CN117406758B - 一种机器人避障装置及机器人智能防碰系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人避障装置及机器人智能防碰系统，包括移动主体，移动主体安装有驱动机构以及刹车系统；跟随主体伸缩式安装在所述移动主体的尾端，用于移动主体尾部的滚动支撑，并作为惯性件。本发明利将机器人设置为移动主体与跟随主体，利用机器人的刹车系统，当移动主体在急停避障时，能够利用运动惯性使得跟随主体呈惯性状态向着移动主动方向挤压，利用跟随主体的惯性压力，驱动矩阵切换机构打开避障传感器矩阵，在打开过程中，沿着打开弧线进行弧形状态的避障检测，并切换至距离障碍点更近的位置进行避障检测，并获得不同的检测位置以及检测角度，使得整个机器人的避障效果更好，能够作出更精准的避障动作，减少检测盲区。

Description

一种机器人避障装置及机器人智能防碰系统

技术领域

本发明涉及机器人避障领域，具体涉及一种机器人避障装置及机器人智能防碰系统。

背景技术

避障机器人是一种智能化机器人系统，设计用于在各种环境中自动检测并回避障碍物。这类机器人在工业自动化、家庭服务、探险、救援任务等领域具有极高的应用价值。它们能够减少人工操作，提高效率和安全性，尤其在复杂或危险的环境中展现出其重要性。

目前避障机器人主要依靠安装在机体上的一系列传感器来实现避障功能。这些传感器可以是红外传感器、超声波传感器、激光雷达等，通过检测周围环境来识别障碍物。机器人根据传感器提供的数据进行实时分析，以规划移动路径，从而避免与障碍物相撞。

现代避障机器人通常配备多种不同的传感器，这些传感器联合工作，能够更加精准地检测不同类型的障碍物，将不同传感器集中设置在机器人的前进面中心位置，能够实现对上下左右各个视角的均匀检测，这种结构有助于机器人全面感知周围环境，提高避障精确度。

尽管现有技术已经取得显著进展，但避障机器人在检测与规划路径时仍存在诸多问题：

由于避障机器人一直处于向前的运动状态，为了更好的检测前方障碍物，将多个不同的避障传感器安装在避障机器人前进面的中心位置是最佳的选择，因为将其集中设置在中间位置可以对上下左右各个视角进行均匀的检测，但是其弊端是无法定向进行精准避障检测，比如障碍物在左下方，此时如果避障传感器的视角朝向左下方，那么检测精度会更高，所以居中安装的避障传感器在针对定向检测时往往出现检测不是很精准的情况；

另外，当避障机器人对前方障碍物进行检测时，往往只能对最前端的障碍物进行检测，如果障碍物是叠加状态，即呈前后叠加设置时，或者呈前后部分叠加状态，前端障碍物挡住后方障碍物视野时，机器人往往只能对最前方的障碍物进行避障动作，因此根据检测到的障碍物，作出路径规划，但是由于不能对后方遮挡的障碍物或者部分遮挡的障碍物进行路径规划，只有当机器人避开最前端的障碍物继续前进时才能继续采集障碍信息进行路径规划，所以很多时候需要快速响应，快速规划移动路径，对于机器人的处理要求很高，避障出现不连续的情况，所以如果是在对集中且复杂的避障环境中，能够利用多个变化的视角对前方的障碍物尽可能的识别并提前作出路径规划，那么整个机器人的避障效果会更高，机器人的运动连续性会更好；

而当机器人在遇到疑似障碍物的时候，无法作出准确行为动作时，往往会出现急停动作，然后等待处理，但是由于各避障传感器位置固定，所以检测方向固定，且与障碍物的检测距离固定，很多时候也不能进行一个二次验证，导致机器人按照错误的路径行进而发生碰撞。

鉴于上述问题，市场上迫切需要一种更加高效且灵活的避障装置，能够应用在复杂和多变的环境中保持高效的避障性能，同时确保机器人的检测精准度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种机器人避障装置及机器人智能防碰系统，将机器人设置为移动主体与跟随主体，利用机器人的刹车系统，当移动主体在急停避障时，能够利用运动惯性使得跟随主体呈惯性状态向着移动主动方向挤压，利用跟随主体的惯性压力，使得避障传感器的检测位置发生变化，能够在变化过程中进行一个弧形方向的检测，且在弧形方向检测时是不断靠近障碍物的，在距离以及检测视角上都处于一个不断的变化状态，实现一个实时动态检测，不需要额外设置避障传感器驱动机构，利用机器人急停时的惯性力即可实现前进路径的精准识别与规划，提升避障率，提高机器人的运动连续性。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种机器人避障装置，包括移动主体，所述移动主体安装有驱动机构以及刹车系统；

避障传感器矩阵，居中安装在所述移动主体的前进面上，用于检测和识别前方障碍物并反馈给移动主体做出避障动作；

跟随主体，伸缩式安装在所述移动主体的尾端，用于移动主体尾部的滚动支撑，并作为惯性件；

矩阵切换机构，用于安装避障传感器矩阵，当所述移动主体主动刹车后，由所述跟随主体产生向前的惯性力施加给矩阵切换机构，使得矩阵切换机构打开并切换检测位置至远离中心检测区域，且在打开过程中沿着打开弧线进行避障检测。

作为优选的技术方案，所述矩阵切换机构包括：

固定导向板，安装在所述移动主体前进面的两侧区域，所述移动主体前进面形成一个矩阵切换腔，所述固定导向板的一侧均与移动主体固定连接，所述固定导向板的前端面上均开设一个滑动装配腔；

两块传感器活动安装板，分别安装在所述固定导向板的滑动装配腔内，传感器活动安装板能够相对固定导向板打开或者闭合，在跟随主体未对移动主动施加惯性力时两块传感器活动安装板之间闭合，所述避障传感器矩阵居中位于两块传感器活动安装板的中心检测区域，所述移动主体两侧对应传感器活动安装板的位置均开设一个贯穿的通槽，所述传感器活动安装板部分装入至所述通槽中；

所述避障传感器矩阵由一个以上不同类型的避障传感器组成，每个避障传感器位于传感器活动安装板的上下端面侧均铰接安装一驱动杆，所述驱动杆均呈倾斜状向着对应侧的固定导向板延伸，并与固定导向板的接触位置形成导向接触点，所述驱动杆与传感器活动安装板背面之间形成一个夹角a；

所述传感器活动安装板的背部位于导向接触点一侧均凸出设置一安装凸台，每根驱动杆对应一个安装凸台，并且所述驱动杆与安装凸台铰接，当两块传感器活动安装板相对固定导向板打开后，所述驱动杆相对传感器活动安装板跟随着打开，且打开过程中，所述夹角a逐渐变小，位于两块传感器活动安装板上的避障传感器间距逐渐增加，且打开后的两块传感器活动安装板之间形成间距L。

作为优选的技术方案，所述矩阵切换机构还包括：

铰接座，所述铰接座均固定安装在每块传感器活动安装板背部；

铰接杆，所述铰接杆的一端与铰接座铰接，所述铰接杆的另一端铰接设置在一连接座内，所述矩阵切换腔底面形成一个操作空间，所述铰接座、铰接杆以及连接座均位于所述操作空间内；

驱动连杆，所述驱动连杆一端与连接座固定连接，驱动连杆的另一端与跟随主体连接，当跟随主体相对移动主体施加惯性力时，将所述驱动连杆相对所述传感器活动安装板移动，进而通过铰接杆打开两块传感器活动安装板，打开过程中，所述驱动杆相对所述固定导向板的导向接触点导向打开；

所述驱动杆与所述避障传感器之间均通过第一铰接轴铰接，所述驱动杆与所述安装凸台之间通过第二铰接轴铰接。

作为优选的技术方案，所述移动主体尾端设置一个装配伸缩腔，所述跟随主体相对装配伸缩腔一侧形成装配伸缩部，所述跟随主体通过装配伸缩部伸缩式装入于所述装配伸缩腔内，所述装配伸缩部装入于装配伸缩腔一侧形成伸缩凸部，所述伸缩凸部伸缩式装入至装配伸缩腔底面开设的凸部伸缩腔内，所述伸缩凸部安装在所述凸部伸缩腔中并与所述驱动连杆连接固定。

作为优选的技术方案，所述伸缩凸部端面安装一弹性气囊，所述弹性气囊的一侧与伸缩凸部端面固定粘接，另一侧与凸部伸缩腔底面固定粘接；

所述弹性气囊上设置有进气吸管，所述进气吸管上设置有单向进气阀，所述弹性气囊上还设置有出气管，所述出气管上设置有单向出气阀，所述进气吸管的吸气速度小于出气管的出气速度，所述弹性气囊采用具有形变恢复能力的弹性橡胶材料制成。

作为优选的技术方案，所述传感器活动安装板的上下端均设置有滚珠滑槽，正对滚珠滑槽的固定导向板上均设置有滚珠套，滚珠套内均嵌入设置一滚动珠，所述滚动珠扣入至滚珠滑槽内，并与滚珠滑槽滚动接触。

作为优选的技术方案，所述导向接触点设置有一接触滚柱，所述接触滚柱与固定导向板转动连接，所述驱动杆一侧与接触滚柱滚动接触。

作为优选的技术方案，所述移动主体底部安装有主动滚轮，所述主动滚轮通过驱动机构驱动滚动，所述跟随主体的底部安装有被动滚轮，且所述跟随主体内设置有配重块；

所述跟随主体的装配伸缩部上下面均设置有导向滑杆，所述装配伸缩腔上下面对应导向滑杆的位置设置有导向滑槽，所述导向滑杆滑动装配至导向滑槽内。

作为优选的技术方案，所述驱动杆相对传感器活动安装板一面均嵌入设置一第一磁吸块，所述第一磁吸块嵌入安装在传感器活动安装板上开设的退让槽内，且所述退让槽内均安装有弹簧，所述第一磁吸块设置在靠近避障传感器一侧；

所述避障传感器背面靠近第一磁吸块一侧设置有第二磁吸块，所述第二磁吸块与第一磁吸块呈同性相持状态布设，所述第一磁吸块背离第二磁吸块一面设置有为一个倾斜导向面，当驱动杆相对打开后，弹簧将所述第一磁吸块顶出至退让槽的外部，利用第一磁吸块推动第二磁吸块朝着远离第一磁吸块的方向移动，并最终使得避障传感器与所述传感器活动安装板平行。

本发明的一种机器人智能防碰系统，包括机器人主机，所述机器人主机具有智能防碰撞系统，所述智能防碰撞系统具有机器人避障装置。

本发明的有益效果是：本发明将机器人设置为移动主体和跟随主体两部分，利用移动主体的刹车系统，当移动主体急停避障时，机器人利用这一动作产生的运动惯性，使得跟随主体呈惯性状态向移动主体方向挤压，挤压动作驱动避障传感器矩阵沿着打开的弧线进行弧形状态的避障检测，同时传感器能够切换至距离障碍物更近的位置进行检测，从而获得不同的检测位置以及检测角度；

且上述结构使得整个机器人的避障效果更为精准，能够对接近的障碍物进行更有效的检测和规避，显著减少了检测盲区，此外，本发明充分利用了机器人急停时产生的惯性力，无需额外设置避障传感器的驱动机构，简化了机器人的结构，同时提高了避障效率和精度，机器人在避障过程中实现了一个实时动态检测，在距离以及检测视角上都处于不断的变化状态。

当机器人在遇到复杂环境而不能进行正常规避前进时，为了防止与不确定的障碍物发生撞击，利用机器人的急停动作，能够实时调整避障传感器的位置和角度，可以对疑似障碍物进行二次验证检测，保证了机器人在复杂环境中的运动连续性和避障准确率，减少碰撞。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大图；

图3为本发明移动主体的结构示意图；

图4为本发明矩阵切换结构的结构示意图；

图5为本发明图4中B处的局部放大图；

图6为本发明矩阵切换结构的另一视角的示意图；

图7为本发明各避障传感器打开过程中呈弧形检测状态下时的结构示意图；

图8为本发明图7中部分避障传感器的打开示意图；

图9为本发明各避障传感器完全打开后平行于传感器活动安装板的状态示意图；

附图标记说明：

1、移动主体；2、跟随主体；3、导向滑杆；4、装配伸缩部；5、被动滚轮；6、识别摄像头；7、驱动杆；8、第一避障传感器；9、第二避障传感器；10、第三避障传感器；11、第四避障传感器；12、传感器安装壳；13、主动滚轮；14、通槽；15、固定导向板；16、传感器活动安装板；17、操作空间；18、第一铰接轴；19、连接座；20、驱动连杆；21、第二交接轴；22、滚珠滑槽；23、导向滑槽；24、装配伸缩腔；25、伸缩凸部；26、铰接杆； 27、接触滚柱；28、滚动珠；29、铰接座；30、安装凸台；31、弹性储气囊；32、进气吸管；33、出气管；34、第二磁吸块；35、第一磁吸块；36、倾斜导向面。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1和图2所示，本发明的一种机器人避障装置，包括移动主体1，所述移动主体1安装有驱动机构以及刹车系统，刹车系统为本领域常用的刹车系统，此处不具体赘述，刹车系统安装在移动主动上，移动主体1前进过程中如果需要刹车，则可以利用刹车系统进行紧急刹车，驱动机构则可以利用驱动电机驱动滚轮前进或者后退；

还包括避障传感器矩阵，居中安装在所述移动主体1的前进面上，用于检测和识别前方障碍物并反馈给移动主体1做出避障动作，避障传感器矩阵可以设置为多种不同类型的避障传感器，其居中安装在移动主体1的前进面，可以对各个方位进行一个充分的避障检测。

还包括跟随主体2，其伸缩式安装在所述移动主体1的尾端，用于移动主体1尾部的滚动支撑，并作为惯性件，跟随主体2用于移动主体1的尾部支撑，跟随着移动主体1前进，当移动主体1刹车时会相对移动主体1产生惯性压力；

还包括矩阵切换机构，用于安装避障传感器矩阵，当所述移动主体1主动刹车后，由所述跟随主体2产生向前的惯性力施加给矩阵切换机构，使得矩阵切换机构打开并切换检测位置至远离中心检测区域，且在打开过程中沿着打开弧线进行避障检测，通过设置矩阵切换机构，只要机器人出现急停情况，均可以利用惯性力使得跟随主体2压向移动主体1，利用惯性压力打开矩阵切换机构，使得避障传感器跟随着打开，打开过程中，可以实现呈弧度状的轨迹检测，并在完全打开后能够朝着远端位移，靠近检测障碍物，通过一种动态检测方式，改变原来的检测位置以及检测角度，实现二次识别检测，也能在弧度检测过程中识别更后方被遮挡的障碍物，实现精准检测。

如图4-图6所示，矩阵切换机构包括固定导向板15，安装在所述移动主体1前进面的两侧区域，所述移动主体1前进面形成一个矩阵切换腔，所述固定导向板15的一侧均与移动主体1固定连接，所述固定导向板15的前端面上均开设一个滑动装配腔；

还包括两块传感器活动安装板16，分别安装在所述固定导向板15的滑动装配腔内，传感器活动安装板16能够相对固定导向板15打开或者闭合，在跟随主体2未对移动主动施加惯性力时两块传感器活动安装板16之间闭合，所述避障传感器矩阵居中位于两块传感器活动安装板16的中心检测区域，所述移动主体1两侧对应传感器活动安装板16的位置均开设一个贯穿的通槽14，所述传感器活动安装板16部分装入至所述通槽14中，当跟随主体2对移动主体1施加惯性压力时，即可利用所述压力打开两块传感器活动安装板16，打开过程中，两块传感器活动安装板16相对固定导向板15导向滑动，打开的两块传感器活动安装板16便会从通槽14伸出至外部，实现退让；

其中，避障传感器矩阵由一个以上不同类型的避障传感器组成，具体的，包括第一避障传感器8、第二避障传感器9、第三避障传感器10以及第四避障传感器11，其呈两两居中设置在两块传感器活动安装板16的中心位置，每块传感器活动安装板16均安装两个避障传感器，本实施例中例举4个传感器组成避障检测矩阵，当然也可以设置更多的避障传感器，本实施例中的4个传感器可以为超声波传感器、红外传感器、激光雷达等等，本实施例中，可以在移动主体1的顶部安装识别摄像头6，通过多种避障传感器的组合使用，达到全方位的避障检测，为了实现传感器的固定安装，本实施例中，每个避障传感器的外部均安装传感器安装壳12，可以在传感器安装壳12外部设置磁屏蔽层，这样铰接轴即可与各传感器实现铰接连接；

如图6所示，每个避障传感器位于传感器活动安装板16的上下端面侧均铰接安装一驱动杆7，所述驱动杆7均呈倾斜状向着对应侧的固定导向板15延伸，并与固定导向板15的接触位置形成导向接触点，所述驱动杆7与传感器活动安装板16背面之间形成一个夹角a，当传感器活动安装板16相对固定导向板15打开时，驱动杆7会与导向接触点接触导向，由于固定导向板15位置固定，所以随着传感器活动安装板16不断的相对固定导向板15打开，驱动杆7与传感器活动安装板16之间的夹角会逐渐的减小，如图7所示；

请继续参阅图6，本实施例中，传感器活动安装板16的背部位于导向接触点一侧均凸出设置一安装凸台30，每根驱动杆7对应一个安装凸台30，并且所述驱动杆7与安装凸台30铰接，安装凸台30跟随传感器活动安装板16移动，当两块传感器活动安装板16相对固定导向板15打开后，所述驱动杆7相对传感器活动安装板16跟随着打开，且打开过程中，所述夹角a逐渐变小，位于两块传感器活动安装板16上的避障传感器间距逐渐增加，且打开后的两块传感器活动安装板16之间形成间距L，如图7所示，当两块传感器活动安装板16相对闭合后，间距L消失，两块传感器活动安装板16对接封闭，各避障传感器位于两块传感器活动安装板16的居中位置。

如图6所示，矩阵切换机构还包括铰接座29，所述铰接座29均固定安装在每块传感器活动安装板16背部；

还包括铰接杆26，所述铰接杆26的一端与铰接座29铰接，所述铰接杆26的另一端铰接设置在一连接座19内，所述矩阵切换腔底面形成一个操作空间17，所述铰接座29、铰接杆26以及连接座19均位于所述操作空间17内，可以在操作空间17内实现各组件位置的容纳以及相对运动；

还包括驱动连杆20，所述驱动连杆20一端与连接座19固定连接，驱动连杆20的另一端与跟随主体2连接，当跟随主体2相对移动主体1施加惯性力时，将所述驱动连杆20相对所述传感器活动安装板16移动，进而通过铰接杆26打开两块传感器活动安装板16，打开过程中，所述驱动杆7相对所述固定导向板15的导向接触点导向打开；

其中，驱动杆7与所述避障传感器之间均通过第一铰接轴18铰接，所述驱动杆7与所述安装凸台30之间通过第二铰接轴铰接，当传感器活动安装板16相对固定导向板15打开过程中，驱动杆7以第二铰接轴作为转动支点，然后向外打开，避障传感器便会远离传感器活动安装板16移动，当以第二铰接轴作为转动支点时，与驱动杆7连接的避障传感器会呈弧线状态向外打开，弧线打开过程中，避障传感器便会以弧线状态打开并检测，这样即可以弧度的视角进行检测，可以检测到后方的障碍物，检测视角可以更广，而且以这种方式不断的打开过程中，避障传感器距离传感器活动安装板16的位置点越来越远，距离避障检测点的位置越来越近，检测清晰度更高，也更加准确。

如图3所示，移动主体1尾端设置一个装配伸缩腔24，所述跟随主体2相对装配伸缩腔24一侧形成装配伸缩部4，所述跟随主体2通过装配伸缩部4伸缩式装入于所述装配伸缩腔24内，所述装配伸缩部4装入于装配伸缩腔24一侧形成伸缩凸部25，所述伸缩凸部25伸缩式装入至装配伸缩腔24底面开设的凸部伸缩腔内，所述伸缩凸部25安装在所述凸部伸缩腔中并与所述驱动连杆20连接固定，跟随主体2可以相对移动主体1伸缩式移动，对移动主体1施加压力。

如图4所示，伸缩凸部25端面安装一弹性气囊，所述弹性气囊的一侧与伸缩凸部25端面固定粘接，另一侧与凸部伸缩腔底面固定粘接；

弹性气囊上设置有进气吸管32，所述进气吸管32上设置有单向进气阀，所述弹性气囊上还设置有出气管33，所述出气管33上设置有单向出气阀，所述进气吸管32的吸气速度小于出气管33的出气速度，所述弹性气囊采用具有形变恢复能力的弹性橡胶材料制成，进气吸管32的吸气速度要慢于出气管33的出气速度，当跟随主体2相对移动主体1移动挤压后，会压扁弹性储气囊31，弹性储气囊31内的气体从出气管33快速排出，而气体则不能从进气吸管32排出，而避障机器人继续移动后，弹性储气囊31会缓慢的从进气吸管32吸入气体恢复形变，当移动主体1前进时，会牵拉跟随主体2，随着弹性气囊缓慢吸入气体，跟随主体2逐渐的复位，此时整个矩阵切换机构便会缓慢复位，各避障传感器也会随之复位，重新恢复到原来的检测位置点。

如图5所示，为了减少摩擦力，增加导向顺滑度，本实施例中，传感器活动安装板16的上下端均设置有滚珠滑槽22，正对滚珠滑槽22的固定导向板15上均设置有滚珠套，滚珠套内均嵌入设置一滚动珠28，所述滚动珠28扣入至滚珠滑槽22内，并与滚珠滑槽22滚动接触。

请继续参阅图5，导向接触点设置有一接触滚柱27，所述接触滚柱27与固定导向板15转动连接，所述驱动杆7一侧与接触滚柱27滚动接触。

如图1和图3所示，移动主体1底部安装有主动滚轮13，所述主动滚轮13通过驱动机构驱动滚动，所述跟随主体2的底部安装有被动滚轮5，且所述跟随主体2内设置有配重块，增加跟随主体2相对移动主体1的挤压力，增加整体配重；

为了完成两者更好的导向，本实施例中，跟随主体2的装配伸缩部4上下面均设置有导向滑杆3，所述装配伸缩腔24上下面对应导向滑杆3的位置设置有导向滑槽23，所述导向滑杆3滑动装配至导向滑槽23内。

如图8所示，驱动杆7相对传感器活动安装板16一面均嵌入设置一第一磁吸块35，所述第一磁吸块35嵌入安装在传感器活动安装板16上开设的退让槽内，且所述退让槽内均安装有弹簧，所述第一磁吸块35设置在靠近避障传感器一侧；

避障传感器背面靠近第一磁吸块35一侧设置有第二磁吸块34，所述第二磁吸块34与第一磁吸块35呈同性相持状态布设，所述第一磁吸块35背离第二磁吸块34一面设置有为一个倾斜导向面36，当驱动杆7相对打开后，弹簧将所述第一磁吸块35顶出至退让槽的外部，利用第一磁吸块35推动第二磁吸块34朝着远离第一磁吸块35的方向移动，并最终使得避障传感器与所述传感器活动安装板16平行，当驱动杆7打开后，由弹簧顶出第一磁吸块35，驱动杆7复位时，由倾斜导向面36将第一磁吸块35挤压进入到退让槽内，完成收纳，所以驱动杆7打开后，即可利用第一磁吸块35推动传感器底部的第二磁吸块34，使其逐渐保持水平，如图9所示，此时即可利用避障传感器在远离传感器活动安装板16的位置进行检测，以另一检测位置以及距离点进行二次识别检测，确保检测准确率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种机器人避障装置，其特征在于，包括：

移动主体(1)，所述移动主体(1)安装有驱动机构以及刹车系统；

避障传感器矩阵，居中安装在所述移动主体(1)的前进面上，用于检测和识别前方障碍物并反馈给移动主体(1)做出避障动作；

跟随主体(2)，伸缩式安装在所述移动主体(1)的尾端，用于移动主体(1)尾部的滚动支撑，并作为惯性件；

矩阵切换机构，用于安装避障传感器矩阵，当所述移动主体(1)主动刹车后，由所述跟随主体(2)产生向前的惯性力施加给矩阵切换机构，使得矩阵切换机构打开并切换检测位置至远离中心检测区域，且在打开过程中沿着打开弧线进行避障检测；

所述矩阵切换机构包括：

固定导向板(15)，安装在所述移动主体(1)前进面的两侧区域，所述移动主体(1)前进面形成一个矩阵切换腔，所述固定导向板(15)的一侧均与移动主体(1)固定连接，所述固定导向板(15)的前端面上均开设一个滑动装配腔；

两块传感器活动安装板(16)，分别安装在所述固定导向板(15)的滑动装配腔内，传感器活动安装板(16)能够相对固定导向板(15)打开或者闭合，在跟随主体(2)未对移动主动施加惯性力时两块传感器活动安装板(16)之间闭合，所述避障传感器矩阵居中位于两块传感器活动安装板(16)的中心检测区域，所述移动主体(1)两侧对应传感器活动安装板(16)的位置均开设一个贯穿的通槽(14)，所述传感器活动安装板(16)部分装入至所述通槽(14)中；

所述避障传感器矩阵由一个以上不同类型的避障传感器组成，每个避障传感器位于传感器活动安装板(16)的上下端面侧均铰接安装一驱动杆(7)，所述驱动杆(7)均呈倾斜状向着对应侧的固定导向板(15)延伸，并与固定导向板(15)的接触位置形成导向接触点，所述驱动杆(7)与传感器活动安装板(16)背面之间形成一个夹角a；

所述传感器活动安装板(16)的背部位于导向接触点一侧均凸出设置一安装凸台(30)，每根驱动杆(7)对应一个安装凸台(30)，并且所述驱动杆(7)与安装凸台(30)铰接，当两块传感器活动安装板(16)相对固定导向板(15)打开后，所述驱动杆(7)相对传感器活动安装板(16)跟随着打开，且打开过程中，所述夹角a逐渐变小，位于两块传感器活动安装板(16)上的避障传感器间距逐渐增加，且打开后的两块传感器活动安装板(16)之间形成间距L；

所述矩阵切换机构还包括：

铰接座(29)，所述铰接座(29)均固定安装在每块传感器活动安装板(16)背部；

铰接杆(26)，所述铰接杆(26)的一端与铰接座(29)铰接，所述铰接杆(26)的另一端铰接设置在一连接座(19)内，所述矩阵切换腔底面形成一个操作空间(17)，所述铰接座(29)、铰接杆(26)以及连接座(19)均位于所述操作空间(17)内；

驱动连杆(20)，所述驱动连杆(20)一端与连接座(19)固定连接，驱动连杆(20)的另一端与跟随主体(2)连接，当跟随主体(2)相对移动主体(1)施加惯性力时，将所述驱动连杆(20)相对所述传感器活动安装板(16)移动，进而通过铰接杆(26)打开两块传感器活动安装板(16)，打开过程中，所述驱动杆(7)相对所述固定导向板(15)的导向接触点导向打开；

所述驱动杆(7)与所述避障传感器之间均通过第一铰接轴(18)铰接，所述驱动杆(7)与所述安装凸台(30)之间通过第二铰接轴铰接；

所述移动主体(1)尾端设置一个装配伸缩腔(24)，所述跟随主体(2)相对装配伸缩腔(24)一侧形成装配伸缩部(4)，所述跟随主体(2)通过装配伸缩部(4)伸缩式装入于所述装配伸缩腔(24)内，所述装配伸缩部(4)装入于装配伸缩腔(24)一侧形成伸缩凸部(25)，所述伸缩凸部(25)伸缩式装入至装配伸缩腔(24)底面开设的凸部伸缩腔内，所述伸缩凸部(25)安装在所述凸部伸缩腔中并与所述驱动连杆(20)连接固定。

2.根据权利要求1所述的机器人避障装置，其特征在于：所述伸缩凸部(25)端面安装一弹性气囊，所述弹性气囊的一侧与伸缩凸部(25)端面固定粘接，另一侧与凸部伸缩腔底面固定粘接；

所述弹性气囊上设置有进气吸管(32)，所述进气吸管(32)上设置有单向进气阀，所述弹性气囊上还设置有出气管(33)，所述出气管(33)上设置有单向出气阀，所述进气吸管(32)的吸气速度小于出气管(33)的出气速度，所述弹性气囊采用具有形变恢复能力的弹性橡胶材料制成。

3.根据权利要求1所述的机器人避障装置，其特征在于：所述传感器活动安装板(16)的上下端均设置有滚珠滑槽(22)，正对滚珠滑槽(22)的固定导向板(15)上均设置有滚珠套，滚珠套内均嵌入设置一滚动珠(28)，所述滚动珠(28)扣入至滚珠滑槽(22)内，并与滚珠滑槽(22)滚动接触。

4.根据权利要求1所述的机器人避障装置，其特征在于：所述导向接触点设置有一接触滚柱(27)，所述接触滚柱(27)与固定导向板(15)转动连接，所述驱动杆(7)一侧与接触滚柱(27)滚动接触。

5.根据权利要求1所述的机器人避障装置，其特征在于：所述移动主体(1)底部安装有主动滚轮(13)，所述主动滚轮(13)通过驱动机构驱动滚动，所述跟随主体(2)的底部安装有被动滚轮(5)，且所述跟随主体(2)内设置有配重块；

所述跟随主体(2)的装配伸缩部(4)上下面均设置有导向滑杆(3)，所述装配伸缩腔(24)上下面对应导向滑杆(3)的位置设置有导向滑槽(23)，所述导向滑杆(3)滑动装配至导向滑槽(23)内。

6.根据权利要求1所述的机器人避障装置，其特征在于：所述驱动杆(7)相对传感器活动安装板(16)一面均嵌入设置一第一磁吸块(35)，所述第一磁吸块(35)嵌入安装在传感器活动安装板(16)上开设的退让槽内，且所述退让槽内均安装有弹簧，所述第一磁吸块(35)设置在靠近避障传感器一侧；

所述避障传感器背面靠近第一磁吸块(35)一侧设置有第二磁吸块(34)，所述第二磁吸块(34)与第一磁吸块(35)呈同性相持状态布设，所述第一磁吸块(35)背离第二磁吸块(34)一面设置有为一个倾斜导向面(36)，当驱动杆(7)相对打开后，弹簧将所述第一磁吸块(35)顶出至退让槽的外部，利用第一磁吸块(35)推动第二磁吸块(34)朝着远离第一磁吸块(35)的方向移动，并最终使得避障传感器与所述传感器活动安装板(16)平行。

7.一种机器人智能防碰系统，其特征在于，包括机器人主机，所述机器人主机具有智能防碰撞系统，所述智能防碰撞系统具有权利要求1至6任意一项所述的机器人避障装置。