CN111688843A - 轮式机器人防压脚装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及移动设备技术领域，具体而言，涉及一种轮式机器人防压脚装置，其包括相对于机器人底盘固定设置的行程开关和阻挡支架，可阻挡支架活动地安装于机器人底盘并在滚轮的前方形成阻隔，阻挡支架遇障后能够活动以触发行程开关，从而使机器人停止行走。本申请提供的技术方案，通过在轮式机器人的底盘上设置包括行程开关和阻挡支架的防压脚装置来减小轮式机器人压脚的风险。阻挡支架能够在底盘下方活动，轮式机器人的滚轮转动以带动轮式机器人整体向前行走，当前方有障碍时，阻挡支架在滚轮前方首先触碰障碍受到推力，这使得阻挡支架被推动，阻挡支架被推动时触发行程开关，使得轮式机器人停止行走，避免轮式机器人继续行走造成压脚。

Description

轮式机器人防压脚装置

技术领域

本申请涉及移动设备技术领域，具体而言，涉及一种轮式机器人防压脚装置。

背景技术

移动设备譬如酒店机器人、送餐机器人等轮式机器人，一般通过传感器、探测器探测障碍以避障或防压脚，有时传感器、探测器等难免存在检测盲区或失灵情况，仍然存在可能压脚的安全风险。

发明内容

本申请旨在提供一种轮式机器人防压脚装置，以减小轮式机器人存在压脚的安全风险的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种轮式机器人防压脚装置，其包括：

行程开关，相对于机器人底盘固定设置；

阻挡支架，可活动地安装于机器人底盘并在滚轮的前方形成阻隔，所述阻挡支架遇障后能够活动以触发所述行程开关，从而使机器人停止行走。

本申请提供的技术方案，通过在轮式机器人的底盘上设置包括行程开关和阻挡支架的防压脚装置来减小轮式机器人压脚的风险。阻挡支架能够在底盘下方活动，轮式机器人的滚轮转动以带动轮式机器人整体向前行走，当前方有障碍时，阻挡支架在滚轮前方首先触碰障碍受到推力，这使得阻挡支架被推动，阻挡支架被推动时触发行程开关，使得轮式机器人停止行走，避免轮式机器人继续行走造成压脚。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述防压脚装置还包括固定座和弹性复位件，所述固定座固定在机器人底盘上，所述阻挡支架可活动地安装于所述固定座，所述弹性复位件连接所述固定座和所述阻挡支架。

在上述技术方案中，固定座起到方便安装阻挡支架和弹性复位件的作用，使本申请提供的防压脚装置还能够用于现有轮式机器人上。轮式机器人远离障碍时，弹性复位件驱使阻挡支架复位，释放行程开关。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述弹性复位件包括拉簧、扭簧、金属弹片中的一种。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述行程开关安装于所述固定座，所述阻挡支架上形成有朝向所述行程开关延伸的挤压部。

在上述技术方案中，阻挡支架遇障受力转动时，通过挤压部触发行程开关以实现机器人停止行走；阻挡支架复位后释放行程开关，以使行程开关断开。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述阻挡支架可移动地安装于所述固定座，所述阻挡支架的移动方向平行于滚轮的前进方向，所述行程开关位于所述阻挡支架的后方。

在上述技术方案中，阻挡支架遇障移动至触碰并闭合行程开关时，实现机器人停止行走。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述行程开关环绕所述固定座设置，所述行程开关的触发部位布置在所述行程开关的下端面上。

在上述技术方案中，阻挡支架遇障受力转动时，挤压部接触环形的行程开关的下端面以实现闭合行程开关；阻挡支架复位后断开行程开关。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述阻挡支架与所述固定座通过销轴连接。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述阻挡支架与所述固定座通过球铰连接，所述挤压部环绕所述阻挡支架的外表面。

在上述技术方案中，阻挡支架能够受力多向转动，以便适应不同位置的障碍，且任意转动方向都能够实现闭合行程开关。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述固定座、所述阻挡支架上分别形成有通道，所述固定座和所述阻挡支架的通道连通以用于安装滚轮。

在上述技术方案中，防压脚装置将滚轮包围在内，无论滚轮朝向哪个方向移动遇障，都能够闭合行程开关以停止行走。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述橡胶防护层包括形成在所述阻挡支架底部的橡胶防护块。

通过设置橡胶防护块以使阻挡支架与障碍柔性接触，防止人脚受伤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例1提供的安装有防压脚装置的轮式机器人底盘；

图2为本申请实施例1提供的防压脚装置在行程开关断开时的状态；

图3为图2的II部分放大图；

图4为本申请实施例1提供的防压脚装置在行程开关闭合时的状态；

图5为图4的IV部分放大图；

图6为本申请实施例2提供的防压脚装置的外部结构示意图；

图7为本申请实施例2提供的防压脚装置的内部结构示意图；

图8为本申请实施例2提供的防压脚装置的另一种内部结构示意图；

图9为本申请实施例3提供的防压脚装置的外部结构示意图；

图10为本申请实施例3提供的防压脚装置的内部结构示意图。

图标：10－底盘；20－滚轮；30－防压脚装置；310A－固定座；320A－行程开关；330A－阻挡支架；331A－挤压部；340A－弹性复位件；350－销轴；400A－橡胶防护块；310B－固定座；320B－行程开关；330B－阻挡支架；331B－挤压部；340Ba－弹性复位件；340Bb－弹性复位件；360－安装板；370－第一球头；400B－橡胶防护块；310C－固定座；320C－行程开关；330C－阻挡支架；331C－挤压部；340C－弹性复位件；380－第二球头；400C－橡胶防护块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

本申请实施例提供一种轮式机器人的防压脚装置30，如图1，该防压脚装置30安装在机器人底盘10上，以用于在滚轮20之前先触碰人脚，以防止滚轮20从脚面压过，解决压脚的安全问题。当然，本实施例不仅能够用于放置压脚，也能够用于在遇到其他障碍时阻隔滚轮20和障碍物。

该防压脚装置30包括行程开关320A和阻挡支架330A。行程开关320A相对于机器人底盘10固定，阻挡支架330A在障碍和滚轮20之间形成阻隔，阻挡支架330A能够在机器人底盘10下活动，阻挡支架330A遇障后能够活动以触发行程开关320A。

行程开关320A内部设有触碰传感器，当阻挡支架330A压住行程开关320A使其闭合时，触碰传感器向机器人发送信号，机器人的控制系统控制滚轮20停止转动，从而使机器人停止行走。

请结合图2，防压脚装置30还包括固定座310A，固定座310A固定在机器人底盘10上，用于安装阻挡支架330A和行程开关320A。

防压脚装置30的行程开关320A和阻挡支架330A由固定座310A连接为一体，方便更换或安装，不仅能够用于新机器人，还可以用于现有的旧机器人，使现有的旧机器人也能够被改进为具有防压脚的功能。

图3示出了行程开关320A断开的状态，图5示出了行程开关320A闭合的状态。挤压部331A远离行程开关320A时，行程开关320A断开，机器人控制滚轮20转动以行走。挤压部331A接触行程开关320A使其闭合时，触碰传感器发送信号，机器人控制滚轮20停转，从而停止行走。

在本实施例中，阻挡支架330A可转动地安装于固定座310A。如图2所示，固定座310A形成一端开口的安装腔，阻挡支架330A的一端通过销轴350连接在安装腔内，使阻挡支架330A能够绕销轴350摆动。进一步地，阻挡支架330A包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，第一连接板和第二连接板相对设置，第三连接板连接第一连接板和第二连接板，销轴350的两端分别穿过第一连接板和第二连接板连接固定座310A。

在阻挡支架330A靠近行程开关320A的一侧形成有挤压部331A，当阻挡支架330A朝向行程开关320A摆动时，挤压部331A将触发部压向主体，如图4和图5所示。

固定座310A和阻挡支架330A通过弹性复位件340A连接，弹性复位件340A用于驱使阻挡支架330A在外力消失后复位，以使挤压部331A远离行程开关320A，使行程开关320A断开。

在阻挡支架330A上形成有凸起，弹性复位件340A被配置为连接凸起和固定座310A的拉簧。请再参照图2和图4，前述的凸起形成在第三连接板背离行程开关320A的一面，拉簧的一端连接该凸起，拉簧的另一端连接在固定座上。

当然在其他实施例中，弹性复位件340A也可以是扭簧、金属弹片等其他材料。例如在销轴350上套设用于驱使阻挡支架330A复位的扭簧，或者在阻挡支架330A的后方与固定座310A之间预留安装位并在安装位内设置金属弹片。

挤压部331A的结构可以为多种，挤压部331A可以是如图2中水平延伸的压板，在其他实施例中也可以是朝向行程开关320A的触发部位延伸的结构，使得阻挡支架330A摆动较小角度就能够触发行程开关320A，进一步减小压脚风险。

本实施例提供的防压脚装置，在遇到障碍时，阻挡支架330A受力摆动，挤压部331A接触行程开关320A使其闭合时，触碰传感器发送信号，机器人控制滚轮20停转，从而停止行走，此时弹性复位件340A被拉伸蓄积弹力；当障碍解除时，弹性复位件340A回复变形以驱使阻挡支架330A的挤压部331A远离行程开关320A复位，使行程开关320A能够回到断开状态。

阻挡支架330A与固定座310A的连接方式在其他实施例中，也可以是滑动连接、可伸缩地连接等。

例如，固定座310A上形成有沿前后方向延伸的滑槽，行程开关320A设置在滑槽靠近滚轮20的一端，阻挡支架330A的上端设有滑块，滑块与滑槽配合，机器人正常行走时，阻挡支架330A远离滚轮20位于前方，当遇到障碍物时，阻挡支架330A受力滑向行程开关320A，当阻挡支架330A触碰行程开关320A时，机器人停止行走。弹性复位件340A可选为拉簧，弹性复位件340A连接滑块和滑槽远离滚轮20的一端，障碍解除后，弹性复位件340A将阻挡支架330A拉回前方。在这种实施例中，可以不必另外设置挤压部331A，以阻挡支架330A的滑块为挤压部331A，也可以在阻挡支架330A上设置一个朝向行程开关320A的挤压部331A。

又如，固定座310A上形成有沿前后方向延伸的套筒，阻挡支架330A的上端形成有内杆，内杆可伸缩地连接于套筒的一端，套筒的另一端设置前述的行程开关320A。在这种实施例中，挤压部331A形成在内杆的端部。弹性复位件340A可选为套设在内杆上的压缩弹簧，压缩弹簧的一端抵接阻挡支架330A的本体，压缩弹簧的另一端抵接在套筒的端面上。机器人正常行走时，阻挡支架330A在复位件作用下远离滚轮20位于前方，当遇到障碍物时，阻挡支架330A受力滑向行程开关320A，内杆缩进套筒，当内杆触碰行程开关320A时，机器人停止行走。

进一步地，在阻挡支架330A的外部设置橡胶防护层，使阻挡支架330A与人脚柔性接触，以防止阻挡支架330A碰伤人脚。进一步地，橡胶防护层包括形成在阻挡支架330A的底部的橡胶防护块400A。

实施例2：

本实施例提供一种更方便使用和安装的防压脚装置30。

如图6和图7，固定座310B的一端固定于机器人底座，固定座310B内部形成一端开口的安装腔，安装腔的开口端设有安装板360，安装板360上形成有安装孔。

阻挡支架330B的上端形成第一球头370，第一球头370配合在安装腔中形成球铰连接。第一球头370能够在安装腔内转动，以便使阻挡支架330B的下端能够朝向任意方向转动，第一球头370的直径大于安装孔的直径，使得第一球头370无法从安装孔内脱出。为便于安装，安装板360可选地被配置为包括从中部一分为二的两部分，安装板360的安装孔被分为两个半圆，阻挡支架330B的第一球头370伸入固定座310B的安装腔后，再将安装板360的两部分分别固定在固定座310B的开口处。

弹性复位件连接在第一球头370上和固定座310B的安装腔内壁上。

图7中示出了一种弹性复位件340Ba。第一球头370顶部设置凸起，弹性复位件340Ba被设置为拉簧，拉簧的一端固定于凸起，拉簧的另一端固定于安装腔的内壁。当阻挡支架330B受力摆动时，第一球头370顶部的凸起偏离原位，拉伸拉簧，外力消失后，拉簧通过第一球头370顶部的凸起带动阻挡支架330B复位。

弹性复位件还可以是除拉簧以外的其他弹性材料，例如图8所示，弹性复位件340Bb被配置为多个U型的金属弹片，每个U型的金属弹片的一个支脚抵接在安装腔的内壁，另一个支脚抵接在第一球头370的顶部凸起上，多个U型的金属弹片均匀分布在第一球头370周围。当阻挡支架330B受力摆动时，第一球头370顶部的凸起偏离原位，挤压或拉伸金属弹片，外力消失后，金属弹片通过第一球头370顶部的凸起带动阻挡支架330B复位。

通过上述设置，阻挡支架330B无论受到哪个方向的力都能够摆动，且外力消失后都能够复位。

前述的行程开关320B被配置为环形结构，环形结构的行程开关320B环绕固定座310B设置，其触发部位布置在环形结构的下端面上，触动下端面的任意位置都能够实现触发行程开关320B。

挤压部331B被配置成沿阻挡支架330B的外表面的周向环绕的结构。如挤压部331B被配置成环状的凸台。

进一步地，挤压部331B被配置成如图7所示的喇叭状结构，喇叭状的小端连接阻挡支架330B，大端朝向行程开关320B伸出，以便于更好地按压行程开关320B。

本实施例提供的防压脚装置，在遇到障碍时，阻挡支架330B受力摆动，挤压部331B接触行程开关320B的触发部位，使行程开关320B闭合，触碰传感器发送信号，机器人控制滚轮20停转，从而停止行走，此时弹性复位件变形蓄积弹力；当障碍解除时，弹性复位件释放弹性力回复变形，以驱使阻挡支架330B的挤压部331B远离行程开关320B复位，使行程开关320B能够回到断开状态。

本实施例提供的防压脚装置30在安装时，只需要将固定座310B直接安装在滚轮20的行走方向的前方，无需区分行程开关320B的位置、阻挡支架330B的摆动方向，不需要测试和校准，安装快速方便。

可选地，固定座310B的顶部设置强磁铁，使用时将固定座310B吸附固定在机器人底盘10上即可，进一步方便安装和拆卸，还方便用于临时使用。当机器人的滚轮20为万象轮时，机器人要朝哪个方向行走，就将防压脚装置30设在哪个方向。

进一步地，在阻挡支架330B的外部设置橡胶防护层，橡胶防护层包括形成在阻挡支架330B的底部的橡胶防护块400B。

实施例3：

本实施例提供的防压脚装置30如图9和图10所示，固定座310C和阻挡支架330C的内部分别形成通道，固定座310C和阻挡支架330C的通道连通，该通道用于容纳机器人的滚轮20，滚轮20的安装轴穿过通道连接底盘10。

固定座310C的一端固定在底盘10上，固定座310C的另一端形成第二球头380，固定座310C的通道由底盘10表面延伸至贯穿第二球头380。

阻挡支架330C的上端形成球面通孔，第二球头380可转动地配合在球面通孔内形成球铰连接。第二球头380能够在球面通孔内转动，以便使阻挡支架330C的下端能够朝向任意方向转动。

弹性复位件340C可选地，被配置为多个拉簧或者弹片。阻挡支架330C的通道内形成环形凸台，拉簧或者弹片的一端固定在环形凸台上，拉簧或者弹片的另一端固定在第二球头380上。多个拉簧或者弹片绕第二球头380布置。当阻挡支架330C下端受力摆动时，拉簧或者弹片受力变形，当阻挡支架330C所受外力消失时，拉簧或弹片回复变形以驱动阻挡支架330C复位。

通过上述设置，阻挡支架330C无论受到哪个方向的力都能够摆动，且外力消失后都能够复位。

前述的行程开关320C被配置为环形结构，环形结构的行程开关320C环绕固定座310C设置，其触发部位布置在环形结构的下端面上，，触动下端面的任意位置都能够实现触发行程开关320C。

挤压部331C被配置成沿阻挡支架330C的外表面的周向环绕的结构。如挤压部331C被配置成图9中示出的环状的凸台。

进一步地，挤压部331C被配置成如图10所示的喇叭状结构，喇叭状的小端连接阻挡支架330C，大端朝向行程开关320C伸出，以便于更好地按压行程开关320C。

本实施例提供的防压脚装置30固定设置在滚轮20的外部，无论万象的滚轮20朝向哪个方向运动，都能够起到防压脚的作用。

进一步地，在阻挡支架330C的外部设置橡胶防护层，橡胶防护层包括橡胶防护块400C。橡胶防护块400C可以是形成在阻挡支架330C的底部端面上，也可以是如图10所示，在阻挡支架330C的底部外表面形成的环形凸块，环形凸块除了起到柔性接触的作用，还能够增加滚轮20与障碍之间的距离。

本实施例提供的防压脚装置，在遇到障碍时，阻挡支架330C受力摆动，挤压部331C接触行程开关320C的触发部位，使行程开关320C闭合，触碰传感器发送信号，机器人控制滚轮20停转，从而停止行走，此时弹性复位件340C变形蓄积弹力；当障碍解除时，弹性复位件340C释放弹性力回复变形，以驱使阻挡支架330C的挤压部331C远离行程开关320C复位，使行程开关320C能够回到断开状态。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮式机器人防压脚装置，其特征在于，包括：

行程开关，相对于机器人底盘固定设置；

阻挡支架，可活动地安装于机器人底盘并在滚轮的前方形成阻隔，所述阻挡支架遇障后能够活动以触发所述行程开关，从而使机器人停止行走。

2.根据权利要求1所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述防压脚装置还包括固定座和弹性复位件，所述固定座固定在机器人底盘上，所述阻挡支架可活动地安装于所述固定座，所述弹性复位件连接所述固定座和所述阻挡支架。

3.根据权利要求2所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述弹性复位件包括拉簧、扭簧、金属弹片中的一种。

4.根据权利要求2所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述行程开关安装于所述固定座，所述阻挡支架上形成有朝向所述行程开关延伸的挤压部。

5.根据权利要求4所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述阻挡支架可移动地安装于所述固定座，所述阻挡支架的移动方向平行于滚轮的前进方向。

6.根据权利要求4所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述行程开关环绕所述固定座设置，所述行程开关的触发部位布置在所述行程开关的下端面上。

7.根据权利要求4或6所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述阻挡支架与所述固定座通过销轴连接。

8.根据权利要求4或6所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述阻挡支架与所述固定座通过球铰连接，所述挤压部环绕所述阻挡支架的外表面。

9.根据权利要求8所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述固定座、所述阻挡支架上分别形成有通道，所述固定座和所述阻挡支架的通道连通以用于安装滚轮。

10.根据权利要求1所述的轮式机器人防压脚装置，其特征在于，所述阻挡支架的底部形成有橡胶防护块。

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