CN214724383U - 一种机器人底盘碰撞检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人底盘碰撞检测装置，包括底盘主体(1)、前设有碰撞板(2)、力转换板(9)、压力传感器(3)、传感器座子(6)、拉力弹簧(4)；该碰撞板设有力转换触点结构(8)；力转换板(9)通过旋转轴(11)固定连接在底盘主体(1)上；力转换板(9)上设有施力触点结构(10)；传感器座子(6)上的勾状圆弧面结构(13)通过旋转轴(11)与力转换板(9)轴连接；传感器座子(6)末端设有传感器座子弹簧卡槽(5)、限位挡板(17)。本实用新型具有即可检测到机器人底盘碰撞的位置，还可以检测到碰撞力度、方向的优点。

Description

一种机器人底盘碰撞检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种机器人底盘碰撞检测装置。

背景技术

目前，轮式机器人底盘通常采用在底盘前方增加碰撞条传感器的方式进行碰撞检测，如，扫地机器人底盘在前方增加挡板，挡板和底盘主体之间有回弹装置和光电开关或微动开关，挡板碰撞到障碍物后回弹装置被压回并触发开关，从而将碰撞信号发送到控制器。

这些现有轮式机器人底盘存在以下技术缺点：1)只能检测到是否碰撞而检测不到碰撞的位置；2)只能检测到是否碰撞而检测不到碰撞的力度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机器人底盘碰撞检测装置，克服了现有技术机器人底盘的缺点，具有即可检测到碰撞位置，还可以检测到碰撞力度的特点。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种机器人底盘碰撞检测装置，包括底盘主体，所述底盘主体前设有碰撞板；该碰撞板设有力转换触点结构；还包括力转换板，该力转换板通过旋转轴固定连接在底盘主体上；所述力转换板上设有施力触点结构；还包括压力传感器、与所述压力传感器固定连接的传感器座子上，所述传感器座子通过圆弧面结构内的旋转轴与力转换板轴连接；所述传感器座子末端有设有固定拉力弹簧的传感器座子弹簧卡槽，所述传感器座子设有限位挡板。

优选地，所述圆弧面结构端部为勾状。

优选地，所述碰撞板通过固定柱设置在底盘主体前面，为一壳体状。

优选地，所述力转换板通过旋转轴连接在底盘主体上；该力转换板外侧面与所述碰撞板的转换触点结构直接接触；该力转换板内侧设置的施力触点结构与所述压力传感器接触。

优选地，所述压力传感器上设有与施力触点结构对应的受力点结构；该压力传感器固定设置在传感器座子上。

优选地，所述传感器座子为固定所述压力传感器的座子，所述传感器座子通过勾状圆弧面结构与所述力转换板的旋转轴轴连接后旋转。

优选地，所述拉力弹簧一端固定连接在所述传感器座子弹簧卡槽内，另一端固定连接在底盘主体弹簧卡槽上。

优选地，所述底盘主体分别通过该底盘主体上碰撞板固定槽、力转换板固定孔、传感器座子限位挡板、传感器座子弹簧卡槽分别固定连接所述碰撞板、力转换板、传感器座子、拉力弹簧。

本实用新型提供的技术方案具有以下核心构思和有益效果:

1.本实用新型在底盘主体设有碰撞挡板；该碰撞挡板两端与该底盘主体之间的位置固定设置有两个压力传感器；当所述碰撞板接触到障碍物后，该碰撞挡板将压力传递给两侧的所述两个压力传感器，通过读取两个压力传感器的压力值的计算可以得到碰撞力的大小和方向。

2.由于所述压力传感器的量程有限，当碰撞力超过量程后会对该传感器造成损坏，所以在该压力传感器固定位置和压力传感器之间还固定设置有弹簧结构；当压力超过一定范围后，弹簧拉力回弹和伸长可以限制该压力传感器受到的碰撞力。

本实用新型通过上述技术方案的设计，具有以下的有益效果：

1.通过压力传感器可以测量碰撞力的大小；

2.通过对比两个压力传感器的数值可以计算得到碰撞受力的位置、方向；

3.通过缓冲弹簧回弹结构可以避免压力传感器超过量程造成损坏。

附图说明

图1为本实用新型碰撞板结构示意图

图2-1为本实用新型力转换板外侧面结构示意图

图2-2为本实用新型力转换板内侧面结构示意图

图3为本实用新型压力传感器结构示意图

图4-1为本实用新型传感器座子俯视结构示意图

图4-2为本实用新型传感器座子仰视结构示意图

图5为本实用新型拉力弹簧结构示意图

图6-1为本实用新型述底盘主体结构示意图

图6-2为本实用新型底盘主体局部结构示意图

图7-1为本实用新型结构示意图

图7-2为本实用新型结构示意图

图7-3为本实用新型整体安装示意图

图中：1-底盘主体，2-碰撞板；3-压力传感器，4-拉力弹簧，5-传感器座子弹簧卡槽；6-传感器座子，7-固定柱，8-力转换触点结构，9-力转换板，10- 施力触点结构，11-旋转轴，12-受力点结构，13-圆弧面结构，14-底座主体弹簧卡槽,15-碰撞板固定槽，16-力转换板固定孔,17-限位挡板

具体实施方式

如图1~图7-3所示的一种机器人底盘碰撞检测装置，如图1所示，一种前置的碰撞板2通过固定柱7设置在底盘主体前面，为一壳体状，可以小范围活动，当碰撞板2与障碍物直接接触后，通过力转换触点结构8将碰撞力传给力转换板9。

如图2-1、图2-2所示，所述力转换板9通过旋转轴11连接在底盘1主体上，该力转换板可以绕所述旋转轴在一定角度范围内旋转；该力转换板9外侧面与所述碰撞板的四个对称力转换触点结构8直接接触；该力转换板9内侧设置的施力触点结构10与压力传感器3接触；力转换板9的作用是将碰撞板2受到的压力通过旋转轴11转换为始终垂直于该压力传感器3的压力，便于测量力的大小；

如图3所示，所述压力传感器3上设有与施力触点结构10对应的受力点结构12，可以测量到受力点结构上的压力大小；该压力传感器3固定设置在传感器座子6上；通过上述结构和配合关系，本实用新型达到测量所述力转换板9 上施力触点结构10所施加的压力。

如图4-1、图4-2所示，传感器座子6为固定所述压力传感器3的座子，所述传感器座子通过两个勾状的圆弧面结构13与旋转轴11轴连接后旋转，该传感器座子6末端设有底座主体弹簧卡槽14。

如图5所示，所述拉力弹簧4一端固定连接在所述传感器座子的弹簧卡槽 14内，另一端固定连接在底盘主体1上；所述拉力弹簧4为所述传感器座子持续提供向外旋转的力，当碰撞板2受到猛烈撞击后，拉力弹簧4会因为受力伸长，使压力传感器3所受的力不超过量程，以避免损坏压力传感器3；

如图6-1、图6-2所示，底盘主体1分别通过其上的碰撞板固定槽或固定孔 15、力转换板固定孔16、传感器座子限位挡板17、传感器座子弹簧卡槽5固定连接所述碰撞板2、力转换板9、传感器座子6、拉力弹簧4，为传感器座子6 提供限位。

如图7-1、图7-2、图7-3所示为本实用新型整体安装示意图，底盘主体1 前安装碰撞板2，碰撞板可以小范围内相对活动，碰撞板与障碍物直接接触通过力转换触点结构8将碰撞力传给两侧的两个力转换板9，两个力转换板9通过旋转轴11固定在底盘主体1上，可以绕旋转轴11在一定角度范围内旋转，力转换板9将受到的力通过施力触点结构10作用在压力传感器3上，所述压力传感器处理器就可以测到压力的大小。压力传感器3固定在传感器座子6上，传感器座子6以两个勾状圆弧面结构13围绕力转换板9的旋转轴11旋转，传感器座子6末端有安装拉力弹簧4的底座主体弹簧卡槽14，通过弹簧4和限位挡板 17保持在一定角度。当压力传感器3受力过大时，与传感器座子6相连的弹簧 4被拉长，压力传感器3随着传感器座子6旋转，使受到的力不会超过量程而损坏。

本实用新型在碰撞板接触到障碍物后，该碰撞挡板3将压力传递给两侧的所述两个压力传感器，通过读取两个压力传感器3的压力值的计算可以得到碰撞力的大小和方向；由于碰撞检测结构分为左右两个，以左边为例，当发生碰撞时读取左右两个压力传感器的数值，比较左右数值的大小，如果左右大小相同，碰撞位置就在中间，如果右边比左边大，碰撞位置应该偏右，反之偏左，通过将左右压力比例隐射到碰撞板的不同位置后，只要计算左右压力比例就可以得到碰撞位置。具有即可检测到机器人底盘碰撞的位置，还可以检测到碰撞力度、方向的优点。

Claims (8)

1.一种机器人底盘碰撞检测装置，包括底盘主体(1)，其特征是：所述底盘主体(1)前设有碰撞板(2)；该碰撞板设有力转换触点结构(8)；还包括力转换板(9)，该力转换板(9)通过旋转轴(11)固定连接在底盘主体(1)上；所述力转换板(9)上设有施力触点结构(10)；还包括压力传感器(3)、与所述压力传感器(3)固定连接的传感器座子(6)上，所述传感器座子(6)通过圆弧面结构(13)内的旋转轴(11)与力转换板(9)轴连接；所述传感器座子(6)末端有设有固定拉力弹簧(4)的传感器座子弹簧卡槽(5)，所述传感器座子(6)设有限位挡板(17)。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘碰撞检测装置，其特征是：所述圆弧面结构(13)端部为勾状。

3.根据权利要求1或2所述的机器人底盘碰撞检测装置，其特征是：所述碰撞板(2)通过固定柱(7)设置在底盘主体前面，为一壳体状。

4.根据权利要求1或2所述的机器人底盘碰撞检测装置，其特征是：所述力转换板(9)通过旋转轴(11)连接在底盘主体(1)上；该力转换板(9)外侧面与所述碰撞板(2)的转换触点结构(8)直接接触；该力转换板(9)内侧设置的施力触点结构(10)与所述压力传感器(3)接触。

5.根据权利要求1所述的机器人底盘碰撞检测装置，其特征是：所述压力传感器(3)上设有与施力触点结构(10)对应的受力点结构(12)；该压力传感器(3)固定设置在传感器座子(6)上。

6.根据权利要求1所述的机器人底盘碰撞检测装置，其特征是：所述传感器座子(6)为固定所述压力传感器(3)的座子，所述传感器座子通过勾状圆弧面结构(13)与所述力转换板的旋转轴(11)轴连接后旋转。

7.根据权利要求1或6所述的机器人底盘碰撞检测装置，其特征是：所述拉力弹簧(4)一端固定连接在所述传感器座子弹簧卡槽(5)内，另一端固定连接在底盘主体弹簧卡槽(14)上。

8.根据权利要求1或6所述的机器人底盘碰撞检测装置，其特征是：所述底盘主体(1)分别通过该底盘主体上碰撞板固定槽(15)、力转换板固定孔(16)、传感器座子限位挡板(17)、传感器座子弹簧卡槽(5)分别固定连接所述碰撞板(2)、力转换板(9)、传感器座子(6)、拉力弹簧(4)。

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