CN207215130U - 可分离式光学里程计及移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种可分离式光学里程计及移动机器人，通过将光学里程计设置成可分离式的模块化结构，在需要使用的场合才进行组装，如此可以降低功耗，同时，也可以作为一个选购件供消费者选购，以此可以降低消费者的购买成本。此外，光学里程计模块化后，如果光学里程计损坏了，可以直接拆卸维修或者更换新的里程计即可，不仅可以提高维修效率，也可以降低机器人的维修成本，不需要专人维修，用户自己就可以完成。如果是机器人损坏了，用户可以购买新的不带光学里程计的机器人，然后继续使用原来的光学里程计，从而降低成本，减少资源消耗。

Description

可分离式光学里程计及移动机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种可分离式光学里程计及移动机器人。

背景技术

行走机器人的定位技术是机器人技术的基础部分，机器人只有“知道自己在哪里”，才能做其他智能化的行为。目前的机器人定位技术有很多种，包括有激光定位、视觉定位、惯性导航定位、卫星导航定位、无线电定位等等。不依赖于外部信号（如卫星、基站信号等）的定位称为自主定位，适应性更好，例如各种家用的机器人。激光定位和视觉定位精度高，但是机器需要额外的结构来装配这些部件，同时成本也比较高。随着技术的发展，惯性导航长时间的漂移得到了很大的改善，但是这个技术对于一些特殊的地面，如地毯、有水的瓷砖等容易打滑的地面，适应性就会很差。采用光学里程计可以很好的解决地毯问题，但是会带来成本的增加，并不是每个消费者都需要，如果家里没有地毯，机器人中的光学里程计不仅起不到实际的作用，还会增加消费者的购买成本，同时，浪费了机器人的数据处理资源和能耗。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种可分离式光学里程计及移动机器人，用户可以根据实际需求，选择是否购买或者装配光学里程计，从而提高产品的购买或者使用的灵活性，在保证产品实用性的同时，可以降低购买成本。本实用新型的具体技术方案如下：

一种可分离式光学里程计，包括LED灯、成像透镜和光流成像传感器，还包括：

壳体，所述壳体的一端设有入光口，另一端设有光流成像传感器；所述LED灯设置在所述入光口，所述成像透镜设置在所述入光口和所述光流成像传感器之间，用于将所述入光口射入的外界光线聚焦成像后投射在所述光流成像传感器上；

信号连接部，连接所述光流成像传感器，并显露在所述壳体的外面；

固定部，设置于所述壳体的外壁，并用于固定所述壳体。

进一步地，所述壳体为中空的直筒状，所述直筒状的壳体的一端开口，形成所述入光口；另一端封闭，设置所述光流成像传感器；所述信号连接部设置在所述壳体的外侧壁。

进一步地，所述壳体为中空的L形状，所述L形状的壳体的短边的一端开口，形成所述入光口，另一端与所述L形状的壳体的长边的一端连通，连通处设有反射镜，所述长边的另一端设有所述光流成像传感器，所述信号连接部设置在所述长边的另一端的端面上。

进一步地，所述固定部为卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

一种移动机器人，包括主体和设于主体下部的驱动轮，所述主体还包括装配部，所述装配部用于装配上述的光学里程计。

进一步地，所述装配部为从所述主体的外侧壁向内凹陷的缺口，所述缺口的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述缺口时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

进一步地，所述装配部为从所述主体的底部向内凹陷的孔洞，所述孔洞的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述孔洞时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

进一步地，所述装配部为从所述主体的外侧壁和上端面向内凹陷所形成的L形状的凹槽，或者为从所述主体的外侧壁向内凹陷第一深度和第二深度所形成的L形状的凹槽，所述凹槽的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述凹槽时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

进一步地，所述装配部还设有与所述光学里程计相配合的卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

进一步地，所述信号对接部与所述主体内的处理器连接。

本实用新型的有益效果在于：通过将光学里程计设置成可分离式的模块化结构，在需要使用的场合才进行组装，如此可以降低功耗，同时，也可以作为一个选购件供消费者选购，以此可以降低消费者的购买成本。此外，光学里程计模块化后，如果光学里程计损坏了，可以直接拆卸维修或者更换新的里程计即可，不仅可以提高维修效率，也可以降低机器人的维修成本，不需要专人维修，用户自己就可以完成。如果是机器人损坏了，用户可以购买新的不带光学里程计的机器人，然后继续使用原来的光学里程计，从而降低成本，减少资源消耗。

附图说明

图1为本实用新型所述可分离式光学里程计的结构示意图一。

图2为本实用新型所述可分离式光学里程计的结构示意图二。

图3为本实用新型所述移动机器人的结构示意图一。

图4为本实用新型所述移动机器人的结构示意图二。

图5为本实用新型所述移动机器人的结构示意图三。

图6为本实用新型所述移动机器人的结构示意图四。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

光学里程计106是一种通过光学原理进行图像检测以得到光学图像的传感器，处理器102通过对检测到的光学图像数据进行处理，可以得到移动距离的信息，主要应用于机器人的视觉系统。如图1和图2所示的可分离式光学里程计106，包括壳体201、LED灯204、成像透镜202、光流成像传感器205、信号连接部203和固定部206。所述壳体201的一端设有入光口，另一端设有光流成像传感器205；所述LED灯204设置在所述入光口，所述成像透镜202设置在所述入光口和所述光流成像传感器205之间。所述LED灯204发出的光，经过外界物体反射后，从所述入光口射入，所述成像透镜202将所述入光口射入的外界光线聚焦成像后投射在所述光流成像传感器205上。所述信号连接部203的一端连接所述光流成像传感器205，另一端显露在所述壳体201的外面，便于连接至外部的处理器102，将所述光流成像传感器205检测到的数据传输给处理器102。所述固定部206设置于所述壳体201的外壁，并用于固定所述壳体201。

本实用新型通过将光学里程计106设置成可分离式的模块化结构，在需要使用的场合才进行组装，如此可以降低功耗，同时，也可以作为一个选购件供消费者选购，以此可以降低消费者的购买成本。此外，光学里程计106模块化后，如果光学里程计106损坏了，可以直接拆卸维修或者更换新的里程计即可，不仅可以提高维修效率，也可以降低机器人的维修成本，不需要专人维修，用户自己就可以完成。如果是机器人损坏了，用户可以购买新的不带光学里程计106的机器人，然后继续使用原来的光学里程计106，从而降低成本，减少资源消耗。

优选的，如图1所示：所述壳体201为中空的直筒状，其外部形状（横截面的外周边的形状）可以设计成圆形或方形等其它形状。所述直筒状的壳体201的一端开口，形成所述入光口；另一端封闭，设置所述光流成像传感器205。所述信号连接部203设置在所述壳体201的外侧壁，其一端通过信号线连接至所述光流成像传感器205，另一端则显露在外侧壁外。一卡块设置在所述壳体201的外侧壁上，所述壳体201通过所述卡块可以和外部的卡槽进行卡扣连接，从而实现所述光学里程计106的固定。这种结构的光学里程计106结构简单，生产制造方便，与机器人主体101装配起来也很容易，适于推广应用。

优选的，如图2所示，所述壳体201为中空的L形状。所述L形状的壳体201的短边的一端开口，形成所述入光口，所述LED灯204为四个，以入光口的中心线为轴线呈圆周排列式地分布在所述入光口处。所述L形状的壳体201的短边的另一端与所述L形状的壳体201的长边的一端连通，连通处设有反射镜207，一平面透镜208设置在所述LED灯204和所述反射镜207之间，用于防止外界杂物进入壳体201内部。所述L形状的壳体201的长边的另一端设有所述光流成像传感器205，所述信号连接部203设置在所述长边的另一端的端面上，所述信号连接部203为所述光流成像传感器205上的信号输出端，这样，就可以不用额外设置独立的信号连接部203，也不用额外的信号线连接独立的信号连接部203和所述光流成像传感器205。所述固定部206采用粘贴绵的结构，当所述光学里程计106与机器人主体101连接时，粘贴绵将所述光学里程计106牢固地粘贴在所述主体101上。本实用新型所述的L形结构的光学里程计106，通过采用反射镜207，将从短边的入光口射入的光线进行折射后，投射至位于长边端部的所述成像透镜202，最后通过成像透镜202投射至所述光流成像传感器205上。这种弯折的光学系统，使得光学里程计106在保证光学图像检测性能的同时，降低移动机器人的厚度，避免现有结构为了增大景深所带来的移动机器人厚度过大的问题。

优选的，所述固定部206除了可以采用上述的卡接结构和粘接结构，还可以采用螺接结构，即在所述壳体201上设置螺孔，通过螺钉或者螺栓等紧固件，将所述壳体201固定在机器人主体101上。

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。扫地机器人的机身为无线机器，以圆盘型为主。使用充电电池运作，操作方式为遥控或是机器上的操作面板103。一般能设定时间预约打扫，自行充电。机体上设有各种感应器，可检测行进距离、行进角度、机身状态和障碍物等，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依不同的设定，而走不同的路线，有规划地清扫地区。

如图3和图4所示，本实用新型所述的移动机器人，包括主体101和设于主体101下部的驱动轮104。所述主体101前面有用于检测碰撞的传感器，前面检测碰撞传感器105可以是物理的碰撞检测或者是超声波、激光等非接触式检测。所述主体101的上部端面设有操作面板103，通过所述操作面板103可以控制所述机器人。机器人主体101内部设有加速度计和陀螺仪等惯性传感器，驱动轮104上还设有码盘。所述主体101还包括装配部108，所述装配部108用于装配所述光学里程计106。

优选的，如图3所示，所述装配部108为从所述主体101的外侧壁向内凹陷的缺口，所述缺口的内壁上设有信号对接部107，所述光学里程计106装配至所述缺口时，所述信号连接部203与所述信号对接部107相互接触。所述信号对接部107连接至机器人主体101内部的处理器102，用于将所述光流成像传感器205检测到的数据发送给主体101内部的处理器102，处理器102根据接收到的数据来控制机器人的动作。所述缺口为方柱形状，与所述光学里程计106的方柱形状相适配，所述光学里程计106装配至所述缺口时，刚好能够将所述缺口填平（如图4所示）。如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形也为方柱形状的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。所述缺口的内壁上还设有卡槽，与所述壳体201上的卡块相适配，当所述光学里程计106装配至所述缺口时，所述卡块插入所述卡槽，从而将所述光学里程计106固定在所述缺口中。

优选的，所述装配部108为从所述主体101的底部向内凹陷的孔洞，所述孔洞的内壁上设有信号对接部107，所述光学里程计106装配至所述孔洞时，所述信号连接部203与所述信号对接部107相互接触。所述固定部206为与所述壳体201一体连接的固定支架，所述固定支架上设有螺纹孔，当所述光学里程计106插入所述孔洞时，螺钉通过固定支架上的螺纹孔，把固定支架固定在机器人的底部，从而把光学里程计106固定在所述孔洞中。此时，所述信号对接部107把所述光流成像传感器205检测到的数据传输到与其连接的处理器102中，处理器102根据接收到的数据来控制机器人的动作。如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形与所述壳体201外形相同的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。

优选的，如图5所示，所述装配部108为从所述主体101的外侧壁和上端面向内凹陷所形成的L形状的凹槽，所述凹槽的内壁上设有信号对接部107，所述光学里程计106装配至所述凹槽时，所述信号连接部203与所述信号对接部107相互接触。所述L形状的凹槽与所述L形状的壳体201相适配，由于上述L形状的凹槽的长槽对所述壳体201有重力支撑作用，所以，不用其它复杂的固定结构，只需要粘贴绵，就可以实现光学里程计106和所述机器人主体101的牢固连接，拆装十分方便。装配完成后，所述信号对接部107把所述光流成像传感器205检测到的数据传输到与其连接的处理器102中，处理器102根据接收到的数据来控制机器人的动作。如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形与所述壳体201外形相同的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。

优选的，如图6所示，所述装配部108为从所述主体的外侧壁向内凹陷第一深度和第二深度所形成的L形状的凹槽，其中，凹陷第一深度形成的浅槽为L形状的短边部分的凹槽，凹陷第二深度形成的深槽为L形状的长边部分的凹槽。所述L形状的凹槽位于所述主体的上端面的下方，如此可以保证上端面的完整性和美观性。装配所述光学里程计时，只需要从主体的侧壁朝主体的内部方向插入即可。装配好后，所述信号连接部203与所述凹槽的内壁上的所述信号对接部107相互接触，可以实现信号传输。同样的，如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形与所述壳体201外形相同的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。

上述实施例所述的向内凹陷指定的是向机器人主体内部凹陷，即从机器人主体的外表面向主体内部方向凹陷延伸。

以上实施例仅为充分公开而非限制本实用新型，凡基于本实用新型的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。

Claims (10)

1.一种可分离式光学里程计，包括LED灯、成像透镜和光流成像传感器，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体的一端设有入光口，另一端设有光流成像传感器；所述LED灯设置在所述入光口，所述成像透镜设置在所述入光口和所述光流成像传感器之间，用于将所述入光口射入的外界光线聚焦成像后投射在所述光流成像传感器上；

信号连接部，连接所述光流成像传感器，并显露在所述壳体的外面；

固定部，设置于所述壳体的外壁，并用于固定所述壳体。

2.根据权利要求1所述的光学里程计，其特征在于：所述壳体为中空的直筒状，所述直筒状的壳体的一端开口，形成所述入光口；另一端封闭，设置所述光流成像传感器；所述信号连接部设置在所述壳体的外侧壁。

3.根据权利要求1所述的光学里程计，其特征在于：所述壳体为中空的L形状，所述L形状的壳体的短边的一端开口，形成所述入光口，另一端与所述L形状的壳体的长边的一端连通，连通处设有反射镜，所述长边的另一端设有所述光流成像传感器，所述信号连接部设置在所述长边的另一端的端面上。

4.根据权利要求2或3所述的光学里程计，其特征在于：所述固定部为卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

5.一种移动机器人，包括主体和设于主体下部的驱动轮，其特征在于：所述主体还包括装配部，所述装配部用于装配权利要求1至4任一项所述的光学里程计。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于：所述装配部为从所述主体的外侧壁向内凹陷的缺口，所述缺口的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述缺口时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

7.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于：所述装配部为从所述主体的底部向内凹陷的孔洞，所述孔洞的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述孔洞时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

8.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于：所述装配部为从所述主体的外侧壁和上端面向内凹陷所形成的L形状的凹槽，或者为从所述主体的外侧壁向内凹陷第一深度和第二深度所形成的L形状的凹槽，所述凹槽的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述凹槽时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

9.根据权利要求6至8任一项所述的机器人，其特征在于：所述装配部还设有与所述光学里程计相配合的卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

10.根据权利要求6至8任一项所述的机器人，其特征在于：所述信号对接部与所述主体内的处理器连接。