CN211381116U - 自移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种自移动机器人,其包括上盖、底座以及压力传感器组件;所述上盖包括一体设置的顶板和侧板,所述顶板和侧板之间形成有连接部,且所述连接部至少部分高于所述顶板;所述底座设在所述顶板下方;所述压力传感器组件朝向所述侧板设置。本实用新型实施例提供的自移动机器人,可避免传统自移动机器人使用浮动式撞板对光学元器件的定位精度产生影响,提升自移动机器人在行进过程中的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于智能设备制造技术领域,尤其涉及一种自移动机器人。
背景技术
随着科学技术的进步和人们生活品质的提升,扫地自移动机器人已经走进越来越多人的生活。
目前市面上的扫地自移动机器人的避障装置多以浮动式撞板为主,这种浮动式撞板结构位于机器前进方向的前端,而机器前端一般需要设置精度要求较高的光学元器件,即设置在浮动式撞板上,由于浮动式撞板的活动特性势必会降低对光学元器件的定位精度,进而影响自移动机器人在行进过程中的可靠性。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型实施例提供了一种自移动机器人,其包括上盖、底座以及压力传感器组件;
所述上盖包括一体设置的顶板和侧板,所述顶板和侧板之间形成有连接部,且所述连接部至少部分高于所述顶板;
所述底座设在所述顶板下方;
所述压力传感器组件朝向所述侧板设置。
进一步地,所述连接部呈倒V形结构。
进一步地,所述侧板使用刚性塑料制成。
进一步地,所述侧板靠近所述底座的端部与所述底座的外边缘之间相隔第一间隙。
进一步地,所述底座设有凹槽,所述侧板的下端插入所述凹槽,且所述凹槽的内壁与所述侧板的下端之间具有第二间隙。
进一步地,所述连接部的厚度为1~2mm。
进一步地,所述侧板的厚度为1~2mm。
进一步地,所述压力传感器组件包括相贴合的传感器支撑层和传感器本体层。
进一步地,所述传感器支撑层采用刚性材料制成。
进一步地,所述自移动机器人还包括第一固定架,所述第一固定架设在所述顶板上,所述压力传感器组件设置在所述侧板和所述第一固定架之间,所述第一固定架靠近所述侧板的端部抵接所述传感器支撑层,所述第一固定架远离所述侧板的端部与所述侧板之间具有第一预设距离。
进一步地,所述第一预设距离的最小值为5mm。
进一步地,所述第一预设距离为14~17mm。
进一步地,所述压力传感器组件包括至少一个应变式压力传感器;
各所述应变式压力传感器包括传感器座以及传感器本体,所述传感器座设在所述顶板朝向所述底座一侧,所述传感器本体设在所述传感器座上,且所述传感器本体的感应面朝向所述侧板。
进一步地,所述应变式压力传感器的个数不小于两个,其中,两个相邻的所述应变式压力传感器之间的夹角不大于45度。
进一步地,各所述应变式压力传感器还包括传感器盖,所述传感器盖连接在所述传感器座上并相对于所述传感器座移动,所述传感器盖背离所述传感器座一侧朝向所述侧板,所述传感器盖朝向所述传感器座一侧设有与所述传感器本体相对的第一感应凸起。
进一步地,所述侧板朝向所述传感器本体的感应面一侧设有与所述传感器本体相对的第二感应凸起。
进一步地,所述自移动机器人还包括第二固定架,所述第二固定架设在所述顶板朝向所述底座一侧,所述传感器座设在所述第二固定架朝向所述侧板一侧;所述传感器本体与所述侧板之间具有第二预设距离。
进一步地,所述第二预设距离为15.5~17.5mm。
进一步地,所述第一感应凸起两侧的所述传感器盖上设有朝向所述传感器座的连接杆,所述连接杆的端部设有卡钩,所述传感器座与所述连接杆相对位置设有用于所述连接杆穿过的连接槽。
本实用新型实施例并提供了一种自移动机器人,其包括上盖、底座以及压力传感器组件;
所述上盖包括一体设置的顶板和侧板,所述顶板和侧板之间形成有连接部,且所述连接部至少部分高于所述顶板;
所述底座设在所述顶板下方;
所述压力传感器组件朝向所述侧板设置,且所述压力传感器组件的固定架与所述侧板之间的预设距离大于5mm。
本实用新型实施例还提供了一种自移动机器人,其包括壳体以及压力传感器组件;
所述壳体包括一体设置的基板和侧板,所述基板和侧板之间形成有连接部,所述连接部构成的角为锐角;
所述压力传感器组件的感应面朝向所述侧板。
进一步地,所述锐角的角度小于30度。
本实用新型实施例提供的自移动机器人,包括上盖、底座以及压力传感器组件,上盖的顶板和侧板之间形成有连接部,连接部至少部分高于顶板,压力传感器组件的感应面朝向侧板,避免传统自移动机器人使用浮动式撞板对光学元器件的定位精度产生影响,提升自移动机器人在行进过程中的可靠性。
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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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附图。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的一局部结构截面示意图;
图2为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的又一局部结构截面示意图;
图3为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的一立体结构爆炸示意图;
图4为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的电容式压力传感器及其支撑体的一截面结构示意图;
图5为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的又一局部结构截面示意图;
图6为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的又一立体结构爆炸示意图;
图7为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的又一局部结构截面示意图;
图8为本实用新型第一实施例提供的一种自移动机器人的应变式压力传感器的一立体结构爆炸示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式,藉此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。此外,“耦接”或“电性连接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此,若文中描述一第一装置耦接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置,或通过其它装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的,并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其它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、商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者系统中还存在另外的相同要素。
具体实施例
目前,市场上的自移动机器人都具有避障结构,以扫地自移动机器人为例,一般是在机器行进方向的前端设置浮动式或移动式撞板,且在撞板和机身之间设置传感器,例如行程开关,撞板可以相对于机身移动,当撞板遇到障碍物时被碰撞而向机器行进方向的反方向移动,进而与其内部的传感器接触,从而触发传感器使其产生电信号,传感器将此电信号传递至机器MCU,机器MCU根据电信号控制行进装置进行移动调整,以完成避障。但是,随着科学技术的进步大多数自移动机器人都增加AI功能和/或TOF功能,此时需要在机身正前方固定精度要求较高的光学元器件,而这种浮动式撞板无法给这些光学元器件提供较高的定位基准,进而影响自移动机器人在行进过程中的可靠性;另,由于浮动式撞板碰到障碍物后相对机身产生一段位移,导致整机体积较大;再者,这种浮动式撞板的自移动机器人,整机外观造型受浮动式撞板结构影响,产品造型单一受限,线条不够精致,产品质感有待提升;另外,现有的自移动机器人也有采用陀螺仪/加速度传感器来实现固定式撞板,但是由于机身加速度发生变化时会产生撞击信号误判撞到障碍物,避障的可靠性较差。
第一实施例
针对以上技术问题,本实用新型提供了一种自移动机器人,请参考图1,为本实用新型第一实施例提供的自移动机器人的一局部结构截面示意图,所述自移动机器人包括上盖10、底座20以及压力传感器组件30。
其中,所述上盖10包括一体设置的顶板110和侧板120,所述侧板120连接于所述顶板110朝向所述底座20一面,且在所述顶板110和所述侧板120之间形成有连接部130,即所述顶板110和所述侧板120的连接处构成所述连接部130,其中,所述连接部130至少部分高于所述顶板110,这里需要指出的是所述连接部130并非普通的拐角,这是因为普通的拐角一般都会与拐角两边平齐或者在拐角两边之内,并没有部分高于拐角一边的情况。具体的,所述连接部130可以呈折线型、锯齿形或波浪形等各种形状。这里的一体设置指的是所述顶板110和所述侧板120为一体结构,即所述顶板110和所述侧板120相互连接构成所述上盖10,在这里所述上盖10可以是一体成型而成,如注塑等工艺制成,也可以是通过焊接等工艺制成,所述顶板110为机器的顶部外壳,所述侧板120为连接在所述顶板110边缘向所述底座20方向延展的侧边,这里的所述侧板120可以是围绕所述顶板110一周设置,或者是沿所述顶板110的部分设置,如沿着机器行进方向的前端设置,这里需要指出的是所述侧板120一端与所述顶板110连接,另一端伸向所述底座20方向,但是并不与所述底座20连接固定,而是一自由端,与所述底座20之间可以相对移动,如在自移动机器人运动时,行进途中的障碍物与所述侧板120接触,并挤压所述侧板120,进而使得所述侧板120向所述机身内部形变;所述上盖10严格经过CAE分析,尤其是所述侧板120和所述顶板110之间的所述连接部130需经过严格的CAE分析,为了提升所述上盖10的强度,在所述上盖10的内部还设置有加强筋,如在所述顶板110朝向所述底座20的一面设置所述加强筋,以及在所述侧板120朝向所述机身内部一面设置所述加强筋。
所述底座20设在所述顶板110下方,并与所述顶板110连接,在这里,所述底座20可以是通过螺钉在所述机身的内部与所述顶板110进行固定连接,或者所述顶板110与底座20通过卡扣方式连接固定,所述底座20、所述顶板110以及所述侧板120构成所述自移动机器人的外壳结构,所述侧板120位于所述自移动机器人的外壳结构的行进方向的前端。
所述压力传感器组件30设在所述机身内,如设在所述侧板120和所述顶板110所构成的连接结构的内部或内侧,这里需要强调的是所述压力传感器组件30的感应面朝向所述侧板120。具体地,在本实用新型实施例的一种实施方式中,所述压力传感器组件30固定连接在所述顶板110,且所述压力传感器组件30的感应面位于所述连接部130的下方,并与所述侧板120相对。在这里,所述压力传感器组件30在所述上盖10内的连接方式包括但不限定于是粘接、焊接以及螺钉连接等。
在本实用新型实施例提供的自移动机器人中,通过将所述连接部130的部分设置在所述顶板110以上,即使得所述连接部130朝向所述机身内部方向上的夹角,这里记做内角α,所述内角α小于90度可以保证当障碍物高度比较高时,如直接跟所述侧板120的上侧接触,即直接跟所述连接部130接触,可以使得所述侧板120具有向机身内部的运动量,如靠近所述顶板110的高度处的障碍物与所述侧板120发生碰撞时可以使得所述侧板120向机身内部方向移动。也即,该内角a呈锐角设置,更有利于所述侧板120向机身内部方向移动。具体的,所述锐角的角度小于30度。
在使用时,所述自移动机器人在行进过程中若遇到障碍物,所述侧板120或者所述连接部130会先与所述障碍物接触,并直接挤压所述侧板120向所述机身内部发生形变,或者挤压所述连接部130由于所述连接部130的特定结构使得所述侧板120具有向机身内部的运动量,即间接地使得所述侧板120向机身内部发生形变,形变后的所述侧板120与所述压力传感器组件30的感应面接触,并挤压所述压力传感器组件30,并使得所述压力传感器组件30产生撞击信号,并将所述撞击信号传递至所述自移动机器人的主机MCU,主机MCU根据所述撞击信号生成相应的避障操作指令,以控制所述自移动机器人的行进装置执行所述避障操作指令进行移动,以完成避障。
进一步地,在本实用新型其他较佳的实施例中,为了保证较高的障碍物与所述侧板120的顶部位置,即所述连接部130,发生撞击时,所述侧板120在机器行进的水平方向具有向机身内部的运动量,即所述侧板120向所述机身内部发生形变,需要设计所述侧板120和所述顶板110的连接处即所述连接部130呈倒V形结构。
另外,对于所述内角α的角度大小只要保证其小于90度就可以保证较高的障碍物与所述侧板120的顶部位置发生撞击时,所述侧板120在水平方向具有向机身内部的运动量。但是,对于其具体的大小需要根据所述上盖10的成型方式,原则上所述内角α的角度越小,其内部的所述压力传感器组件30所分配的水平运动量就越大,即所述压力传感器组件30的检测灵敏度就越高,一般地,若所述上盖10是通过机械加工而成所述内角α的角度可以小于10度,若所述上盖10是通过注塑成型所述内角α的角度一般大于15度。
根据本实用新型的一个实施例,采用刚性塑料制成所述侧板120,这里的刚性塑料包括但不限定于是ABS等刚性塑料(例如,PVC塑料),通过所述刚性塑料制成所述侧板120可以使所述侧板120与障碍物发生接触时迅速将撞击力传递至所述压力传感器组件30,进而使其产生遇障感应,从而提升所述自移动机器人的避障灵敏度。
另外,为了保证所述侧板120以及所述连接部130在受到障碍物撞击时,所述侧板120具有向机身内部的形变,以触发所述压力传感器组件30进行避障检测,所述侧板120以及所述连接部130的厚度不宜过厚,一般地所述连接部130和/或所述侧板120的厚度控制在1~2mm之间,较佳的实施例中,所述连接部130和/或所述侧板120的厚度为1.5mm。
再者,为了保证所述侧板120在与障碍物碰撞时具有向机身内部的运动量,以触发所述压力传感器组件30做出避障检测,所述侧板120靠近所述底座20的端部与所述底座20的外边缘之间相隔第一间隙D1。
具体地,所述侧板120靠近所述底座20的端部即其自由端,要在所述侧板120与障碍物进行碰撞时能够移动,以使得所述侧板120具有向机身内部的运动量,进而触发所述压力传感器组件30做出避障检测,本实施例的具体做法为:设计所述自由端和所述底座20的外边缘之间相隔所述第一间隙D1,较佳的实施例中,在所述底座20的外边缘还设有伸向所述顶板110的挡板,所述侧板120靠近所述底座20的端部即其自由端与所述挡板之间相隔所述第一间隙D1,对于所述第一间隙D1的具体尺寸在这里并不做具体的限定,可以根据所述压力传感器组件30的灵敏度以及所述上盖10的形变系数进行设定。
更进一步地,请结合图2,为了对所述自由端的运动量大小进行限制,避免撞击力过大时所述自由端运动量过大对机身内部造成损害,在所述底座20设有凹槽210,所述侧板120的下端插入所述凹槽210,且所述凹槽210的内壁与所述侧板120的下端之间具有第二间隙D2。
具体地,所述凹槽210由在所述底座20朝向所述顶板110一面设置的两个挡板组成,所述侧板120靠近所述底座20的端部即所述自由端位于两个所述挡板之间,所述自由端和靠近所述机身内部的所述挡板之间相隔所述第二间隙D2。
另外,在本实用新型其他较佳的实施例中,所述侧板120背离机身内部一侧设有透视窗140。
具体地,所述透视窗140一般设在所述自移动机器人行进方向的最前端,即设置在所述侧板120的外侧,所述透视窗140内部可以设置包括但不限定于是定位模块、红外发射器以及测距装置等器件,这些器件用于对所述自移动机器人进行精确定位;所述透视窗140具有透光特性以便于其内部的光学器件向外发射可见光射线。
在这里,对于所述透视窗140与所述侧板120之间的连接方式包括但不限定是粘接、螺栓连接等;较佳的实施例中,所述透视窗140朝向所述侧板120一面设有卡扣,所述侧板120设有卡槽,所述透视窗140与所述侧板120之间通过所述卡槽和所述卡扣进行活动式卡接,以方便对所述光学器件进行快速的安装、维修操作。
另外,对于所述透视窗140在所述侧板120上的设置位置,本实用新型的其中一种实现形式为,所述透视窗140的尺寸小于所述侧板120的尺寸,所述透视窗140设置在所述侧板120的中间位置区域,此时所述侧板120靠近所述底座20的端部即所述自由端与所述底座20的外边缘之间相隔所述第一间隙D1,或者是所述侧板120的下端插入所述凹槽210,所述凹槽210的内壁与所述侧板120的下端之间具有第二间隙D2,通常情况下第一间隙D1等于第二间隙D2;另一种实现形式为,所述透视窗140的下端位于所述侧板120的下端之下,如图2中所示,此时所述透视窗140靠近所述底座20的端部与所述底座20的外边缘之间相隔第三间隙D3,这里的所述透视窗140靠近所述底座20的端部为自由端,通过设计所述自由端与所述底座20之间相隔第三间隙D3,可以保证所述侧板120和/所述透视窗140在与障碍物碰撞时具有向机身内部的运动量,以触发所述压力传感器组件30做出相应的避障检测。
请结合图3-图5,在本实用新型的其中一种实施例中,所述压力传感器组件30包括传感器支撑层310和传感器本体层320,所述传感器支撑层310和所述传感器本体层320相互贴合;所述传感器支撑层310设在所述顶板110朝向所述底座20一侧,所述传感器本体层320设在所述传感器支撑层310上,且所述传感器本体层320的感应面朝向所述侧板120。
具体地,所述压力传感器组件30中的传感器为所述传感器本体层320,其包括但不限定于是电容式压力传感器,如所述传感器本体层320为两个电极片之间夹一层弹性体,当所述传感器本体层320受力后导致两个电极片的距离发生变化,随之所述传感器本体层320的电容值改变,所述传感器本体层320通过算法将变化的电容值转化为ADC信号给所述自移动机器人的主机MCU;所述传感器本体层320设在所述传感器支撑层310上,所述传感器支撑层310采用刚性材料制成,这种刚性材料制成的所述传感器支撑层310的硬度较大,不易受力变形,可以避免因所述传感器本体层320对其受压缓冲而减小所述传感器本体层320的形变,进而提升所述传感器本体层320的检测灵敏度。当所述侧板120具有向机身内部的运动量时,对所述传感器本体层320产生挤压,进而对所述传感器本体层320中的两个电极片之间的弹性体进行挤压,使得两个电极片之间的距离发生变化,进而使其电容值改变,以使所述传感器本体层320通过算法将变化的电容值转化为ADC信号给所述自移动机器人的主机MCU。
进一步地,所述自移动机器人还包括第一固定架1101,所述第一固定架1101设在所述顶板110上,所述压力传感器组件30设置在所述侧板120和所述第一固定架1101之间,所述第一固定架1101靠近所述侧板120的端部抵接所述传感器支撑层310,所述第一固定架1101远离所述侧板120的端部与所述侧板120之间具有第一预设距离。
具体地,所述顶板110朝向所述底座20一侧设有所述第一固定架1101,所述压力传感器组件30夹设在所述侧板120和所述第一固定架1101之间,使得所述第一固定架1101靠近所述侧板120的端部抵接在所述传感器支撑层310上,所述传感器本体层320位于所述传感器支撑层310和所述侧板120之间,形成所述第一固定架1101、所述传感器支撑层310以及所述传感器本体层320三者层叠之势,以使得所述传感器本体层320的感应面朝向所述侧板120,保证所述传感器本体层320可以很好的接收所述侧板120向机身内部变形的压力,以完成所述传感器本体层320对所述侧板120前方的障碍物的感应;其中,所述第一预设距离是指所述第一固定架1101远离所述侧板120的端部与所述侧板120之间的距离,即这里的所述第一预设距离为所述第一固定架1101在所述侧板120向机身内部形变方向上的尺寸和所述压力传感器组件30的厚度总和。
对于所述第一预设距离的大小,为了避免所述第一预设距离过小,即所述第一固定架1101在所述侧板120向机身内部形变方向上的尺寸过小,而使得所述第一固定架1101在受力时跟随所述压力传感器组件30一起向机身内部方向形变,从而使得所述压力传感器组件30不能被挤压变形,进而使避障检测失效,一般限制所述第一预设距离的最小值为5mm。
进一步地,对于所述第一预设距离的大小也不宜过大,考虑到机身内部空间以及产品小型化的需求,本实用新型其他较佳的实施例中,所述第一预设距离为14~17mm。
在这里,还需要指出的是,所述压力传感器组件30中所述传感器支撑层310和所述传感器本体层320的个数可以根据所述侧板120的长度以及传感器的尺寸确定,当具有大于一个的所述传感器支撑层310和所述传感器本体层320时,所述传感器支撑层310沿所述侧板120的长度方面依次排开,所述传感器本体层320对应设置于各个所述传感器支撑层310上。
请结合图6-图8,在本实用新型的另一种实施例中,所述压力传感器组件30包括至少一个应变式压力传感器330;各所述应变式压力传感器330包括传感器座3301以及传感器本体3302,所述传感器座3301设在所述顶板110朝向所述底座20一侧,所述传感器本体3302设在所述传感器座3301上,且所述传感器本体3302的感应面朝向所述侧板120。
在这里,所述应变式压力传感器330设在所述上盖10的所述顶板110上,且其感应面朝向所述上盖10的所述侧板120,具体地,所述传感器座3301固定连接在所述顶板110上,用于为所述传感器本体3302提供一个安装基座,所述传感器本体3302的结构为在PCB基板上印刷一层应变材料,当所述传感器本体3302受力后带动PCB基板上的应变材料发生变形,随之所述传感器本体3302输出电压值改变,所述传感器本体3302通过算法将变化的电压值转化为ADC信号给所述自移动机器人的主机MCU;所述传感器本体3302固定连接在所述传感器座3301上,使其感应面朝向所述侧板120,当所述侧板120具有向机身内部的运动量时,对所述传感器本体3302产生挤压,带动其PCB基板上的应变材料发生变形,并向外输出电压值改变,进而通过算法将变化的电压值转化为ADC信号传送给所述自移动机器人的主机MCU。
进一步地,各所述应变式压力传感器330还包括传感器盖3303,所述传感器盖3303连接在所述传感器座3301上并相对于所述传感器座3301移动,所述传感器盖3303背离所述传感器座3301一侧朝向所述侧板120,所述传感器盖3303朝向所述传感器座3301一侧设有与所述传感器本体3302相对的第一感应凸起3304。
具体地,所述传感器盖3303连接于所述传感器座3301上,所述传感器本体3302位于两者之间,所述传感器盖3303对所述传感器本体起到保护作用,所述传感器盖3303可以相对于所述传感器座3301移动,在所述传感器盖朝向所述传感器本体3302一面设置所述第一感应凸起3304,当所述传感器盖3303向所述传感器本体3302移动时,所述第一感应凸起3304快速与所述传感器本体3302接触,并挤压所述传感器本体3302,触发所述传感器本体3302完成感应检测,由于所述第一感应凸起3304的截面面积较小,可以提升所述传感器本体3302的感应灵敏度。
或者,所述侧板120朝向所述传感器本体3302的感应面一侧设有与所述传感器本体3302相对的第二感应凸起(图中未示出)。以上实施例给出的实施方式是所述应变式压力传感器330与所述侧板之间设置所述传感器盖3303的情况,本实施例是未设置所述传感器盖3303的情况,但是在所述侧板120朝向所述传感器本体3302的感应面一侧设置所述第二感应凸起,其中,所述第二感应凸起可以起到与所述第一感应凸起3304同样的作用,即可以提升所述传感器本体3302的感应灵敏度。
进一步地,所述第一感应凸起3304两侧的所述传感器盖3303上设有朝向所述传感器座3301的连接杆3305,所述连接杆3305的端部设有卡钩3306,所述传感器座3301与所述连接杆3306相对位置设有用于所述连接杆3305穿过的连接槽3307。
在这里,提供了一种所述应变式压力传感器330的具体结构形式,所述传感器座3301的两侧设置有所述连接槽3307,所述传感器盖3303的两侧设置有所述连接杆3305,所述连接杆3305插入所述连接槽3307内,两者通过所述卡钩3306实现活动式卡接,且所述连接杆3305可以在所述连接槽3307内朝所述传感器本体3302方向移动,以保证所述传感器盖3303在受到挤压外力时,所述第一感应凸起3304与所述传感器本体3302接触,以触发所述传感器本体3302完成感应检测。
另外,所述自移动机器人还包括第二固定架1102,所述第二固定架1102设在所述顶板110朝向所述底座20一侧,所述传感器座3301设在所述第二固定架1102朝向所述侧板120一侧;所述传感器本体3302与所述侧板120之间具有第二预设距离。在这里,所述第二固定架1102为所述应变式压力传感器330提供一安装平台,具体地,所述传感器座3301设置与所述第二固定架1102朝向所述侧板120一侧,具体的连接方式包括但不限定于是焊接、卡扣连接、粘接以及螺钉连接等;例如,所述第二固定架1102与所述传感器座3301一体设置。这里的所述第二预设距离指的是所述传感器本体3302和所述侧板120之间的距离。
进一步地,所述第二预设距离为15.5~17.5mm,较佳的实施例中所述第二预设距离为16.5mm,这里通过设置上述数值的所述第二预设距离可以避免所述侧板120向内挤压所述传感器本体3302时,所述传感器座3301以及所述传感器本体3302跟随所述侧板120一起向机身内部形变,进而不能使所述传感器本体3302受压形变,导致避障检测失效,从而提升所述自移动机器人避障检测的可靠性。
另外,所述应变式压力传感器330的个数不小于两个,其中,两个相邻的所述应变式压力传感器330之间的夹角不大于45度。具体地,由于所述侧板120一般沿所述自移动机器人前进方向的前半部设置,为了加大避障检测的范围一般会设置两个及以上个数的所述应变式压力传感器330沿着所述侧板120的长度方向排布,同时又为了避免两个所述应变式压力传感器330之间出现检测真空地带,导致所述自移动机器人避障检测的可靠性降低,一般会设置相邻的两个所述应变式压力传感器330之间的夹角不大于45度,以保证障碍物接触到所述侧板120的任何位置均可以被所述应变式压力传感器330检测到。
更进一步地,所述压力传感器组件30包括多个所述应变式压力传感器330时,多个所述应变式压力传感器330沿所述侧板120的周边方向排布。
具体地,由于在所述侧板120一般情况下会围绕所述自移动机器人的外轮廓半周,即所述侧板120的长度一般较长,而单个所述应变式压力传感器330的感应范围有限,因此在较佳的实施例中,在所述上盖10内一般会设置多个所述应变式压力传感器330,以保证所述压力传感器组件30对所述自移动机器人的各个方向上进行障碍物检测,提升所述自移动机器人的避障完整性。具体的做法是,将多个所述应变式压力传感器330沿所述侧板120的周边方向排布,可以是沿着所述侧板120的长度方向进行等距离排布;也可以根据所述自移动机器人的行进特点,比如其行进方向的前端会经常遇到障碍物,而其行进方向的两侧遇到障碍物的概率则较小,这里可以在所述自移动机器人行进方向前端的所述侧板120上设置较多个所述应变式压力传感器330,而在所述自移动机器人行进方向两侧的所述侧板120上,适当的减少所述应变式压力传感器330的设置数量。在本实用新型的一个实施例中,所述应变式压力传感器330的设置数量不小于5个。
第二实施例
本实用新型另提供了一种自移动机器人,所述自移动机器人包括上盖、底座以及压力传感器组件;所述上盖包括一体设置的顶板和侧板,所述顶板和侧板之间形成有连接部,且所述连接部至少部分高于所述顶板;所述底座设在所述顶板下方;所述压力传感器组件朝向所述侧板设置,且所述压力传感器组件的固定架与所述侧板之间的预设距离大于5mm。本实施例中,通过设置所述压力传感器组件的固定架与所述侧板之间的预设距离大于5mm,可以避免遇到障碍物时所述压力传感器组件的固定架跟随被挤压形变的所述压力传感器组件一起向机身内部方向发生形变,从而使得所述压力传感器组件不能被挤压变形,进而使避障检测失效,依次可以提升所述自移动机器人避障检测的可靠性。
第三实施例
本实用新型还提供了一种自移动机器人,其包括壳体以及压力传感器组件;所述壳体包括一体设置的基板和侧板,所述基板和侧板之间形成有连接部,所述连接部构成的角为锐角;所述压力传感器组件的感应面朝向所述侧板。本实施例中,当所述自移动机器人在行进过程中遇到高度较高的悬挂障碍物(例如,沙发底部)或高度较低的低矮障碍物(例如,阳台移门导航)与所述连接部发生接触时,并向机身内部方向挤压所述连接部,在挤压过程中,由于所述基板和所述侧板之间的所述连接部的锐角结构,可以保证所述侧板在机器行进的水平方向具有向机身内部的运动量,即所述侧板会向所述机身内部发生形变,进而与所述压力传感器组件接触,并使其发生形变,使得所述压力传感器组件产生挤压形变信号,从而完成所述自移动机器人的避障检测。
在这里,通过锐角设置的所述连接部,还更有利于所述侧板向机身内部方向移动,在本实用新型其他较佳的实施例中,所述锐角的角度小于30度。
应用场景
扫地机器人小科要对主人的客厅进行清扫,按照预设清扫路线小科在行进过程中被主人家小孩子的积木块挡住,此积木块作为障碍物其厚度较小,其顶部高度低于小科的顶部高度,此时小科的前部侧板与积木块发生撞击,进而侧板向小科机身内部方向发生形变,设在机身顶板且与侧板相对的压力传感器组件会被向机身内部发生形变的侧板所挤压,进而变形,使得压力传感器产生相应的撞击信号,并将撞击信号传递至小科的主机MCU,主机MCU根据撞击信号生成相应的避障操作指令,以控制小科的行进装置执行避障操作指令进行移动,以完成避障;小科根据上次避障之后的清扫路线继续对主人的客厅进行清扫,在清扫过程中遇到主人的沙发,由于沙发下面具有一定的空间,但是这个空间还不足以让小科自由通过,而小科前方的侧板在沙发下面的空间里不会发生撞击,但是小科的顶部会被沙发的下缘发生碰撞,即小科行进方向前部的侧板和顶板之间的连接部会与沙发的下缘发生碰撞,这是因为这个连接部有部分高于小科的顶板,且这个连接部相对的内角为锐角设置,当发生碰撞时,这个连接部会向着反方向形变,由于侧板和顶板之间锐角的角度关系,侧板会具有向机身内部方向上运动量的分量,即此时的侧板会向小科机身内部方向发生形变,压力传感器组件会被向机身内部发生形变的侧板所挤压,进而产生变形,使得压力传感器产生相应的撞击信号,并将撞击信号传递至小科的主机MCU,主机MCU根据撞击信号生成相应的避障操作指令,以控制小科的行进装置执行避障操作指令进行移动,以完成避障,小科在清扫过程中可能不断的会遇到障碍物,通过以上结构及方法可以顺利的完成避障,并重新规划出清扫路线,以使得小科按照新的清扫路线完成对主人客厅的清扫工作。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种自移动机器人,其特征在于,包括上盖、底座以及压力传感器组件;
所述上盖包括一体设置的顶板和侧板,所述顶板和侧板之间形成有连接部,且所述连接部至少部分高于所述顶板;
所述底座设在所述顶板下方;
所述压力传感器组件朝向所述侧板设置。
2.根据权利要求1所述的自移动机器人,其特征在于,所述连接部呈倒V形结构。
3.根据权利要求1所述的自移动机器人,其特征在于,所述侧板靠近所述底座的端部与所述底座的外边缘之间相隔第一间隙;和/或,
所述底座设有凹槽,所述侧板的下端插入所述凹槽,且所述凹槽的内壁与所述侧板的下端之间具有第二间隙。
4.根据权利要求1-3任一项所述的自移动机器人,其特征在于,所述压力传感器组件包括相贴合的传感器支撑层和传感器本体层;
所述自移动机器人还包括第一固定架,所述第一固定架设在所述顶板上,所述压力传感器组件设置在所述侧板和所述第一固定架之间,所述第一固定架靠近所述侧板的端部抵接所述传感器支撑层,所述第一固定架远离所述侧板的端部与所述侧板之间具有第一预设距离。
5.根据权利要求1-3任一项所述的自移动机器人,其特征在于,所述压力传感器组件包括至少一个应变式压力传感器;
各所述应变式压力传感器包括传感器座以及传感器本体,所述传感器座设在所述顶板朝向所述底座一侧,所述传感器本体设在所述传感器座上,且所述传感器本体的感应面朝向所述侧板。
6.根据权利要求5所述的自移动机器人,其特征在于,所述应变式压力传感器的个数不小于两个,其中,两个相邻的所述应变式压力传感器之间的夹角不大于45度。
7.根据权利要求5所述的自移动机器人,其特征在于,各所述应变式压力传感器还包括传感器盖,所述传感器盖连接在所述传感器座上并相对于所述传感器座移动,所述传感器盖背离所述传感器座一侧朝向所述侧板,所述传感器盖朝向所述传感器座一侧设有与所述传感器本体相对的第一感应凸起。
8.根据权利要求5所述的自移动机器人,其特征在于,还包括第二固定架,所述第二固定架设在所述顶板朝向所述底座一侧,所述传感器座设在所述第二固定架朝向所述侧板一侧;所述传感器本体与所述侧板之间具有第二预设距离。
9.一种自移动机器人,其特征在于,包括上盖、底座以及压力传感器组件;
所述上盖包括一体设置的顶板和侧板,所述顶板和侧板之间形成有连接部,且所述连接部至少部分高于所述顶板;
所述底座设在所述顶板下方;
所述压力传感器组件朝向所述侧板设置,且所述压力传感器组件的固定架与所述侧板之间的预设距离大于5mm。
10.一种自移动机器人,其特征在于,包括壳体以及压力传感器组件;
所述壳体包括一体设置的基板和侧板,所述基板和侧板之间形成有连接部,所述连接部构成的角为锐角;
所述压力传感器组件的感应面朝向所述侧板。
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WO2021078118A1 (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-29 | 科沃斯机器人股份有限公司 | 自移动机器人 |
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