CN215650852U - 机器人及其碰撞检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人及其碰撞检测装置，包括：多向检测开关，多向检测开关包括用于感应碰撞力的检测杆；弹性杆套，弹性杆套套设在检测杆上并包覆检测杆的顶端；防护罩，所述防护罩连接所述弹性杆套；安装支座，多向检测开关设置在安装支座上；弹性件，防护罩和安装支座通过弹性件浮动连接。本实用新型可以通过多向检测开关和防护罩实现水平方向和高度方向的全方向碰撞检测，进而避免机器人被卡住，还可以通过在防护罩与安装支座的连接位置处设置弹性件实现浮动连接，使防护罩能够进行多向形变及复位。

Description

机器人及其碰撞检测装置

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人及其碰撞检测装置。

背景技术

随着科技的发展以及人们对生活质量的要求的不断增高，智能家居逐渐出现在人们的日常生活中。其中，尤其具有代表性的清洁机器人越来越受人们的喜爱。为了使清洁机器人能够建立环境地图以及准确定位，会在清洁机器人上安装激光雷达。一般情况下，该激光雷达被设置在清洁机器人顶部的雷达防护罩中。由于雷达防护罩高于机器人本体，会导致清洁机器人在一些清扫环境中被卡住，例如，沙发下面、床底等。

为了解决雷达防护罩在一些清扫环境中被卡住的问题，现有技术中的机器人设置了碰撞检测装置，用于在检测到雷达防护罩与障碍物发生碰撞时进行避障。但现有的碰撞检测装置只能感应正前方(机器人的前进方向)和高度方向的障碍物的碰撞，其检测方向不全面，仍有可能发生雷达防护罩被卡住的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种机器人及其碰撞检测装置，可以实现水平方向和高度方向的碰撞检测，解决或者至少部分解决雷达防护罩被卡住的问题。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种碰撞检测装置，包括：

多向检测开关，所述多向检测开关包括用于感应碰撞力的检测杆；

弹性杆套，所述弹性杆套套设在所述检测杆上并包覆所述检测杆的顶端；

防护罩，所述防护罩连接所述弹性杆套。

作为本实用新型的一种可选技术方案，还包括：

安装支座，所述多向检测开关设置在所述安装支座上；

弹性件，所述防护罩和所述安装支座通过所述弹性件浮动连接。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述防护罩上开设有第一槽体，所述弹性杆套容纳在所述第一槽体内；

所述安装支座上开设有用于安装所述多向检测开关的第二槽体。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述第一槽体至少部分位于所述第二槽体内，所述第二槽体的内径大于所述第一槽体的外径。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述防护罩的底部设有支柱，所述弹性件套设在所述支柱上；

所述安装支座上设有用于容纳所述支柱和所述弹性件的容纳槽，所述弹性件远离所述支柱的一端与所述容纳槽抵接。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述弹性件设有相互连接的第一弹性圈和第二弹性圈；

所述第一弹性圈套设在所述支柱上并与所述防护罩抵接，所述第二弹性圈与所述容纳槽抵接，所述第二弹性圈的直径大于所述第一弹性圈的直径。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述弹性杆套为橡胶材质制成，所述弹性件为硅胶材质制成。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述弹性杆套整体为圆柱形。

作为本实用新型的一种可选技术方案，包括至少两个所述多向检测开关，至少两个所述多向检测开关沿所述防护罩的周向设置。

第二方面，提供了一种机器人，包括如上所述的碰撞检测装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

利用弹性杆套的弹性，当防护罩受到一个方向(如水平方向或高度方向)的碰撞力时，防护罩可以通过弹性杆套的周向，将水平方向的碰撞力传递给检测杆，或通过弹性杆套的顶部，将高度方向的碰撞力传递给检测杆，从而使得机器人及其碰撞检测装置通过多向检测开关和防护罩实现全方向(水平方向周向和高度方向)的碰撞检测。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的碰撞检测装置的爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的防护罩和多向检测开关的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的多向检测开关和弹性杆套的结构图；

图4为本实用新型实施例提供的碰撞检测装置的爆炸图的俯视图；

图5为本实用新型实施例提供的碰撞检测装置的另一爆炸图；

图6为本实用新型实施例提供的碰撞检测装置的剖视图；

图7为本实用新型实施例提供的弹性件的结构图。

图示说明：

10、防护罩；11、弹性杆套；12、第一槽体；13、弹性件；131、第一弹性圈；132、第二弹性圈；14、支柱；20、多向检测开关；21、检测杆；30、定位组件；40、安装支座；41、第二槽体；42、容纳槽。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图7所示。

本实施例提供了一种碰撞检测装置，可以应用在机器人领域。机器人在执行相应任务(如清洁、搬运等)时，需要进行移动或行走。为此，机器人通常设置有定位组件30，以辅助机器人能够自动移动或行走。该定位组件30可以拥有激光雷达系统，并提供位置定位、障碍物定位、建立环境地图等功能。现有技术中，机器人还难以做到完全地避让障碍物。在机器人移动或行走过程中，偶尔会发生被卡住问题，例如卡住在床底、沙发下面等。因此，需要碰撞检测装置的辅助，以判断在机器人移动或行走时，是否受到了碰撞力，并将该信息提供给机器人的控制机构，以避免机器人被卡住。

如图1至图3所示，该碰撞检测装置包括防护罩10，防护罩10可以设置在定位组件30的上方，并至少部分遮掩定位组件30的周侧，以避免定位组件30直接与障碍物碰撞。该碰撞检测装置还包括多向检测开关20，多向检测开关20包括用于感应碰撞力的检测杆21。例如，多向检测开关20可以是轻触开关，其可以通过检测杆21感应碰撞力。需要说明的是，多向检测开关20本身是一种现有技术产品，可以设置成检测多个方向的碰撞力。

在本实施例中，为了使碰撞检测装置能够检测机器人的全方向碰撞力，防护罩10连接有用于套设在检测杆21上并包覆检测杆21的顶端的弹性杆套11。在实际应用场景中，机器人的全方向碰撞力一般包括水平方向上的碰撞力和高度方向上的碰撞力。高度方向上的碰撞力主要来自机器人的上方。

其中，弹性杆套11为具有弹性的材质制成。弹性杆套11可以是橡胶帽。利用弹性杆套11的弹性，当防护罩10受到一个方向(如水平方向或高度方向)的碰撞力时，防护罩10可以通过弹性杆套11的周向，将水平方向的碰撞力传递给检测杆21，或通过弹性杆套11的顶部，将高度方向的碰撞力传递给检测杆21，多向检测开关20通过检测杆21获知碰撞力方向信息。最终，多向检测开关20可以将该碰撞力方向信息传递给机器人的控制机构，控制机构可以控制机器人采取相应动作，避免进一步碰撞而被卡住。

作为本实施例的一种可选实施方式，弹性杆套11整体为圆柱形。因此弹性杆套11周向上任意一个方向受力后均可传输至多向检测开关20并被感应到，实现多向检测开关20全周向以及高度方向的触碰信号检测。

本实施例提供的碰撞检测装置及包括该碰撞检测装置的机器人，可以通过多向检测开关20和防护罩10实现全方向的碰撞检测，进而避免机器人被卡住。

如图4至图7所示，在本申请的另一实施例中，碰撞检测装置还包括安装支座40，多向检测开关20设置在安装支座40上。

进一步地，防护罩10和安装支座40通过弹性件13浮动连接。本实施例中，浮动连接是指，在防护罩10发生碰撞障碍物时，防护罩10可以通过弹性件13相对于安装支座40发生位移，例如沿高度方向移动或者绕定位组件30轴心全向运动，并且在远离障碍物时，防护罩10能够在弹性件13的作用下进行复位。

本实施例中，弹性件13为具有弹性的材质制成。弹性件13可以是弹性复位硅胶。

作为浮动连接的一种可选实施方式，防护罩10的底部设有支柱14，弹性件13套设在支柱14上；安装支座40上设有用于容纳支柱14和弹性件13的容纳槽42，弹性件13远离支柱14的一端与容纳槽42抵接，如图4至图6所示。因此，支柱14需要能够在容纳槽42内移动。

进一步地，弹性件13设有相互连接的第一弹性圈131和第二弹性圈132，第一弹性圈131作为内圈，第二弹性圈132作为外圈，如图7所示。第一弹性圈131套设在支柱14上并与防护罩10抵接，第二弹性圈132与容纳槽42抵接，第二弹性圈132的直径大于第一弹性圈131的直径。当防护罩10触碰到障碍物时，受到障碍物的阻力推动防护罩10的支柱14在容纳槽42内滑动并挤压弹性件13。当障碍物清除或远离障碍物后，阻力消失，防护罩10的支柱14在弹性件13的作用下复位。

因此，本实施例提供的碰撞检测装置及包括该碰撞检测装置的机器人，可以通过在防护罩10与安装支座40的连接位置处设置弹性件13，使防护罩10能够进行多向移动及复位。

在本申请的另一实施例中，防护罩10上开设有第一槽体12，弹性杆套11安装在第一槽体12内；安装支座40上开设有用于安装多向检测开关20的第二槽体41，如图4至图6所示。设置第一槽体12和第二槽体41的一个目的在于，能够减小碰撞检测装置的占用体积。应当理解，第一槽体12可以根据需要，设置成盲孔状或者通孔状。第二槽体41也可以根据需要，设置成盲孔状或者通孔状。

第一槽体12至少部分位于第二槽体41内，可以进一步减小碰撞检测装置的占用体积。第二槽体41的内径大于第一槽体12的外径，以确保有足够的空间供多向检测开关20的检测杆21摆动。第二槽体41的内径与第一槽体12的外径的差值与多向检测开关20的检测杆21摆动幅度相对应，以确保多向检测开关20的检测杆21能正常摆动且不会被损坏。也即是说，第一槽体12将碰撞力传导给多向检测开关20，第一槽体12带动多向检测开关20摆动，第二槽体41限制了第一槽体12的摆动幅度，保证了多向检测开关20不被损坏，确保安全性，第一槽体12至少部分位于第二槽体41内可以确保第二槽体41能有效限制第一槽体12。同理，防护罩10上的支柱14与容纳槽42在径向上的距离与多向检测开关20的检测杆21摆动幅度相对应。

在本申请的另一实施例中，其提供的碰撞检测装置及机器人，包括至少两个多向检测开关20，至少两个多向检测开关20沿防护罩10的周向设置。其原因在于，定位组件30一般设置在中心区域，多向检测开关20无法设置在定位组件30的轴心位置，而只能设置在定位组件30的周向位置。因此，为了提高多向检测开关20的检测效率，在防护罩10圆周上布置两个以上多向检测开关20，可以确保任一方向碰撞均可被多向检测开关20感应，达到水平方向上的周向和高度方向的全方向碰撞检测。

以上所述，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.碰撞检测装置，其特征在于，包括：

多向检测开关，所述多向检测开关包括用于感应碰撞力的检测杆；

弹性杆套，所述弹性杆套套设在所述检测杆上并包覆所述检测杆的顶端；

防护罩，所述防护罩连接所述弹性杆套。

2.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其特征在于，还包括：

安装支座，所述多向检测开关设置在所述安装支座上；

弹性件，所述防护罩和所述安装支座通过所述弹性件浮动连接。

3.根据权利要求2所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述防护罩上开设有第一槽体，所述弹性杆套容纳在所述第一槽体内；

所述安装支座上开设有用于安装所述多向检测开关的第二槽体。

4.根据权利要求3所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述第一槽体至少部分位于所述第二槽体内，所述第二槽体的内径大于所述第一槽体的外径。

5.根据权利要求2所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述防护罩的底部设有支柱，所述弹性件套设在所述支柱上；

所述安装支座上设有用于容纳所述支柱和所述弹性件的容纳槽，所述弹性件远离所述支柱的一端与所述容纳槽抵接。

6.根据权利要求5所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述弹性件设有相互连接的第一弹性圈和第二弹性圈；

所述第一弹性圈套设在所述支柱上并与所述防护罩抵接，所述第二弹性圈与所述容纳槽抵接，所述第二弹性圈的直径大于所述第一弹性圈的直径。

7.根据权利要求2所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述弹性杆套为橡胶材质制成，所述弹性件为硅胶材质制成。

8.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述弹性杆套整体为圆柱形。

9.根据权利要求1至8中任一所述的碰撞检测装置，其特征在于，包括至少两个所述多向检测开关，至少两个所述多向检测开关沿所述防护罩的周向设置。

10.机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一所述的碰撞检测装置。

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