CN212170414U - 一种机器人的压感足底及模块化机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人的压感足底及模块化机器人，在模块化机器人领域，通过设置移动件、变形件及传感器，所述移动件一端与所述变形件接触，所述移动件相对一端承受外部压力时挤压所述变形件；所述变形件为柔性变形件，所述传感器定位于所述变形件上，当所述变形件变形时，所述传感器检测所述变形件在变形位置对应的压力，使得所述移动件可接受多个方向传来的外部压力，则所述移动件承受在一方向上传来的压力时挤压所述变形件，使得所述变形件在该方向对应的位置变形，以使得所述传感器准确检测该位置的压力，提高了压感足底对多个方向压力的检测精度，降低检测误差。

Description

一种机器人的压感足底及模块化机器人

【技术领域】

本实用新型涉及模块化机器人领域，特别涉及一种机器人的压感足底及模块化机器人。

【背景技术】

现有的机器人可以实现独立行走，同时可以通过设置具有压感功能的足底检测机器人足底的压力来实现多方式的行走。

但是现有的机器人压感足底中，对足底不同方向传递的压力检测精度较差，使得压感足底无法准确检测不同方向传来的压力。

【实用新型内容】

为了克服目前现有的机器人的压感足底中针对多方向压力检测不准确的问题，本实用新型提供一种机器人的压感足底，用于检测机器人足底在多方向上的外部压力，所述压感足底包括感应部，所述感应部用于感应外部压力；所述感应部包括移动件、变形件及传感器，所述移动件一端与所述变形件接触，所述移动件相对一端承受外部压力时挤压所述变形件；所述变形件为柔性变形件，所述传感器定位于所述变形件上，当所述变形件变形时，所述传感器检测所述变形件在变形位置对应的压力。

优选地，所述感应部还包括接触件，所述接触件内形成一空间，所述移动件、变形件及传感器置于该空间内；所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧连接，所述接触件为柔性接触件；所述接触件用于与外部物体接触。

优选地，所述移动件包括至少两个方向的第一延伸臂，所述变形件包括至少两个方向的第二延伸臂，第一延伸臂与第二延伸臂的位置及数量匹配；所述至少两个方向的第一延伸臂与第二延伸臂以所述传感器为轴心沿周向均匀分布。

优选地，所述第一延伸臂设有向所述变形件方向凸起的推动部，所述第二延伸臂对应所述推动部的位置设有凹槽，所述推动部可置于所述凹槽内。

优选地，所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧为曲面结构。

优选地，所述压感足底还包括连接部，所述连接部与所述感应部连接，所述连接部与所述机器人可拆卸连接。

优选地，所述连接部上设有一指示灯，当所述连接部与所述机器人连接时，所述指示灯亮起。

本实用新型还提供一种模块化机器人，包括主控单元、至少一个组成单元及如上述任一项所述压感足底，所述组成单元、所述主控单元与所述压感足底任意两者之间可拆卸连接。

优选地，所述压感足底背离所述感应部一端设有第一连接件，所述组成单元上设有第二连接件，所述主控单元设有第三连接件，所述第一连接件、第二连接件与第三连接件任意两者之间可拆卸连接。

优选地，所述第一连接件、第二连接件与第三连接件具有相同结构。

与现有技术相比，本实用新型提供的机器人的压感足底及模块化机器人具有如下优点：

1、通过设置移动件、变形件及传感器，所述移动件一端与所述变形件接触，所述移动件相对一端承受外部压力时挤压所述变形件；所述变形件为柔性变形件，所述传感器定位于所述变形件上，当所述变形件变形时，所述传感器检测所述变形件在变形位置对应的压力，使得所述移动件可接受多个方向传来的外部压力，则所述移动件承受在一方向上传来的压力时挤压所述变形件，使得所述变形件在该方向对应的位置变形，以使得所述传感器准确检测该位置的压力，提高了压感足底对多个方向压力的检测精度，降低检测误差。

2、所述感应部还包括接触件，所述接触件内形成一空间，所述移动件、变形件及传感器置于该空间内，所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧连接，所述接触件为柔性接触件，所述接触件用于与外部物体接触。通过所述接触件包覆所述移动件、变形件及传感器，提高所述感应部的整体性，避免所述移动件、变形件及传感器的外露，提高感应部的使用寿命和外形美观度，提高了用户体验。

3、通过设置第一延伸臂及第二延伸臂，使得每一所述第一延伸臂与第二延伸臂可精确至多个角度的压力检测，进一步提高压力检测的准确度，降低检测误差。

4、所述第一延伸臂设有向所述变形件方向凸起的推动部，所述第二延伸臂对应所述推动部的位置设有凹槽，所述推动部可置于所述凹槽内，使得所述第一延伸臂中任一方向受力时，通过所述推动部挤压所述凹槽，实现第一延伸臂与第二延伸臂的挤压方式为点接触方式，提高了压力传导的准确度，减少了相邻延伸臂之间压力传导的误差。

5、所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧为曲面结构，使得所述接触件可在多个角度上与外部物体接触，准确接收多个方向上传来的压力，提高压力检测的准确度。

6、所述压感足底还包括连接部，所述连接部与所述感应部连接，所述连接部与所述机器人可拆卸连接，也即所述压感足底通过所述连接部实现与机器人的可拆卸连接，方便用户的使用和组装。

7、所述连接部上设有一指示灯，当所述连接部与所述机器人连接时，所述指示灯亮起，以提示用户与机器人的正确连接和电路接通。

8、通过将所述压感足底使用于模块化机器人上，所述模块化机器人还包括主控单元及至少一个组成单元，所述组成单元、所述主控单元与所述压感足底任意两者之间可拆卸连接，使得用户可根据需要拼接出不同结构的模块化机器人。

【附图说明】

图1是本实用新型第一实施例所提供的机器人的压感足底的结构示意图。

图2是本实用新型第一实施例所提供的机器人的压感足底的爆炸图。

图3是本实用新型第二实施例所提供的模块化机器人的结构示意图。

附图标记说明：

1、压感足底；

11、感应部；111、移动件；1111、第一延伸臂；11111、推动部；112、变形件；1121、第二延伸臂；11211、凹槽； 113、传感器；

12、连接部；121、指示灯；122、第一连接件；

100、模块化机器人；101、主控单元；102、组成单元； 1021、第二连接件；1011、第三连接件；200、移动臂。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请结合图1和图2，本实用新型第一实施例提供一种机器人的压感足底1，用于检测机器人足底在多方向上的外部压力。所述机器人可以为一体成型结构(也即不可拼拆)的机器人，也可以为多个结构拼接而成的模块化机器人，多个结构之间可以根据需求自由拼接组合。

所述压感足底1包括感应部11，所述感应部11用于感应外部压力。所述感应部11包括移动件111、变形件112及传感器113，所述移动件111一端与所述变形件112接触，所述移动件111相对一端承受外部压力时挤压所述变形件112。所述变形件112为柔性变形件，所述传感器113定位于所述变形件 112上，当所述变形件112变形时，所述传感器113检测所述变形件112在变形位置对应的压力。

可以理解，所述移动件111可接受多个方向传来的外部压力，则所述移动件111承受在一方向上传来的压力时挤压所述变形件112，使得所述变形件112在该方向对应的位置变形，以使得所述传感器113准确检测该位置的压力，提高了压感足底1对多个方向压力的检测精度，降低检测误差。

可以理解，所述移动件111为硬质移动件，以准确传导外部压力。所述传感器113为压力传感器，其可通过受压变形的方式实时检测收到的压力值。

请继续参阅图2，所述感应部11还包括接触件114，所述接触件114内形成一空间，所述移动件111、变形件112及传感器113置于该空间内，所述接触件114与所述移动件111背离所述变形件112一侧连接，所述接触件114为柔性接触件，所述接触件114用于与外部物体接触。通过所述接触件114包覆所述移动件111、变形件112及传感器113，提高所述感应部11的整体性，避免所述移动件111、变形件112及传感器113 的外露，提高感应部11的使用寿命和外形美观度，提高了用户体验。

可选地，作为一种实施例，所述接触件114与所述移动件111背离所述变形件112一侧为曲面结构，使得所述接触件 114可在多个角度上与外部物体接触，准确接收多个方向上传来的压力，提高压力检测的准确度。

可以理解，所述接触件114与所述移动件111接触的面相互匹配，以保证所述接触件114与所述移动件111紧密接触，进一步提高压力检测的准确度。

可选地，作为一种实施例，所述移动件111与所述变形件112之间设置一弹性件(图未示)，所述弹性件使得所述移动件111具有回位作用，避免移动件111未受力时由于自身重力挤压所述变形件112的问题。

请继续参阅图2，所述移动件111包括至少两个方向的第一延伸臂1111，所述变形件112包括至少两个方向的第二延伸臂1121，第一延伸臂1111与第二延伸臂1121的位置及数量匹配。例如，在本实施例中，所述第一延伸臂1111与第二延伸臂1121的数量为4个，4个所述第一延伸臂1111与第二延伸臂1121以所述传感器113为轴心沿周向均匀分布，使得每一所述第一延伸臂1111与第二延伸臂1121可精确至多个角度的压力检测，进一步提高压力检测的准确度，降低检测误差。

可以理解，所述第一延伸臂1111与第二延伸臂1121延伸的方向可以为2个、3个或者多个，只要可以使所述第一延伸臂1111与第二延伸臂1121在沿周向上的多个方向上延伸以检测对应位置的压力即可。例如，当所述第一延伸臂1111延伸的方向为2个时，延伸臂之间的夹角为180度，3个时为120 度，以此类推，延伸的方向越多，则延伸臂的数量就越多，对应检测的角度也越多，检测越精确，用户可根据需要进行设置，在此不做限定。

请继续参阅图2，所述第一延伸臂1111设有向所述变形件112方向凸起的推动部11111，所述第二延伸臂1121对应所述推动部11111的位置设有凹槽11211，所述推动部11111可置于所述凹槽11211内，使得所述第一延伸臂1111中任一方向受力时，通过所述推动部11111挤压所述凹槽11211，实现第一延伸臂1111与第二延伸臂1121的挤压方式为点接触方式，提高了压力传导的准确度，减少了相邻延伸臂之间压力传导的误差。

可以理解，在检测压力时，所述第一延伸臂1111受力向所述对应的第二延伸臂1121移动并挤压对应的第二延伸臂 1121，则对应的所述第二延伸臂1121受压变形，定位于所述变形件112上的传感器113在对应该第二延伸臂1121的位置感应到变形，则通过该方向的变形准确检测出对应方向的压力值。

请结合图1和图2，所述压感足底1还包括连接部12，所述连接部12与所述感应部11连接，所述连接部12与所述机器人可拆卸连接，也即所述压感足底1通过所述连接部12实现与机器人的可拆卸连接，方便用户的使用和组装。

所述连接部12上设有一指示灯121，当所述连接部12与所述机器人连接时，所述指示灯121亮起，以提示用户与机器人的正确连接和电路接通。

请参阅图3，本实用新型第二实施例提供一种模块化机器人100，其包括主控单元101、至少一个组成单元102及如第一实施例中所述压感足底1，所述组成单元102、所述主控单元101与所述压感足底1任意两者之间可拆卸连接。所述主控单元101用于控制所述组成单元102，并接收所述压感足底 1检测获得的压力值，以旋转控制组成单元102的控制方式，实现模块化机器人100的多方式行走和交互。

具体地，所述压感足底1上的连接部12背离所述感应部 11一端设有第一连接件122，所述组成单元102上设有第二连接件1021，所述主控单元101设有第三连接件1011，所述第一连接件122、第二连接件1021与第三连接件1011任意两者之间可拆卸连接。所述第一连接件122、第二连接件1021与第三连接件1011具有相同结构，例如，所述第一连接件122、第二连接件1021与第三连接件1011均设置为一旋转连接结构，任意二者对接后转动预设角度实现二者的扣合连接。当然，所述第一连接件122、第二连接件1021与第三连接件1011 也可以设置为不同结构，例如设置为对应的磁吸固定结构、粘胶结构等，只要可以使所述第一连接件122、第二连接件 1021与第三连接件1011之间可拆卸连接即可，在此不做限定。

所述组成单元102包括可相互转动的第一转动部1022与第二转动部1023，第一转动部1022与第二转动部1023上均设有所述第二连接件1021，通过连接不同的结构(例如分别连接主控单元和压感足底)，实现模块化机器人100的运动。也即所述模块化机器人100通过多个所述组成单元102中每个第一转动部1022与第二转动部1023的相对转动，实现多种运动方式，在此不再赘述。

可以理解，在模块化机器人100中，每一所述压感足底1 对应拼接有一移动臂200，至少两个移动臂200交替转动以实现模块化机器人100的行走，而每个移动臂200可以通过多个组成单元102相互拼接串联组成，而在末端对应的组成单元 102拼接一所述压感足底1，以实现在每一个移动臂200末端设置压感足底1以检测与外部物体的压力，准确检测每一移动臂200在工作时与外部物体的压力。例如，在行走时，所述移动臂200通过一组成单元102的相对转动，实现移动臂 200的交替转动以实现行走动作，检测与地面的压力，以实现在多角度路面的行走，或在与用户交互时，通过主控单元 101的控制，与用户进行“对拳”交互，感受用户对足底的力，以实现预设的交互方式，提高用户体验。

可以理解，所述组成单元102数量可根据需要进行增加或减少，以根据用户需求组装拼接获得不同结构的模块化机器人100，只要可以使拼接获得的模块化机器人100具有至少两个移动臂200，并通过所述压感足底1检测移动臂200末端的压力即可，在此不做限定。

与现有技术相比，本实用新型提供的机器人的压感足底及模块化机器人具有如下优点：

1、通过设置移动件、变形件及传感器，所述移动件一端与所述变形件接触，所述移动件相对一端承受外部压力时挤压所述变形件；所述变形件为柔性变形件，所述传感器定位于所述变形件上，当所述变形件变形时，所述传感器检测所述变形件在变形位置对应的压力，使得所述移动件可接受多个方向传来的外部压力，则所述移动件承受在一方向上传来的压力时挤压所述变形件，使得所述变形件在该方向对应的位置变形，以使得所述传感器准确检测该位置的压力，提高了压感足底对多个方向压力的检测精度，降低检测误差。

2、所述感应部还包括接触件，所述接触件内形成一空间，所述移动件、变形件及传感器置于该空间内，所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧连接，所述接触件为柔性接触件，所述接触件用于与外部物体接触。通过所述接触件包覆所述移动件、变形件及传感器，提高所述感应部的整体性，避免所述移动件、变形件及传感器的外露，提高感应部的使用寿命和外形美观度，提高了用户体验。

3、通过设置第一延伸臂及第二延伸臂，使得每一所述第一延伸臂与第二延伸臂可精确至多个角度的压力检测，进一步提高压力检测的准确度，降低检测误差。

4、所述第一延伸臂设有向所述变形件方向凸起的推动部，所述第二延伸臂对应所述推动部的位置设有凹槽，所述推动部可置于所述凹槽内，使得所述第一延伸臂中任一方向受力时，通过所述推动部挤压所述凹槽，实现第一延伸臂与第二延伸臂的挤压方式为点接触方式，提高了压力传导的准确度，减少了相邻延伸臂之间压力传导的误差。

5、所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧为曲面结构，使得所述接触件可在多个角度上与外部物体接触，准确接收多个方向上传来的压力，提高压力检测的准确度。

6、所述压感足底还包括连接部，所述连接部与所述感应部连接，所述连接部与所述机器人可拆卸连接，也即所述压感足底通过所述连接部实现与机器人的可拆卸连接，方便用户的使用和组装。

7、所述连接部上设有一指示灯，当所述连接部与所述机器人连接时，所述指示灯亮起，以提示用户与机器人的正确连接和电路接通。

8、通过将所述压感足底使用于模块化机器人上，所述模块化机器人还包括主控单元及至少一个组成单元，所述组成单元、所述主控单元与所述压感足底任意两者之间可拆卸连接，使得用户可根据需要拼接出不同结构的模块化机器人。

以上仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人的压感足底，用于检测机器人足底在多方向上的外部压力，其特征在于：所述压感足底包括感应部，所述感应部用于感应外部压力；

所述感应部包括移动件、变形件及传感器，所述移动件一端与所述变形件接触，所述移动件相对一端承受外部压力时挤压所述变形件；

所述变形件为柔性变形件，所述传感器定位于所述变形件上，当所述变形件变形时，所述传感器检测所述变形件在变形位置对应的压力。

2.如权利要求1中所述机器人的压感足底，其特征在于：所述感应部还包括接触件，所述接触件内形成一空间，所述移动件、变形件及传感器置于该空间内；

所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧连接，所述接触件为柔性接触件；

所述接触件用于与外部物体接触。

3.如权利要求1中所述机器人的压感足底，其特征在于：所述移动件包括至少两个方向的第一延伸臂，所述变形件包括至少两个方向的第二延伸臂，第一延伸臂与第二延伸臂的位置及数量匹配；

所述至少两个方向的第一延伸臂与第二延伸臂以所述传感器为轴心沿周向均匀分布。

4.如权利要求3中所述机器人的压感足底，其特征在于：所述第一延伸臂设有向所述变形件方向凸起的推动部，所述第二延伸臂对应所述推动部的位置设有凹槽，所述推动部可置于所述凹槽内。

5.如权利要求2中所述机器人的压感足底，其特征在于：所述接触件与所述移动件背离所述变形件一侧为曲面结构。

6.如权利要求1中所述机器人的压感足底，其特征在于：所述压感足底还包括连接部，所述连接部与所述感应部连接，所述连接部与所述机器人可拆卸连接。

7.如权利要求6中所述机器人的压感足底，其特征在于：所述连接部上设有一指示灯，当所述连接部与所述机器人连接时，所述指示灯亮起。

8.一种模块化机器人，其特征在于：包括主控单元、至少一个组成单元及如权利要求1-7中任一项所述压感足底，所述组成单元、所述主控单元与所述压感足底任意两者之间可拆卸连接。

9.如权利要求8中所述模块化机器人，其特征在于：所述压感足底背离所述感应部一端设有第一连接件，所述组成单元上设有第二连接件，所述主控单元设有第三连接件，所述第一连接件、第二连接件与第三连接件任意两者之间可拆卸连接。

10.如权利要求9中所述模块化机器人，其特征在于：所述第一连接件、第二连接件与第三连接件具有相同结构。

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