CN215618093U - 一种面向人机安全交互的智能避障机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种面向人机安全交互的智能避障机构，涉及人机交互技术领域，触发轴外端贯穿过容载槽并延伸至承载外壳外侧，且齿条固定于触发轴前端并位于容载槽内部，联动轴竖立于容载槽内部，且联动轴上下两端均嵌入于容载槽内壁并与其转动连接，齿轮套接固定于联动轴外壁底端，承载外壳内部两侧且位于容载槽内侧嵌入安装有激光避障传感器，且承载外壳内部并位于激光避障传感器之间安装有控制模块，激光避障传感器输出端与控制模块输入端电性连接，由触发轴作为触发部件进行使用，避障轮可在触发轴被抵挡的同时延伸出承载外壳，起到辅助避障的效果，进一步的加强机器人整体的避障性。
Description
技术领域
本实用新型涉及人机交互技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种面向人机安全交互的智能避障机构。
背景技术
人机交互指的是：介于人与计算机之间或是人与机器的通信。其中机器人与操控者设备之间所搭建的通信可称为人机交互通信，而部分机器人在使用过程中需要进行移动，且为了防止机器人碰撞到外界的障碍物，机器人的移动底盘内会配备有避障传感器，传统的避障传感器与移动底盘之间的连接搭建有一系列的控制元件，避障时需要经过一定时间反应，且依靠移动底盘改变移动轨迹的方式进行避障，缺少辅助的避障结构，不能够及时抵挡障碍物。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：依靠移动底盘改变移动轨迹的方式进行避障，缺少辅助的避障结构，不能够及时抵挡障碍物，针对现有技术存在的问题，提供了一种面向人机安全交互的智能避障机构。
本实用新型的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：一种面向人机安全交互的智能避障机构，包括承载外壳，所述承载外壳内部左右两侧均开设有容载槽，且容载槽内部均设有避障组件；
所述避障组件包括触发轴、滚珠、齿条、联动轴和齿轮，所述触发轴位于容载槽后端下方，且触发轴外端贯穿过容载槽并延伸至承载外壳外侧，所述滚珠嵌入于触发轴外端，且齿条固定于触发轴前端并位于容载槽内部，所述联动轴竖立于容载槽内部，且联动轴上下两端均嵌入于容载槽内壁并与其转动连接，所述齿轮套接固定于联动轴外壁底端。
进一步的优选方案：所述承载外壳内部两侧且位于容载槽内侧嵌入安装有激光避障传感器，且承载外壳内部并位于激光避障传感器之间安装有控制模块，所述激光避障传感器输出端与控制模块输入端电性连接，激光避障传感器前端设有探头，且探头嵌入于承载外壳前壁，通过两组探头可勘测承载外壳前端左右两侧的障碍物，且通过控制模块将障碍物信号传输至机器人的操控系统中，以便及时调整机器人驱动轮的移动轨迹。
进一步的优选方案：所述容载槽外侧开设有一体的延伸槽，且触发轴位于延伸槽下方。
进一步的优选方案：所述触发轴内端与容载槽内壁之间固定有弹簧，且齿条朝向于齿轮的一侧均匀开设有若干个等距排布的齿口，所述齿口与齿轮啮合连接。
进一步的优选方案：所述齿条随触发轴移动而移动，且齿条移动状态下啮合齿轮旋转。
进一步的优选方案：所述联动轴外壁上下两端固定有呈对称排布的支架，且支架位于齿轮上方，所述支架远离联动轴的一端之间设有避障轮。
进一步的优选方案：所述避障轮顶部设有马达，且马达嵌入安装于顶部所述支架，所述马达底部传动连接有传动轴，且传动轴底部与避障轮顶面中心固定连接，所述避障轮底部中心与底端所述支架转动连接。
本实用新型的有益效果：
触发轴外端首先与障碍物接触，触发轴被障碍物抵住向容载槽内移动，使得利用触发轴抵住障碍物的力触动避障轮的活动，在触发轴被障碍物触发的同时，避障轮延伸出承载外壳；
当右侧避障轮抵住障碍物顺时针旋转时，通过顺时针旋转的避障轮可让承载外壳整体向左侧移，同样让承载外壳避开障碍物；
由触发轴作为触发部件进行使用，避障轮可在触发轴被抵挡的同时延伸出承载外壳，起到辅助避障的效果，进一步的加强机器人整体的避障性，以避免机器人多次碰撞下缩短使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的承载外壳结构顶视内部示意图；
图3为本实用新型的承载外壳结构顶视内部局部示意图。
图1-图3中：承载外壳1、激光避障传感器101、控制模块102、容载槽2、延伸槽201、触发轴3、滚珠301、齿条302、弹簧4、联动轴5、齿轮501、支架6、避障轮7、马达8。
具体实施方式
请参阅图1-图3，一种面向人机安全交互的智能避障机构，包括承载外壳1，所述承载外壳1内部左右两侧均开设有容载槽2，且容载槽2内部均设有避障组件；
具体的，首先将承载外壳1安装于机器人的移动底盘前端；
所述承载外壳1内部两侧且位于容载槽2内侧嵌入安装有激光避障传感器101，且承载外壳1内部并位于激光避障传感器101之间安装有控制模块102，所述激光避障传感器101输出端与控制模块102输入端电性连接；
进一步的，然后将控制模块102的输出端与机器人的操控系统连接，且激光避障传感器101前端设有探头，探头嵌入于承载外壳1前壁，机器人在行走时，通过两组探头可勘测承载外壳1前端左右两侧的障碍物，当探头勘测到障碍物时，通过控制模块102将障碍物信号传输至机器人的操控系统中，通过操控系统控制机器人的驱动系统及时改变移动轨迹，实现智能避障效果，还可由操控系统将障碍物信息远程发送至操控者的设备中，让操控者知晓机器人的活动空间中存在障碍物，以便及时清理，实现人机交互功能；
所述避障组件包括触发轴3、滚珠301、齿条302、联动轴5和齿轮501，所述触发轴3位于容载槽2后端下方，且触发轴3外端贯穿过容载槽2并延伸至承载外壳1外侧，所述滚珠301嵌入于触发轴3外端，且齿条302固定于触发轴3前端并位于容载槽2内部，所述联动轴5竖立于容载槽2内部，且联动轴5上下两端均嵌入于容载槽2内壁并与其转动连接，所述齿轮501套接固定于联动轴5外壁底端；
所述触发轴3内端与容载槽2内壁之间固定有弹簧4，且齿条302朝向于齿轮501的一侧均匀开设有若干个等距排布的齿口，所述齿口与齿轮501啮合连接；
所述联动轴5外壁上下两端固定有呈对称排布的支架6，且支架6位于齿轮501上方，所述支架6远离联动轴5的一端之间设有避障轮7；
辅助避障工作：
初始状态下弹簧4将触发轴3往外抵，触发轴3延伸出承载外壳1的长度为4cm-8cm，而齿轮501与最内侧的齿口啮合，支架6当前位置位于容载槽2内部；
触发轴3位于承载外壳1的左右两侧，当承载外壳1随机器人移动时，如承载外壳1左右两侧距离外界障碍物过近，触发轴3外端会首先与障碍物接触，滚珠301外侧凸出于触发轴3，通过滚珠301可降低触发轴3外端与障碍物之间的摩擦力；
所述齿条302随触发轴3移动而移动，且齿条302移动状态下啮合齿轮501旋转；
随着承载外壳1持续靠近障碍物，触发轴3被障碍物抵住向容载槽2内移动，弹簧4被触发轴3压缩，同时齿条302也会往内平移，在锥口向内移动的同时啮合齿轮501旋转；
且如果是左侧齿条302向内移动，那么左侧齿轮501会进行顺时针旋转，如右侧齿条302向内移动，那么右侧齿轮501会进行逆时针旋转；
所述容载槽2外侧开设有一体的延伸槽201，且触发轴3位于延伸槽201下方；
齿轮501被锥口啮合转动后联动轴5一并转动，且支架6往延伸槽201方向转动，随着联动轴5持续旋转，避障轮7渐渐从延伸槽201移出，使得利用触发轴3抵住障碍物的力触动避障轮7的活动，在触发轴3被障碍物触发的同时，避障轮7延伸出承载外壳1；
所述避障轮7顶部设有马达8，且马达8嵌入安装于顶部所述支架6，所述马达8底部传动连接有传动轴，且传动轴底部与避障轮7顶面中心固定连接，所述避障轮7底部中心与底端所述支架6转动连接；
承载外壳1内部两侧且位于容载槽2后端均安装有PLC控制芯片，且马达8输入端与PLC控制芯片输出端电性连接，初始状态下由PLC控制芯片带动马达8启动，左侧马达8传动联动轴5逆时针旋转，右侧马达8传动联动轴5顺时针旋转；
避障轮7凸出承载外壳1后接触到障碍物，且旋转的联动轴5带动避障轮7一并转动，当左侧避障轮7抵住障碍物逆时针旋转时，通过逆时针旋转的避障轮7可让承载外壳1整体向右侧移，让承载外壳1避开障碍物；
当右侧避障轮7抵住障碍物顺时针旋转时，通过顺时针旋转的避障轮7可让承载外壳1整体向左侧移，同样让承载外壳1避开障碍物；
由触发轴3作为触发部件进行使用，避障轮7可在触发轴3被抵挡的同时延伸出承载外壳1，起到辅助避障的效果，进一步的加强机器人整体的避障性，以避免机器人多次碰撞下缩短使用寿命。
Claims (7)
1.一种面向人机安全交互的智能避障机构，其特征在于，包括承载外壳（1），所述承载外壳（1）内部左右两侧均开设有容载槽（2），且容载槽（2）内部均设有避障组件；
所述避障组件包括触发轴（3）、滚珠（301）、齿条（302）、联动轴（5）和齿轮（501），所述触发轴（3）位于容载槽（2）后端下方，且触发轴（3）外端贯穿过容载槽（2）并延伸至承载外壳（1）外侧，所述滚珠（301）嵌入于触发轴（3）外端，且齿条（302）固定于触发轴（3）前端并位于容载槽（2）内部，所述联动轴（5）竖立于容载槽（2）内部，且联动轴（5）上下两端均嵌入于容载槽（2）内壁并与其转动连接，所述齿轮（501）套接固定于联动轴（5）外壁底端。
2.根据权利要求1所述的一种面向人机安全交互的智能避障机构，其特征在于：所述承载外壳（1）内部两侧且位于容载槽（2）内侧嵌入安装有激光避障传感器（101），且承载外壳（1）内部并位于激光避障传感器（101）之间安装有控制模块（102），所述激光避障传感器（101）输出端与控制模块（102）输入端电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种面向人机安全交互的智能避障机构，其特征在于：所述容载槽（2）外侧开设有一体的延伸槽（201），且触发轴（3）位于延伸槽（201）下方。
4.根据权利要求1所述的一种面向人机安全交互的智能避障机构，其特征在于：所述触发轴（3）内端与容载槽（2）内壁之间固定有弹簧（4），且齿条（302）朝向于齿轮（501）的一侧均匀开设有若干个等距排布的齿口，所述齿口与齿轮（501）啮合连接。
5.根据权利要求4所述的一种面向人机安全交互的智能避障机构，其特征在于：所述齿条（302）随触发轴（3）移动而移动，且齿条（302）移动状态下啮合齿轮（501）旋转。
6.根据权利要求1所述的一种面向人机安全交互的智能避障机构，其特征在于：所述联动轴（5）外壁上下两端固定有呈对称排布的支架（6），且支架（6）位于齿轮（501）上方，所述支架（6）远离联动轴（5）的一端之间设有避障轮（7）。
7.根据权利要求6所述的一种面向人机安全交互的智能避障机构，其特征在于：所述避障轮（7）顶部设有马达（8），且马达（8）嵌入安装于顶部所述支架（6），所述马达（8）底部传动连接有传动轴，且传动轴底部与避障轮（7）顶面中心固定连接，所述避障轮（7）底部中心与底端所述支架（6）转动连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117428790A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-23 | 四川吉埃智能科技有限公司 | 一种机器人避障检测装置及方法 |
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