CN215502818U - 防护组件及自移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防护组件及自移动机器人。防护组件用于保护自移动机器人的环境感测装置，包括：防护罩、第一连接臂及第二连接臂。防护罩包括盖板、裙边以及连接盖板和裙边的侧壁。盖板、裙边及侧壁围成一收容腔；侧壁具有光透过部。第一连接臂包括与裙边连接的第一连接端和远离第一连接端并向外延伸的活动端，所述第一连接臂为弹性件。第二连接臂与第一连接臂间隔设置；第二连接臂包括与裙边连接的第二连接端和远离连接端并向下延伸的配合端，第二连接臂为弹性件。该防护组件能够缓冲来自水平方向和竖直方向的碰撞力或碰撞分力，对环境探测装置及本体内部的其他元件起到缓冲保护作用。

Description

防护组件及自移动机器人

技术领域

本实用新型涉及自移动机器人技术领域，特别是涉及一种防护组件及自移动机器人。

背景技术

早期的自移动机器人多采用陀螺仪惯性导航，在工作一段时间后，由于陀螺仪的累计误差等因素，造成定位不准。如图1所示，最新技术的自移动机器人10多采用环境感测装置(如激光传感器、视觉传感器等)进行同步定位与导航，此类自移动机器人10的环境感测装置通常突出于机器顶面，当机器进入沙发底、床底、斜槽等低矮空间11中，极易发生环境感测装置被撞坏的情况，从而使得机器寿命缩短。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够对环境感测装置具有防护功能的防护组件。此外，还提供一种包括上述防护组件的自移动机器人。

一种防护组件，用于保护自移动机器人的环境感测装置，包括：

防护罩，所述防护罩包括盖板、裙边以及连接所述盖板和所述裙边的侧壁，所述盖板、所述裙边及所述侧壁围成一收容腔，所述侧壁具有光透过部；

第一连接臂，所述第一连接臂包括与所述裙边连接的第一连接端和远离所述第一连接端并向外延伸的活动端，所述第一连接臂为弹性件；及

第二连接臂，所述第二连接臂包括与所述裙边连接的第二连接端和远离所述连接端并向下延伸的配合端，所述第二连接臂为弹性件。

上述的防护组件设置有水平方向的第一连接臂和竖直方向的第二连接臂，且第一连接臂和第二连接臂皆为弹性件。如此设置，当防护装置受到水平方向的碰撞外力时，第一连接臂能够提供由活动端向第一连接端延伸方向的张力，或者提供由第一连接端向活动端延伸方向的压力；受到向下的碰撞外力时，第二连接臂能够提供由第二连接端向下的压力；碰撞外力撤去时，弹性的第一连接臂和第二连接臂发生相反方向的形变而恢复原状，从而使防护组件复位。

在其中一个实施例中，所述侧壁为上下一样粗的柱状结构。

在其中一个实施例中，所述侧壁包括垂直于所述裙边向下延伸的限位端。

在其中一个实施例中，所述第一连接臂的数量与所述第二连接臂的数量相同。

在其中一个实施例中，所述第一连接臂的数量与所述第二连接臂的数量均为三个。

在其中一个实施例中，所述第一连接臂和所述第二连接臂围绕所述裙边交替均匀设置。

在其中一个实施例中，所述光透过部为镂空结构。

在其中一个实施例中，所述镂空结构上设置有透光件。

一种自移动机器人，包括：

本体，本体顶面具有通孔；

环境探测装置，安装于所述本体内部并穿过所述通孔突出于所述本体顶面；及

如上述任一个实施例所述的防护组件，所述防护组件安装于所述本体，所述环境探测装置的突出部收容于所述收容腔中。

在其中一个实施例中，还包括设置在所述防护罩相对于所述本体运动的路径上的碰撞响应件，当所述防护组件被环境物体碰撞时，所述第一连接臂及/或所述第二连接臂发生形变，所述防护罩相对于所述本体运动，所述碰撞响应件被触发。

附图说明

图1为自移动机器人进入低矮空间发生碰撞时的示意图；

图2为一实施方式的防护组件结构示意图；

图3为图2的I部放大示意图；

图4为一实施方式的自移动机器人的立体结构示意图；

图5为一实施方式的自移动机器人部分结构的爆炸示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述或附图中所表现出的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”“外”“左”“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图2～图4，一实施方式的防护组件100，应用于自移动机器人10，用于保护自移动机器人10的环境感测装置。防护组件100包括：防护罩110、第一连接臂130及第二连接臂150。

上述的防护罩110包括盖板111、裙边115以及连接盖板111和裙边115的侧壁113。盖板111、裙边115及侧壁113围成一收容腔(图未示，下同)；侧壁113具有113a。可以理解的是，此处的收容腔用于环境感测装置突出于机器顶面的部分；113a用于透过环境感测装置所发出的信号及/或经过环境物体反射回的信号。优选地，上述的防护罩110为一体成型件。一体成型的防护罩110具有装配简单、维修方便、强度好等特点。

上述的第一连接臂130包括与裙边115连接的第一连接端131和远离第一连接端131并向外延伸的活动端133；所述第一连接臂130为弹性件。在图示的实施方式中，第一连接臂130采用塑料的弹性压缩件。在其他的实施方式中，第一连接臂130也可采用压缩弹簧、拉簧。进一步地，活动端133设有安装孔133a，用于防护组件100的安装。

第二连接臂150包括与裙边115连接的第二连接端151和远离连接端并向下延伸的配合端153；第二连接臂150为弹性件。在图示的实施方式中，第二连接臂150采用“┌”形的弹性件；其材质可选择与第一连接臂130相同的材质。在图示的实施方式中，第二连接臂150与第一连接臂130间隔设置。在其他的实施方式中，还可以采用如下的重合设置：将第一连接臂130的第一连接端131设置在裙边115某一位置的上边沿，将第二连接臂150的第二连接端151设置在裙边115同一位置的下边沿。此时在防护罩110前后的方向各设置一组由第一连接臂130和第二连接臂150组成的连接臂组，防护组件100既可缓冲由前向后或由后向前的水平碰撞，又可缓冲由上向下的竖直碰撞。对于斜向向下的碰撞，自然会分解成竖直和水平的两个碰撞分力。

上述的防护组件100通过设置水平方向的第一连接臂130和竖直方向的第二连接臂150，且第一连接臂130和第二连接臂150皆为弹性件。当防护装置受到水平方向的碰撞外力时，第一连接臂130能够提供由活动端133向第一连接端131延伸方向的张力，或者提供由第一连接端131向活动端133延伸方向的压力；受到向下的碰撞外力时，第二连接臂150能够提供由第二连接端151向下的压力；碰撞外力撤去时，弹性的第一连接臂130和第二连接臂150发生相反方向的形变而恢复原状，使得防护组件100复位。

请继续参阅图2～图3，在图示的优选的实施方式中，整个防护组件100由防护罩110和若干个第一连接臂130及第一连接臂130组成；其中，防护罩110第一连接臂130及第二连接臂150为一体成型件，第一连接臂130和第二连接臂150均具有弹性。如此，整个防护组件100结构简单，零件少，生产时易装配，成本低，效果好；第一连接臂130和第二连接臂150利用塑料材料的特有属性——弹性和韧性，使防护罩110被碰撞发生移位后能够自动复位。

在其中一个实施方式中，上述的侧壁113为上下一样粗的柱状结构。可以理解，此处的柱状结构不限于图示的圆柱状结构；只要所述结构满足对其收容腔内的元件起到保护作用，且不影响其正常即可这一前提，上述的柱状结构也可以为其他形状的柱状结构，例如截面为“D”形的柱状结构、截面为矩形或圆角矩形的柱状结构，甚至是截面为内圆外方的柱状结构。将侧壁113的截面外轮廓设置为非圆形的结构，能够保证防护组件100与环境物体发生碰撞时是多点接触、甚至是面接触，从而避免应力集中而发生损坏。

请再次参阅图3，在其中一个实施方式中，上述的侧壁113包括垂直于裙边115向下延伸的限位端117。如此设置，当防护组件100应用于自移动机器人10时，一旦防护组件100发生过度的碰撞，可以约束防护组件100。具体地，当防护装置受到水平方向较大的碰撞外力时，第一连接臂130发生弹性形变，带动防护罩110向远离碰撞的方向运动，运动一段距离后，限位端117远离碰撞点一侧的外壁与安装位的壁面抵接，从而限制约束防护组件100发生过大偏移；当防护装置受到竖直向下的较大的外力时，第二连接臂150发生弹性形变，带动防护罩110向靠近本体200的方向运动，运动一段距离后，限位端117靠近本体200一侧的端面与安装位内的底壁抵接，从而限制约束防护组件100向下发生过大偏移。换言之，限位端117的设置为了防止防护罩110相对本体200发生过大幅度的偏移，与此同时也避免了第一连接臂130或第二连接臂150的形变超过弹性形变限度而无法恢复的情况。

在其中一个实施方式中，第一连接臂130的数量与第二连接臂150的数量相同。相同数量的第一连接臂130和第二连接臂150间隔设置，能够至少提供一水平方向和一竖直方向的碰撞保护。进一步地，第一连接臂130的数量与第二连接臂150的数量均为三个。六个连接臂足以给防护组件100提供稳固的支撑和来自多个方向的碰撞保护。优选地，第一连接臂130和第二连接臂150围绕所述裙边115交替均匀设置。多个第一连接臂130、第二连接臂150交替均匀的设置，发生碰撞时多个连接臂都能同时受力，能够起到缓冲的作用。

在其中一个实施方式中，113a为镂空结构。进一步地，镂空结构上设置有透光件。透光件在不影响信号通过的同时，还能对容纳腔内的元件起到防尘、防水溅的作用。

请参阅图4～图5，一实施方式的自移动机器人10，包括：本体200、环境探测装置300以及防护组件100。

上述本体顶面210具有通孔210a；环境探测装置300安装于本体200内部并穿过通孔210a突出于本体顶面210；防护组件100安装于本体200，环境探测装置300的突出部收容于收容腔中。其中，环境探测装置300选自激光传感器、视觉传感器、ToF传感器及dToF传感器中的至少一种。

在其中一个实施方式中，可使用固定柱(图未示，下同)穿设活动端133的安装孔133a将防护组件100活动地固定在本体200的相应位置，此时第一连接臂130可沿着固定柱柱体的方向上下移动。进一步地，固定柱上还可以穿设一缓冲弹簧(图未示，下同)。当防护组件100受到竖直向下的力或分力时，防护组件100可沿着固定柱柱体的方向向下移动；外力消失时，第二连接臂150及/或缓冲弹簧反向形变，恢复自由，防护组件100复位。需要说明的是，第二连接臂150的配合端153只需要通过配合端153的端面抵接一承载面即可；或者插入一个与之配合的插槽中，插槽仅需提供配合端153具有垂直于配合端153向前或向后的让位空间即可。

在其中一个实施方式中，上述的自移动机器人10还包括碰撞响应件400。碰撞响应件400设置在防护组件100相对于本体200运动的路径上，当防护组件100被环境物体碰撞时，第一连接臂130及/或第二连接臂150发生形变，防护罩110相对于本体200运动，碰撞响应件400被触发。

需要说明的是，碰撞响应件400可以是微动开关、轻触开关等接触式开关。优选地，在开关为接触式开关时，防护组件100水平或向下位移的过程中，裙边115的侧边或者底边能够触发开关，此时开关的动作簧片也处于裙边115水平方向或者向下位移的路径上。比如受到向下的碰撞力，裙边115的底边运动抵接至开关的动作簧片并推动该动作簧片与开关触点接触，开关被触发，动作簧片与开关触点的接触位置即触发位置。控制器接收到碰撞响应件400被触发的信号，控制自移动机器人10执行相应的避障动作，比如减速、转向或者后退等。

可以理解的是，上述各实施方式的自移动机器人10，除包括上述介绍的环境探测装置300以外，还包括控制系统、传感器系统、功能组件、驱动系统及电源系统。控制系统用于根据预定程序或传感器系统返回的信号控制设备执行特定的任务或动作；传感器系统用于检测设备本身各部件部件的工作状态信息、设备所处的外部环境状态新及设备在环境中位置信息并发送给控制系统；功能组件用于执行实现各种特定功能；驱动系统用于驱动轮组、带动机器在工作面上运动；电源系统为设备的各系统提供所必须的电能。上述各系统因为并非本实用新型的改进重点，所以在本实用新型的各技术方案中未做重点的介绍。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防护组件，用于保护自移动机器人的环境感测装置，其特征在于，包括：

防护罩，所述防护罩包括盖板、裙边以及连接所述盖板和所述裙边的侧壁，所述盖板、所述裙边及所述侧壁围成一收容腔，所述侧壁具有光透过部；

第一连接臂，所述第一连接臂包括与所述裙边连接的第一连接端和远离所述第一连接端并向外延伸的活动端，所述第一连接臂为弹性件；及

第二连接臂，所述第二连接臂包括与所述裙边连接的第二连接端和远离所述连接端并向下延伸的配合端，所述第二连接臂为弹性件。

2.根据权利要求1所述的防护组件，其特征在于，所述侧壁为上下一样粗的柱状结构。

3.根据权利要求1所述的防护组件，其特征在于，所述侧壁包括垂直于所述裙边向下延伸的限位端。

4.根据权利要求1所述的防护组件，其特征在于，所述第一连接臂的数量与所述第二连接臂的数量相同。

5.根据权利要求4所述的防护组件，其特征在于，所述第一连接臂的数量与所述第二连接臂的数量均为三个。

6.根据权利要求4所述的防护组件，其特征在于，所述第一连接臂和所述第二连接臂围绕所述裙边交替均匀设置。

7.根据权利要求1～6任一项所述的防护组件，其特征在于，所述光透过部为镂空结构。

8.根据权利要求7所述的防护组件，其特征在于，所述镂空结构上设置有透光件。

9.一种自移动机器人，其特征在于，包括：

本体，本体顶面具有通孔；

环境探测装置，安装于所述本体内部并穿过所述通孔突出于所述本体顶面；及

如权利要求1～8任一项所述的防护组件，所述防护组件安装于所述本体，所述环境探测装置的突出部收容于所述收容腔中。

10.根据权利要求9所述的自移动机器人，其特征在于，还包括设置在所述防护罩相对于所述本体运动的路径上的碰撞响应件，当所述防护组件被环境物体碰撞时，所述第一连接臂及/或所述第二连接臂发生形变，所述防护罩相对于所述本体运动，所述碰撞响应件被触发。

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