CN111731216A - 具有碰撞检测功能的机器人小车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有碰撞检测功能的机器人小车，包括：车体、驱动轮、驱动装置、碰撞检测装置和控制器；驱动轮设置在车体的下方用于驱动车体；驱动装置设置于车体内且连接至驱动轮为驱动轮提供动力；碰撞检测装置安装至车体的前端用于检测碰撞；控制器设置于车体内且电连接至碰撞检测装置和驱动装置；碰撞检测装置包括：弹性碰撞件和气压检测装置；弹性碰撞件为柱状且内部中空；弹性碰撞件连通至气压检测装置；气压检测装置电连接至控制器以将检测信号发送至控制器。本发明的有益之处在于所提供的具有碰撞检测功能的机器人小车的碰撞检测装置结构简单，易于装配和加工。

Description

具有碰撞检测功能的机器人小车
技术领域
本发明涉及一种具有碰撞检测功能的机器人小车。
背景技术
防撞条是目前机器人小车的标配，是其在运动过程中的最后一层保护。当防撞条信号被触发时，机器人小车停止运动，起到保护小车本身和周围物体的作用。当前机器人小车使用较多的是用安全触边防撞条来实现防撞条功能。这种结构的防撞条是在橡胶内置两根可导电金属条。橡胶未被挤压时，内部导电金属条相隔特定距离。当橡胶被轴向挤压时，内部的金属条就会互相接触形成短路状态。这个状态被采集后将信号上报给控制模块，控制模块接收到信号后会控制机器人小车进行相应动作。
现有的机器人小车上使用的防撞条存在以下缺陷：由于橡胶的径向形变可能会造成内部金属条错位，导致即使机器人小车撞上障碍物也不能触发短路信号，以致对机器自身及周围物体造成伤害。
发明内容
本发明提供了一种具有碰撞检测功能的机器人小车，采用如下的技术方案：
一种具有碰撞检测功能的机器人小车，包括：车体、驱动轮、驱动装置、碰撞检测装置和控制器；
驱动轮转动连接至车体的下方用于驱动车体；
驱动装置设置于车体内且连接至驱动轮为驱动轮提供动力；
碰撞检测装置安装至车体的前端用于检测碰撞；
控制器设置于车体内且电连接至碰撞检测装置和驱动装置；
碰撞检测装置包括：弹性碰撞件和气压检测装置；
弹性碰撞件为柱状且内部中空；
弹性碰撞件连通至气压检测装置；
气压检测装置电连接至控制器以将检测信号发送至控制器；
当控制器从气压检测装置检测到的信号大于预设阈值时控制驱动装置停止当前的驱动工作并反向驱动驱动轮将车体反向运行一定距离。
进一步地，碰撞检测装置还包括：第一端盖、第二端盖和连接管；
弹性碰撞件两端开口；
第一端盖连接至弹性碰撞件的一端；
第二端盖连接至弹性碰撞件的另一端；
第二端盖设有接头；
连接管一端连接至接头且另一端连接至气压检测装置。
进一步地，气压检测装置为差压传感器；
差压传感器设有第一检测口和第二检测口；
第一检测口连接至连接管以与弹性碰撞件的内部连通；
第二检测口连通至外部大气。
进一步地，第一端盖和第二端盖设有安装孔；
碰撞检测装置通过安装孔安装固定至车体上。
进一步地，车体上形成有用于安装弹性碰撞件的安装槽；
安装槽与弹性碰撞件形状配合；
弹性碰撞件安装至安装槽后至少一部分位于车体的外部。
进一步地，弹性碰撞件为圆柱状；
安装槽为弧形安装槽；
安装槽的深度小于弹性碰撞件的直径。
进一步地，安装槽的深度小于弹性碰撞件的半径。
进一步地，弹性碰撞件为橡胶管。
进一步地，弹性碰撞件的远离车体的一侧设有耐磨层。
进一步地，具有碰撞检测功能的机器人小车包括两个碰撞检测装置；
两个碰撞检测装置分别设置在车体的前端和后端。
本发明的有益之处在于所提供的具有碰撞检测功能的机器人小车，碰撞检测装置为中空的弹性碰撞件和气压检测装置，根据气压检测装置检测到的弹性碰撞件中的气压来判断车体是否发生碰撞。碰撞检测装置结构简单，易于装配和加工。且弹性碰撞件还可以根据需要任意弯折成与车体相匹配的形状与车体进行适配，且不会影响检测精度，障碍物从任意方向和角度与弹性碰撞件发生碰撞均能够被精准的检测到。
附图说明
图1是本发明的具有碰撞检测功能的机器人小车的示意图；
图2是本发明的具有碰撞检测功能的机器人小车未安装碰撞检测装置的示意图；
图3是本发明的碰撞检测装置的示意图。
具有碰撞检测功能的机器人小车100，车体10，安装槽11，驱动轮20，碰撞检测装置30，弹性碰撞件31，气压检测装置32，第一端盖33，第二端盖34，连接管35，接头36，第一检测口37，第二检测口38，安装孔39。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1-2所示为本发明的一种具有碰撞检测功能的机器人小车100，主要包括：车体10、驱动轮20、驱动装置(未示出)、碰撞检测装置30和控制器(未示出)。其中，车体10为正方形，可以理解的是，车体10的形状是可选的，如圆形、矩形等。驱动轮20转动连接至车体10的下方用于驱动车体10。驱动装置设置于车体10内且连接至驱动轮20为驱动轮20提供动力。具体的，驱动装置为驱动电机，驱动电机通过减速机构连接至驱动轮20，驱动电机通过减速机构将动力传输至驱动轮20，带动驱动轮20正向或反向转动，从而驱动车体10正向或反向运动。碰撞检测装置30安装至车体10的前端用于检测碰撞。控制器设置于车体10内且电连接至碰撞检测装置30和驱动装置。当碰撞检测装置30检测到碰撞时，将该信号发送至控制器，控制器控制驱动装置进行相应的动作。
如图3所示，在本发明中，碰撞检测装置30包括：弹性碰撞件31和气压检测装置32。弹性碰撞件31为柱状且内部中空，具体的，在本实施例中，弹性碰撞件31为橡胶管。弹性碰撞件31连通至气压检测装置32。气压检测装置32电连接至控制器以将检测信号发送至控制器。当控制器从气压检测装置32检测到的信号大于预设阈值时控制驱动装置停止当前的驱动工作并反向驱动驱动轮20将车体10反向运行一定距离。
可以理解的是，弹性碰撞件31内密封有空气，当弹性碰撞件31与障碍物发生碰撞时，弹性碰撞件31内的空气被压缩，从而使弹性碰撞件31内的气压发生变化。气压检测装置32与弹性碰撞件31内部连通以实时检测弹性碰撞件31内的气压值并将该气压值发送至控制器。当气压值大于预设值时，控制器控制驱动装置停止驱动，并且控制驱动装置反向驱动驱动轮20将车体10反向运行一定距离，避免具有碰撞检测功能的机器人小车100持续压迫碰撞到的物体或人。
作为一种优选的实施方式，碰撞检测装置30还包括：第一端盖33、第二端盖34和连接管35。弹性碰撞件31两端开口，第一端盖33连接至弹性碰撞件31的一端，第二端盖34连接至弹性碰撞件31的另一端，第一端盖33和第二端盖34将弹性碰撞件31密封起来。第二端盖34设有接头36，连接管35一端连接至接头36且另一端连接至气压检测装置32。第二端盖34的接头36内为通孔，从而使第二端盖34两侧的空间连通。
在本发明中，第一端盖33和第二端盖34设有安装孔39。碰撞检测装置30通过安装孔39安装固定至车体10上。
具体而言，第一端盖33和第二端盖34设有安装孔39，车体10上设有与安装孔39配合的螺纹孔。螺钉穿过安装孔39和螺纹孔将碰撞检测装置30固定至车体10上。
作为一种优选的实施方式，气压检测装置32为差压传感器32。差压传感器32设有第一检测口37和第二检测口38。第一检测口37连接至连接管35以与弹性碰撞件31的内部连通。第二检测口38连通至外部大气。
具体而言，差压传感器32通过第一检测口37连通至弹性碰撞件31的内部实时检测弹碰撞件内部的气压，当差压传感器32检测到的气压值大于预设的阈值时，控制器执行相应动作进行规避。
作为一种优选的实施方式，车体10上形成有用于安装弹性碰撞件31的安装槽11。安装槽11与弹性碰撞件31形状配合。弹性碰撞件31安装至安装槽11后至少一部分位于车体10的外部。
可以理解的是，车体10上的安装槽11用于容纳弹性碰撞件31，安装槽11与弹性碰撞件31向贴合的部分与弹性碰撞件31形状配合，弹性碰撞件31安装到位后于安装槽11紧密配合，避免弹性碰撞件31发生晃动。弹性碰撞件31安装至安装槽11后，至少一部分位于车体10的外部，从而确保发生碰撞时，弹性碰撞件31能够与障碍物接触从而被压迫产生形变。
在本发明中，弹性碰撞件31为圆柱状。安装槽11为与圆柱状弹性碰撞件31相配合的弧形安装槽11。安装槽11的深度小于弹性碰撞件31的直径。更加优选的是，安装槽11的深度小于弹性碰撞件31的半径。可以理解的是，弹性碰撞件31超出车体10的部分越多，障碍物与车体10直接接触的可能性越小。
作为一种可选的实施方式，弹性碰撞件31的远离车体10的一侧设有耐磨层。
可以理解的是，弹性碰撞件31经常与障碍物进行直接碰撞接触，时间长了以后，碰撞的部分容易发生磨损，甚至穿孔损坏。因此，在弹性碰撞件31的远离车体10的一侧设有耐磨层，可以提高弹性碰撞件31的抗磨损性。可选的，耐磨层和弹性碰撞件31均为橡胶件，且两者一体成型。可以理解的是，耐磨层还可以是其他具有耐磨特性的材料制成，且耐磨层可以与弹性碰撞件31分体设置。
作为一种优选的实施方式，具有碰撞检测功能的机器人小车100包括两个碰撞检测装置30。两个碰撞检测装置30分别设置在车体10的前端和后端。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，包括：车体、驱动轮、驱动装置、碰撞检测装置和控制器；
所述驱动轮转动连接至所述车体的下方用于驱动所述车体；
所述驱动装置设置于所述车体内且连接至所述驱动轮为所述驱动轮提供动力；
所述碰撞检测装置安装至所述车体的前端用于检测碰撞；
所述控制器设置于所述车体内且电连接至所述碰撞检测装置和所述驱动装置；
所述碰撞检测装置包括：弹性碰撞件和气压检测装置；
所述弹性碰撞件为柱状且内部中空；
所述弹性碰撞件连通至所述气压检测装置；
所述气压检测装置电连接至所述控制器以将检测信号发送至所述控制器；
当所述控制器从所述气压检测装置检测到的信号大于预设阈值时控制所述驱动装置停止当前的驱动工作并反向驱动所述驱动轮将所述车体反向运行一定距离。
2.根据权利要求1所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述碰撞检测装置还包括：第一端盖、第二端盖和连接管；
所述弹性碰撞件两端开口；
所述第一端盖连接至所述弹性碰撞件的一端；
所述第二端盖连接至所述弹性碰撞件的另一端；
所述第二端盖设有接头；
所述连接管一端连接至所述接头且另一端连接至所述气压检测装置。
3.根据权利要求2所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述气压检测装置为差压传感器；
所述差压传感器设有第一检测口和第二检测口；
所述第一检测口连接至所述连接管以与所述弹性碰撞件的内部连通；
所述第二检测口连通至外部大气。
4.根据权利要求3所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述第一端盖和所述第二端盖设有安装孔；
所述碰撞检测装置通过所述安装孔安装固定至所述车体上。
5.根据权利要求4所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述车体上形成有用于安装所述弹性碰撞件的安装槽；
所述安装槽与所述弹性碰撞件形状配合；
所述弹性碰撞件安装至所述安装槽后至少一部分位于所述车体的外部。
6.根据权利要求5所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述弹性碰撞件为圆柱状；
所述安装槽为弧形安装槽；
所述安装槽的深度小于所述弹性碰撞件的直径。
7.根据权利要求6所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述安装槽的深度小于所述弹性碰撞件的半径。
8.根据权利要求1所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述弹性碰撞件为橡胶管。
9.根据权利要求1所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述弹性碰撞件的远离所述车体的一侧设有耐磨层。
10.根据权利要求1所述的具有碰撞检测功能的机器人小车，其特征在于，
所述具有碰撞检测功能的机器人小车包括两个所述碰撞检测装置；
两个所述碰撞检测装置分别设置在所述车体的前端和后端。
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