CN117428790B - 一种机器人避障检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人避障技术领域，具体为一种机器人避障检测装置及方法，包括设置于机器人本体内部的避障检测机构，避障检测机构包括载台，载台固定设置于所述机器人本体的内部，载台的顶面贯穿开设有穿透口，载台的顶面且位于穿透口的外围固定设有安装圈，安装圈的外侧套装有旋转套，旋转套和所述安装圈之间转动配合，本发明在需要转弯的时候，可直接启动伺服电机，使避障雷达指向接下来要前进的方向，因此无需转动机器人本体的机身，不仅使用方便，而且避免了机身转动碰触周围行人的隐患。

Description

一种机器人避障检测装置及方法

技术领域

本发明涉及机器人避障技术领域，具体为一种机器人避障检测装置及方法。

背景技术

目前，随着人工智能科技的不断进步，越来越多的智能机器人参与到我们的日常生活当中，常见的机器人类型有工业机器人、送餐机器人、服务机器人和快递机器人等。

现如今，常见的机器人一般包括机身、设置于机身底部的行走机构和用于实现相应功能的操作机构。以酒店服务机器人为例，其在工作过程中，当其接收到某项指令时，机器人便会启动并驶向目的地；具体在行走过程中，机器人会沿着直线方向前进，当需要转弯时，机器人会保持静止，然后转动相应的角度，使机身正面朝向接下来要行驶的方向，转向完成后，机器人会继续前进，直至到达目的地。

现有的机器人在机身内部一般都装配有避障检测机构，用于检测行驶路上的障碍物。现有的避障检测机构一般采用雷达或测距传感器检测路障，且由于避障检测机构只能检测机器人正前方的障碍物，因此当机器人需要转弯时，机器人的机身必须要先转向，使避障检测机构对准接下来要行驶的方向。然而，当机器人转向时，若周围有行人靠的很近，那么机器人就会存在和周围行人产生碰撞的安全隐患。为了能够使避障检测机构检测到机身周围各个方向的障碍物，我们提出了一种机器人避障检测装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人避障检测装置及方法，用于解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种机器人避障检测装置，包括设置于机器人本体内部的避障检测机构，所述避障检测机构包括载台，所述载台固定设置于所述机器人本体的内部，所述载台的顶面贯穿开设有穿透口，所述载台的顶面且位于穿透口的外围固定设有安装圈，所述安装圈的外侧套装有旋转套，所述旋转套和所述安装圈之间转动配合，所述旋转套上固定设有安装部，所述安装部的顶面设有安装柱，所述安装柱背对载台中心的一面设有避障雷达，所述安装柱正对载台中心的一面设有安装条，所述安装条上沿自身长度方向设有若干激光测距传感器；

所述载台的顶面且位于穿透口的外围设有齿圈，所述安装部上设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴上设有主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿圈相啮合；

所述载台的中间位置处设有反光镜，所述反光镜用以使所述激光测距传感器发出的激光束倾斜向下反射出去；

所述机器人本体的四周壁上均贯穿开设有第一开口，所述第一开口的位置高度与所述避障雷达的高度一致，所述机器人本体的四周壁上且位于第一开口的下方均贯穿开设有第二开口，所述第二开口用于供所述激光测距传感器的激光束射出。

可选的，所述机器人本体的底壁贯穿开设有安装圆孔，所述安装圆孔内设有反射机构，所述反射机构包括旋转座，所述旋转座转动设置于安装圆孔内，所述旋转座与所述旋转套之间同中心轴设置，且二者之间固定连接，所述旋转座的上表面贯穿开设有反射口，所述反射口的长度方向与所述反光镜和安装条长度方向均一致，所述反射口内固定设有转动座，所述转动座内转动连接有反射板，所述反射板用以使所述激光测距传感器发出的激光束从机器人本体的下方反射出去。

可选的，所述避障检测机构还包括扇形板，所述扇形板固定设置于所述旋转套上且位于安装部的对立面，所述扇形板的底面设有连接柱，所述连接柱的底端穿过穿透口并与所述旋转座固定连接。

可选的，所述扇形板朝向安装部的一面垂直设有两根延伸条，两根所述延伸条的上方共同设有一个滑动组件，所述滑动组件的顶面设有反光座，所述反光座上转动设置有旋转轴，所述反光镜的长度方向与所述旋转轴的长度方向一致，且所述反光镜的背面与所述旋转轴固定连接，所述旋转轴的两端分别贯穿所述反光座的前后两侧壁并套装有从动齿轮，所述延伸条上沿自身长度方向设有齿条，所述从动齿轮与相应的所述齿条相啮合。

可选的，所述扇形板的上表面还设有推动气缸，所述推动气缸的缸体沿延伸条的长度方向分布，所述推动气缸的活动端设有连接件，所述连接件与所述滑动组件固定连接。

可选的，所述转动座的顶面固定设有推动座，所述推动座的外表面设有弹力绳，所述弹力绳远离推动座的一端与所述反射板相连接，自然状态下，所述弹力绳为拉伸状态，且所述反射板为水平姿态；所述推动座呈冂字形，所述推动座的顶面开设有调节口，所述调节口的内部左右两侧对称设有位移块，所述调节口的内部还设有光杆，所述光杆的两端分别活动贯穿两块位移块并与所述调节口的内壁固定连接，所述光杆的中段套设有推动弹簧，所述推动弹簧的两端分别和两块所述位移块抵接，且所述推动弹簧处于压缩状态，所述位移块的顶端铰接设有第一连杆，所述位移块的底端铰接设有第二连杆，两根所述第一连杆的顶端共同铰接设有拉动部，两根所述第二连杆的底端共同铰接设有推动组件，所述拉动部上连接有拉动绳，所述拉动绳的顶端穿过扇形板并与所述滑动组件相连接，所述推动组件与所述反射板的上表面相抵接。

可选的，所述滑动组件包括滑动座和活动块，所述滑动座的顶面开设有活动槽口，所述活动槽口的内底面设有第一滑轨，所述活动块的底部与所述第一滑轨滑动配合，所述活动块背对安装部的一面设有定位弹簧，所述定位弹簧远离活动块的一端与所述活动槽口的内壁固定连接，自然状态下，所述定位弹簧为压缩状态；两根所述延伸条的上表面且靠近安装部的一面均设有阻挡柱，当所述反光座与所述阻挡柱恰好接触时，所述反射板为倾斜状态，且激光测距传感器发射的激光束可依次经过反光镜、反射板的反射并且从机器人本体的下方水平向外射出。

可选的，所述反射板的中段位置处贯穿开设有反射缺口，所述反射缺口的内部一侧固嵌有电动推杆，所述电动推杆的活动端设有呈L形的反射座，所述反射座的上表面与反射板的上表面平行，且所述反射座的上表面设有若干反光锥；所述反射座背对电动推杆的一面还设有复位弹簧，所述复位弹簧远离反射座的一端与所述反射缺口的内壁相连接，且所述复位弹簧处于压缩状态；所述旋转座上还设有电源，所述电源与所述电动推杆电连接。

可选的，所述转动座的顶面开设有推动槽口，所述推动组件插设于所述推动槽口内，所述推动组件包括端帽和推杆，所述端帽为下端具有开口的中空结构，所述推杆的顶端插入在所述端帽的内部，且所述推杆的顶端和端帽的内顶面之间连接有弹性件；所述端帽的前后两侧壁均设有导电触头，且两个所述导电触头之间通过导线连接，所述反射板的上表面还设有两块导电片，两块所述导电片均与所述电动推杆串联设置，当两个所述导电触头分别和两块所述导电片抵接时，所述电动推杆通电，所述激光测距传感器发出的激光束可依次经过反光镜、反光锥的反射并且从机器人本体的下方水平向外射出，且激光束的射出方向与避障雷达的正对方向不一致。

本发明还提供一种机器人避障检测方法，包括以下步骤：

提供上述的机器人避障检测装置，当机器人本体向正前方直线运动时，避障雷达用于向正前方扫描障碍，激光测距传感器经过反光镜的反射后倾斜向下扫描地面上的障碍；

当机器人需要转弯时，则机器人本体保持静止不动，伺服电机工作并带动旋转套转动，从而使避障雷达正对接下来要前进的方向；

当激光测距传感器扫描到地面上存在障碍物时，则推动气缸工作并推动滑动组件向前运动，从而使反光镜逆时针转动，此时激光测距传感器发出的激光束可经过反光镜、反射板的反射后向正前方射出；

判断地面上的障碍物的高度，若高度低于机器人本体的底面高度，则机器人本体可直接跨越障碍物，否则，机器人本体需要转向绕行

与现有技术相比，本发明提供了一种机器人避障检测装置及方法，具备以下有益效果：

本发明在需要转弯的时候，可直接启动伺服电机，使避障雷达指向接下来要前进的方向，因此无需转动机器人本体的机身，不仅使用方便，而且避免了机身转动碰触周围行人的隐患；

本发明在检测到正前方存在障碍物时，可通过打开反射板，从而利用激光测距传感器检测正前方的障碍物是否高于机器人本体的底面高度，以判断机器人能否越过障碍物，若障碍物低于机器人本体的底面高度，则机器人无需避让，因此有助于提高机器人的行走效率；

本发明在检测到正前方的障碍物无法越过时，可进一步通过反光锥判断障碍物的宽度，从而辅助机器人判断绕开障碍物所需要行走的距离，因此有助于提高机器人的智能化程度，进一步提高机器人的行走效率；

本发明通过一组激光测距传感器可实现多种不同角度的检测，且不同角度的检测可对应不同的功能，因此有助于节约传感器的使用量，进而节约了机器人的制造成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明行走状态结构剖视图；

图3为本发明判断障碍物高度状态结构剖视图；

图4为本发明判断障碍物宽度状态结构剖视图；

图5为本发明避障检测机构结构示意图；

图6为本发明避障检测机构另一角度示意图；

图7为本发明安装部结构示意图；

图8为本发明反射机构结构示意图；

图9为本发明反射板结构示意图；

图10为本发明推动组件结构示意图；

图11为本发明转动座结构示意图；

图12为本发明判断障碍物高度和宽度状态的俯视图；

图13为图2中A处放大对应图；

图14为图3中B处放大对应图；

图15为图4中C处放大对应图；

图16为图4中D处放大对应图；

图17为图5中E处放大对应图；

图18为图8中F处放大对应图。

图中：100、机器人本体；101、第一开口；102、第二开口；103、安装圆孔；200、避障检测机构；201、载台；202、穿透口；203、安装圈；204、旋转套；205、安装部；206、安装柱；207、避障雷达；208、安装条；209、激光测距传感器；210、齿圈；211、伺服电机；212、主动齿轮；213、反光镜；214、扇形板；215、连接柱；216、延伸条；217、滑动组件；2171、滑动座；2172、活动块；2173、活动槽口；2174、第一滑轨；2175、定位弹簧；218、反光座；219、旋转轴；220、从动齿轮；221、齿条；222、推动气缸；223、连接件；224、阻挡柱；225、第二滑轨；226、穿线孔；300、反射机构；301、旋转座；302、反射口；303、转动座；304、反射板；3041、板体；3042、反射镜；305、推动座；306、弹力绳；307、调节口；308、位移块；309、光杆；310、推动弹簧；311、第一连杆；312、第二连杆；313、拉动部；314、推动组件；3141、端帽；3142、推杆；3143、弹性件；315、拉动绳；316、反射缺口；317、电动推杆；318、反射座；319、反光锥；320、复位弹簧；321、电源；322、推动槽口；323、导电触头；324、导电片。

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。

目前，机器人在行走过程中，其内部的避障检测机构会不断扫描机器人的正前方是否存在障碍物，若发现障碍物，则机器人会立即停止前进，然后根据障碍物类型选择绕行或者等待。

传统的机器人避障检测机构往往存在一定的视觉盲区，主要是位于地面上的小体积障碍物或凹坑，因此，为了尽可能少的减少视觉盲区，现有的避障检测机构中一般都具有倾斜向下发射激光的传感器，主要用于扫描地面上是否存在凸起或凹陷，从而避免机器人跌倒。

然而，当机器人在行走过程中发现地面上存在凸起障碍物时，由于激光束是倾斜向下发出的，因此往往难以判断障碍物的高度，此时，机器人一般会选择绕开障碍物，而绕开障碍物不仅增加了机器人的行程，同时也增加了机器人到达目的地的时间。实际上，机器人的底面距离地面一般都具有一定的高度差，例如10公分，因此，若障碍物的高度低于10公分，机器人完全可以越过障碍物，而无需绕行；因此，若避障检测机构在能够检测到前方存在障碍物的同时，还能够辅助判断机器人是否可以越过，那么将可以大大提高机器人的行驶效率。

为了能够解决上述问题，我们提出以下实施例。

实施例1，如图1、图2和图5，一种机器人避障检测装置，包括设置于机器人本体100内部的避障检测机构200，避障检测机构200包括载台201，载台201固定设置于机器人本体100的内部，载台201的顶面贯穿开设有穿透口202，如图 5所示，穿透口202呈圆形，载台201的顶面且位于穿透口202的外围固定设有安装圈203，安装圈203的外侧套装有旋转套204，旋转套204和安装圈203之间通过轴承转动配合，旋转套204上固定设有安装部205，安装部205的顶面设有安装柱206，安装柱206背对载台201中心的一面设有避障雷达207，安装柱206正对载台201中心的一面设有安装条208，安装条208上沿自身长度方向设有若干激光测距传感器209；具体的，避障雷达207的检测端指向机器人本体100行走方向，用于识别机器人本体100的正前方是否存在障碍物，避障雷达207还具有发射端和接收端，发射端用于发出电磁波信号，接收端用于接收发射信号，从而判断是否存在障碍物。

如图5和图7所示，载台201的顶面且位于穿透口202的外围设有齿圈210，安装部205上设有伺服电机211，伺服电机211的输出轴上设有主动齿轮212，主动齿轮212与齿圈210相啮合，因此，当伺服电机211工作时，即可带动旋转套204及安装部205转动，从而调节避障雷达207的朝向。

如图5和图6所示，载台201的中间位置处设有反光镜213，反光镜213用以使激光测距传感器209发出的激光束倾斜向下反射出去；具体的，避障检测机构200还包括扇形板214，扇形板214固定设置于旋转套204上且位于安装部205的对立面，扇形板214朝向安装部205的一面垂直设有两根延伸条216，两根延伸条216的上方共同设有一个滑动组件217，滑动组件217的顶面设有反光座218，反光座218呈凵字形，反光座218上转动设置有旋转轴219，反光镜213的长度方向与旋转轴219的长度方向一致，且反光镜213的背面与旋转轴219固定连接，旋转轴219的两端分别贯穿反光座218的前后两侧壁并套装有从动齿轮220，延伸条216上沿自身长度方向设有齿条221，从动齿轮220与相应的齿条221相啮合；另外，延伸条216的上表面还设有第二滑轨225，滑动组件217与第二滑轨225滑动配合。

另外，扇形板214的上表面还设有推动气缸222，推动气缸222的缸体沿延伸条216的长度方向分布，推动气缸222的活动端设有连接件223，连接件223与滑动组件217固定连接，即推动气缸222可控制滑动组件217前后滑移，并且，由于从动齿轮220和齿条221相啮合，因此，当滑动组件217前后滑移时，反光镜213的倾角也会产生相应的改变。

如图1所示，机器人本体100的四周壁上均贯穿开设有第一开口101，第一开口101的位置高度与避障雷达207的高度相当，机器人本体100的四周壁上且位于第一开口101的下方均贯穿开设有第二开口102，第一开口101和第二开口102内可选择性安装平面透镜，其中，第二开口102用于供激光测距传感器209的激光束经反光镜213的反射后倾斜向下射出，用于扫描地面上的障碍物和凹坑。

另外，值得一提的是，机器人本体100内部具有用于控制机器人前进和做出相应动作的控制器，避障雷达207和激光测距传感器209的信号输出端均与控制器通信连接，且该控制器还能够控制伺服电机211的动作，以间接控制避障雷达207的朝向。

进一步的，机器人本体100的底壁贯穿开设有安装圆孔103，安装圆孔103内设有反射机构300，反射机构300包括旋转座301，旋转座301通过轴承转动设置于安装圆孔103内，旋转座301与旋转套204之间同中心轴设置，且二者之间固定连接，旋转座301的上表面贯穿开设有反射口302，如图8所示，反射口302呈长条形状，反射口302的长度方向与反光镜213和安装条208长度方向均一致，反射口302内固定设有转动座303，转动座303内转动连接有反射板304，反射板304是由板体3041和固嵌在板体3041上表面的反射镜3042组成；另外，值得一提的是，扇形板214的底面设有连接柱215，连接柱215的底端穿过穿透口202并与旋转座301固定连接，因此，当旋转套204转动时，旋转座301可同步转动。

进一步的，转动座303的顶面固定设有推动座305，推动座305的外表面设有弹力绳306，弹力绳306远离推动座305的一端与反射板304相连接，自然状态下，弹力绳306为拉伸状态，且反射板304为水平姿态，如图13所示；推动座305呈冂字形，推动座305的顶面开设有调节口307，调节口307的内部左右两侧对称设有位移块308，调节口307的内部还设有光杆309，光杆309的两端分别活动贯穿两块位移块308并与调节口307的内壁固定连接，因此，两块位移块308均能够沿着光杆309滑动，光杆309的中段套设有推动弹簧310，推动弹簧310的两端分别和两块位移块308抵接，且推动弹簧310处于压缩状态，即推动弹簧310对两块位移块308均具有向外的推力，使二者具有相互远离的趋势。

如图11所示，位移块308的顶端铰接设有第一连杆311，位移块308的底端铰接设有第二连杆312，两根第一连杆311的顶端共同铰接设有拉动部313，两根第二连杆312的底端共同铰接设有推动组件314，拉动部313上连接有拉动绳315，拉动绳315的顶端穿过扇形板214并与滑动组件217相连接，推动组件314与反射板304的上表面相抵接；另外，扇形板214上贯穿开设有穿线孔226，如图6所示，拉动绳315穿过穿线孔226并且与滑动组件217相连接，因此，当滑动组件217先前滑动时，会牵引拉动绳315，进而使两块位移块308相互靠近，并且使推动组件314的底端向下推动反射板304，使反射板304保持倾斜；具体的，两根延伸条216的上表面且靠近安装部205的一面均设有阻挡柱224，当反光座218与阻挡柱224恰好接触时，反射板304为倾斜状态，且激光测距传感器209发射的激光束可依次经过反光镜213、反射板304的反射并且从机器人本体100的下方水平向外射出；此时，若障碍物的高度低于从反射板304中反射出来的激光束，那么说明障碍物的高度必然低于机器人本体100的底面，即机器人可以越过；反之，则说明机器人无法越过障碍物，需要绕行。

本实施例在实际应用过程中，避障雷达207始终朝向机器人的前进方向，且机器人始终沿直线方向运动；当机器人需要转弯时，即机器人暂时停止前进，由伺服电机211工作并带动旋转套204转动，从而使避障雷达207指向接下来要前进的方向，因此，机器人本体100无需转动，可直接沿避障雷达207的指向方向前进。在机器人的前进过程中，避障雷达207扫描正前方的障碍物，激光测距传感器209倾斜向下扫描障碍物，当发现正前方地面存在障碍物时，则机器人立即停止前进，并且由推动气缸222推动滑动组件217前进，直至当反光座218与阻挡柱224恰好接触时，此时反射板304为倾斜状态，并且激光测距传感器209发射的激光束可经过反光镜213和反射板304的反射后水平向正前方射出，从而判断障碍物的高度，若障碍物低于该射出的激光束，则说明机器人可以越过，反之则机器人选择绕行。

值得一提的是，当机器人选择越过障碍物的时候，推动气缸222需要向后拉动滑动组件217，使其回到原位，那么反射板304也将向上翻转并恢复原位，从而避免反射板304刮到障碍物。

实施例2，如图16所示，滑动组件217包括滑动座2171和活动块2172，滑动座2171的顶面开设有活动槽口2173，活动槽口2173的内底面设有第一滑轨2174，活动块2172的底部与第一滑轨2174滑动配合，活动块2172背对安装部205的一面设有定位弹簧2175，定位弹簧2175远离活动块2172的一端与活动槽口2173的内壁固定连接，自然状态下，定位弹簧2175为压缩状态；因此，当反光座218与阻挡柱224恰好接触时，滑动座2171仍然具有向前运动的余量。

进一步的，反射板304的中段位置处贯穿开设有反射缺口316，如图15所示，反射缺口316的内部一侧固嵌有电动推杆317，具体的，反射缺口316的内表面开设有隐藏槽口，电动推杆317设置在该隐藏槽口内，且电动推杆317的长度方向与反射板304的宽度方向一致，电动推杆317的活动端设有呈L形的反射座318，反射座318的上表面与反射板304的上表面平行，且反射座318的上表面设有若干反光锥319，反光锥319与激光测距传感器209一一对应；反射座318背对电动推杆317的一面还设有复位弹簧320，复位弹簧320远离反射座318的一端与反射缺口316的内壁相连接，且复位弹簧320处于压缩状态，即复位弹簧320对反射座318始终具有推动力；另外，旋转座301上还设有电源321，电源321与电动推杆317电连接，当电动推杆317通电时，其活动端可自动向外伸出，用于推动反射座318前进。

如图11所示，转动座303的顶面开设有推动槽口322，推动组件314插设于推动槽口322内，推动组件314包括端帽3141和推杆3142，端帽3141为下端具有开口的中空结构，推杆3142的顶端插入在端帽3141的内部，且推杆3142的顶端和端帽3141的内顶面之间连接有弹性件3143。弹性件3143采用弹簧片，且当推动组件314向下推动反射板304时，弹性件3143能够克服弹力绳306的拉力并成功推动反射板304，直至反射板304的下表面和转动座303的内部下表面抵接，如图14所示状态。

进一步的，端帽3141的前后两侧壁均设有导电触头323，如图10所示，且两个导电触头323之间通过导线连接，反射板304的上表面还设有两块导电片324，如图9所示，两块导电片324均与电动推杆317串联设置，导电触头323和导电片324均为紫铜材质，且端帽3141和反射板304均为绝缘材质；当推动气缸222推动滑动组件217继续前进时，则反光镜213会同步转动，推动组件314会同步向下运动，由于反射板304已经和转动座303的内部下表面抵接，无法转动，因此推杆3142会保持不同，而端帽3141会下移，直至两个导电触头323分别和两块导电片324抵接时，推动气缸222停止工作，此时，电动推杆317通电，电动推杆317的活动端伸出并推动反射座318前进，激光测距传感器209发出的激光束可依次经过反光镜213、反光锥319的反射并且从机器人本体100的下方水平向外射出，且激光束的射出方向与避障雷达207的正对方向存在一定夹角，具体在本实施例中，该夹角为15°至30°之间。

本申请实施例还提出一种机器人避障检测方法，包括以下步骤：

在机器人本体100向正前方直线运动过程中，避障雷达207用于向正前方扫描障碍，激光测距传感器209经过反光镜213的反射后倾斜向下扫描地面上的障碍物或凹坑；

当机器人需要转弯时，则机器人本体100保持静止不动，伺服电机211工作并带动旋转套204转动，从而使避障雷达207正对接下来要前进的方向；

当激光测距传感器209扫描到地面上存在障碍物时，则推动气缸222工作并推动滑动组件217向前运动，从而使反光镜213倾斜一定角度，此时激光测距传感器209发出的激光束可经过反光镜213、反射板304的反射后向正前方射出；

然后判断地面上的障碍物高度，若激光束经障碍物的反射后能够被激光测距传感器209检测到，则说明障碍物高于机器人本体100的底面，反之，障碍物的高度低于机器人本体100的底面高度，则机器人本体100可直接跨越障碍物；

当障碍物高于机器人本体100的底面时，则推动气缸222需要继续推动滑动组件217前进，直至电动推杆317通电为止，此时电动推杆317控制反射座318向前运动，且激光测距传感器209发出的激光束可依次经过反光镜213、反光锥319向外射出，且射出的激光束与机器人本体100的正对方向保持一定的倾角，作用是辅助判断障碍物的宽度，从而帮助机器人计算绕开障碍物的最优路径，进而有助于提高机器人的行驶效率。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种机器人避障检测装置，包括设置于机器人本体(100)内部的避障检测机构(200)，其特征在于：所述避障检测机构(200)包括载台(201)，所述载台(201)固定设置于所述机器人本体(100)的内部，所述载台(201)的顶面贯穿开设有穿透口(202)，所述载台(201)的顶面且位于穿透口(202)的外围固定设有安装圈(203)，所述安装圈(203)的外侧套装有旋转套(204)，所述旋转套(204)和所述安装圈(203)之间转动配合，所述旋转套(204)上固定设有安装部(205)，所述安装部(205)的顶面设有安装柱(206)，所述安装柱(206)背对载台(201)中心的一面设有避障雷达(207)，所述安装柱(206)正对载台(201)中心的一面设有安装条(208)，所述安装条(208)上沿自身长度方向设有若干激光测距传感器(209)；

所述载台(201)的顶面且位于穿透口(202)的外围设有齿圈(210)，所述安装部(205)上设有伺服电机(211)，所述伺服电机(211)的输出轴上设有主动齿轮(212)，所述主动齿轮(212)与所述齿圈(210)相啮合；

所述载台(201)的中间位置处设有反光镜(213)，所述反光镜(213)用以使所述激光测距传感器(209)发出的激光束倾斜向下反射出去；

所述机器人本体(100)的四周壁上均贯穿开设有第一开口(101)，所述第一开口(101)的位置高度与所述避障雷达(207)的高度一致，所述机器人本体(100)的四周壁上且位于第一开口(101)的下方均贯穿开设有第二开口(102)，所述第二开口(102)用于供所述激光测距传感器(209)的激光束射出；

所述机器人本体(100)的底壁贯穿开设有安装圆孔(103)，所述安装圆孔(103)内设有反射机构(300)，所述反射机构(300)包括旋转座(301)，所述旋转座(301)转动设置于安装圆孔(103)内，所述旋转座(301)与所述旋转套(204)之间同中心轴设置，且二者之间固定连接，所述旋转座(301)的上表面贯穿开设有反射口(302)，所述反射口(302)的长度方向与所述反光镜(213)和安装条(208)长度方向均一致，所述反射口(302)内固定设有转动座(303)，所述转动座(303)内转动连接有反射板(304)，所述反射板(304)用以使所述激光测距传感器(209)发出的激光束从机器人本体(100)的下方反射出去；

所述避障检测机构(200)还包括扇形板(214)，所述扇形板(214)固定设置于所述旋转套(204)上且位于安装部(205)的对立面，所述扇形板(214)的底面设有连接柱(215)，所述连接柱(215)的底端穿过穿透口(202)并与所述旋转座(301)固定连接；

所述扇形板(214)朝向安装部(205)的一面垂直设有两根延伸条(216)，两根所述延伸条(216)的上方共同设有一个滑动组件(217)，所述滑动组件(217)的顶面设有反光座(218)，所述反光座(218)上转动设置有旋转轴(219)，所述反光镜(213)的长度方向与所述旋转轴(219)的长度方向一致，且所述反光镜(213)的背面与所述旋转轴(219)固定连接，所述旋转轴(219)的两端分别贯穿所述反光座(218)的前后两侧壁并套装有从动齿轮(220)，所述延伸条(216)上沿自身长度方向设有齿条(221)，所述从动齿轮(220)与相应的所述齿条(221)相啮合；

所述转动座(303)的顶面固定设有推动座(305)，所述推动座(305)的外表面设有弹力绳(306)，所述弹力绳(306)远离推动座(305)的一端与所述反射板(304)相连接，自然状态下，所述弹力绳(306)为拉伸状态，且所述反射板(304)为水平姿态；所述推动座(305)呈冂字形，所述推动座(305)的顶面开设有调节口(307)，所述调节口(307)的内部左右两侧对称设有位移块(308)，所述调节口(307)的内部还设有光杆(309)，所述光杆(309)的两端分别活动贯穿两块位移块(308)并与所述调节口(307)的内壁固定连接，所述光杆(309)的中段套设有推动弹簧(310)，所述推动弹簧(310)的两端分别和两块所述位移块(308)抵接，且所述推动弹簧(310)处于压缩状态，所述位移块(308)的顶端铰接设有第一连杆(311)，所述位移块(308)的底端铰接设有第二连杆(312)，两根所述第一连杆(311)的顶端共同铰接设有拉动部(313)，两根所述第二连杆(312)的底端共同铰接设有推动组件(314)，所述拉动部(313)上连接有拉动绳(315)，所述拉动绳(315)的顶端穿过扇形板(214)并与所述滑动组件(217)相连接，所述推动组件(314)与所述反射板(304)的上表面相抵接；

所述反射板(304)的中段位置处贯穿开设有反射缺口(316)，所述反射缺口(316)的内部一侧固嵌有电动推杆(317)，所述电动推杆(317)的活动端设有呈L形的反射座(318)，所述反射座(318)的上表面与反射板(304)的上表面平行，且所述反射座(318)的上表面设有若干反光锥(319)；所述反射座(318)背对电动推杆(317)的一面还设有复位弹簧(320)，所述复位弹簧(320)远离反射座(318)的一端与所述反射缺口(316)的内壁相连接，且所述复位弹簧(320)处于压缩状态；所述旋转座(301)上还设有电源(321)，所述电源(321)与所述电动推杆(317)电连接；

所述转动座(303)的顶面开设有推动槽口(322)，所述推动组件(314)插设于所述推动槽口(322)内，所述推动组件(314)包括端帽(3141)和推杆(3142)，所述端帽(3141)为下端具有开口的中空结构，所述推杆(3142)的顶端插入在所述端帽(3141)的内部，且所述推杆(3142)的顶端和端帽(3141)的内顶面之间连接有弹性件(3143)；所述端帽(3141)的前后两侧壁均设有导电触头(323)，且两个所述导电触头(323)之间通过导线连接，所述反射板(304)的上表面还设有两块导电片(324)，两块所述导电片(324)均与所述电动推杆(317)串联设置，当两个所述导电触头(323)分别和两块所述导电片(324)抵接时，所述电动推杆(317)通电，所述激光测距传感器(209)发出的激光束可依次经过反光镜(213)、反光锥(319)的反射并且从机器人本体(100)的下方水平向外射出，且激光束的射出方向与避障雷达(207)的正对方向不一致。

2.根据权利要求1所述的一种机器人避障检测装置，其特征在于：所述扇形板(214)的上表面还设有推动气缸(222)，所述推动气缸(222)的缸体沿延伸条(216)的长度方向分布，所述推动气缸(222)的活动端设有连接件(223)，所述连接件(223)与所述滑动组件(217)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种机器人避障检测装置，其特征在于：所述滑动组件(217)包括滑动座(2171)和活动块(2172)，所述滑动座(2171)的顶面开设有活动槽口(2173)，所述活动槽口(2173)的内底面设有第一滑轨(2174)，所述活动块(2172)的底部与所述第一滑轨(2174)滑动配合，所述活动块(2172)背对安装部(205)的一面设有定位弹簧(2175)，所述定位弹簧(2175)远离活动块(2172)的一端与所述活动槽口(2173)的内壁固定连接，自然状态下，所述定位弹簧(2175)为压缩状态；两根所述延伸条(216)的上表面且靠近安装部(205)的一面均设有阻挡柱(224)，当所述反光座(218)与所述阻挡柱(224)恰好接触时，所述反射板(304)为倾斜状态，且激光测距传感器(209)发射的激光束可依次经过反光镜(213)、反射板(304)的反射并且从机器人本体(100)的下方水平向外射出。

4.一种机器人避障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

提供如权利要求2所述的机器人避障检测装置，当机器人本体(100)向正前方直线运动时，避障雷达(207)用于向正前方扫描障碍，激光测距传感器(209)经过反光镜(213)的反射后倾斜向下扫描地面上的障碍；

当机器人需要转弯时，则机器人本体(100)保持静止不动，伺服电机(211)工作并带动旋转套(204)转动，从而使避障雷达(207)正对接下来要前进的方向；

当激光测距传感器(209)扫描到地面上存在障碍物时，则推动气缸(222)工作并推动滑动组件(217)向前运动，从而使反光镜(213)逆时针转动，此时激光测距传感器(209)发出的激光束可经过反光镜(213)、反射板(304)的反射后向正前方射出；

判断地面上的障碍物的高度，若高度低于机器人本体(100)的底面高度，则机器人本体(100)可直接跨越障碍物，否则，机器人本体(100)需要转向绕行。