CN112092019A - 一种智能机器人的防撞防跌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能机器人技术领域，且公开了一种智能机器人的防撞防跌装置，包括安装有伺服移动结构的底盘和装配有功能结构的机体，所述底盘和机体通过连接柱固定连接，所述底盘和机体均为圆柱体或均至少设有一段圆柱体，所述底盘和机体的外侧套设有旋转环。该智能机器人的防撞防跌装置，通过卸力环的卸力，避免了物体和机器人的正面相撞，降低了相撞时的作用力，减轻了相撞时机器人受到的伤害，另一方面，卸力后的消能过程又可降低物体的速度，降低了物体撞向他处的动能，卸力环的卸力和效能过程制造了支撑件弹出的时间间隙，支撑件弹出后吸住地面，提高了正面的支撑力以及反向的拉力，可有效避免机器人跌倒。

Description

一种智能机器人的防撞防跌装置

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体为一种智能机器人的防撞防跌装置。

背景技术

家政服务类机器人可以帮助户主处理许多生活中的琐事，比如清洁、扔垃圾以及陪伴照顾老人孩子，机器人通过形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器来感知外部环境以及内部运行状况，实现自主的控制和运动。

房间内的环境通常相对狭小，尽管智能机器人具有较强的路径规划和避障能力，但是却难以避免被撞，特别家里有喜欢乱蹦乱跳宠物和小孩的，当其在跑动中撞到机器人，既可能使宠物或小孩受伤，又可能导致机器人故障。

另一方面，当撞击的力度较大或地面由未被感应到的障碍物的时候，机器人很容易摔倒，而屋内通常会摆放较多的家具，机器人摔倒的时候很容易撞击到家具拐角，使机器人损坏。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种智能机器人的防撞防跌装置的技术方案，具有防撞防跌等优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种智能机器人的防撞防跌装置，包括安装有伺服移动结构的底盘和装配有功能结构的机体，所述底盘和机体通过连接柱固定连接，所述底盘和机体均为圆柱体或均至少设有一段圆柱体，所述底盘和机体的外侧套设有旋转环，所述连接柱的外部套设有内置线圈的卸力环，所述卸力环可绕连接柱旋转，所述卸力环突出于底盘和机体，所述卸力环和旋转环的外部覆盖有缓冲套裙，所述缓冲套裙的表面粗糙，所述底盘和机体靠近卸力环的位置均设有永磁体，两个所述永磁体相对的一面为异名磁极，两个所述永磁体相反的一面均安装有隔磁板，所述底盘的一侧设有带有伸缩杆的支撑件。

优选的，所述卸力环中线圈连接电流方向可切换的直流电，所述卸力环中产生感应电流的一瞬间触发电源供电，且初始的供电电流与感应电流相反，所述卸力环的电源在供电三到十毫秒后切换电流方向。

优选的，所述卸力环包括电滑环、驱动线圈和支撑环，所述驱动线圈安装于支撑环的内部，所述驱动线圈通过电滑环与机体内的电源连通，所述支撑环的内环和电滑环之间带有阻尼的弹力装置固定连接。

优选的，所述支撑件包括伸缩杆、斜杆和吸力结构，所述伸缩杆和斜杆均与底盘铰接，所述斜杆长度大于斜杆到地面的距离，所述伸缩杆与斜杆铰接，所述斜杆的末端铰接由吸力结构。

优选的，所述吸力结构包括定位柱、四连杆、吸力盘和压板，所述定位柱和吸力盘固定连接，所述定位柱和四连杆滑动套接，所述四连杆和压板固定连接，所述吸力盘连接杆贯穿压板并与其活动连接，所述四连杆的一侧铰接点和斜杆活动连接。

优选的，所述吸力盘的吸盘数量为三组，且三组吸盘呈三角分布，所述吸力盘的吸盘两两间距大于二厘米。

本发明具备以下有益效果：

1、该智能机器人的防撞防跌装置，通过卸力环的卸力，避免了物体和机器人的正面相撞，降低了相撞时的作用力，减轻了相撞时机器人受到的伤害，另一方面，卸力后的消能过程又可降低物体的速度，降低了物体撞向他处的动能，而对于人来说，主动的扶住缓冲套裙可以避免跌倒受伤。

2、该智能机器人的防撞防跌装置，卸力环的卸力和效能过程制造了支撑件弹出的时间间隙，支撑件弹出后吸住地面，提高了正面的支撑力以及反向的拉力，可有效避免机器人跌倒，进而避免其撞向地面和家具，对机器人提供了有效的保护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中卸力环结构示意图；

图3为本发明吸盘的示意图；

图4为本发明中吸力结构的示意图。

图中：1、底盘；2、机体；3、连接柱；4、卸力环；41、电滑环；42、驱动线圈；43、支撑环；5、永磁体；6、隔磁板；7、旋转环；8、缓冲套裙；9、支撑件；91、伸缩杆；92、斜杆；93、吸力结构；931、定位柱；932、四连杆；933、吸力盘；934、压板。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-4，一种智能机器人的防撞防跌装置，包括安装有伺服移动结构的底盘1和装配有功能结构的机体2，底盘1和机体2通过连接柱3固定连接，底盘1和机体2均为圆柱体或均至少设有一段圆柱体，底盘1和机体2的外侧套设有旋转环7，旋转环7套在底盘1和机体2上或套设在底盘1和机体2的圆柱段上，连接柱3的外部套设有内置线圈的卸力环4，卸力环4可绕连接柱3旋转，卸力环4突出于底盘1和机体2，卸力环4的支撑壳体和旋转环7均为刚性材料制成，为金属合金或强度较高的塑料，卸力环4和旋转环7的外部覆盖有缓冲套裙8，当外部物体撞击到机器人上时，缓冲套裙8整体旋转，引导物体改变方向，减少撞击产生的冲击力，缓冲套裙8的内部填充有质地较软的海绵，缓冲套裙8的表面粗糙，缓冲套裙8由弹性硅胶制成，减少相撞时产生的伤害，而表面粗糙可以避免过于光滑，让撞向机器人的小孩滑倒，底盘1和机体2靠近卸力环4的位置均设有永磁体5，两个永磁体5相对的一面为异名磁极，使底盘1和机体2之间形成均匀的磁场，两个永磁体5相反的一面均安装有隔磁板6，屏蔽磁场你，避免对其他的功能部件产生影响，底盘1的一侧设有可伸缩的支撑件9，当感应到撞击的一瞬间支撑件9伸出，吸住地面，增加机器人的稳定性。

其中，卸力环4中线圈连接电流方向可切换的直流电，卸力环4中产生感应电流的一瞬间触发电源供电，且初始的供电电流与感应电流相反，瞬时的大电流加速卸力环4的旋转，带动缓冲套裙8旋转，提高卸力能力，卸力环4的电源在供电三到十毫秒后切换电流方向，使缓冲套裙8的减速转动，避免将撞向机器人的物体带倒。

其中，卸力环4包括电滑环41、驱动线圈42和支撑环43，驱动线圈42安装于支撑环43的内部，驱动线圈42通过电滑环41与机体2内的电源连通，电线安装在连接柱3内，支撑环43的内环和电滑环41之间带有阻尼的弹力装置固定连接，弹力装置由6-10组弹簧和填充物构成，当物体撞向支撑环43时，支撑环43和电滑环41之间的弹力装置时支撑环43可移动产生感应电流，同时创造驱动线圈42供电卸力的时间差。

其中，支撑件9包括伸缩杆91、斜杆92和吸力结构93，伸缩杆91和斜杆92均与底盘1铰接，斜杆92长度大于斜杆92到地面的距离，斜杆92斜向支撑底盘1提高稳定性，伸缩杆91与斜杆92铰接，斜杆92的末端铰接由吸力结构93，吸力结构93吸住地面，对底盘1提高斜拉力和支撑力，避免机器人倾倒。

其中，吸力结构93包括定位柱931、四连杆932、吸力盘933和压板934，定位柱931和吸力盘933固定连接，定位柱931和四连杆932滑动套接，四连杆932和压板934固定连接，吸力盘933连接杆贯穿压板934并与其活动连接，四连杆932的一侧铰接点和斜杆92活动连接，斜杆92靠近地面的时候拉动四连杆932，使吸力盘933露出，吸住地面，当四连杆932推动四连杆932的时候，四连杆932驱动定位柱931收缩，使压板934挤压吸力盘933消除吸力。

其中，吸力盘933的吸盘数量为三组，且三组吸盘呈三角分布，吸力盘933的吸盘两两间距大于二厘米，避免吸力盘933落点恰好落到地板缝，保证吸力。

本发明的工作原理及使用流程：

当物体撞击到缓冲套裙8时，缓冲套裙8开始移动和旋转，驱动线圈42产生感应电流，控制器感应到感应电流后接通驱动线圈42电源使电流方向与感应电流方向相反，卸力环4加速旋转并带动缓冲套裙8加速旋转，缓冲套裙8和物体间的摩擦力将物体带偏，避免正面相撞，3-10毫秒后，电流方向改变进行消能，避免增加物体动能使其损坏，在连通电源的同时伸缩杆91启动收缩，将斜杆92拉回，吸力盘933吸在地面上，避免机器人被撞倒。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求等同物限定。

Claims (6)

1.一种智能机器人的防撞防跌装置，包括安装有伺服移动结构的底盘(1)和装配有功能结构的机体(2)，其特征在于：所述底盘(1)和机体(2)通过连接柱(3)固定连接，所述底盘(1)和机体(2)均为圆柱体或均至少设有一段圆柱体，所述底盘(1)和机体(2)的外侧套设有旋转环(7)，所述连接柱(3)的外部套设有内置线圈的卸力环(4)，所述卸力环(4)可绕连接柱(3)旋转，所述卸力环(4)突出于底盘(1)和机体(2)，所述卸力环(4)和旋转环(7)的外部覆盖有缓冲套裙(8)，所述缓冲套裙(8)的表面粗糙，所述底盘(1)和机体(2)靠近卸力环(4)的位置均设有永磁体(5)，两个所述永磁体(5)相对的一面为异名磁极，两个所述永磁体(5)相反的一面均安装有隔磁板(6)，所述底盘(1)的一侧设有带有伸缩杆的支撑件(9)。

2.根据权利要求1所述的一种智能机器人的防撞防跌装置，其特征在于：所述卸力环(4)中线圈连接电流方向可切换的直流电，所述卸力环(4)中产生感应电流的一瞬间触发电源供电，且初始的供电电流与感应电流相反，所述卸力环(4)的电源在供电三到十毫秒后切换电流方向。

3.根据权利要求1所述的一种智能机器人的防撞防跌装置，其特征在于：所述卸力环(4)包括电滑环(41)、驱动线圈(42)和支撑环(43)，所述驱动线圈(42)安装于支撑环(43)的内部，所述驱动线圈(42)通过电滑环(41)与机体(2)内的电源连通，所述支撑环(43)的内环和电滑环(41)之间带有阻尼的弹力装置固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能机器人的防撞防跌装置，其特征在于：所述支撑件(9)包括伸缩杆(91)、斜杆(92)和吸力结构(93)，所述伸缩杆(91)和斜杆(92)均与底盘(1)铰接，所述斜杆(92)长度大于斜杆(92)到地面的距离，所述伸缩杆(91)与斜杆(92)铰接，所述斜杆(92)的末端铰接由吸力结构(93)。

5.根据权利要求4所述的一种智能机器人的防撞防跌装置，其特征在于：所述吸力结构(93)包括定位柱(931)、四连杆(932)、吸力盘(933)和压板(934)，所述定位柱(931)和吸力盘(933)固定连接，所述定位柱(931)和四连杆(932)滑动套接，所述四连杆(932)和压板(934)固定连接，所述吸力盘(933)连接杆贯穿压板(934)并与其活动连接，所述四连杆(932)的一侧铰接点和斜杆(92)活动连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能机器人的防撞防跌装置，其特征在于：所述吸力盘(933)的吸盘数量为三组，且三组吸盘呈三角分布，所述吸力盘(933)的吸盘两两间距大于二厘米。

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