种自移动机器人的避障处理方法，所述自移动机器人包含主体以及位于主体的上表面的凸台，所述凸台包含底座和安装在底座上的受力部，所述凸台的底座通过旋转轴可旋转的连接在主体上，所述受力部位于旋转轴的上方，使得所述受力部在竖直方向或水平方向的外力作用下旋转，所述自移动机器人还设有用于检测凸台旋转状态的凸台状态传感器，所述避障处理方法包含以下步骤：
通过凸台状态传感器判断凸台是否发生旋转；
当凸台发生旋转时，控制自移动机器人执行避障动作。
综上所述，本发明通过将凸台可旋转的设置在主体上，并设置检测其旋转状态的凸台状态传感器，实现了自移动机器人在工作中对特定高度障碍物的检测，有效的防止了自移动机器人可能发生的卡死现象，保证了自移动机器人的正常工作；同时，由于凸台本身在受到水平或竖直方向上的外力作用下均产生旋转动作，无需设置多组传感器 (如检测水平方向上外力的一个或一组传感器，以及检测竖直方向上的外力的一个或一组传感器)就能检测到多方向的外力，极大的节省成本。
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。
附图说明
图1为本发明自移动机器人主体与凸台的爆炸图；
图2为本发明自移动机器人主体与凸台的结构示意图一；
图3为本发明自移动机器人主体与凸台的结构示意图二；
图4为本发明自移动机器人主体与凸台的结构示意图三；
图5为本发明自移动机器人受到侧前方外力时的示意图。
具体实施方式
图1为本发明自移动机器人主体与凸台的爆炸图；图2为本发明自移动机器人主体与凸台的结构示意图一；图3为本发明自移动机器人主体与凸台的结构示意图二；图4为本发明自移动机器人主体与凸台的结构示意图三。具体来说，图2为本发明自移动机器人主体与凸台的主视方向的剖视图，图3为本发明自移动机器人主体与凸台的俯视方向的局部剖视图；图4为本发明自移动机器人主体与凸台的侧视图。如图1至图4所示，本发明提供一种自移动机器人，所述自移动机器人包含主体100，所述主体100的上表面设有凸起的凸台200，所述凸台200包含底座201和安装在底座上的受力部202，所述凸台200 的底座201通过旋转轴210可旋转的连接在主体100上，所述受力部 202位于旋转轴210的上方。优选地，为了方便凸台200的旋转，所述凸台200的底座201和主体100的上表面之间存在一间隙
当自移动机器人行走时，若障碍物与受力部202发生碰撞，无论其障碍物是位于受力部202的前方还是上方，由于受力部202位于旋转轴210的上方，即受力部距离旋转轴的轴线一段距离，障碍物施加给受力部202的作用力都不通过旋转轴210，即所述作用力施加给受力部202一个不通过旋转轴210的力矩，使得凸台200能够旋转，换句话说，所述受力部202能够在竖直方向或水平方向的外力作用下旋转。
所述自移动机器人主体100通常设有控制单元、功能单元、检测单元、供电单元及行走单元等组件。
所述控制单元设置在主体100内的电路主板上，包括存储器和处理器等。
所述存储器可以为硬盘、快闪存储器、随机存取存储器等。所述存储器用于储存控制程序。
所述处理器可以为中央处理单元、应用处理器等，所述处理器可以与设置在自移动机器人上的多个组件(如功能单元、检测单元及行走单元等)通讯，且可根据多个组件的检测信息利用存储器中储存的程序控制自移动机器人工作。
进一步地，控制单元中还可以设置地图导航模块，其包括地图生成单元及地图储存单元，用于构建并储存自移动机器人工作区域的工作地图，以优化自移动机器人的路径规划。
检测单元包含障碍物传感器、下视传感器及地面介质传感器中的一种或几种，用于检测自移动机器人周围的环境信息，并将检测信息发送给控制单元，如检测自移动机器人周围是否存在障碍物，并测量所述障碍物与自移动机器人之间的距离，判断地面介质的类型等。
例如，所述障碍物传感器可以包括缓冲器、红外传感器及超声波传感器等。
其中，缓冲器可以在自移动机器人发生碰撞时通过自身形变减少障碍物对自移动机器人造成的损害，优选地，所述缓冲器还可以将碰撞信息发送给控制单元，控制单元在收到缓冲器发出的碰撞信息后控制自移动机器人避开障碍物；所述红外传感器和超声波传感器则能够通过测量障碍物与自移动机器人之间的距离来避免自移动机器人与障碍物发生碰撞。所述下视传感器可以为悬崖传感器，其可以检测出自移动机器人前方的下行楼梯或者凹坑等。
当上述障碍物传感器检测到障碍物时，控制单元控制自移动机器人执行避障动作。
所述障碍物可以理解为非可通行区域，其既包括桌、椅、墙壁等碰撞障碍，也包括下行楼梯、凹坑等跌落障碍，还包括不可通行的地面介质(如对于设有喷水组件的扫地机器人，为避免其打湿地毯，地毯为不可通行的地面介质)。
当自移动机器人前方有障碍物时，自移动机器人可以执行后退行走，如所有驱动轮匀速转动，使得自移动机器人匀速后退，或者自移动机器人自转180°后前进行走。
当自移动机器人周围多个方向均有障碍物时，自移动机器人可以旋转到无障碍物的方向后，前进行走，具体来说，自移动机器人通过自转收集到360°范围内的障碍物信息后，根据角度和障碍物信息，判断出障碍物之间的最大间隙，控制单元控制自移动机器人旋转，对准到最大间隙中央位置后前进行走；或者，自移动机器人通过控制多个驱动轮/驱动履带之间的速度差，来实现弧形行走，从而直接向最大间隙行走。本发明并不以此为限，避障行走的目的为使自移动机器人远离障碍物，以防止执行工作任务时，发生掉落碰撞造成损坏，现有技术中的避障行走方法都可以应用在所述自移动机器人上。
行走单元包含驱动轮及驱动电机等，其在控制单元的控制下，用于移动所述自移动机器人，如控制自移动机器人执行前行、后退、转向等动作。
进一步地，控制单元可以控制自移动机器人执行弓字型行走，贴边行走或向目标点直线行走等。
例如当自移动机器人需要遍历工作区域时，可以执行弓字型行走；当自移动机器人需要贴近墙壁移动时，可以执行贴边行走；或者自移动机器人需要返回充电座时，可以直接执行向目标点直线行走等，本发明并不以此为限。
进一步地，所述行走单元还包括随动轮，用于支撑自移动机器人的机身并辅助其行走。
供电单元包含充电电池，充电电池可以包括镍氢电池和锂电池等。充电电池可以连接有充电控制电路、电池组充电温度检测电路和电池欠压监测电路等，充电控制电路、电池组充电温度检测电路、电池欠压监测电路与控制单元电性连接。
功能单元与自移动机器人所具有的功能相对应，如自移动机器人为扫地机器人时，功能单元为相应的吸尘装置，如吸尘口、真空源、储污室等，自移动机器人在真空源提供的吸力作用下通过吸尘口将脏污吸入储污室；当自移动机器人为空气净化机器人时，功能单元为相应的空气净化装置，如空气质量检测器、电机和高效过滤装置等。以上描述仅为示例，并不用来限制本发明的保护范围。
如所述自移动机器人还可以为自动擦窗机器人、移动式净化器、自动扫地拖地机器人、管家机器人、安保机器人、自动移动式互助机器人及自动清扫太阳能电池板户外清扫机器人等。
优选地，所述受力部202采用设置在底座201上的防护罩，即所述受力部202在与障碍物发生碰撞时，还能够保护防护罩内的部件。
所述底座201和防护罩围设形成一容置空间，所述容置空间用于容纳主体100上设置的环境探测传感器，从而防止环境探测传感器在自移动机器人行走时发生碰撞而破损。
所述探测传感器包含但不限于激光测距传感器、超声波传感器、摄像头等。
所述激光测距传感器包括发光单元和受光单元。
发光单元可以是发射激光束的发光元件，如激光二极管等。由于激光束的单色、定向和准直特性，使用激光束的光源可以使得测量相比于其它光更为准确。例如，相比于激光束，传统的发光二极管发射的红外光线或可见光线受周围环境因素影响(例如环境的颜色或表面粗糙度等)，而在测量准确性上会有所降低。激光二极管可以是点激光，测量出障碍物的二维位置信息，也可以是线激光，测量出障碍物一定范围内的三维位置信息。受光单元可以包括图像传感器，在该图像传感器上形成由障碍物反射或散射的光点。所述图像传感器可以将光信号转换为电信号。图像传感器可以为互补金属氧化物半导体传感器或者电荷藕合元件传感器，优选地，为了节省成本，选用互补金属氧化物半导体传感器。进一步地，受光单元还包括受光透镜组件，由障碍物反射或散射的光可以通过受光透镜组件后行进至图像传感器上形成图像。
所述防护罩包含顶壁2021和侧壁2023，所述侧壁2023通过至少两个立柱2022安装在所述底座201上。所述顶壁2021能够在自移动机器人行走时接收竖直方向上的力，侧壁2023能够在自移动机器人行走时接收水平方向上的力，从而使得防护罩能够受到来自不同方向力的作用。
具体地，立柱2022的数量为四个，四个立柱2022均匀的呈环形排列在容置空间周围，从而保护环境探测传感器。
由于侧壁2023并非直接连接所述底座201，即侧壁2023与底座201间隔设置，环境探测传感器可以通过相邻立柱2022之间的间隙检测自移动机器人的周边环境。
为了减少侧壁2023对环境探测传感器检测视野的阻挡，所述立柱 2022在保证其机械强度的同时，直径要尽可能的小。另外，还可以采用其他结构来代替立柱2022和侧壁2023，如在环境探测传感器周围设置一透明材质的圆环。
进一步地，为了保证受力部202在受到竖直方向或水平方向的外力作用下，带动凸台200旋转，所述顶壁2021在竖直方向与所述旋转轴210之间的距离至少为10mm，所述侧壁2023在水平方向上与所述旋转轴210之间的距离至少为5mm，从而使得外力作用在顶壁2021或者侧壁2023时，能够产生比较大的力矩。
鉴于自移动机器人多数情况下均直线向前行走，优选地，以自移动机器人在工作表面的前进方向A为前方，所述旋转轴210的轴向方向平行于工作表面且与前进方向A垂直。
具体来说，所述凸台200的底座201向下延伸出至少一个连接部 2011，所述连接部2011通过旋转轴210可旋转的连接在主体100上。
所述主体100的左右两侧分别设有旋转轴210以及轴支撑座110，对应地，所述连接部2011的数量为两个，其分别设置在底座201中心的左右两侧，所述连接部2011设有容置旋转轴210的开孔220，所述旋转轴210一端位于开孔220内，另一端位于轴支撑座110内，使得所述凸台200可相对于主体100前后旋转(即凸台绕水平轴在竖直方向上旋转)。
本发明并不限制轴连接部2011、支撑座110、旋转轴210以及开孔220的设置位置及数量，只要其能够使得凸台200相对于主体100 前后旋转便可，例如，还可以在凸台200底部中心设置一连接部2011，所述旋转轴210的轴向方向平行于工作表面且与前进方向A垂直，主体100对应旋转轴设置一轴支撑座。
当障碍物与受力部202发生碰撞时，受力部202发生旋转，受力部202旋转过程中可能与障碍物之间发生摩擦，若二者之间的摩擦力过大，有可能影响受力部202的旋转，即出现障碍物与受力部202卡死的情况，为避免上述问题的发生，所述旋转轴210直径与开孔220直径的比值为0.90-0.96，即所述旋转轴210还可以在开孔220发生微小的移动，从而减少开孔220对旋转轴210的约束，增加了旋转轴210 的自由度，从而减少了障碍物与受力部202发生卡死的可能性。
所述自移动机器人上还设有用于检测凸台200旋转状态的凸台状态传感器120，所述凸台状态传感器120与控制单元电性连接，其能够将检测信号发送给控制单元，所述控制单元可以根据所述检测信号控制自移动机器人避障动作，如前进、后退或转向等。
所述凸台状态传感器可以采用微动开关、光耦传感器或者霍尔传感器等。
当凸台状态传感器为微动开关时，所述微动开关设置在主体100 上，且所述微动开关的传动元件与凸台200的下表面相抵顶，优选地，所述微动开关设置在凸台200的下表面的前端和后端。当凸台200受到障碍物碰撞后，障碍物使得凸台200旋转，其一端下降，一端上升，靠近下降端的微动开关上的传动元件收到凸台200的挤压被触发，控制单元根据微动开关的检测信号判断所述凸台200碰到障碍物，从而控制自移动机器人执行前进、后退或转向等避障动作。
类似地，当凸台状态传感器为光耦传感器时，凸台200受到障碍物碰撞后，障碍物使得凸台200旋转，其一端下降，一端上升，靠近下降端的光耦传感器检测到下降端产生位移(光耦传感器接收到的光强发生改变)，或者靠近上升端的光耦传感器上升端产生位移(光耦传感器接收到的光强发生改变)，控制单元根据光耦传感器的检测信号判断所述凸台200碰到障碍物，从而控制自移动机器人执行前进、后退或转向等避障动作。
类似地，当凸台状态传感器为霍尔传感器时，凸台200受到障碍物碰撞后，障碍物使得凸台200旋转，其一端下降，一端上升，靠近下降端的霍尔传感器检测到下降端产生位移，或者靠近上升端的霍尔传感器检测到上升端产生位移，控制单元根据霍尔传感器的检测信号判断所述凸台200碰到障碍物，从而控制自移动机器人执行前进、后退或转向等避障动作。具体来说，上述上升端或下降端设有磁铁，霍尔传感器从而检测其位置的变化。
需要说明的是，若障碍物的位置并非在自移动机器人的正前方或正后方，而是在侧前方或侧后方时，障碍物对凸台200所施加的作用力由于存在向前或向后的分力，该分力也能使凸台200发生旋转，即本发明能检测来自多个方向的障碍物。图5为本发明自移动机器人受到侧前方外力时的示意图。如图5所示，当自移动机器人与侧前方障碍物的碰撞后，受到来自侧前方的外力F，虽然外力F的方向与前进方向A之间存在一夹角α，但是F同样可以提供一使凸台200发生旋转的力Fcosα，换句话说，来自侧前方的外力F也能够使凸台200发生旋转。
另外，本领域技术人员可以根据实际需要改变旋转轴210的轴向方向。例如，若自移动机器人经常执行转弯行走，为了更精确的检测其侧前方而非正前方的障碍物，可以将旋转轴210的轴向方向设置为平行于工作表面且与前进方向A呈30°角。
本发明还提供一种如上所述的自移动机器人的避障处理方法，所述避障处理方法包含：
通过凸台状态传感器判断凸台是否发生旋转；
当凸台发生旋转时，控制自移动机器人执行避障动作。
下面结合具体实施例对本发明自移动机器人的工作过程进行介绍。
实施例一
在本实施例中，自移动机器人为家用的扫地机器人，所述凸台状态传感器为微动开关，所述检测单元为缓冲器，将扫地机器人放置于家庭环境中使其进行清洁工作。
当扫地机器人周围没有障碍物时，扫地机器人按照预设程序对家庭环境进行清扫。
当扫地机器人周围的障碍物处于低于主体100最高高度的位置时，随着扫地机器人靠近障碍物，障碍物与扫地机器人发生碰撞，控制单元在收到缓冲器发出的碰撞信息后控制扫地机器人执行避障动作。
当扫地机器人周围的障碍物具有一定的离地高度，且所述离地高度高于主体100(上表面)的高度时，位于主体100前端的检测单元则无法有效的检测出障碍物。
若该障碍物位于低于凸台200最高点的位置，在扫地机器人靠近障碍物的过程中，凸台200会与障碍物发生接触，例如，凸台碰到沙发的底部，下面以凸台200的受力部202采用设置在底座201上的防护罩为例进行说明，由于所述受力部202位于旋转轴210的上方，防护罩的侧壁2023在与障碍物发生接触时带动凸台200旋转，凸台200 发生旋转后一端下降，位于主体上的微动开关的传动元件受到凸台200 下降端的挤压被触发，控制单元收到微动开关发出的检测信号后控制扫地机器人执行避障动作。
若该障碍物位于高于凸台200最高点的位置，该障碍物不会影响扫地机器人工作。
但是，若有障碍物直接压在凸台200的顶壁2021，凸台200也会对应旋转来触发扫地机器人执行规避动作。例如，当扫地机器人遭遇具有一定斜坡构造的床底时，凸台200的顶壁2021会先碰撞床底的斜坡，此时，凸台200的顶壁2021受到压力，凸台200发生旋转，前端下降，位于主体上的微动开关的传动元件受到凸台200下降端的挤压被触发，控制单元收到微动开关发出的检测信号后控制扫地机器人执行避障动作，从而防止扫地机器人卡死在该斜坡处。
实施例二
在本实施例中，自移动机器人为商用的空气净化机器人，凸台状态传感器为光耦传感器，由于商场或办公环境较为复杂，为避免其撞到小孩、容易倒塌的商品架或者广告牌等物，检测单元采用红外传感器。将空气净化机器人放置于商场环境中使其进行多区域的空气净化工作。
当空气净化机器人周围没有障碍物时，空气净化机器人按照预设程序工作。
当空气净化机器人周围的障碍物处于低于主体100上表面的位置时，随着空气净化机器人靠近障碍物，红外传感器检测到障碍物与空气净化机器人之间的距离小于设定的阈值时，为避免发生碰撞，控制单元执行避障动作。
具体来说，经多次试验得出，所述阈值控制在距离自移动机器人 1cm～100cm之间的范围内时，可以有效的避免意外发生，并节省生产成本。或者，由于自移动机器人的形状有多种，所述阈值控制在自移动机器人两倍机身宽度的范围时，也能够达到上述效果。
当空气净化机器人周围的障碍物具有一定的离地高度，且所述离地高度高于主体100的上表面高度时，位于主体100上的红外传感器无法有效的检测出障碍物。
若该障碍物位于低于凸台200最高点的位置，在空气净化机器人靠近障碍物的过程中，凸台200会与障碍物发生接触，例如，凸台碰撞到座椅的底部，由于所述受力部202位于旋转轴210的上方，防护罩的顶壁2021或侧壁2023在与障碍物发生接触时带动凸台200旋转，凸台200发生旋转后一端下降一端上升，靠近下降端的光耦传感器检测出凸台200位置发生变化，或者靠近上升端的光耦传感器检测出凸台200位置发生变化，控制单元根据光耦传感器的检测信号判断所述凸台200碰到障碍物，从而控制空气净化机器人执行前进、后退或转向等避障动作。
若该障碍物位于高于凸台200最高点的位置，该障碍物不会影响空气净化机器人工作。
上述实施例一和实施例二具体的描述了凸台受到外力作用后的运动过程，但本发明并不以此为限。
本发明还提供另一种自移动机器人，所述自移动机器人包含主体，主体的表面上设有凸台，所述凸台包含受力部，所述受力部在第一平面或第二平面上的外力作用下产生相同动作，所述自移动机器人还设有用于检测凸台动作的凸台状态传感器，其中，所述第一平面和第二平面不共面。
具体来说，凸台可以根据产品实际作业的需要，设置在机体的前侧、后侧或其他部位的表面上；另，凸台也不仅限于旋转这一个动作，也可以是平动或移动等。由于凸台本身在受到第一平面或第二平面上的外力(所述外力包含水平或竖直方向上的分力即可)作用下均产生相同动作(如旋转、移动或平动等)，仅需设置检测一个动作的传感器即可，而无需设置多组传感器(如检测水平方向上外力的一个或一组传感器，以及检测竖直方向上的外力的一个或一组传感器)就能检测到多方向的外力，极大的节省成本。
综上所述，本发明通过将凸台可旋转的设置在主体上，并设置检测其旋转状态的凸台状态传感器，实现了自移动机器人在工作中对特定高度障碍物的检测，有效的防止了自移动机器人可能发生的卡死现象，保证了自移动机器人的正常工作；同时，由于凸台本身在受到水平或竖直方向上的外力作用下均产生旋转动作，无需设置多组传感器 (如检测水平方向上外力的一个或一组传感器，以及检测竖直方向上的外力的一个或一组传感器)就能检测到多方向的外力，极大的节省成本。
Claims (13)
1.一种自移动机器人，所述自移动机器人包含主体(100)以及位于主体的上表面的凸台(200)，所述凸台包含底座(201)和安装在底座上的受力部(202)，其特征在于，所述凸台的底座通过旋转轴(210)可旋转的连接在主体上，所述受力部位于旋转轴的上方，使得所述受力部在竖直方向或水平方向的外力作用下旋转，所述自移动机器人还设有用于检测凸台旋转状态的凸台状态传感器(120)。
2.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述受力部(202)采用设置在底座(201)上的防护罩，所述底座和防护罩围设形成一容置空间，所述容置空间用于容纳主体(100)上设置的环境探测传感器。
3.如权利要求2所述的自移动机器人，其特征在于，所述防护罩包含顶壁(2021)和侧壁(2023)，所述侧壁通过至少两个立柱(2022)安装在所述底座(201)上。
4.如权利要求3所述的自移动机器人，其特征在于，所述顶壁(2021)在竖直方向与所述旋转轴(210)之间的距离至少为10mm。
5.如权利要求3所述的自移动机器人，其特征在于，所述侧壁(2023)在水平方向上与所述旋转轴(210)之间的距离至少为5mm。
6.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，以自移动机器人在工作表面的前进方向为前方，所述旋转轴(210)的轴向方向平行于工作表面且与前进方向垂直。
7.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述凸台(200)的底座(201)向下延伸出至少一个连接部(2011)，所述连接部通过旋转轴(210)可旋转的连接在主体(100)上。
8.如权利要求7所述的自移动机器人，其特征在于，所述主体(100)的左右两侧分别设有轴支撑座(110)，所述连接部(2011)的数量为两个，其分别设置在底座(201)中心的左右两侧，所述连接部(2011)设有容置旋转轴(210)的开孔(220)，所述旋转轴一端位于开孔内，另一端位于轴支撑座内。
9.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述凸台状态传感器(120)采用微动开关，所述微动开关设置在主体(100)上，且所述微动开关的传动元件与凸台(200)的下表面相抵顶。
10.如权利要求9所述的自移动机器人，其特征在于，所述凸台状态传感器(120)的设置数量为2个，分别位于凸台(200)底部的前端和后端。
11.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述凸台(200)的底座(201)和主体(100)的上表面之间存在一间隙。
12.一种自移动机器人，所述自移动机器人包含主体，主体的表面上设有凸台，所述凸台包含受力部，其特征在于，所述受力部在第一平面或第二平面上的外力作用下产生相同动作，所述自移动机器人还设有用于检测凸台动作的凸台状态传感器，其中，所述第一平面和第二平面不共面。
13.一种自移动机器人的避障处理方法，其特征在于，所述自移动机器人包含主体(100)以及位于主体的上表面的凸台(200)，所述凸台包含底座(201)和安装在底座上的受力部(202)，所述凸台的底座通过旋转轴(210)可旋转的连接在主体上，所述受力部位于旋转轴的上方，使得所述受力部在竖直方向或水平方向的外力作用下旋转，所述自移动机器人还设有用于检测凸台旋转状态的凸台状态传感器(120)，所述避障处理方法包含以下步骤：
通过凸台状态传感器判断凸台是否发生旋转；
当凸台发生旋转时，控制自移动机器人执行避障动作。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111839366A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 马鞍山迈若斯机器人科技有限公司 | 一种具有自主跟随避障功能的移动机器人 |
| CN112596527A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 珠海市一微半导体有限公司 | 基于斜坡结构的机器人卡住检测方法、芯片及清洁机器人 |
| WO2021228144A1 (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 追觅创新科技(苏州)有限公司 | 保护机构及自移动设备 |
| CN113917919A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-11 | 厦门安科科技有限公司 | 防护网与移动机器人交互的控制方法及控制装置 |
| CN113974492A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-28 | 江西太空机器人科技有限公司 | 一种可在未知场景中遇障碍物时自动避让的移动机器人 |
| CN114585286A (zh) * | 2019-10-30 | 2022-06-03 | 株式会社牧田 | 检测装置以及机器人集尘机 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2751733Y (zh) * | 2004-07-26 | 2006-01-18 | 泰怡凯电器(苏州)有限公司 | 吸尘器的碰撞感知装置 |
| US20060059880A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Angott Paul G | Unmanned utility vehicle |
| CN105974921A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-28 | 苏州科瓴精密机械科技有限公司 | 机器人 |
| CN205620809U (zh) * | 2016-01-04 | 2016-10-05 | 科沃斯机器人有限公司 | 带防撞装置的自移动机器人 |
| CN206745315U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-12-15 | 苏州爱普电器有限公司 | 地面清洁机器人 |
| CN207082015U (zh) * | 2017-08-01 | 2018-03-09 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 移动机器人 |
| CN208864213U (zh) * | 2018-03-16 | 2019-05-17 | 科沃斯机器人股份有限公司 | 自移动机器人 |
-
2018
- 2018-03-16 CN CN201810219819.5A patent/CN110269547A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2751733Y (zh) * | 2004-07-26 | 2006-01-18 | 泰怡凯电器(苏州)有限公司 | 吸尘器的碰撞感知装置 |
| US20060059880A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Angott Paul G | Unmanned utility vehicle |
| CN205620809U (zh) * | 2016-01-04 | 2016-10-05 | 科沃斯机器人有限公司 | 带防撞装置的自移动机器人 |
| CN105974921A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-28 | 苏州科瓴精密机械科技有限公司 | 机器人 |
| CN206745315U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-12-15 | 苏州爱普电器有限公司 | 地面清洁机器人 |
| CN207082015U (zh) * | 2017-08-01 | 2018-03-09 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 移动机器人 |
| CN208864213U (zh) * | 2018-03-16 | 2019-05-17 | 科沃斯机器人股份有限公司 | 自移动机器人 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114585286A (zh) * | 2019-10-30 | 2022-06-03 | 株式会社牧田 | 检测装置以及机器人集尘机 |
| CN114585286B (zh) * | 2019-10-30 | 2024-01-09 | 株式会社牧田 | 检测装置以及机器人集尘机 |
| WO2021228144A1 (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 追觅创新科技(苏州)有限公司 | 保护机构及自移动设备 |
| CN111839366A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 马鞍山迈若斯机器人科技有限公司 | 一种具有自主跟随避障功能的移动机器人 |
| CN112596527A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 珠海市一微半导体有限公司 | 基于斜坡结构的机器人卡住检测方法、芯片及清洁机器人 |
| CN112596527B (zh) * | 2020-12-17 | 2023-10-24 | 珠海一微半导体股份有限公司 | 基于斜坡结构的机器人卡住检测方法、芯片及清洁机器人 |
| CN113917919A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-11 | 厦门安科科技有限公司 | 防护网与移动机器人交互的控制方法及控制装置 |
| CN113917919B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-05-12 | 厦门安科科技有限公司 | 防护网与移动机器人交互的控制方法及控制装置 |
| CN113974492A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-28 | 江西太空机器人科技有限公司 | 一种可在未知场景中遇障碍物时自动避让的移动机器人 |
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