CN116638536B

CN116638536B - 机器人

Info

Publication number: CN116638536B
Application number: CN202310931923.8A
Authority: CN
Inventors: 朱世强; 张璋; 谢安桓; 张磊; 孔令雨; 姚运昌
Original assignee: Zhejiang Lab
Current assignee: Zhejiang Lab
Priority date: 2023-07-27
Filing date: 2023-07-27
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2043-07-27
Also published as: CN116638536A

Abstract

本申请涉及一种机器人。所述机器人包括主体部以及连接于主体部的传感器。传感器包括基座、位移块以及感测组件。基座包括沿高度方向延伸的容纳槽。容纳槽包括开口部以及壁面。位移块可移动地设置于容纳槽中。位移块包括朝向开口部的受力表面以及朝向壁面的感测表面。感测组件设置于感测表面和壁面之间，用于感测位移块的受力。受力表面受力时，位移块抵接感测组件，以使感测组件形变。本申请的机器人的传感器能够检测机器人在工作时的受力情况。传感器的位移块能够将力传递至感测组件上，因此力无需直接施加在感测组件上，有利于提高传感器对力的捕捉范围。基座的设置提高了传感器的整体性，方便传感器和机器人的主体部的连接。

Description

机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

机器人是广泛应用于工业领域、服务业领域以及娱乐领域。为了机器人能够进行正常工作，对于机器人行走、工作过程中的受力感测是十分必要的。根据国家标准，在机器人的性能测量中，机器人的位姿准确度和位姿重复性是机器人性能指标中的重要指标。通常，跟踪仪测试出来的是位置信息，如果需要获得姿态信息，需要使用力传感器来判断机器人的受力情况是否正确。

传统的力传感器只能获取施加在固定位置、方向固定的一维力的大小。而在机器人的日常工作中，力的作用位置和方向是灵活改变的。在这种情况下，通常需要多维力传感器来获取力的更多信息。目前针对机器人的姿态准确度和姿态重复性则需要使用大额的资金购买六维测量设备进行测量，造成机器人成本的大幅上升。

发明内容

本申请提供一种机器人，以解决相关技术中的不足。

本申请提供一种机器人，包括主体部以及连接于所述主体部的传感器。所述传感器包括：

基座，包括沿高度方向延伸的容纳槽。所述容纳槽包括开口部以及壁面。

位移块，可移动地设置于所述容纳槽中。所述位移块包括朝向所述开口部的受力表面以及朝向所述壁面的感测表面。以及

感测组件，设置于所述感测表面和所述壁面之间，用于感测所述位移块的受力。所述受力表面受力时，所述位移块抵接所述感测组件，以使所述感测组件形变。

进一步地，所述传感器还包括柔性形变层。所述柔性形变层设置于所述感测表面和所述壁面之间。

进一步地，所述柔性形变层的材料为橡胶、硅胶、聚氨酯、热塑性弹性体或者热塑性橡胶。

进一步地，所述壁面包括底壁。所述感测表面包括朝向所述底壁的下表面。所述感测组件设置于所述底壁和所述下表面之间，以感测所述高度方向的力。

进一步地，所述感测组件设置于所述底壁的中心。

进一步地，所述壁面包括与所述高度方向平行的侧壁。所述感测表面包括朝向所述侧壁的侧表面。所述感测组件设置于所述侧壁和所述侧表面之间，以感测区别于所述高度方向的力。

进一步地，所述感测组件包括多个。其中，每两个感测组件沿同一方向分别设置于所述位移块的两侧。

进一步地，所述感测组件固定于所述壁面和/或所述感测表面。

进一步地，所述感测组件的厚度大于或者等于所述壁面和所述感测表面之间的距离。

进一步地，所述机器人包括光源和亮度检测器。所述感测组件包括基底和穿设所述基底的全反射芯。所述基底的材料折射率低于所述全反射芯的材料折射率。所述全反射芯包括与所述光源连接的入射端、以及与所述亮度检测器连接的出射端。

进一步地，所述全反射芯的延伸方向平行于所述壁面或者所述感测表面。

进一步地，所述感测组件包括光纤，所述光纤于所述入射端和出射端与所述全反射芯连接。

进一步地，所述基底和/或所述全反射芯的材料为硅胶。

进一步地，所述主体部包括足部和腿部。所述传感器沿所述高度方向设置于所述足部和所述腿部之间。

进一步地，所述壁面包括底壁以及与所述高度方向平行的侧壁。所述感测表面包括朝向所述底壁的下表面、以及朝向所述侧壁的侧表面。

所述感测组件包括多个，分别为第一感测组件、第二感测组件和第三感测组件。所述第一感测组件设置于所述下表面和所述底壁之间，以感测所述高度方向的力。所述第二感测组件和所述第三感测组件设置于所述侧表面和所述侧壁之间，以感测区别于所述高度方向的力。

其中，所述第二感测组件和所述第三感测组件分别用于感测不同方向的力。

进一步地，所述主体部包括足部。所述传感器包括至少三个。所述传感器设置于所述足部朝向地面的一侧，且所述受力表面朝向所述足部或者所述地面。其中，多个所述传感器的设置位置不共线。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本申请的机器人的传感器能够检测机器人在工作时的受力情况。传感器的位移块能够将力传递至感测组件上，因此力无需直接施加在感测组件上，有利于提高传感器对力的捕捉范围。基座的设置提高了传感器的整体性，方便传感器和机器人的主体部的连接。

应理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出为本申请的机器人的一个实施例的局部示意图；

图2示出为本申请的传感器的一个实施例的整体示意图；

图3示出为图2所示的传感器的俯视示意图；

图4示出为本申请的传感器的一个实施例的剖面示意图；

图5示出为本申请的传感器的基座的一个实施例的整体示意图；

图6示出为本申请的传感器的感测组件的一个实施例的整体示意图；

图7示出为本申请的机器人的足部的一个实施例的简化示意图；

图8示出为一受力分解示意图；

图9示出为另一受力分解示意图。

附图标记说明：100机器人、1主体部、11足部、12腿部、2传感器、21基座、211容纳槽、2111开口部、2112壁面、2113底壁、2114侧壁、22位移块、221受力表面、222感测表面、2221下表面、2222侧表面、23感测组件、231基底、232全反射芯、2321入射端、2322出射端、233光纤、24柔性形变层、3光源、4亮度检测器、X第一方向、Y第二方向、Z高度方向。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的方式并不代表与本申请相一致的所有方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请提供一种机器人。机器人可以是仿人型的机器人，即包括躯干、四肢、头部的机器人，或者也可以是辅助生产工作时常见的机械手臂、或者也可以是日常生活中常见的扫地机器人等，本申请对此并不限制。

参考图1，机器人100包括主体部1以及连接于主体部1的传感器2。为了说明的方便，本申请在附图中设定了两两垂直的第一方向X、第二方向Y和高度方向Z作为参考方向，并且在附图中，箭头所指的方向作为正方向、反向于箭头所指方向的作为反方向。

参考图2和图3，传感器2包括基座21、位移块22以及感测组件23。基座21包括沿高度方向Z延伸的容纳槽211。容纳槽211包括开口部2111以及壁面2112。位移块22可移动地设置于容纳槽211中，并且包括朝向开口部2111的受力表面221以及朝向壁面2112的感测表面222。感测组件23设置于感测表面222和壁面2112之间，用于感测位移块22的受力。受力表面221受力时，位移块22抵接感测组件23，以使感测组件23形变。

举例而言，感测组件23可以是电阻应变式传感组件、电阻应变式传感组件、电容式传感组件等。当力施加在受力表面221上时，力推动位移块22的移动。位移块22挤压设置于感测表面222和壁面2112之间的感测组件23，使得感测组件23产生形变。感测组件23能够通过捕捉其形变量来获得此时施加于受力表面221上的力的大小，实现传感器2对于力的传感。因此，传感器2能够用于检测机器人100在工作时的受力情况。

通过设置位移块22，力可以施加于位移块22的受力表面221，位移块22将力传递至感测组件23上，因此力无需直接施加在感测组件23上，有利于提高传感器2对力的捕捉范围。而基座21的设置提高了传感器2的整体性。在将传感器2组装于主体部1时，只需要将基座21与主体部1连接，或者只需要将受力表面221、基座21与主体部1连接，既可以实现传感器2的安装，无需进行多个感测组件23的连接和组装。

感测组件23的设置方式有多种。如图4和图5所示，壁面2112包括底壁2113以及与高度方向Z平行的侧壁2114。感测表面222包括朝向底壁2113的下表面2221以及朝向侧壁2114的侧表面2222。在一些实施例中，感测组件23设置于底壁2113和下表面2221之间，以感测高度方向Z的力。在传感器2只在底壁2113和下表面2221设置有感测组件23的实施例中，传感器2作为一维传感器。由于受力表面221朝向开口部2111，与下表面2221相对设置。因此该一维传感器可以作为检测重力的传感器2。如图1所示，在一些实施例中，主体部1包括足部11和腿部12。传感器2沿高度方向Z设置于足部11和腿部12之间，从而检测腿部12施加在足部11上的力，进而判断腿部12和足部11之间的姿态是否正确。或者，传感器2可以设置于足部11朝向地面的一侧，从而检测机器人100对地面所施加的压力。

如图3所示，进一步地，在可选的实施例中，感测组件23设置于底壁2113的中心。通过这样设置，感测组件23能够均匀地感测受力表面221上每一个位置上的高度方向Z的力。举例而言，在图3视角中，施加于位移块22左上角的力和施加于位移块22右下角的力均能够被中心位置上的感测组件23捕捉。而如果感测组件23设置于位移块22的左下角，那么感测组件23对位移块22右上角的力的捕捉灵敏度则可能有一定的下降。诚然，为了避免灵敏度下降，也可以是通过增加感测组件23的覆盖面积，使其能够捕捉到右上角的力，本申请对此并不限制。

类似地，在一些实施例中，感测组件23设置于侧壁2114和侧表面2222之间，以感测区别于高度方向Z的力。以图4所示实施例为例，在图4所示的视角中，感测组件23设置于位移块22和壁面2112在第一方向X上的间隙之间。因此当受力表面221受到沿第一方向X的力时，位移块22挤压或者拉伸感测组件23，使得感测组件23变形。在感测组件23设置为仅感测第一方向X、或者第二方向Y的力时，传感器2作为一维传感器。以图1所示实施例为例，腿部12和足部11之间的传感器2可以仅用于检测第一方向X或者第二方向Y的力，从而检测腿部12和足部11之间是否存在异常的剪切向的力，进而检测腿部12和足部11之间是否存在姿态异常。

进一步地，在一些实施例中，感测组件23包括多个。其中，每两个感测组件23沿同一方向分别设置于位移块22的两侧。如图4所示，在图4所示的视角中，位移块22在第一方向X上的左右两侧均设置有感测组件23。在感测组件23仅能检测单向力的实施例中，左侧的感测组件23和右侧的感测组件23能够分别检测第一方向X上的正向力和负向力，增加了传感器2能够感测的力的方向。在一个感测组件23能够检测正向力和负向力的实施例中，两个感测组件23的设置能够提供检测校准的作用，提高传感器2的检测精度。

传感器2的感测组件23可以采用组合的方式进行。如图3所示，位移块22在第一方向X和第二方向Y上分别设置有感测组件23，因此传感器2能够实现第一方向X和第二方向Y上的力的检测，此时传感器2为二维传感器。基于该实施例，位移块22在底壁2113和下表面2221之间增加设置感测组件23，因此传感器2能够实现第一方向X、第二方向Y以及高度方向Z上的力的检测，此时传感器2为三维传感器。诚然，二维传感器还可以是检测第一方向X和高度方向Z上的力、或者检测第二方向Y和高度方向Z上的力，本申请对此并不限制。

在一些实施例中，传感器2为三维传感器。在该实施例中，感测组件23包括多个，分别为第一感测组件23、第二感测组件23和第三感测组件23。第一感测组件23设置于下表面2221和底壁2113之间，以感测高度方向Z的力。第二感测组件23和第三感测组件23设置于侧表面2222和侧壁2114之间，以感测区别于高度方向Z的力。其中，第二感测组件23和第三感测组件23分别用于感测不同方向的力。以图3所示实施例为例，第一感测组件23为图中虚线表示的感测组件23。第二感测组件23为设置于位移块22上侧和下侧的感测组件23。第三感测组件23为设置于位移块22左侧和右侧的感测组件23。第一感测组件23能够感测高度方向Z的力，第二感测组件23能够感测第一方向X的力，第三感测组件23能够感测第二方向Y的力。通过这样设置，传感器2能够满足机器人100在使用过程中对于多维力的感测需求，进而有利于校正机器人100的位资准确度等和位姿重复性。

由于力能够进行三维方向上的分解，通过将感测组件23设置在两两垂直的第一方向X、第二方向Y和高度方向Z，能够最高效地实现力的检测，感测组件23之间对于不同方向的力的感测不会存在重合，有效地减少感测组件23的设置数量。诚然，第二感测组件23、第三感测组件23可以用于检测第一方向X和第二方向Y之间任意方向的力，只要第二感测组件23和第三感测组件23所感测的力的方向不同即可，本申请对此并不限制。

参考图7，在一些实施例中，三维传感器的数量包括至少三个。传感器2设置于足部11朝向地面的一侧，且受力表面221朝向足部11或者地面。其中，多个传感器2的设置位置不共线。传感器2数量的增加能够捕捉足部11不同位置的受力情况。另外，传感器2数量的增加，使得传感器2能够用于感测机器人100的力矩。

举例而言，参考图8，力F为平行于XZ平面的力，因此可以分解为平行于第一方向X的力F_X以及平行于高度方向Z的力F_Z。当以图8中所示的方式标定坐标系的原点O时，力F_X在原点O处存在围绕第二方向Y的力矩、以及围绕高度方向Z的力矩。力F_Z在原点O处存在围绕第一方向X的力矩、以及围绕第二方向Y的力矩。

因此，当传感器2数量增加时，通过在机器人100的某一位置处标定坐标系和原点，那么机器人100就能获得传感器2检测到的三维力、以及三维力分别在该原点处围绕三个方向的力矩，实现足部11的六维力传感。

多个传感器2不共线设置，使得六维力变化时，多个传感器2的输出均是与六维力一一对应的不同值，提高了对六维力的感测。如果仅有一个传感器2，那么在机器人100的运动为围绕传感器2的延伸方向的旋转运动时，传感器2的响应无法反馈该运动。如果传感器2的数量为两个，那么足部11围绕传感器2连线方向的旋转运动时，两个传感器2的响应也是相同的，也无法全面实现对力的准确感测。

除此之外，受力表面221朝向足部11，因此足部11的力能够直接施加在受力表面221上。或者，受力表面221朝向地面，因此受力表面221也能够直接感测来自地面的力，提高对力的捕捉灵敏度。

参考图9，假设方向朝右下方的力F施加于杆的端部，那么假设力F能够分解为沿杆延伸方向的力F_X以及垂直于杆延伸方向的力F_Y。力F_Y在A点位置的力矩（下称M₁）为F_Y乘以d₁，在B点位置的力矩（下称M₂）为F_Y乘以d₂。由于d₂大于d₁，因此M₂大于M₁。

基于此，假设机器人100将坐标系和原点O建立于机器人100的脚踝位置，并且将传感器2放置在脚踝位置，即图1所示腿部12和足部11之间的传感器2的放置方式。由于脚踝位置承受的力矩大，传感器2距离脚踝位置较近，因此传感器2需要承受较大的力，即感测力的范围大。而传感器2对感测力的范围增加，那么感测力的精度则在一定程度上下降，对于脚踝位置的受力感测精度就下降。

本申请通过将多个传感器2分布在足底，以脚踝位置为原点O时，由于传感器2远离脚踝，因此脚踝所承受的力矩分摊到每一传感器2时，传感器2所受的力较小，使得传感器2的感测精度能够得到提高，从而能够捕捉脚踝位置细微的受力变化。

位移块22可以放置在容纳槽211中，从而实现在容纳槽211中的自由移动。位移块22也可以和例如底壁2113固定连接，从而避免传感器2的使用过程中位移块22从容纳槽211中脱离。如图4所示，在一些实施例中，传感器2还包括柔性形变层24。柔性形变层24设置于感测表面222和壁面2112之间。例如，柔性形变层24如图4所示设置于下表面2221和底壁2113之间，或者设置于侧壁2114和侧表面2222之间，或者同时设置于下表面2221和底壁2113、以及侧表面2222和侧壁2114之间。

柔性形变层24的设置使得位移块22能够保持在容纳槽211中，避免脱落。同时，由于柔性形变层24的可形变特性，位移块22还能够在容纳槽211中自由移动，提高位移块22对力的反应灵敏度，同时避免和感测组件23进行刚性连接。另外，由于机器人100通常为金属结构，重量较大。高度方向Z通常为重力方向，因此感测高度方向Z力的感测组件23与位移块22之间保持长期接触。因此，柔性形变层24能够避免位移块22和感测组件23之间的刚性连接，起到缓冲作用。并且还能够辅助位移块22的移动，以免感测组件23和位移块22彼此紧压造成移动困难。

柔性形变层24的材料可以为橡胶、硅胶、聚氨酯、热塑性弹性体或者热塑性橡胶。这些材料的柔性较好，并且可形变能力强，使用寿命长，同时也易于生产。柔性形变层24应该尽可能地薄，以免削弱感测组件23的感测灵敏度。如图3所示，柔性形变层24的厚度仅稍微大于感测组件23的厚度，例如稍微大0.3mm、0.5mm、1mm或者是三者之间的任意值。

在上述各个实施例中，感测组件23可以是固定于壁面2112。位移块22移动时，碰触壁面2112上的感测组件23，从而引起感测组件23的形变。或者，感测组件23固定于感测表面222上。位移块22移动时带动感测组件23移动并与壁面2112触碰，从而引起感测组件23的形变。相比于将感测组件23悬空于壁面2112和感测表面222之间的实施例，这种设置方式能够方便感测组件23的组装，简化传感器2的结构。

在一些实施例中，感测组件23可以同时固定于壁面2112和感测表面222上。以图4所示实施例位于附图右侧的感测组件23为例，当位移块22向右移动时，感测组件23受到挤压变形，因此能够感测到第一方向X上的负向力。当位移块22向左移动时，感测组件23由于同时固定在壁面2112和感测表面222上，因此位移块22向左移动能够拉伸感测组件23，使得感测组件23能够感测到第一方向X上的正向力。如此，单一的感测组件23可以检测同一直线上不同方向的力。图3所示的传感器2可以通过例如仅在右侧设置感测组件23，该传感器2也可以实现第一方向X的正向力和负向力的检测。或者，如图4所示，左侧和右侧的感测组件23可以均分别于壁面2112和感测表面222固定，从而能够起到互相校准的作用。

应当说明的是，感测组件23的固定可以是通过粘接、焊接、卡扣连接、螺纹连接、磁吸连接等方式实现，本申请对此并不限制。

在一些实施例中，感测组件23的厚度大于或者等于壁面2112和感测表面222之间的距离。感测组件23的厚度应理解为其受力方向上的尺寸。以图3所示实施例为例，在图3所示视角中位于位移块22右侧的感测组件23能够检测第二方向Y上的受力，因此其在第二方向Y上的尺寸为其厚度。该感测组件23的厚度大于感测表面222和壁面2112之间的间隙。因此，感测组件23实际上处于一直受力的状态。如此，当位移块22有在第二方向Y上有轻微的移动时，感测组件23都能够捕捉到。相比于感测组件23与壁面2112或者感测表面222之间存在间隙的方案，这种设置方式能够提高感测组件23的感测灵敏度。

参考图6和图7，基于上述各个实施例，本申请提供一种通过检测亮度来检测受力的传感器2。在该实施例中，机器人100包括光源3和亮度检测器4。感测组件23包括基底231和穿设基底231的全反射芯232。基底231的材料折射率低于全反射芯232的材料折射率。全反射芯232包括与光源3连接的入射端2321和与亮度检测器4连接的出射端2322。

当感测组件23和光源3以及亮度检测器4连接时，来自光源3的光能够通过入射端2321进入全反射芯232中。由于全反射芯232和基底231之间存在折射率的差异，光在全反射芯232中以全反射的形式传输至输出端，并进入亮度检测器4中。当位移块22挤压感测组件23时，基底231产生形变，从而带动全反射芯232产生挤压形变。全反射芯232的截面变小，导致光的传播路径受阻，全反射条件被破坏。破坏程度与截面的形变量相关。形变量越大，破坏程度越高，那么离开全反射芯232进入基底231的光就越多，因此亮度检测器4能够接收到的光就越弱。如此，感测组件23能够实现力的感测。

该实施例的感测组件23能够利用全反射芯232和基底231之间的折射率差异直接实现光的全反射。因此，位移块22的挤压直接作用于基底231上，提高了感测组件23对外力检测的灵敏度。并且感测组件23的结构简单，有利于简化传感器2的结构，并降低传感器2的生产成本，进而降低机器人100的成本。另外，感测组件23由光驱动，因而不会受到电磁干扰，也不会产生漏电、短路等安全隐患，安全性较高。

在感测组件23分别和感测表面222以及壁面2112固定连接的实施例中，以图4所示实施例为例，当位移块22朝向左侧移动时，右侧的感测组件23由于同时固定于侧表面2222和壁面2112，因此感测组件23受到拉力。全反射芯232产生拉伸变形，并且在拉伸位置的截面面积增加，使得能够通过的光通量增加。因此，亮度检测器4能够接收到的光就越强，实现拉伸检测。

在一些实施例中，基底231和全反射芯232的材料为硅胶。使用硅胶的感测组件23成本可控，并且硅胶的高透明度有利于光线在感测组件23内传输，降低光线的损耗，提高感测组件23的检测精度。硅胶的回弹性能良好，也保证了感测组件23的响应时间与恢复时间。另外，硅胶柔软的特性也使得位移块22和感测组件23之间的接触为柔性接触，以免传感器2的长时间使用后位移块22与感测组件23接触位置的材料产生疲劳。诚然，在一些实施例中，基底231和全反射芯232可以由不同材料制成，只需要感测组件23能够满足光在全反射芯232能够实现全反射传播即可。

光源3和亮度检测器4可以通过例如一体成型或者固定连接的方式集成在基座21上，并且光源3和亮度检测器4分别和全反射芯232直接连接。或者，在一些实施例中，感测组件23包括光纤233。光纤233于入射端2321和出射端2322与全反射芯232连接。光纤233能够起到类似“导线”的作用，来连接光源3和全反射芯232、以及亮度检测器4和全反射芯232。如此，机器人100可以将体积相对较大的光源3和亮度检测器4远离传感器2设置。例如在图1所示实施例中，传感器2需要设置在足部11朝向地面的一侧，而此时光源3和亮度检测器4即便设置于腿部12、或者足部11远离地面的一侧，也能够使传感器2进行正常的传感工作。因此这种设置方式使得机器人100对于检测位置的空间要求降低，提高了传感器2的布置灵活度和适用范围。

光纤233可以通过感测表面222和壁面2112之间的空隙从开口部2111延伸到基座21的外部，或者也可以通过在基座21上设置孔结构，将光纤233从孔结构中伸出基座21外，本申请对此并不限制。

在一些可选的实施例中，全反射芯232的延伸方向平行于壁面2112或者感测表面222。由于位移块22的移动方向为朝向壁面2112，因此全反射芯232的延伸方向垂直于位移块22的移动方向，这种设置方式使得全反射芯232能够有效地捕捉位移块22的移动。如图4所示，以壁面2112为底壁2113、感测表面222为下表面2221为例，全反射芯232的延伸方向可以平行于底壁2113。举例而言，全反射芯232的延伸方向可以沿第一方向X、或者第二方向Y、或者是第一方向X和第二方向Y之间的任意角度。由于位移块22受到沿高度方向Z的力时，下表面2221在高度方向Z上朝向底壁2113移动。全反射芯232平行于底壁2113，因此位移块22在高度方向Z上的移动能够引起全反射芯232的截面变化。如此，感测组件23能够灵敏地捕捉到位移块22在高度方向Z上的移动。

附图中传感器2示出为立方体和圆柱体，但这应作为示例性而非限制性的。在其他实施例中，传感器2还可以是圆台体、棱柱体等，本申请对此并不限制。基座21和位移块22可以是通过三维打印、浇筑等方式成型，并且对于材料的性能也没有特殊的要求，可以降低传感器2的生产成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做多种修改、补充、或采用类似的方法替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims

1.一种机器人，其特征在于，包括主体部以及连接于所述主体部的传感器；所述传感器包括：

基座，包括沿高度方向延伸的容纳槽；所述容纳槽包括开口部以及壁面；

位移块，可移动地设置于所述容纳槽中，包括朝向所述开口部的受力表面以及朝向所述壁面的感测表面；

感测组件，设置于所述感测表面和所述壁面之间，用于感测所述位移块的受力；所述受力表面受力时，所述位移块抵接所述感测组件，以使所述感测组件形变；所述壁面包括与所述开口部相对的底壁；所述感测表面包括朝向所述底壁的下表面；所述感测组件设置于所述底壁和所述下表面之间，以感测所述高度方向的力；所述感测组件固定于所述壁面；以及

柔性形变层，设置于所述感测表面和所述壁面之间、以及所述感测表面和所述感测组件之间。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述柔性形变层的材料为橡胶、硅胶、聚氨酯、热塑性弹性体或者热塑性橡胶。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述感测组件设置于所述底壁的中心。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述壁面包括与所述高度方向平行的侧壁；所述感测表面包括朝向所述侧壁的侧表面；所述感测组件设置于所述侧壁和所述侧表面之间，以感测区别于所述高度方向的力。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述感测组件包括多个；其中，每两个感测组件沿同一方向分别设置于所述位移块的两侧。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述感测组件还固定于所述感测表面。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述感测组件的厚度大于或者等于所述壁面和所述感测表面之间的距离。

8.根据权利要求1-7任一项所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括光源和亮度检测器；所述感测组件包括基底和穿设所述基底的全反射芯；所述基底的材料折射率低于所述全反射芯的材料折射率；所述全反射芯包括与所述光源连接的入射端、以及与所述亮度检测器连接的出射端。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述全反射芯的延伸方向平行于所述壁面或者所述感测表面。

10.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述感测组件包括光纤，所述光纤于所述入射端和出射端与所述全反射芯连接。

11.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述基底和/或所述全反射芯的材料为硅胶。

12.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述主体部包括足部和腿部；所述传感器沿所述高度方向设置于所述足部和所述腿部之间。

13.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述壁面包括底壁以及与所述高度方向平行的侧壁；所述感测表面包括朝向所述底壁的下表面、以及朝向所述侧壁的侧表面；

所述感测组件包括多个，分别为第一感测组件、第二感测组件和第三感测组件；所述第一感测组件设置于所述下表面和所述底壁之间，以感测所述高度方向的力；所述第二感测组件和所述第三感测组件设置于所述侧表面和所述侧壁之间，以感测区别于所述高度方向的力；

14.根据权利要求13所述的机器人，其特征在于，所述主体部包括足部；所述传感器包括至少三个；所述传感器设置于所述足部朝向地面的一侧，且所述受力表面朝向所述足部或者所述地面；其中，多个所述传感器的设置位置不共线。