CN207616592U - 自移动机器人的碰撞装置及自移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于自移动机器人的碰撞装置，包括：外缘部、中间部、连接所述外缘部和所述中间部的连接结构、响应于碰撞的触发开关及使所述自移动机器人碰撞后恢复原始状态的复位结构。所述连接结构使所述外缘部和所述中间部具有一定的活动间隙。所述外缘部、中间部、连接结构、触发开关及复位结构配合工作，使得所述自移动机器人在不同方位受碰撞时分别触发不同状态。本实用新型还公开了一种应用该碰撞装置的自移动机器人，所述自移动机器人的面盖即为所述碰撞装置。采用本实用新型，具有碰撞装置的结构零件少，工艺简单，产品成本少，通用性强的优点。

Description

自移动机器人的碰撞装置及自移动机器人

技术领域

本实用新型涉及一种自移动机器人，尤其涉及一种自移动机器人的碰撞装置及自移动机器人。

背景技术

随着智能家居的发展，家用设备逐步自动化和数字化的趋势进一步加快，手动吸尘器等家用清洁设备已逐渐不为人们所用，自移动机器人因其能够在地面自主移动，完全自动化地完成房间地面的清洁，越来越多的人选择用自移动机器人清扫房间，自移动机器人正逐步普及至一般家庭的生活中。

现有的自移动机器人的碰撞装置，主要分为分离式碰撞结构和整体式碰撞结构，分离式碰撞结构存在一定的缺陷，因与机器主体分离，所需机械零部件繁多，造成工序复杂、产品成本上升。而另一类整体式碰撞结构，与自移动机器人主体通过特定的连接块连接，对于不同的主机外形则需要不同的结构，不能做到通用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种自移动机器人的碰撞装置及自移动机器人，能够解决自移动机器人碰撞装置零件繁多，结构复杂，不具通用性的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例采用以下技术方案：

一方面，提供一种自移动机器人的碰撞装置，所述碰撞装置包括外缘部、中间部、连接结构、触发开关、复位结构，所述外缘部和中间部通过连接结构固定连接，使得碰撞装置的两个部分相对具有一定的活动间隙，所述外缘部包括原始位置和多个移动位置，当所述外缘部不受外力挤压时处于所述原始位置，当所述外缘部受外力挤压时处于所述多个移动位置中的一个，所述复位结构配置为使所述外缘部从所述移动位置回复至所述原始位置；

其中，所述连接结构包括限位孔和穿过所述限位孔的限位柱，所述限位柱设置于所述外缘部和所述中间部两者中的一者，所述限位孔设置于所述外缘部和所述中间部两者中的另一者，所述限位柱和所述限位孔的边缘之间能够相对活动。

具体地，所述限位孔和限位柱用紧固件固定连接，所述连接机构还包括垫片，所述紧固件将所述垫片限位于所述限位孔上，使所述垫片中央部分穿过所述限位柱且不会掉到所述限位孔内，且所述限位孔的直径大于所述限位柱的直径，使所述外缘部与所述中间部可相对移动。

具体地，所述触发开关为光电开关，所述触发开关设置于所述碰撞装置的两侧，与所述连接结构相邻。

具体地，所述触发开关包括信号发生器、摆杆及限位弹性件，所述信号发生器包括相对设置的发射器和接收器，所述摆杆包括固定端和自由端，所述固定端与所述限位弹性件固定连接，所述自由端可自由摆动，所述摆杆一侧设置有延长杆，所述外缘部不受外力时，所述摆杆的自由端至少部分与所述外缘部的内壁接触，当所述外缘部受外力挤压时，所述摆杆的自由端以所述固定端为中心旋转一定角度，使所述延长杆阻挡于所述发射器和所述接收器之间，从而使所述发射器和所述接收器之间的信号断开。

具体地，所述复位结构设置于所述碰撞装置的中心线处，所述复位结构包括第一复位结构及第二复位结构，所述第一复位结构设置于所述自移动机器人前进方向的前端，所述第二复位结构设置于所述自移动机器人前进方向的后端，所述外缘部、中间部、连接结构、触发开关、第一复位结构及第二复位结构配合工作，使得所述自移动机器人在不同方位受碰撞时分别触发不同状态。

具体地，所述第一复位结构包括第一复位弹性件及第一立柱，所述第一立柱至少为两个，所述第一复位弹性件包括固定端和两个延伸脚，所述第一复位弹性件通过固定端固定，两个延伸脚延伸至第一立柱，当所述外缘部左侧或右侧受外力挤压时，所述靠近受外力方位的延伸脚紧贴所述第一立柱，所述两个延伸脚中的另一个远离所述第一立柱，所述外缘部处于所述多个移动位置中的一个，所述外力撤销时，所述延伸脚恢复原位，使所述外缘部恢复所述原始位置。

具体地，所述第二复位结构包括第二复位弹性件及第二立柱，所述第二立柱至少包括两个，分别设置于所述外缘部及所述中间部，所述第二复位弹性件的两端分别与所述第二立柱连接，当所述外缘部前方受外力挤压时，所述外缘部向后移动，所述第二复位弹性件受拉力，所述外缘部处于所述多个移动位置中的一个，所述外力撤销时，所述第二复位弹性件复位，使所述外缘部恢复所述原始位置。

本实用新型还提供一种自移动机器人，所述自移动机器人包括主体及以上任一项所述的碰撞装置。

具体地，以上任一项所述的碰撞装置即为所述自移动机器人的面盖，所述中间部还设置有容纳清洁对象收纳部件的容腔，所述外缘部还设置有传感器组件及透光组件。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案至少具有以下有益效果：

本实用新型一种自移动机器人的碰撞装置及自移动机器人的实施例中，通过将面盖设置为外缘部和中间部，形成整体式碰撞结构，所述外缘部和所述中间部通过设置限位孔及限位柱进行固定连接，使得两个部分具有一定的活动间隙，所述面盖两侧设置有触发开关，中心线上设置有复位结构。该结构简单，所述外缘部、中间部、连接结构、触发开关及复位结构配合工作，实现机器整体式碰撞装置的运动触发与回位功能，满足机器的防撞性能要求。相比于分离式撞板以及其他整体式撞板零件繁多，工序复杂，造成工艺成本的上升；此种碰撞装置的结构零件少，工艺简单，产品成本少，且适用于各种形状的自移动机器人，具有一定的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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变形形式。

图1是本实用新型的一实施例的自移动机器人的立体图；

图2是本实用新型的一实施例的自移动机器人的底部视图；

图3是本实用新型的一实施例的自移动机器人的分解示意图；

图4是本实用新型的一实施例的碰撞装置示意图；

图4a是图4中①部分的局部放大图；

图4b是图4中②部分的局部放大图；

图4c是图4中③部分的局部放大图；

图5是本实用新型的一实施例的碰撞装置爆炸图；

图6是本实用新型的一实施例的左边碰撞的示意图；

图6a是图6中④部分的局部放大图；

图6b是图6中⑤部分的局部放大图；

图7是本实用新型的一实施例中右边碰撞的示意图；

图7a是图7中⑥部分的局部放大图；

图7b是图7中⑦部分的局部放大图；

图8是本实用新型的一实施例中前面碰撞的示意图；

图8a是图8中⑧部分的局部放大图；

图9是本实用新型的另一实施例的碰撞装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型中所述的前、后、左或右等方位词均以自移动机器人前进方向为参考方向。

为了便于说明，本实用新型一实施例以图1所示的自移动机器人1为例进行说明，图1中自移动机器人1的面盖即为本实用新型的碰撞装置10，请参阅图1、图2和图3，图1是本实用新型的一实施例的自移动机器人的立体图，图2是本实用新型的一实施例的自移动机器人的底部视图，图3是本实用新型的一实施例的自移动机器人的分解示意图。自移动机器人1包括碰撞装置10和主体20，主体20包括第一清洁组件21、第二清洁组件23、驱动轮24、辅助轮25及充电极片22。碰撞装置10包外缘部12和中间部13，外缘部12还设置有传感器组件121及透光件122，所述碰撞装置10还安装有用于收集第一清洁组件21或第二清洁组件23清扫的对象的清洁对象收纳部件11。所述主体20、碰撞装置10及灰尘盒11沿图3中虚线位置安装，即所述主体20安装在底部，所述碰撞装置10盖合于所述主体20，所述清洁对象收纳部件11安装于所述碰撞装置10中间位置的收纳腔中。

第一清洁组件21设置于自移动机器人1的侧边，至少包括一个，第一清洁组件21一端固定于自移动机器人1的底部，另一端与底面呈一定的倾斜角度延伸出自移动机器人1的外缘。清洁过程中，第一清洁组件21将清洁区域的边沿或角落位置及清洁区域中的其他物体边缘的灰尘、垃圾、碎屑等清洁对象清扫至自移动机器人1的中部。第二清洁组件23设置于自移动机器人1的中部，与吸尘口连接，用于清洁自移动机器人1行进过程中所覆盖的区域及将第一清洁组件21清扫至自移动机器人1中部的清洁对象推向吸尘口，借助所述主体20内部的风机(图中未示出)将清洁对象吸入清洁对象收纳部件11。

驱动轮24包括左驱动轮和右驱动轮，两者并排安装于自移动机器人1的底部，至少部分可自由伸缩出底面，驱动自移动机器人1前进或后退。辅助轮25可以是万向轮，安装于机器前端或尾部位置，与左右驱动轮连线形成三角形分布，控制自移动机器人1灵活转向。

传感器组件121包括多组发射器和接收器，用于检测自移动机器人1行径中的环境信息及电量不足时寻找回充座信号。所述传感器组件121固定安装于所述外缘部12，所述透光件122安装于所述传感器组件121的前面，即可减少积灰等污物对发射器和接收器的影响，提高检测的准确性，又可以减缓所述传感器组件121在碰撞时所受到的冲击力。发射器可以是红外光或激光，相应设置有红外光接收器和激光接收器。

可以理解地，所述自移动机器人1还包括设置于所述主体20内部的主板及控制器(图中未示出)，用于控制主体20及碰撞装置10的各个部件。

请参阅图4、图4a、图4b、图4c和图5，图4是本实用新型的一实施例的碰撞装置示意图，图4a是图4中①部分的局部放大图，图4b是图4中②部分的局部放大图，图4c是图4中③部分的局部放大图，图5是本实用新型的一实施例的碰撞装置爆炸图。

本实用新型的一个实施例中，自移动机器人1的碰撞装置10包括外缘部12、中间部13、连接结构14、第一复位结构15、第二复位结构16及触发开关17。所述连接结构14设置有四个，前后各对应设置两个，可以理解的是，在其他的实施例中，连接结构14的数量可以根据实际具体结构和需要而定。触发开关17包括左触发开关和右触发开关，所述左触发开关和右触发开关分别设置于碰撞装置10的两侧，与碰撞装置10前面的两个连接机构14相邻。连接结构包括限位柱141、限位孔142、垫片143及紧固件144，用于连接外缘部12和中间部13。所述限位柱141设置于外缘部12，所述限位孔142设置于所述中间部13，其他实施例中，限位柱141也可以设置于中间部13，则限位孔142可设置于外缘部12。所述限位柱141穿过所述限位孔142，所述限位孔142的直径大于所述限位柱141的直径，使得所述外缘部12和所述中间部13具有一定的活动间隙。所述连接结构14还包括垫片143，所述垫片143的面积大于所述限位孔142的面积，防止外缘部12和中间部13相对活动时发生脱离现象，所述紧固件可以是螺丝固定结构，所述限位柱141设置有内螺纹与螺丝相配合。其他实施例中所述垫片143可以与螺丝一体成型，形成即可防止外缘部12和中间部相对活动时发生脱离现象，又可以固定连接外缘部12和中间部13的紧固件。

请详细参阅图4a，图4a是图4中①部分的局部放大图，即为第一复位结构15的原始状态示意图，所述第一复位结构15可设置于所述自移动机器人的前部，所述前部是指所述自移动机器人的靠近自移动机器人正常前进方向的部分。所述第一复位结构15包括位于中间部13的第一立柱151、位于外缘部12的第一立柱152和第一弹性件153，所述第一弹性件153为弹簧、扭簧或拉簧等具有相同作用的弹性件。所述第一弹性件153包括固定端和延伸脚，所述延伸脚包括弯曲部154及自由端155。原始状态时，第一弹性件153固定端安装于所述中间部13的中心线处，所述弯曲部154绕过靠近固定端的两个第一立柱151，自由端155至少部分延伸出远离固定端的两个第一立柱152。

请详细参阅图4b，图4b是图4中②部分的局部放大图，即为第二复位结构16的示意图，第二复位结构16包括第二立柱161和第二复位弹性件162，所述第二立柱161为两个，分别设置于外缘部12和中间部13。所述第二复位弹性件162为复位拉簧，也可以是复位弹簧或复位扭簧等，所述第二复位弹性件162的两端分别连接于两个第二立柱161。

请详细参与图4c，图4c是图4中③部分的局部放大图，即为触发开关17的原始状态示意图，触发开关17包括限位弹性件175、信号发生器176及摆杆171，所述摆杆171的一端与限位弹性件175固定连接，另一端为自由端172、所述摆杆171两侧还分别设置有延长杆173及凸起174，所述限位弹性件175可以是限位弹簧、限位拉簧及限位扭簧中的一种，所述信号发生器176相对设置有信号发射端和信号接收端，所述信号发生器176的信号可以是红外信号发生器或激光信号发生器等光电信号发生器。自移动机器人1处于原始状态时，摆杆的延长杆173未伸入信号发生器，所述自由端172与外缘部12接触于第一接触点123，所述凸起174位于第一接触点123和第二接触点124之间，。该触发开关17也可以是机械微动开关或接近传感器。

请参阅图5、图6、图6a和图6b，图5是本实用新型的一实施例的碰撞装置爆炸图，图6是本实用新型的一实施例的左边碰撞的示意图，图6a是图6中④部分的局部放大图，图6b是图6中⑤部分的局部放大图。自移动机器人1在清洁过程中，左边遇障碍物发生碰撞时，所述中间部13不发生移动，所述外缘部12相对于中间部13向右移动。请详细参阅图6a，左边发生碰撞时，所述第一复位结构15的第一复位弹簧153的左延伸脚的弯曲部155紧贴并绕过靠近固定端的第一立柱151，所述第一复位弹簧153的左延伸脚的自由端154脱离远离固定端的第一立柱152，所述第一复位弹簧153的右延伸脚的弯曲部155脱离靠近固定端的第一立柱151，所述第一复位弹簧153的右延伸脚的自由端154紧贴远离固定端的第一立柱152。请详细参阅图6b，左边发生碰撞时，左摆杆的自由端172以固定端为中心旋转，所述左摆杆的凸起174从第一接触点123与第二接触点124之间移向第二接触点124，但不超过第二接触点124，所述左摆杆的自由端172不与第一接触点123接触。所述左摆杆中部的延长杆173运动至信号发生器174，阻断发射器与接收器之间的信号传输，位于自移动机器人1左侧的触发开关17被触发，位于自移动机器人1右侧的触发开关17处于原始状态，控制器根据接收到左触发开关被触发的信号，判断出自移动机器人1左侧发生碰撞，控制自移动机器人1调整行进方向。自移动机器人所受到的外力消失后，所述限位弹性件175使所述左触发开关17恢复原始状态，所述第一复位结构15恢复原始状态，使得所述外缘部12恢复原始位置。

请参阅图5、图7、图7a和图7b，图5是本实用新型的一实施例的碰撞装置爆炸图，图7是本实用新型的一实施例中右边碰撞的示意图，图7a是图7中⑥部分的局部放大图，图7b是图7中⑦部分的局部放大图。自移动机器人1在清洁过程中，右边遇障碍物发生碰撞时，所述中间部13不发生移动，所述外缘部12相对于中间部13向左移动。请详细参阅图7b，右边发生碰撞时，所述第一复位结构15的第一复位弹簧153的右延伸脚的弯曲部155紧贴并绕过靠近固定端的第一立柱151，所述第一复位弹簧153的右延伸脚的自由端154脱离远离固定端的第一立柱15152，所述第一复位弹簧153的左延伸脚的弯曲部155脱离靠近固定端的第一立柱151，所述第一复位弹簧153的左延伸脚的自由端154紧贴远离固定端的第一立柱152。请详细参阅图7a，右边发生碰撞时，右摆杆自由端172以固定端为中心旋转，所述右摆杆的凸起174从第一接触点123与第二接触点124之间的位置移向第二接触点124，但不超过第二接触点124，所述右摆杆的自由端172不与第一接触点123接触。所述右摆杆中部的延长杆173运动至信号发生器176，阻断发射器与接收器之间的信号传输，位于自移动机器人1右侧的触发开关17被触发，位于自移动机器人1左侧的触发开关17处于原始状态，控制器根据接收到左触发开关被触发的信号，判断出自移动机器人1右侧发生碰撞，控制自移动机器人1调整行进方向。自移动机器人所受到的外力消失后，所述限位弹性件175使所述右触发开关17恢复原始状态，所述第一复位结构15恢复原始状态，使得所述外缘部12恢复原始位置。

请参阅图4、图5、图8和图8a，图4是本实用新型的一实施例的碰撞装置示意图，图5是本实用新型的一实施例的碰撞装置爆炸图，图8是本实用新型的一实施例中前面碰撞的示意图，图8a是图8中⑧部分的局部放大图。自移动机器人1在清洁过程中，前面遇障碍物发生碰撞时，位于自移动机器人左右两侧的触发开关17均被触发，图8a只是示出了右触发开关的示意图，左触发开关的状态与右触发开关的状态相同，在此没有再增加左触发开关的局部放大图。自移动机器人1的前面发生碰撞时，所述中间部13不发生移动，所述外缘部12相对于中间部13向后移动。所述第二复位结构16的第二复位弹簧162在位于外缘部的第二立柱161的移动下处于拉伸状态，所述左右摆杆171的自由端172以固定端为中心旋转，所述左右摆杆171的凸起174从第一接触点123与第二接触点124之间的位置移向第一接触点123，所述左右摆杆171的自由端172至少部分与第一接触点123接触，所述左右摆杆中部的延长杆173运动至信号发生器176，阻断发射器与接收器之间的信号传输，位于自移动机器人1左侧和右侧的触发开关17均被触发，控制器根据接收到两个触发开关17均被触发的信号，判断出自移动机器人1前面发生碰撞，控制自移动机器人1调整行进方向。自移动机器人所受到的外力消失后，所述限位弹性件175使所述左右触发开关17恢复原始状态，所述第二复位结构16恢复原始状态，使得所述外缘部12恢复原始位置。

请详细参阅图9，图9是本实用新型的另一实施例的碰撞装置仰视图。图9所示的碰撞装置是应用于外形为圆形的自移动机器人的碰撞装置，所述碰撞装置包括外缘部12A和中间部13，外缘部12A呈圆形。所述外缘部12A与中间部13的连接结构、复位结构及触发开关等部件的作用及工作原理均与前一实施例相同，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自移动机器人的碰撞装置，其特征在于：包括外缘部、中间部、连接结构、触发开关、复位结构，所述外缘部和中间部通过连接结构固定连接，使得碰撞装置的两个部分相对具有一定的活动间隙，所述外缘部包括原始位置和多个移动位置，当所述外缘部不受外力挤压时处于所述原始位置，当所述外缘部受外力挤压时处于所述多个移动位置中的一个，所述复位结构配置为使所述外缘部从所述移动位置回复至所述原始位置；

其中，所述连接结构包括限位孔和穿过所述限位孔的限位柱，所述限位柱设置于所述外缘部和所述中间部两者中的一者，所述限位孔设置于所述外缘部和所述中间部两者中的另一者，所述限位柱和所述限位孔的边缘之间能够相对活动。

2.根据权利要求1所述的碰撞装置，其特征在于：所述限位孔和限位柱用紧固件固定连接，所述连接结构还包括垫片，所述紧固件将所述垫片限位于所述限位孔上，使所述垫片中央部分穿过所述限位柱且不会掉到所述限位孔内，且所述限位孔的直径大于所述限位柱的直径，使所述外缘部与所述中间部可相对移动。

3.根据权利要求1所述的碰撞装置，其特征在于：所述触发开关为光电开关，所述触发开关设置于所述碰撞装置的两侧，与所述连接结构相邻。

4.根据权利要求3所述的碰撞装置，其特征在于：所述触发开关包括信号发生器、摆杆及限位弹性件，所述信号发生器包括相对设置的发射器和接收器，所述摆杆包括固定端和自由端，所述固定端与所述限位弹性件固定连接，所述自由端可自由摆动，所述摆杆一侧设置有延长杆，所述外缘部不受外力时，所述摆杆的自由端至少部分与所述外缘部的内壁接触，当所述外缘部受外力挤压时，所述摆杆的自由端以所述固定端为中心旋转一定角度，使所述延长杆阻挡于所述发射器和所述接收器之间，从而使所述发射器和所述接收器之间的信号断开。

5.根据权利要求1所述的碰撞装置，其特征在于：所述复位结构设置于所述碰撞装置的中心线处，所述复位结构包括第一复位结构及第二复位结构，所述第一复位结构设置于所述自移动机器人前进方向的前端，所述第二复位结构设置于所述自移动机器人前进方向的后端，所述外缘部、中间部、连接结构、触发开关、第一复位结构及第二复位结构配合工作，使得所述自移动机器人在不同方位受碰撞时分别触发不同状态。

6.根据权利要求5所述的碰撞装置，其特征在于：所述第一复位结构包括第一复位弹性件及第一立柱，所述第一立柱至少为两个，所述第一复位弹性件包括固定端和两个延伸脚，所述第一复位弹性件通过固定端固定，两个延伸脚延伸至第一立柱，当所述外缘部左侧或右侧受外力挤压时，所述靠近受外力方位的延伸脚紧贴所述第一立柱，所述两个延伸脚中的另一个远离所述第一立柱，所述外缘部处于所述多个移动位置中的一个，所述外力撤销时，所述延伸脚恢复原位，使所述外缘部恢复所述原始位置。

7.根据权利要求5所述的碰撞装置，其特征在于：所述第二复位结构包括第二复位弹性件及第二立柱，所述第二立柱至少包括两个，分别设置于所述外缘部及所述中间部，所述第二复位弹性件的两端分别与所述第二立柱连接，当所述外缘部前方受外力挤压时，所述外缘部向后移动，所述第二复位弹性件受拉力，所述外缘部处于所述多个移动位置中的一个，所述外力撤销时，所述第二复位弹性件复位，使所述外缘部恢复所述原始位置。

8.一种自移动机器人，包括主体，其特征在于：还包括权利要求1至7任一项所述的碰撞装置。

9.根据权利要求8所述的自移动机器人，其特征在于：所述权利要求1至7任一项所述的碰撞装置即为所述自移动机器人的面盖，所述中间部还设置有容纳清洁对象收纳部件的容腔，所述外缘部还设置有传感器组件及透光组件。