CN111857162A - 机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机器人。本发明提供的机器人，包括机器人本体以及防撞组件，机器人本体包括底盘与行走机构，防撞组件包括控制器和多个防撞单元，行走机构设置在底盘上，多个防撞单元沿机器人本体的周向排布；防撞单元包括安装件、导轮和检测装置，安装件连接在机器人本体上；导轮通过转轴可转动的连接在安装件上，导轮水平设置，且导轮的部分外缘位于机器人本体的外侧，导轮可在触碰机器人本体侧方障碍物时转动；检测装置设置在安装件上，用于检测导轮的转动状态；行走机构和检测装置均与控制器电连接，控制器用于根据导轮的转动状态控制行走机构的行进状态。本发明的机器人能够进行有效避障。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种机器人。
背景技术
机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式，人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人工作的机器一直是人类的目标。为了使机器人在行进过程中更加顺畅，一般都会在机器本体上设置防撞装置。
现有的机器人大多包括机器人本体和多个设置在机器人本体外周上的第一导轮，在机器人行进的过程中，当机器人碰到障碍物时，第一导轮会直接与障碍物进行接触，引导机器人本体进行避障或进行弯道的转弯，以避开障碍物。
因此，当机器人行进至靠近墙面的位置或者拐角处时，第一导轮与墙面之间极易出现卡死的现象，影响机器人的正常行进。
发明内容
本发明实施例提供一种机器人，能够进行有效避障。
本发明提供一种机器人，包括机器人本体以及防撞组件，机器人本体包括底盘与行走机构，防撞组件包括控制器和多个防撞单元，行走机构设置在底盘上，多个防撞单元沿机器人本体的周向排布；
防撞单元包括安装件、导轮和检测装置，安装件连接在机器人本体上；导轮通过转轴可转动的连接在安装件上，导轮水平设置，且导轮的部分外缘位于机器人本体的外侧，导轮可在触碰机器人本体侧方障碍物时转动；检测装置设置在安装件上，用于检测导轮的转动状态；
行走机构和检测装置均与控制器电连接，控制器用于根据导轮的转动状态控制行走机构的行进状态。
作为一种可选的方式，防撞单元包括第一防撞单元和/或第二防撞单元，第一防撞单元连接在底盘的周向侧方，第二防撞单元连接在行走机构上。
作为一种可选的方式，第一防撞单元还包括连接件，连接件的第一端与底盘固定连接，连接件的第二端向背离底盘的一侧延伸，安装件设置在连接件的第二端。
作为一种可选的方式，多个第一防撞单元分别设置在底盘的沿行进方向的侧方和/或底盘的沿行进方向的后侧。
作为一种可选的方式，行走机构包括设置在底盘底部的至少两对行走轮，第二防撞单元设置在行走轮上。
作为一种可选的方式，第二防撞单元中的安装件位于行走轮的轴心位置，且安装件与底盘相对静止，导轮的至少部分突出于行走轮的轮面外侧。
作为一种可选的方式，第二防撞单元中的安装件包括第一固定部和第二固定部，第一固定部和第二固定部之间具有间隙，导轮的至少部分结构嵌设在间隙内。
作为一种可选的方式，检测装置包括触发件和传感器，触发件设置在导轮和转轴中的一者上，并可随导轮同步转动，传感器设置在安装件上，传感器具有感应端，传感器用于当触发件转动至感应端的感应区域时发出感应信号，以使检测装置检测导轮的转动状态。
作为一种可选的方式，触发件为金属件或磁性件；传感器为霍尔传感器。
作为一种可选的方式，防撞组件还包括障碍物信息采集组件，障碍物信息采集组件用于获取位于机器人本体前侧的障碍物信息，以使控制器根据障碍物信息和导轮的转动状态控制行走机构的行进状态；其中，障碍物信息采集组件包括图像采集单元和激光雷达中的至少一者。
本发明提供的机器人，包括机器人本体以及防撞组件，机器人本体包括底盘与行走机构，防撞组件包括控制器和多个防撞单元，行走机构设置在底盘上，多个防撞单元沿机器人本体的周向排布；防撞单元包括安装件、导轮和检测装置，安装件连接在机器人本体上；导轮通过转轴可转动的连接在安装件上，导轮水平设置，且导轮的部分外缘位于机器人本体的外侧，导轮可在触碰机器人本体侧方障碍物时转动；检测装置设置在安装件上，用于检测导轮的转动状态；行走机构和检测装置均与控制器电连接，控制器用于根据导轮的转动状态控制行走机构的行进状态。本发明提供的机器人包括检测装置和控制器，检测装置能够检测导轮的转动状态，从而可以得出导轮是否与障碍物接触，使控制器能够根据导轮的转动状态来控制行走机构的行进状态，使得本发明提供的机器人能够进行有效避障。
本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的机器人的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的机器人的局部放大示意图；
图3为本发明实施例提供的机器人的局部结构示意图；
图4为本发明实施例提供的机器人的一种行进状态示意图；
图5为本发明实施例提供的机器人的另一种行进状态示意图；
图6为本发明实施例提供的机器人进行避障检测的流程示意图。
附图标记说明：
1-机器人本体；
11-底盘；
12-行走机构；
121-行走轮；
2-防撞组件；
21-控制器；
22-防撞单元；
22a-第一防撞单元；
22b-第二防撞单元；
221、221a、221b-安装件；
2211b-第一固定部；
2212b-第二固定部；
2213b-环形板；
222、222a、222b-导轮；
223-检测装置；
2231-触发件；
2232-传感器；
224、224a、224b-转轴；
225a-连接件；
23-障碍物信息采集组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例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。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式，人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人工作的机器一直是人类的目标。为了使机器人在行进过程中更加顺畅，一般都会在机器本体上设置防撞装置。
现有的机器人大多包括机器人本体和多个设置在机器人本体外周上的第一导轮，在机器人行进的过程中，当机器人碰到障碍物时，第一导轮会直接与障碍物进行接触，引导机器人本体进行避障或进行弯道的转弯，以避开障碍物。
因此，当机器人行进至靠近墙面的位置或者拐角处时，第一导轮与墙面之间极易出现卡死的现象，影响机器人的正常行进。
由此，本发明实施例提供一种机器人，能够解决上述问题，以使得机器人能够进行有效避障。
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行具体说明。
图1为本发明实施例提供的机器人的立体结构示意图。图2为本发明实施例提供的机器人的局部放大示意图。图3为本发明实施例提供的机器人的局部结构示意图。图4为本发明实施例提供的机器人的一种行进状态示意图。图5为本发明实施例提供的机器人的另一种行进状态示意图。图6为本发明实施例提供的机器人进行避障检测的流程示意图。
如图1和图2所示，本发明实施例提供一种机器人，包括机器人本体1以及防撞组件2，机器人本体1包括底盘11与行走机构12，防撞组件2包括控制器21和多个防撞单元22，控制器21和行走机构12均设置在底盘11上，且控制器21和行走机构12相对设置，多个防撞单元22沿机器人本体1的周向排布；防撞单元22包括安装件221、导轮222和检测装置223，安装件221连接在机器人本体1上；导轮222通过转轴224可转动的连接在安装件221上，导轮222水平设置，且导轮222的部分外缘位于机器人本体1的外侧，导轮222可在触碰机器人本体1侧方障碍物时转动；检测装置223设置在安装件221上，用于检测导轮222的转动状态；行走机构12和检测装置223均与控制器21电连接，控制器21用于根据导轮222的转动状态控制行走机构12的行进状态。
本实施例提供的机器人包括防撞组件2，防撞组件2包括控制器21和多个防撞单元22，防撞组件2包括控制器21和多个防撞单元22，防撞单元22包括安装件221、导轮222和检测装置223，导轮222可在触碰机器人本体1侧方障碍物时转动，检测装置223用于检测导轮222的转动状态，控制器21用于根据导轮222的转动状态控制行走机构12的行进状态。因此，当本实施例提供的机器人位于障碍物的侧方时，导轮222与障碍物接触并发生转动，此时，检测装置223检测到导轮222处于转动状态，并将信号传输给控制器21，控制器21控制行走机构12进行避让或倒退等行进状态。
这样，通过设置检测装置223能够实时检测出导轮222的运动状态，使控制器21控制行走机构12进行精准地行进，防止行走机构12与障碍物之间出现卡死的现象。
在本实施例的具体的实施方式中，防撞单元22包括第一防撞单元22a和/或第二防撞单元22b，第一防撞单元22a连接在底盘11的周向侧方，第二防撞单元22b连接在行走机构12上。
这样，能够避免机器人本体1的侧方的各部位与障碍物发生碰撞，从而能够防止本实施例的机器人发生损坏，延长本实施例提供的机器人的使用寿命。
在一些实施例中，第一防撞单元22a还包括连接件225a，连接件225a的第一端与底盘11固定连接，连接件225a的第二端向背离底盘11的一侧延伸，安装件221a设置在连接件225a的第二端。
在本实施例的具体的实施方式中，连接件225a呈杆状。
具体的，第一防撞单元22a中的导轮222a通过转轴224a可转动的连接在安装件221a上，转轴224a与安装件221a之间采用可拆卸的连接方式进行连接。
需要说明的是，转轴224a与安装件221a之间可以采用螺纹连接的方式进行连接，也可以采用其他的连接方式，比如是卡合连接的连接方式，在此，对转轴224a与安装件221a之间的连接方式不作限制。
在一些实施例中，多个第一防撞单元22a分别设置在底盘22的沿行进方向的侧方和/或底盘22的沿行进方向的后侧。
这样，当机器人本体1的侧方或后方有障碍物的时候，导轮222a都会接触到障碍物，从多方位对机器人本体1进行防护，防止机器人本体1与障碍物发生碰撞。
在本实施例中，行走机构12包括设置在底盘11底部的至少两对行走轮121，第二防撞单元22b设置在行走轮121上。
这样，通过将第二防撞单元22b设置在行走轮121上，可以防止行走轮121与障碍物之间出现卡死的现象。
在本实施例中，第二防撞单元22b中的安装件221b位于行走轮121的轴心位置，且安装件221b与底盘11相对静止，导轮222b的至少部分突出于行走轮121的轮面外侧。
这样，使安装件221b与底盘11相对静止，避免导轮222b随着行走轮121的转动而转动，从而能够保证导轮222b只有在接触到障碍物的时候才发生转动，使得控制器21根据检测装置223检测出的导轮222b的转动状态能够准确地控制行走机构12的行进状态。
具体的，导轮222b通过转轴224b可转动的连接在安装件221b上。
为了将导轮222b与安装件221b进行连接，在本实施例中，第二防撞单元22b中的安装件221b包括第一固定部2211b和第二固定部2212b，第一固定部2211b和第二固定部2212b之间具有间隙，导轮222b的至少部分结构嵌设在间隙内。
具体的，第一固定部2211b和第二固定部2212b为相对设置的两个半球状结构。
在一种可选的实施方式中，转轴224b的一端与第一固定部2211b的端面可拆卸连接，转轴224b的另一端与第二固定部2212b的端面可拆卸连接，此时，转轴224b相对与第一固定部2211b和第二固定部2212b静止，导轮222b可相对转轴224b发生转动
需要说明的是，转轴224b的端部与第一固定部2211b和第二固定部2212b之间可以采用螺纹连接的连接方式，也可以采用其他的连接方式，比如是卡合连接的连接方式，在此，对转轴224b的端部与第一固定部2211b和第二固定部2212b之间的连接方式不作限制。
在另一种可选的实施方式中，转轴224b的端部分别与第一固定部2211b的端面和第二固定部2212b的端面转动配合，此时，转轴224b与导轮222b可同时发生转动。
为了加强安装件221b的结构，在本实施例中，安装件221b还包括连接于第一固定部2211b和第二固定部2212b外周的环形板2213b，环形板2213b的端面与行走轮121的端面相连，第一固定部2211b和第二固定部2212b的外周面与环形板2213b的内壁面相连。
这样，使得安装件221b的结构更加稳固，使得导轮222b在与障碍物接触时，防止障碍物对安装件221b产生损坏。
如图3和图4所示，检测装置223包括触发件2231和传感器2232，触发件2231设置在导轮222b和转轴224b中的一者上，并可随导轮224b同步转动，传感器2232设置在第一固定部2211b和第二固定部2212b中的一者上，传感器2232具有感应端，传感器2232用于当触发件2231转动至感应端的感应区域时发出感应信号，以使检测装置223检测导轮的224b的转动状态。
具体的，当导轮222b接触到障碍物时，会发生转动，此时，当触发件2231转动至感应端的感应区域时，检测装置223检测到导轮222b处于转动状态，此时，控制器21会控制行走机构12进行避让或倒退。
在一些实施例中，触发件2231为金属件或磁性件；传感器2232为霍尔传感器。在本实施例的具体的实施方式中，触发件2231为片状结构。
在一种可选的实施方式中，触发件2231设置在转轴224b上，此时，转轴224b和导轮222b能够同时转动。
在另一种可选的实施方式中，触发件2231设置在导轮222b上，此时，转轴224b和导轮222b可以同时转动，也可以是转轴224b相对与安装件221b静止，导轮222b相对与转轴224b发生转动。
为了进一步防止机器人在行进过程中受到阻碍，在本实施例提供的机器人中，防撞组件2还包括障碍物信息采集组件23，障碍物信息采集组件23用于获取位于机器人本体1前侧的障碍物信息，以使控制器21根据障碍物信息和导轮222的转动状态控制行走机构12的行进状态；其中，障碍物信息采集组件23包括图像采集单元和激光雷达中的至少一者。
如图4和图5所示，通过设置障碍物信息采集组件23，使得障碍物信息采集组件23在机器人行进的过程中能够对机器人前方的障碍物信息进行采集，从而能够避免机器人本体1的前侧与障碍物相撞。
具体的，当机器人在狭窄的通道中行进时，当导轮222b处于转动状态时，检测装置223检测到导轮222b处于转动状态，并获得导轮222b处于转动状态的信号，控制器21接收到导轮222b处于转动状态的信号后，控制行走机构12进行适当的行进，使机器人进行避让或倒退等，此时，障碍物信息采集组件23能够为位于机器人前方的障碍物信息进行采集，防止机器人在向前行进的过程中与前方的障碍物相撞或与使导轮222b与障碍物之间出现卡死的现象，从而能够进一步确保机器人在行进过程中的顺畅性。
如图1和图2所示，本实施例提供的机器人还包括电源模块和程序集成模块，电源模块与控制器21、检测装置223和行走机构12电连接，并用于向控制器21、检测装置223和行走机构12供电，程序集成模块用于储存本实施例提供的机器人在日常工作中的算法。
如图5所示，在本实施例提供的机器人中，当导轮222b处于转动状态时，检测装置223检测到导轮222b处于转动状态，并获得导轮222b处于转动状态的信号，控制器21接收到导轮222b处于转动状态的信号后，控制行走机构12进行适当的行进，同时使障碍物信息采集组件23对位于机器人前方的障碍物信息进行采集，使机器人进行避让或倒退等命令，之后，若检测装置223检测到导轮222b仍处于转动状态，则重复上述程序，若检测装置检测到导轮222b处于静止状态，并获得导轮222b处于静止状态的信号时，控制器21接收导轮222b处于静止状态的信号后，控制行走机构12进行适当的行进，使机器人正常行进；当导轮222b处于静止状态时，检测装置检测到导轮222b处于静止状态，并获得导轮222b处于静止状态的信号时，控制器21接收导轮222b处于静止状态的信号后，控制行走机构12进行适当的行进，使机器人正常行进。
本发明提供的机器人，包括机器人本体以及防撞组件，机器人本体包括底盘与行走机构，防撞组件包括控制器和多个防撞单元，行走机构设置在底盘上，多个防撞单元沿机器人本体的周向排布；防撞单元包括安装件、导轮和检测装置，安装件连接在机器人本体上；导轮通过转轴可转动的连接在安装件上，导轮水平设置，且导轮的部分外缘位于机器人本体的外侧，导轮可在触碰机器人本体侧方障碍物时转动；检测装置设置在安装件上，用于检测导轮的转动状态；行走机构和检测装置均与控制器电连接，控制器用于根据导轮的转动状态控制行走机构的行进状态。本发明提供的机器人包括检测装置和控制器，检测装置能够检测导轮的转动状态，从而可以得出导轮是否与障碍物接触，使控制器能够根据导轮的转动状态来控制行走机构的行进状态，使得本发明提供的机器人能够进行有效避障。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种机器人，其特征在于，包括机器人本体以及防撞组件，所述机器人本体包括底盘与行走机构，所述防撞组件包括控制器和多个防撞单元，所述行走机构设置在所述底盘上，多个所述防撞单元沿所述机器人本体的周向排布；
所述防撞单元包括安装件、导轮和检测装置，所述安装件连接在所述机器人本体上；所述导轮通过转轴可转动的连接在所述安装件上，所述导轮水平设置，且所述导轮的部分外缘位于所述机器人本体的外侧，所述导轮可在触碰所述机器人本体侧方障碍物时转动；所述检测装置设置在所述安装件上，用于检测所述导轮的转动状态；
所述行走机构和所述检测装置均与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述导轮的转动状态控制所述行走机构的行进状态。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述防撞单元包括第一防撞单元和/或第二防撞单元，所述第一防撞单元连接在所述底盘的周向侧方，所述第二防撞单元连接在所述行走机构上。
3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述第一防撞单元还包括连接件，所述连接件的第一端与所述底盘固定连接，所述连接件的第二端向背离所述底盘的一侧延伸，所述安装件设置在所述连接件的第二端。
4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，多个所述第一防撞单元分别设置在所述底盘的沿行进方向的侧方和/或所述底盘的沿行进方向的后侧。
5.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述行走机构包括设置在底盘底部的至少两对行走轮，所述第二防撞单元设置在所述行走轮上。
6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述第二防撞单元中的安装件位于所述行走轮的轴心位置，且所述安装件与所述底盘相对静止，所述导轮的至少部分突出于所述行走轮的轮面外侧。
7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述第二防撞单元中的安装件包括第一固定部和第二固定部，所述第一固定部和所述第二固定部之间具有间隙，所述导轮的至少部分结构嵌设在所述间隙内。
8.根据权利要求1-7任一项所述的机器人，其特征在于，所述检测装置包括触发件和传感器，所述触发件设置在所述导轮和所述转轴中的一者上，并可随所述导轮同步转动，所述传感器设置在所述安装件上，所述传感器具有感应端，所述传感器用于当所述触发件转动至所述感应端的感应区域时发出感应信号，以使所述检测装置检测所述导轮的转动状态。
9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述触发件为金属件或磁性件；所述传感器为霍尔传感器。
10.根据权利要求1-7任一项所述的机器人，其特征在于，所述防撞组件还包括障碍物信息采集组件，所述障碍物信息采集组件用于获取位于所述机器人本体前侧的障碍物信息，以使所述控制器根据所述障碍物信息和所述导轮的转动状态控制所述行走机构的行进状态；其中，所述障碍物信息采集组件包括图像采集单元和激光雷达中的至少一者。
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