CN219665666U - 一种具有防摔气囊装置的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有防摔气囊装置的机器人，包括机器人本体、倾倒监测单元和防摔单元，所述机器人本体与防摔单元固定连接；所述防摔单元包括储气装置和安全气囊，所述安全气囊具有充气和未充气两个状态，安全气囊在未充气状态下其容纳在机器人本体内，安全气囊在充气状态下完全展开并延伸至机器人本体外部，所述储气装置与安全气囊相连通，所述储气装置用于为安全气囊充气。本实用新型的有益效果是，利用安全气囊的缓冲作用保护机器人本体，当检测到机器人本体要摔倒时，安全气囊立刻充气并弹出，在机器人本体周围形成保护垫，使机器人本体不会因受到较大冲击而摔坏。

Description

一种具有防摔气囊装置的机器人

技术领域

本实用新型涉及安装在机器人上的安全装置技术领域，特别是一种具有防摔气囊装置的机器人。

背景技术

智能服务类机器人的使用率越来越多，比如，送餐机器人，消毒机器人，巡检机器人等等，这些智能服务机器人的使用不仅提高了效率，同时也会有一些安全隐患，这些隐患主要是针对服务机器人自身的，比如智能服务机器人被其他物体碰倒、或者过台阶或过坎时摔倒。还有可能会摔落到楼梯里，最终都会导致机器人的损坏。考虑到机器人昂贵的成本和损坏后无法继续使用带来的损失。因此需要对机器人提供一种保护方案，当机器人摔倒时可以及时保护机器人。

目前机器人上自带的技术是通过一些传感器或深度相机提前判断危险，然后控制机器人不去危险地段。但是，经过使用发现，这种方式不能完全避免摔倒情况发生。当程序出现问题或判断不及时时，往往还会出现机器人跌落或摔倒，最终导致机器人损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种具有防摔气囊装置的机器人。包括机器人本体、倾倒监测单元和防摔单元，所述机器人本体与防摔单元固定连接；所述防摔单元包括储气装置和安全气囊，所述安全气囊具有充气和未充气两个状态，安全气囊在未充气状态下其容纳在机器人本体内，安全气囊在充气状态下完全展开并延伸至机器人本体外部，所述储气装置与安全气囊相连通，所述储气装置用于为安全气囊充气。

进一步地，所述机器人本体包括机身和底盘，所述机身与所述底盘固定连接，所述机身设置于所述底盘上方，所述底盘和机身之间具有可容纳未充气状态安全气囊的间隙层。

进一步地，所述倾倒监测单元包括陀螺仪、深度相机和测距传感器，所述机身内安装有陀螺仪，所述机身上部安装有深度相机，所述底盘安装有测距传感器。

进一步地，所述储气装置与所述安全气囊之间设有电磁阀。

进一步地，所述防摔单元设置有至少两组，充气状态时两组防摔单元中的安全气囊分别设置于所述机身两侧。

进一步地，所述安全气囊包括一体成型的水平连接气囊、上部保护气囊和下部保护气囊，所述水平连接气囊、所述上部保护气囊和所述下部保护气囊相互连通，所述上部保护气囊与所述下部保护气囊设置于水平连接气囊两侧，充气状态时，所述水平连接气囊沿间隙层向外延伸，所述上部保护气囊沿所述机身向上延伸，所述下部保护气囊沿所述底盘向下延伸。

利用本实用新型的技术方案制作的一种具有防摔气囊装置的机器人，达到的有益效果：对于一些有台阶，有楼梯口及有其他活动物体的场合下使用服务机器人的时候，可以给机器人提供一种有效的保护措施，利用安全气囊的缓冲作用保护机器人本体，当检测到机器人本体要摔倒时，安全气囊立刻充气并弹出，在机器人本体周围形成保护垫，使机器人本体不会因受到较大冲击而摔坏。

安全气囊具有未充气和充气两个状态，在未充气状态时安全气囊储存在机身和底盘之间的间隙层中，节省空间；在机器人本体具有倾倒风险时再向外弹出。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种具有防摔气囊装置的机器人安全气囊未充气状态的结构示意图；

图2是本实用新型所述的一种具有防摔气囊装置的机器人充气状态的结构示意图；

图3是本实用新型防摔单元的结构示意图；

图中，1、机器人本体；11、机身；12、底盘；13、间隙层；2、防摔单元；21、储气装置；22、安全气囊；221、上部保护气囊；222、下保护气囊；223、水平连接气囊；23、电磁阀；3、深度相机；4、测距传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，一种具有防摔气囊装置的机器人，如图1和图2所示，包括机器人本体1、倾倒监测单元和防摔单元2，所述机器人本体1与防摔单元2固定连接。所述防摔单元2包括储气装置21和安全气囊22，所述安全气囊22具有充气和未充气两个状态，安全气囊22在未充气状态下其容纳在机器人本体1内，安全气囊22在充气状态下完全展开并延伸至机器人本体1外部，所述储气装置21与安全气囊22相连通，所述储气装置21用于为安全气囊22充气。储气装置21里装有压缩气体，通过气体管路连接电磁阀23和安全气囊22。

如图1-图3所示，机器人本体1既是保护对象也是防摔单元2触发控制单元。防摔单元2是执行机器人保护程序的执行单元，接收机器人本体1的控制指令给安全气囊22充气。所述机器人本体1包括机身11和底盘12，所述机身11与所述底盘12固定连接，所述机身11设置于所述底盘12上方，所述底盘12和机身11之间具有可容纳未充气状态安全气囊22的间隙层13。所述储气装置21与所述安全气囊22之间设有电磁阀23。未充气的安全气囊22是可以折叠成扁平状，隐藏在储气装置21的周围。整个安全气囊22压缩后可以放到机器人中间缝隙层的上顶。当安全气囊22充气后，会从中间缝隙层溢出，在机器人周围形成保护气垫。所述防摔单元2设置有至少两组，充气状态时两组防摔单元2中的安全气囊22分别设置于所述机身11两侧。多方位的机器人本体1进行保护。即使机器人本体1倾倒，也不会对机器人本体1表面产生较大的冲击。

电磁阀23是控制储气装置21中的气体进入安全气囊22中的开关。其中电磁阀23的通断是有主控制器控制。主控制器判定机器人有倾斜至摔倒的可能时，会控制电磁阀23接通，从而给安全气囊22充气，让安全气囊22保护机器人本体1。

所述倾倒监测单元包括陀螺仪、深度相机3和测距传感器4，所述机身11内安装有陀螺仪，所述机身11上部安装有深度相机3，所述底盘12安装有测距传感器4。机器人本体1上安装有各种传感器：机身11本体内安装有陀螺仪、底盘12正下方安装有测距传感器4、机身11水平正前方安装有深度相机3。整个倾倒监测单元的信号采集都由主控制器控制。主控制器安装在机身11内侧，防摔单元2的电磁阀23与主控制器电性连接。具体地，判断机器人是否有摔倒风险，采用瑞如下方式：陀螺仪安装于机器人本体1内部，对机器人本体1倾斜的角度进行检测，机器人本体1的倾斜角度数据会通过装在其内的陀螺仪采集，并且由主控制器判断机器人当前检测倾斜角度值和预设安全倾斜角度值对比，如果当前检测倾斜角度值大于安全倾斜角度值，主控制器判断机器人有摔倒的风险，主控制器控制防摔单元2启动。主控器安装于机器人本体11内部，用于控制机器人的动作。

进一步地，如图3所示，所述安全气囊22包括一体成型的水平连接气囊223、上部保护气囊221和下部保护气囊222，所述水平连接气囊223、所述上部保护气囊221和所述下部保护气囊222相互连通，所述上部保护气囊221与所述下部保护气囊222设置于水平连接气囊223两侧，充气状态时，所述水平连接气囊223沿间隙层13向外延伸，所述上部保护气囊221沿所述机身11向上延伸，所述下部保护气囊222沿所述底盘12向下延伸。安全气囊22设置为该种形式，水平连接气囊223用于连接上部保护气囊221和下部保护气囊222，上部保护气囊221主要起到保护机身11的作用，下部保护气囊222主要起到保护底盘12的作用。上部保护气囊221和下部保护气囊222将整个机器人本体1全方位保护。

工作原理：

防摔单元2为单独的模块，由储气装置21、电磁阀23、气体管路及根据机器人形状定制的安全气囊22组成，电磁阀23通过气体管路连接储气装置21和安全气囊22。机器人本体1里装有判断机器人是否倾斜的传感器，如机身11内安装有陀螺仪、底盘12正下方安装有测距传感器4以及机身11水平正前方安装有深度相机3。当陀螺仪检测的倾斜角度大于等于机器人的临界值时，可以判断机器人有摔倒的风险，当底盘12的测距传感器4测得数据大于最大临界值时，也可以判断机器人有摔倒风险。安全气囊22在主控制器的控制下充气对机器人本体进行保护。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有防摔气囊装置的机器人，其特征在于，包括：包括机器人本体(1)、倾倒监测单元和防摔单元(2)，所述机器人本体(1)与防摔单元(2)固定连接；

所述防摔单元(2)包括储气装置(21)和安全气囊(22)，所述安全气囊(22)具有充气和未充气两个状态，安全气囊(22)在未充气状态下其容纳在机器人本体(1)内，安全气囊(22)在充气状态下完全展开并延伸至机器人本体(1)外部，所述储气装置(21)与安全气囊(22)相连通，所述储气装置(21)用于为安全气囊(22)充气。

2.根据权利要求1所述的一种具有防摔气囊装置的机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)包括机身(11)和底盘(12)，所述机身(11)与所述底盘(12)固定连接，所述机身(11)设置于所述底盘(12)上方，所述底盘(12)和机身(11)之间具有可容纳未充气状态安全气囊(22)的间隙层(13)。

3.根据权利要求2所述的一种具有防摔气囊装置的机器人，其特征在于，所述倾倒监测单元包括陀螺仪、深度相机(3)和测距传感器(4)，所述机身(11)内安装有陀螺仪，所述机身(11)上部安装有深度相机(3)，所述底盘(12)安装有测距传感器(4)。

4.根据权利要求1所述的一种具有防摔气囊装置的机器人，其特征在于，所述储气装置(21)与所述安全气囊(22)之间设有电磁阀(23)。

5.根据权利要求2所述的一种具有防摔气囊装置的机器人，其特征在于，所述防摔单元(2)设置有至少两组，充气状态时两组防摔单元(2)中的安全气囊(22)分别设置于所述机身(11)两侧。

6.根据权利要求2所述的一种具有防摔气囊装置的机器人，其特征在于，所述安全气囊(22)包括一体成型的水平连接气囊(223)、上部保护气囊(221)和下部保护气囊(222)，所述水平连接气囊(223)、所述上部保护气囊(221)和所述下部保护气囊(222)相互连通，所述上部保护气囊(221)与所述下部保护气囊(222)设置于水平连接气囊(223)两侧，充气状态时，所述水平连接气囊(223)沿间隙层(13)向外延伸，所述上部保护气囊(221)沿所述机身(11)向上延伸，所述下部保护气囊(222)沿所述底盘(12)向下延伸。