CN219748056U - 一种纹理识别装置、移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纹理识别设备技术领域，具体涉及一种纹理识别装置、移动机器人；该纹理识别装置，包括：壳体，壳体内设有驱动结构；舵机，设于壳体内，且在舵机上设有连接臂；底座，设有连接臂上，底座的一端设有检测元件；柔性触须结构，设于底座的另一端，柔性触须结构用于接触待检测件。柔性触须结构通过壳体使得触须尖端在物体表面摩擦产生振动带动触须尾端永磁体的振动，再通过底座内部设置的检测元件将磁场变化量转化为电压变化量，计算出物体表面粗糙程度，而后通过先验知识获得物体表面纹理。该纹理识别装置能够通过串行方式输出信息，结构精简，精确度高，开发难度低，可移植性好。

Description

一种纹理识别装置、移动机器人

技术领域

本实用新型涉及纹理识别设备技术领域，具体涉及一种纹理识别装置、移动机器人。

背景技术

目前，国内外很多机器人都搭载有复杂多样的传感器以提升自身对于环境的态势感知能力。而在恶劣和隐蔽的环境下，基于触须的纹理识别可以作为目标感知的重要输入。触须传感器主要是对触须的基底位移的采样，使用有关方法对表面纹理进行区分。触须传感器的结构与其他传感器相比较为简单，并只需要很少的能量就能够正常运行，且能够在有限的空间内工作，这些特性使触须传感器成为移动机器人的理想选择。

现有技术中的纹理识别装置存在结构较复杂、开发难度大、可移植性差、识别速度缓慢等缺陷。它们只能在特定的场景下使用或只能识别具有周期性的锯齿状纹理，具有较大的局限性，故很难应用在实际的移动机器人中。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的纹理识别装置只能在特定的场景下使用或只能识别具有周期性的锯齿状纹理，具有较大的局限性的问题，从而提供一种纹理识别装置、移动机器人。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种纹理识别装置，包括：壳体，所述壳体内设有驱动结构；舵机，设于所述壳体内，且在所述舵机上设有连接臂；底座，设有所述连接臂上，所述底座的一端设有检测元件；柔性触须结构，设于所述底座的另一端，所述柔性触须结构用于接触待检测件。

进一步地，所述柔性触须结构包括：触须套，设于所述底座内；永磁体，设于所述触须套内，且在所述永磁体的自由端设有柔性触须。

进一步地，所述永磁体的长度为所述触须套的长度的1.5倍。

进一步地，所述柔性触须结构还包括弹性垫圈，所述弹性垫圈内设有通孔，所述弹性垫圈设于所述底座内。

进一步地，所述弹性垫圈与触须套为过盈配合。

进一步地，所述柔性触须为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物件。

进一步地，所述弹性垫圈为聚氨酯件。

进一步地，所述底座包括：本体，所述本体呈立体结构，且在所述本体上设有开槽和连接孔，所述检测元件设于所述开槽内，检测元件通过连接孔与所述触须套连接；环状结构，设于所述本体上，所述弹性垫圈设于所述环状结构内。

进一步地，所述检测元件为霍尔传感器。

本实用新型还提供了一种移动机器人，包括所述的纹理识别装置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的纹理识别装置，包括：壳体，所述壳体内设有驱动结构；舵机，设于所述壳体内，且在所述舵机上设有连接臂；底座，设有所述连接臂上，所述底座的一端设有检测元件；柔性触须结构，设于所述底座的另一端，所述柔性触须结构用于接触待检测件。

通过在壳体内设置驱动结构和舵机，即为驱动结构和舵机提供了安装位置；同时，舵机上设有连接臂，所述舵机的输出轴与连接臂固定，以达到传输转动力矩的效果。并且底座设置在连接臂上，柔性触须结构和检测元件均设置在底座上；即柔性触须结构通过壳体使得触须尖端在物体表面摩擦产生振动带动触须尾端永磁体的振动，再通过所述底座内部设置的检测元件将磁场变化量转化为电压变化量，计算出物体表面粗糙程度，而后通过先验知识获得物体表面纹理。该纹理识别装置能够通过串行方式输出信息，结构精简，精确度高，开发难度低，可移植性好。

2.本实用新型提供的纹理识别装置，所述柔性触须结构还包括弹性垫圈，所述弹性垫圈内设有通孔，所述弹性垫圈设于所述底座内。在柔性触须发生扭转形变时，弹性垫圈可产生形变，进而为柔性触须提供回复力，使得柔性触须能够在不受力的情况下恢复原状。

3.本实用新型提供的纹理识别装置，所述柔性触须为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物件。使用该材质制作而成的柔性触须，兼具韧、刚想均衡的优良力学性能，并具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性、电性能、耐磨性，因此适合作为柔性触须。

提供实用新型内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型提供的纹理识别装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的纹理识别装置的壳体的结构示意图；

图3为本实用新型提供的纹理识别装置的柔性触须结构的结构示意图；

图4为本实用新型提供的纹理识别装置的柔性触须结构的爆炸图；

图5为本实用新型提供的纹理识别装置的底座的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、舵机；21、连接臂；3、底座；31、本体；32、开槽；33、环状结构；34、连接孔；4、检测元件；5、柔性触须结构；51、触须套；52、永磁体；53、弹性垫圈；54、通孔；55、柔性触须；6驱动结构。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本公开的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开。

请参阅图1至图5所示，本实用新型提供了一种纹理识别装置，包括：壳体1，所述壳体1内设有驱动结构6；舵机2，设于所述壳体1内，且在所述舵机2上设有连接臂21；底座3，设有所述连接臂21上，所述底座3的一端设有检测元件4；柔性触须55结构5，设于所述底座3的另一端，所述柔性触须55结构5用于接触待检测件。

通过在壳体1内设置驱动结构6和舵机2，即为驱动结构6和舵机2提供了安装位置；同时，舵机2上设有连接臂21，所述舵机2的输出轴与连接臂21固定，以达到传输转动力矩的效果。并且底座3设置在连接臂21上，柔性触须55结构5和检测元件4均设置在底座3上；即柔性触须55结构5通过壳体1使得触须尖端在物体表面摩擦产生振动带动触须尾端永磁体52的振动，再通过所述底座3内部设置的检测元件4将磁场变化量转化为电压变化量，计算出物体表面粗糙程度，而后通过先验知识获得物体表面纹理。该纹理识别装置能够通过串行方式输出信息，结构精简，精确度高，开发难度低，可移植性好。

连接臂21上设有安装孔，通过螺栓贯穿该安装孔，使得连接臂21和底座3连接成一体件。

驱动结构6包括控制电路和电源，控制电路是一种由单片机控制的舵机2驱动电路，能够使得舵机2控制连接臂21转动不同的角度；所述电源是为锂电池。

在一些可选的实施例中，所述柔性触须55结构5包括触须套51和永磁体52、以及柔性触须55；其中，触须套51设于所述底座3内；永磁体52设于所述触须套51内，且在所述永磁体52的自由端设有柔性触须55。

柔性触须55的尾端与永磁体52的上表面相固定，然后将其固定在触须套51中，其中柔性触须55用来纹理识别待检测件。

在一些可选的实施例中，所述永磁体52的长度为所述触须套51的长度的1.5倍。其中，永磁体52为圆柱体，当然也可以为其他结构形式。

在一些可选的实施例中，所述柔性触须55结构5还包括弹性垫圈53，所述弹性垫圈53内设有通孔54，所述弹性垫圈53设于所述底座3内。

所述柔性触须55结构5还包括弹性垫圈53，所述弹性垫圈53内设有通孔54，所述弹性垫圈53设于所述底座3内。

所述弹性垫圈53通过通孔54与触须套51进行配合。并且，所述弹性垫圈53与触须套51为过盈配合，从而保证了弹性垫圈53和触须套51连接的稳定性，进而保证了永磁体52和柔性触须55进行纹理识别的稳定性。

在一些可选的实施例中，所述柔性触须55为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物件。使用该材质制作而成的柔性触须55，兼具韧、刚想均衡的优良力学性能，并具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性、电性能、耐磨性，因此适合作为柔性触须55。

具体地，所述弹性垫圈53为聚氨酯件。使用该材质制作而成的弹性覅安全具有较好的隔热、抗震的优点，并且质量较轻、电性能较好，易加工，便于信息的传递。

在一些可选的实施例中，所述底座3包括本体31和环状结构33；其中，所述本体31呈立体结构，且在所述本体31上设有开槽32，所述检测元件4设于所述开槽32内；同时，在本体31上设有连接孔34，检测元件4通过连接孔34与所述触须套51连接；环状结构33设于所述本体31上，所述弹性垫圈53设于所述环状结构33内。

通过在本体31上设有开槽32，以便于安装检测元件4，同时弹性垫圈53设置在环状结构33内，在柔性触须55发生扭转形变时，弹性垫圈53可产生形变，进而为柔性触须55提供回复力，使得柔性触须55能够在不受力的情况下恢复原状。

具体地，本体31为长方体结构。

在本实施例中，所述检测元件4为霍尔传感器。所述霍尔磁场传感器是一种能够检测磁场强度的传感器，能够通过串口输出数据；所述霍尔磁场传感器检测的磁场强度与触须的位置存在一种先验关联性。

本实用新型还提供了一种移动机器人，包括所述的纹理识别装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种纹理识别装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)内设有驱动结构(6)；

舵机(2)，设于所述壳体(1)内，且在所述舵机(2)上设有连接臂(21)；

底座(3)，设有所述连接臂(21)上，所述底座(3)的一端设有检测元件(4)；

柔性触须(55)结构(5)，设于所述底座(3)的另一端，所述柔性触须(55)结构(5)用于接触待检测件。

2.根据权利要求1所述的纹理识别装置，其特征在于，所述柔性触须(55)结构(5)包括：

触须套(51)，设于所述底座(3)内；

永磁体(52)，设于所述触须套(51)内，且在所述永磁体(52)的自由端设有柔性触须(55)。

3.根据权利要求2所述的纹理识别装置，其特征在于，所述永磁体(52)的长度为所述触须套(51)的长度的1.5倍。

4.根据权利要求2或3所述的纹理识别装置，其特征在于，所述柔性触须(55)结构(5)还包括弹性垫圈(53)，所述弹性垫圈(53)内设有通孔(54)，所述弹性垫圈(53)设于所述底座(3)内。

5.根据权利要求4所述的纹理识别装置，其特征在于，所述弹性垫圈(53)与触须套(51)为过盈配合。

6.根据权利要求5所述的纹理识别装置，其特征在于，所述柔性触须(55)为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物件。

7.根据权利要求5所述的纹理识别装置，其特征在于，所述弹性垫圈(53)为聚氨酯件。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的纹理识别装置，其特征在于，所述底座(3)包括：

本体(31)，所述本体(31)呈立体结构，且在所述本体(31)上设有开槽(32)和连接孔(34)，所述检测元件(4)设于所述开槽(32)内，检测元件(4)通过连接孔(34)与所述触须套(51)连接；

环状结构(33)，设于所述本体(31)上，所述弹性垫圈(53)设于所述环状结构(33)内。

9.根据权利要求8所述的纹理识别装置，其特征在于，所述检测元件(4)为霍尔传感器。

10.一种移动机器人，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的纹理识别装置。