CN113176780A - 一种机器人的手动驾驶组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机器人的手动驾驶组件，包括：把手、第一传感部、主轴、第二传感部和控制器；所述把手可上下拨动和左右旋转；所述第一传感部用于感应所述把手左右旋转角度，所述第一传感部与所述把手连接；所述主轴的一端与所述第一传感部连接；所述第二传感部用于感应所述把手上下拨动角度，所述第二传感部与所述主轴连接；所述控制器用于获取所述把手的左右旋转角度和上下拨动角度，并控制机器人按照指定角度运行。上述手动驾驶组件通过上下拨动或左右旋转把手可以实现控制机器人前后左右运动。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，尤其是一种机器人的手动驾驶组件。
背景技术
随着科技的进步，机器人的使用越来越普遍，目前，市面上的商用机器人集成了多种前沿技术，如激光雷达，深度摄像头，超声雷达，红外传感器，碰撞传感器，液位传感器，WIFI，4G，GPS等，这些技术确保机器人能够准确稳定地在不同的应用场景下清洁地面。
目前商用机器人主要通过自动导航来进行清洁工作，基于自动导航的原理，无论是沿边清扫还是集中清扫都会存在死角，并且自动导航还存在着系统故障的潜在风险，这都会影响总体的清洁效果。
发明内容
鉴于上述状况，本发明提出一种机器人的手动驾驶组件，通过上下拨动或左右旋转手柄可以实现控制机器人前后左右运动。
本发明所采用的技术方案为：一种机器人的手动驾驶组件，包括：
把手，所述把手可上下拨动和左右旋转；
第一传感部，用于感应所述把手左右旋转角度，所述第一传感部与所述把手连接；
主轴，一端与所述第一传感部连接；
第二传感部，用于感应所述把手上下拨动角度，所述第二传感部与所述主轴连接；及
控制器，用于获取所述把手的左右旋转角度和上下拨动角度，并控制机器人按照指定角度运行。
在本发明进一步地方案中，所述把手为U字型结构，所述把手上设有用于切换自动与启动手动双控制模式的微动开关。
在本发明进一步地方案中，所述第一传感部包括：
第一角速度传感器；
转向旋转轴，一端与所述第一角速度传感器连接，所述转向旋转轴包括第一限位凸起；
固定轴，与所述转向旋转轴的另一端连接；及
转动组件，中部被所述转向旋转轴贯穿，所述转动组件包括第一旋转件和第二旋转件；其中，
所述第一旋转件和所述第二旋转件通过螺接固定，所述第一旋转件与所述把手连接；
所述第二旋转件包括两抵挡凸台，两所述抵挡凸台上下设置，所述第一限位凸起设于两所述抵挡凸台之间。
在本发明进一步地方案中，所述转动组件还包括：第一回转阻尼、回位挡片和第一拉簧；
所述固定轴包括第二限位凸起和第三限位凸起；
所述第一回转阻尼与所述转向旋转轴连接，所述第一旋转件、第一回转阻尼和第二旋转件通过螺接固定；
所述第二旋转件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和第二连接件分别设于所述第二旋转件的两端；
所述回位挡片分别与所述第二限位凸起和第三限位凸起相抵接，所述回位挡片的一端与所述第一连接件连接，所述回位挡片的另一端通过所述第一拉簧与所述第二连接件连接。
在本发明进一步地方案中，所述第二传感部还包括第二回转阻尼，所述第二回转阻尼与所述直行旋转轴远离所述第二角速度传感器的一端连接，所述第二回转阻尼与所述第二固定支架连接。
在本发明进一步地方案中，所述第二传感部还包括轴承组件，所述轴承组件包括轴承座和轴承，所述轴承座与所述安装底板连接，所述轴承座包括安装孔，所述轴承设于所述安装孔内，所述轴承套接所述直行旋转轴。
在本发明进一步地方案中，手动驾驶组件还包括用于上下拨动复位的弹性回复部，所述弹性回复部包括：
第一辊轴；
第二辊轴；
第二支架，包括用于分别容置所述第一辊轴两端的两第一滑孔和用于分别容置所述第二辊轴两端的两第二滑孔，所述第一滑孔与所述第二滑孔上下间隔设置，所述第一辊轴和所述第二辊轴可分别在所述第一滑孔和所述第二滑孔中上下滑动，所述主轴置于所述第一辊轴和所述第二辊轴之间并可推动其分别向上和向下移动；
第二拉簧，用于在所述第二辊轴偏离初始位置后使其复位，所述第二拉簧的一端与所述第二辊轴连接，另一端固定于所述第二支架上；
第三拉簧，用于在所述第一辊轴偏离初始位置后使其复位，所述第三拉簧的一端与所述第一辊轴连接，另一端固定于所述第二支架上。
在本发明进一步地方案中，所述弹性回复部还包括：
第三连接件，设于所述第二支架的顶部，所述第三连接件与所述第二拉簧的一端连接；
第四连接件，设于所述第二支架的底部，所述第四连接件与所述第三拉簧的一端连接。
在本发明进一步地方案中，所述主轴靠近所述第二支架的一端设有保护套。
在本发明进一步地方案中，所述第一辊轴与两所述第一滑孔的接触面上分别套设有第一铜套，所述第二辊轴与两所述第二滑孔的接触面上分别套设有第二铜套。
本发明的有益效果在于：该机器人手动驾驶组件上设有感应手柄左右旋转角度的第一传感部和感应手柄上下拨动角度的第二传感部，这两个传感部将所记录的角度变化信息反馈给机器人的控制器，然后控制器发出控制指令使机器人做出相应的运动，该机器人手动驾驶组件的上下拨动角度决定机器人前进或后退的速度，该机器人手动驾驶组件的左右拨动角度决定机器人左右摆角转向，这样实现了对机器人前后左右运动的手动控制。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例的整体结构拆分图。
图3是本发明实施例的第一传感部结构拆分图。
图4是本发明实施例的转动组件结构拆分图。
图5是本发明实施例的固定轴结构拆分图。
图6是本发明实施例的主轴结构图。
图7是本发明实施例的第二传感部结构拆分图。
图8是本发明实施例的弹性回复部结构示意图。
图中，把手100；第一传感部200，第一角速度传感器210，转向旋转轴220，固定轴230，第二限位凸起231，第三限位凸起232，转动组件240，第一旋转件 241，第一回转阻尼242，第二旋转件243，第一连接件2431，第二连接件2432，抵挡凸台2433，回位挡片244，第一拉簧245；主轴300；第二传感部400，直行旋转轴410，第二角速度传感器420，第一固定支架430，第二固定支架440，安装底板450，第二回转阻尼460，轴承组件470，轴承座471，安装孔4711，轴承 472；弹性回复部500，第一辊轴510，第二辊轴520，第二支架530，第一滑孔531，第二滑孔532，第三连接件540，第二拉簧550，第四连接件560，第三拉簧570，第一铜套580，第二铜套590。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种机器人的手动驾驶组件进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。
请参见图1，本发明所提供的一种具体地实施方式中清洗机器人的手动驾驶组件主要包括把手100、用于感应把手100左右旋转角度的第一传感部200、主轴300、用于感应把手100上下拨动角度的第二传感部400和用于获取把手 100的左右旋转角度和上下拨动角度且控制机器人按照指定角度运行的控制器；主轴300分别与第一传感部200和第二传感部400连接，当机器人需要前后移动时，把手100上下拨动的角度值被第二传感部400记录下来并反馈给机器人的控制器，然后控制器发出控制指令使机器人做出前进或后退运动，行进速度由上下拨动的角度值决定；当机器人需要左右移动时，把手100左右转动的角度值被第一传感部记录下来并反馈给机器人的控制器，然后控制器发出控制指令使清洁机器朝左转或朝右转，转向角度由把手100左右转动的角度值决定。
具体地，请参见图2，该把手100的形状在此不做限定，符合人体工学方便握住施力即可，优选该把手100呈“U”形设置,U字形底部弯折形成的折边为手持区域，便于左右手握持；为了防止脱手可以在把手100的手持区域设置防滑纹；为了方便启动手动控制模式，可以在把手100上安装微动开关，该微动开关具体的安装位置在此不做限定，例如可以设置在左手握区或右手握区，还可以设同时在两手握区都安装微动开关，优选在两手握区都安装微动开关且只有在两个微动开关都被持续按下时，才会启动手动控制模式，前后行进和左右旋转的指令才会发送至控制器，这样可以防止误操作导致机器人失控，该微动开关可以是按钮式也可以是触摸式，在此不做限定。
请参见图3-5，第一传感部200包括第一角度传感器210、转向旋转轴220、固定轴230和用于带动转向旋转轴220旋转的转动组件240，具体地，转向旋转轴220的一端与第一角度传感器210连接，通过转向旋转轴220的转动使第一角度传感器210感应旋转角度变化，转向旋转轴220的另一端与固定轴230连接，转动组件240的中部被转向旋转轴220贯穿通过，转动组件240包括第一旋转件241、第一回转阻尼242、第二旋转件243、回位挡片244和第一拉簧 245，其中，第一旋转件241、第一回转阻尼242和第二旋转件243通过螺丝依次螺接穿过固定，第一旋转件241与把手100连接。当把手100转动时带动第一旋转件241转动，因为与第一旋转件241的螺接关系，第一回转阻尼242会同步旋转，进而转向旋转轴220带动第一角度传感器210旋转感应到旋转角度值。第二旋转件243包括第一连接件2431、第二连接件2432和两抵挡凸台 2433，第一连接件2431和第二连接件2432安装在第二旋转件243的两端，两抵挡凸台2433上下设置，转向旋转轴220上设有位于两所述抵挡凸台2433之间的第一限位凸起210。当把手100转动，第二旋转件243跟随转动到一定角度时第一限位凸起210会与抵挡凸台2433相抵，转向旋转轴220无法旋转，即达到最大的转向角度。
回位挡片244与设置在固定轴230上的第二限位凸起231和第三限位凸起 232相抵接，该回位挡片244的一端与第一连接件2431连接，该回位挡片243 的另一端通过第一拉簧245的一端连接，第一拉簧245的另一端与第二连接件 2432连接，当把手100左转时，回位挡片243被第二限位凸起231阻挡旋转，第二旋转件243旋转产生位移差，第一拉簧245会被拉伸，松开把手100时，第一拉簧245收缩，第二旋转件243复位；当把手100右转时，回位挡片243 被第三限位凸起232阻挡旋转，第一拉簧245会被拉伸，松开把手100时，第一拉簧245收缩，第二旋转件243复位；当第二旋转件243复位，第一回转阻尼242会带动转向旋转轴220复位，第一角度传感器210的角度值清零，达到了第一传感部200可以自动复位的效果。
请参见图7，第二传感部400包括直行旋转轴410、第二角速度传感器420、第一固定支架430、第二固定支架440和安装底板450；直行旋转轴410上设有套接孔，主轴300垂直插入到套接孔与直行旋转轴410套接，形成十字形，直行旋转轴410的一端和第二角速度传感器420连接，直行旋转轴410的另一端与第二固定支架440连接，第二角速度传感器420与第一固定支架430连接，一固定支架430和第二固定支架440通过螺丝安装固定在安装底板450上，安装底板450安装在清洁机器人上。
由于第一固定支架430和第二固定支架440的限位，当上下拨动把手100 带动主轴300运动时，直行旋转轴410进行旋转运动，第二角速度传感器420 记录下直行旋转轴410的旋转角度，将所记录的角度变化信息反馈给清洁机器人的控制器，然后控制器发出控制指令使清洁机器人做出相应的运动。
请参见图7，在另一种实施例中，第二传感部400可以额外安装第二回转阻尼460，该第二回转阻尼460具体安装在第二固定支架440上并且与直行旋转轴 410远离第二角速度传感器420的一端连接。这样当把手100上下拨动后，松开把手100时，第二回转阻尼440可以快速带动直行旋转轴410回转恢复到原先状态，第二角度传感器430的角度值清零。需要提到的是第一回转阻尼242和第二回转阻尼440有以下两种作用：一是减慢把手100和直行旋转轴410的回转速度，二是消除清洁机器人行走时对让手动驾驶组件产生的抖动。
请参见图7，在另一种实施例中，第二传感部400可以额外安装轴承组件 470，轴承组件470包括轴承座471和轴承472，轴承座471安装底板450连接，轴承座471包括安装孔4711，轴承472设置在安装孔4711内，轴承472套接在直行旋转轴410上，这样直行旋转轴410旋转受到的阻力小，并且不易出现断裂情况，轴承组件470的数量在此不做限定，可以设置一个，也可以设置多个，本发明优选在直行旋转轴410的两端分别设置一轴承组件470。
请参见图8，在另一种实施例中，手动驾驶组件还包括用于上下拨动复位的弹性回复部500，该弹性回复部500包括第一辊轴510、第二辊轴520、第二支架530、两第三连接件540、两第二拉簧550、两第四连接件560和两第三拉簧 570，具体地，第二支架530包括用于分别容置第一辊轴510两端的两第一滑孔 531和用于分别容置第二辊轴520两端的两第二滑孔532，第一滑孔531与第二滑孔532上下间隔设置，这样可以实现两辊轴在对应的滑孔内滑动，两个第三连接件540安装在第二支架530的顶部，主轴300设在第一辊轴510和第二辊轴520之间，每一个第二拉簧550的一端与一个第三连接件540连接，另一端与第二辊轴520连接，两第四连接件560设在第二支架530的底部，两第三连接件540设于两第四连接件560之间，每一第三拉簧570的一端与一第四连接件560连接，另一端与第一辊轴510连接。当朝上拨动把手100时，主轴300 向上抵住第一辊轴510并使其在第一滑孔531处滑动，第三拉簧570拉伸，当第一辊轴510滑到顶时，清洁机器人到达了一次性前行的最大位移处，当把手100松开，第三拉簧570收缩复位带动第一辊轴510滑回到初始位置，第一辊轴 510抵住主轴300向下运动使主轴300回到初始位置，直行旋转轴410回转到初始位置，第二角速度传感器420的记录值清零；当朝下拨动把手100时，主轴 300向下抵住第二辊轴520并使其在第二滑孔532处滑动，当第二辊轴520滑到底时，清洁机器人到达了一次性后退的最大位移处，当把手松开，第二拉簧550 收缩复位带动第二辊轴520滑回到初始位置，第二辊轴520顶住主轴300向上运动使主轴300回到初始位置，直行旋转轴410回转到初始位置，第二角速度传感器420的记录值清零；这样不仅实现了把手100上下拨动时能够自动复位，而且也保证了第二角速度传感器420的精确性。
需要提到的是，上述实施例中第二拉簧560和第三拉簧570的数量是两个只是一种较佳的选择，数量分别为一个或大于两个也可，并且两第二拉簧560 分别安装在第二辊轴520的中部连接，两第三拉簧570安装在第一辊轴510的两端也是一种较佳的选择，两拉簧的安装位置互换也可，这样空间利用率高，结构紧凑，利于清洗机器人手动驾驶组件往小型化发展。
请参见图6，为了防止主轴300与第一辊轴510或第二辊轴520直接接触产生摩擦刮花它们表面的保护涂层，可以在主轴300靠近第二支架530的一端安装保护套310，该保护套310为耐磨材质，具体不作限定，本发明优选保护套 310为聚氨酯材质，耐磨性能强，并且在一定硬度下能吸收冲击力和振动。
请参见图8，为了防止第一辊轴510和第二辊轴520在对应的第一滑孔531 和第二滑孔组532出现摩擦损耗，在第一辊轴510与第一滑孔组521的接触面上安装第一铜套580，在第二辊轴520与第二滑孔532的接触面上安装第二铜套 590，这样会加润滑脂加强滑动的顺畅度。
请参见图8，为了使得结构更加紧凑且防止第一辊轴10和第二辊轴520出现运动干涉的效果，可以在将第一滑孔531与第二滑孔532设置呈“八”字形，这样第一辊轴510和第二辊轴520的装配关系不仅紧凑，而且空间运动轨迹不同，不容易产生运动干涉。
请参见图8，考虑到省力且防止第二拉簧550和第三拉簧570出现扭曲变形影响辊轴的滑动，可以将第一滑孔531与第三拉簧570平行设置，第二滑孔532 与第二拉簧560平行设置。
上述清洗机器人手动驾驶组件安装在清洁机器人中，该手动驾驶组件的左右拨动角度决定清洁机器人左右摆角转向，这样实现了对清洁机器人前后左右运动的手动控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种机器人的手动驾驶组件，其特征在于，包括：
把手，所述把手可上下拨动和左右旋转；
第一传感部，用于感应所述把手左右旋转角度，所述第一传感部与所述把手连接；
主轴，一端与所述第一传感部连接；
第二传感部，用于感应所述把手上下拨动角度，所述第二传感部与所述主轴连接；及
控制器，获取所述把手的左右旋转角度和上下拨动角度，并控制机器人按照指定角度运行。
2.根据权利要求1所述的一种机器人的手动驾驶组件，其特征在于，所述把手为U字型结构，所述把手上设有用于切换自动与启动手动双控制模式的微动开关。
3.根据权利要求1所述的手动驾驶组件，其特征在于，所述第一传感部包括：
第一角速度传感器；
转向旋转轴，一端与所述第一角速度传感器连接，所述转向旋转轴包括第一限位凸起；
固定轴，与所述转向旋转轴的另一端连接；及
转动组件，中部被所述转向旋转轴贯穿，所述转动组件包括第一旋转件和第二旋转件；其中，
所述第一旋转件和所述第二旋转件通过螺接固定，所述第一旋转件与所述把手连接；
所述第二旋转件包括两抵挡凸台，两所述抵挡凸台上下设置，所述第一限位凸起设于两所述抵挡凸台之间。
4.根据权利要求3所述的手动驾驶组件，其特征在于，所述转动组件还包括：第一回转阻尼、回位挡片和第一拉簧；
所述固定轴包括第二限位凸起和第三限位凸起；
所述第一回转阻尼与所述转向旋转轴连接，所述第一旋转件、第一回转阻尼和第二旋转件通过螺接固定；
所述第二旋转件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和第二连接件分别设于所述第二旋转件的两端；
所述回位挡片分别与所述第二限位凸起和第三限位凸起相抵接，所述回位挡片的一端与所述第一连接件连接，所述回位挡片的另一端通过所述第一拉簧与所述第二连接件连接。
5.根据权利要求1所述的一种清洗机器人手动驾驶组件，其特征在于，所述第二传感部还包括第二回转阻尼，所述第二回转阻尼与所述直行旋转轴远离所述第二角速度传感器的一端连接，所述第二回转阻尼与所述第二固定支架连接。
6.根据权利要求1或5所述的一种清洗机器人手动驾驶组件，其特征在于，所述第二传感部还包括轴承组件，所述轴承组件包括轴承座和轴承，所述轴承座与所述安装底板连接，所述轴承座包括安装孔，所述轴承设于所述安装孔内，所述轴承套接所述直行旋转轴。
7.根据权利要求1所述的一种清洗机器人手动驾驶组件，其特征在于，还包括用于上下拨动复位的弹性回复部，所述弹性回复部包括：
第一辊轴；
第二辊轴；
第二支架，包括用于分别容置所述第一辊轴两端的两第一滑孔和用于分别容置所述第二辊轴两端的两第二滑孔，所述第一滑孔与所述第二滑孔上下间隔设置，所述第一辊轴和所述第二辊轴可分别在所述第一滑孔和所述第二滑孔中上下滑动，所述主轴置于所述第一辊轴和所述第二辊轴之间并可推动其分别向上和向下移动；
第二拉簧，用于在所述第二辊轴偏离初始位置后使其复位，所述第二拉簧的一端与所述第二辊轴连接，另一端固定于所述第二支架上；
第三拉簧，用于在所述第一辊轴偏离初始位置后使其复位，所述第三拉簧的一端与所述第一辊轴连接，另一端固定于所述第二支架上。
8.根据权利要求7所述的一种清洗机器人手动驾驶组件，其特征在于，所述弹性回复部还包括：
第三连接件，设于所述第二支架的顶部，所述第三连接件与所述第二拉簧的一端连接；
第四连接件，设于所述第二支架的底部，所述第四连接件与所述第三拉簧的一端连接。
9.根据权利要求1或6所述的一种清洗机器人手动驾驶组件，其特征在于，所述主轴靠近所述第二支架的一端设有保护套。
10.根据权利要求6所述的一种清洗机器人手动驾驶组件，其特征在于，所述第一辊轴与两所述第一滑孔的接触面上分别套设有第一铜套，所述第二辊轴与两所述第二滑孔的接触面上分别套设有第二铜套。
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