TW201022899A - Bumper structure for an automatic moving device - Google Patents

Description

201022899 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與防撞結構相關，特別是關於一種用以使移 動裝置在碰到障礙物時改變方向之防撞結構。 【先前技術】 隨著科技不斷的發展與進步，過去在電影中由機器人 -替人類服務的晝面或是機器人與人類共處的畫面已是可實 •現的夢想。近年來，智慧型機器人系統已被廣泛應用於工 參廠自動化、醫院自動化、博物館導覽、外科手術輔助系統、 太空探險、軍事應用、家庭服務、辦公室服務、娛樂用途、 甚至替代人類執行具危險性之任務。 μ ' 由於機器人被視為下一世代的新興產業，許多公司分 別投入大量資源進行機器人的研發與產品開發，使得眾多 不门用途之機器人產品陸續問世，例如用於與人類作伴之 機器寵物及用於打掃家裡之清潔性機器人等。然而，不論 是構造複雜之工業用機器人，亦或是結構相對簡單之家用 小型機器人皆需設有感測元件，以利機器人之活動並避免 機器人與障礙物之間產生衝撞，造成損害。 造價昂貴且結構複雜之機器人，通常係同時採用多種 感測器以讓其能準確偵測障礙物並避免衝撞。舉例而言， Honda自行研發之ASIM〇機器人即採用了頭部視覺感測 器與地面感測器進行障礙物之偵測’規劃出另一行進路線 以繞過障礙物並達到目的地。另外，市面上亦有許多一般 豕庭可負擔得起之家用機器人，例如由Electrolux所製造 4 201022899 之TH1〇bite吸塵器機器人。其係利用超音波感測器’藉由 超音波之發射與接收達到偵測並避開障礙物之目的。然 而，上述之視覺感測器、超音波感測器或紅外線感測器雖 能有效價測並避開障礙物，但卻具有高成本及結構複雜之 缺點’而當機器人因速度過快使得感測器無法及時做出反 應從而撞上障礙物時，亦無法提供緩衝的作用。 m機器人有效偵測並避開障礙物之其它方法包含利用 -紅外線訊號或採用安全磁條構築虛擬牆壁，此方法雖能限 參制機器人之行動，使其避開已知障礙物但卻無法有效避 開移動障礙如猶、狗、人類等)，且使用上亦相當不便。 p雖然目前市面上所販售之家用機器人為了降低碰撞之 損傷大夕a又有保險桿（bumper)，例如iR〇b加所開發之 Roomba吸塵器機器人及^心洗地機器人，但其通常僅 設置於機器人前方，因而當機器人轉弯或後退使其兩側或 後方發生碰撞時將無法提供緩衝保護。此外，由於保險桿 馨通常係輕合至觸碰感測器，因此假使機器人與障礙物接觸 _之處未設有保險桿，上述感測器將不會被觸發，而需藉由 .其他感測裝置對碰撞做出反應。 導電膠粒與導電膠條係一種曰益熱門的電路連接材 料，由於其具有纖薄、輕巧、靈活性、可靠性及可撓曲之 優點，且不需要焊接即可牢固的固定於元件上，以實現電 子兀件導通之特色，而被廣泛應用於遙控器、手機、 型電腦、隨身聽等電子產品上。 < 有鑑於上述，本發明提出一種可使移動裝置（如機器人） 5 201022899 在碰到障礙物時改變方向之防撞結構，其具有在發生撞擊 時提供緩衝並轉向之效果、可以低成本之方式實施並可藉 由包覆於移動裝置之周圍而提供360度之緩衝保護。 【發明内容】 本發明之一目的係在於提供一種使移動裝置在碰到障 礙物時改變方向之防撞結構’其具有架構簡單及成本低廉 - 之優點。 . 本發明之另一目的係在於提供一種使移動裝置在碰到 φ障礙物時改變方向之防撞結構，其可在移動裝置撞上障礙 物時提供緩衝，以將移動裝置之損害降至最低。 本發明之又一目的係在於提供一種使移動裝置在碰到 障礙物時改變方向之防撞結構，其可包覆於移動裝置之周 圍進而提供360度之緩衝保護。 依據本發明之一觀點，本發明係提供一種用於移動裝 置之防撞結構，可使移動裝置在碰到障礙物時改變方向。 上述防撞結構包含一基底、一彈性殼體及一導電端子。上 β述基底具有複數導電板形成於其上，其中導電板係經由基 底麵合至-移動裝置之控制電路。上述彈性殼體係形成於 基底上，其内侧形成一凸出之致動部，而致動部係與上述 導電板平行。導電端子係形成於致動部之底部但未與導電 板接觸。彈性殼體可在碰撞發生時提供緩衝，且碰撞所產 生之力將迫使致動部往下壓，使得致動部之導電端子與複 數導電板叙合，進而導通複數導電板並傳輸訊號至移動裝 置之控制電路，使其執行轉向之指令。 6 201022899 依據本發明之另一觀點，本發明係係提供一種用於移 動裝置之防揸結構，可使移動裝置在碰到障礙物時改變方 向。上述防撞結構包含一基底、複數致動部及複數彈性殼 體。上述基底具有複數導電板形成於其上，其中導電板係 經由基底耦合至一移動裝置之控制電路。上述複數致動部 係形成於基底上，且具有相應之複數導電端子形成於其底 部，其中複數致動部係與上述複數導電板平行，且上述複 •數導電端子並未與複數導電板形成接觸。複數彈性殼體則 ❿係形成於複數致動部上。彈性殼體可在碰撞發生時提供緩 衝，且碰撞所產生之力將迫使相應之致動部往下壓，使得 相應致動部之導電端子與複數導電板耦合，進而導通複數 導電板並傳輸訊號至移動裝置之控制電路，使其執行轉向 之指令。 八 ° 【實施方式】 本發明將配合其較佳實施例與隨附之圖式詳述於下。 應可理解者為本發明中所有之較佳實施例僅為例示之用， _並非用已限制本發明。因此除文中之較佳實施例外，本發 明亦可廣泛地應用在其它實施例中。且本發明並不受限於 任何實施例，應以隨附之申請專利範圍及其同等領域而定。 參照第一圖，其係本發明之防撞結構之較佳實施例於 未發生碰撞時之剖面圖。防撞結構1〇〇包含一基底、 一彈性殼體104及一導電端子1〇6。如圖所示：複數導電 板108係形成於基底102上方；彈性殼體1〇4係形成於基 底102上，且彈性殼體1〇4内侧形成一凸出之致動部"ο， 7 201022899 而致動部110係與導電板108平行；導電端子1〇6係形成 於致動部110底部，但未與導電板108造成接觸。另外， 導電板108係經由基底102耦合至一移動裝置之控制電路 (未顯示於圖中）。 第二圖顯示出本發明之防撞結構之較佳實施例於發生 碰撞時之剖面圖。當碰撞發生時，可藉由彈性殼體104提 供緩衝之功能，使得防撞結構100(及所連結之裝置）之損害 -降至最低。此外，碰撞所產生之力將迫使致動部U〇向下 ©壓，使致動部110上之導電端子106與複數導電板108形 成耦合。如此一來，複數導電板108將被導通，進而傳輸 況號至與其耦合之移動裝置的控制電路（未顯示”使其執 行轉向之指令。 ' 在若干實施例中，防撞結構之基底係採用可撓性基底 (例如矽膠或橡膠），搭配彈性殼體，讓防撞結構可依需求 環繞或包覆於移動裝置（如機器人、小車或自走型玩具）周 馨圍，另外，彈性殼體亦可因應移動裝置之外觀設計採用各 .種形狀，如條狀、粒狀、柱狀、片狀、多角形、或不規則 在若干實施例中，可利用導電墊片（conductive pads) 或印刷電路（printed circuit)取代基底上之導電板。在若干 實施例中’致動部之導電端子係採用導電橡膠、低阻抗銅 片或碳膜。 ，、在若干實施例中，複數防撞結構亦可以陣列之方式排 列連結，形成一防撞膠塊或防撞膠條。參照第三、第四與 8 201022899 第五圖，其係本發明之防撞結構之另一較佳實施例之示意 圖。防撞結構200包含基底202、複數彈性殼體2〇4、複數 致動部210、上蓋212及複數固定件214。如圖所示：複數 導電板208係形成於基底202上方；複數致動部21〇係以 陣列之方式配置於基底202上，且致動部21〇底部更具有 相應之導電端子206，其中致動部21〇係與導電板2〇8平 行，而導電端子206未與導電板208形成接觸；複數彈性 -殼體204係分別覆蓋於致動部21〇上；上蓋212則覆蓋於 ❹彈性殼體上204並藉由複數固定件214將上蓋212、複數 彈性殼體204及複數致動部21〇固定於基底上2〇2(如第五 圖所示）。另外導電板208係經由基底202耦合至一移動裝 置之控制電路（未顯示於圖中）。導電板係藉由受壓導 通而將控制訊號輸入至控制電路而執行指令。 能 —撞發生時’可藉由彈性殼體2G4提供緩衝之功 使得防撞結構2G0(及所連結之裝置）之損害降至最低。 ❹此外碰撞所產生之力將迫使相應之致動部_向下壓， .二，_21〇^_端子2()6與複數導電板2〇8形 •此舉將導通複數導電板2〇8，進而傳輸訊號至與 :::口之移動裝置的控制電路(未顯示)，使其 指令。 1 J〜 牡村貫施例中W體1㈣料電端子之租 體成形之導電膠粒方式實施。另外，亦、 =複數導電膠粒之方式形成導電膠條而加以實施。 第七圖係本發明之導電膠條之實施例示意圖。如圖所 9 201022899 其係以一體成形之絕緣膠條302與位於其内側之導電膠片 304形成導電膠條300。搭配前述之基底及導電板，並將其 與移動裝置之控制電路耦合即可達到於碰撞發生時提供緩 衝並使移動裝置轉向之效果，由於其原理與上述實施例相 同故不贅述。 第八圖係本發明之防撞結構應用於一移動裝置之示意 -圖。而第九與第十圖係本發明之防撞結構應用於另一移動 -裝置之示意圖。由於本發明之防撞結構400可以彈性材質 ❹（如矽膠、橡膠等）實施，故可藉其可撓性圍繞於移動裝置 外侧（如圖所示），使得移動裝置往任一方向（36〇度）所發生 之碰撞均可得到緩衝，並使其做出轉向之動作。需注意的 是，圖中所示之防撞結構僅為較佳實施例，本發明之防撞 結構亦可以不同形式設置於其它移動裝置上。 上述敘述係本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應 得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張 之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範 圍及其同等領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離 本專利精神範圍内，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所 揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之 申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 本發明可藉由說明書中若干較佳實施例及詳細敎述以 及後附圖式得以瞭解。然而，此領域之技藝者應得以領會 所有本發明之較佳實施例係用以說明而非用以限制本發明 201022899 之申請專利範圍，其中： 第一圖係本發明之防撞結構之較佳實施例於未發生碰 撞時之剖面圖； 第一圖係本發明之防撞結構之較佳實施例於發生碰撞 時之剖面圖； 第一圖係本發明之防撞結構之另一較佳實施例之分解 • 圖； - 第四圖係第三圖之實施例的另一視角圖； • 冑五圖係第三圖與第四圖之防撞結構的結合示意圖； 第六圖係本發明之一較佳實施例的示意圖； 第七圖係第六圖之實施例的另一視角圖； 第八圖係本發明之防撞結構應用於一移動裝置之示意 圖； 第九圖係本發明之防撞結構應用於另一移動裝置之示 意圖； 第十圖係第九圖之實施例的另一視角圖。 【主要元件符號說明】 100防撞結構 102基底 104彈性殼體 106導電端子 108導電板 110致動部 200防撞結構 11 201022899 202基底 204彈性殼體 206導電端子 208導電板 210致動部 212上蓋 214固定件 . 300導電膠條 φ 302絕緣膠條 304導電膠片 400防撞結構

Claims (1)

1. 201022899 七、申請專利範圍： L -種用於自動移動裝置之防撞結構，可使該自動移動裝 置在碰到障礙物時改變方向，包含： 一基底，具有複數導電板形成於其上，其中該複數導電 板係經由該基底耦合至一自動移動裝置之控制電路； 一彈性殼體，形成於該基底上，其内側形成一凸出之致 • 動部，該致動部與該複數導電板為平行；及 - 一導電端子，形成於該致動部之底部，未與該複數導電 e 板接觸； 其中，該彈性殼體可在碰撞發生時提供緩衝，且碰撞所 產生之力將迫使§玄致動部往下壓，使得該致動部之該導 電端子與該複數導電板耦合，進而導通該複數導電板並 傳輸訊號至該自動移動裝置之控制電路以執行轉向指 令。 2.如請求項1所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 ® 該基底為可撓性基底。 '3.如請求項2所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 該可撓性基底之材質為矽膠或橡膠。 4.如請求項1所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 *亥複數導電板可以導電墊片或印刷電路（printed circuit) 13 201022899 取代。 5. 如清求項1所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 該彈性喊體為條狀、粒狀、柱狀、片狀、多角形、或不 規則形。 6. 如明求項1所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 • 該導電端子為導電橡膠、銅片或碳膜。 _ 7. 如清求項1所述之用於自動移動裝置之防撞結構’其中 該彈性殼體、該致動部與該導電端子之組合可為一體成 形之導電膠粒。 8. 如明求項丨所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 該自動移動裝置包含機器人、小車或玩具。 _ 9. 一種用於自動移動裝置之防撞結構，可使該自動移動裝 • 置在碰到障礙物時改變方向，包含： 一基底，具有複數導電板形成於其上，其中該複數導電 板係經由該基底耦合至一自動移動裝置之控制電路； 複數致動部，形成於該基底上，且具有相應之複數導電 端子形成該複數致動部底部，其中該複數致動部係與該 複數導電板平行，且該複數導電端子未與該複數導電^ 201022899 複數彈性殼體，形成於該複數致動部上； 其中，該彈性殼體可在碰撞發生時提供緩衝，且碰撞所 產生之力將迫使相應之該致動部往下壓，使得該相應致 動部之該導電端子與該複數導電板耦合，進而導通該複 數導電板並傳輸訊號至該自動移動裝置之控制電路以 執行轉向指令。 10. 如請求項9所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 Ο 該基底為可撓性基底。 11. 如請求項1〇所述之用於自動移動裝置之防撞結構其 中該可撓性基底之材質為矽膠或橡膠。 12. 如请求項9所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 該複數導電板可以導電墊片或印刷電路取代。 ❹ .I3.如凊求項9所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 - 該彈性殼體為條狀、粒狀、柱狀、片狀、多角形、成不 規則形。 / 14.如印求項9所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 §亥複數導電端子為導電橡膠、銅片或碳膜。 15 201022899 15.如請求項9所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 該彈性殼體、該複數致動部與該複數導電端子之組合可 為一體成形之導電膠條。 16·如請求項9所述之用於自動移動裝置之防撞結構，其中 該自動移動裝置包含機器人、小車或玩具。 Π.—種具有防撞結構之自動移動裝置，可使該自動移動裝 ® 置在碰到障礙物時改變方向，包含： 自動移動裝置本體’包含一控制電路； 防撞結構，包含： 一基底，具有複數導電板形成於其上，其中該複數導 電板係經由該基底耦合至該自動移動裝置本體之該 控制電路； Λ 一彈性殼體，形成於該基底上，其内侧形成一凸出之 ❿ 致動部，該致動部與該複數導電板為平行；及 一導電端子，形成於該致動部之底部，未與該複數導 電板接觸； 其中，該彈性殼體可在碰撞發生時提供緩衝，且碰撞所 產生之力將迫使該致動部往下壓，使得該致動部之該導 電端子與該複數導電板耦合，進而導通該複數導電=並 傳輸訊號至該自動移動裝置本體之該控制電路以執行 轉向指令。 T 16 201022899 18. 如請求項I?所述之具有防撞結構之自動移動裝置，其 中1^基底為可撓性基底。 19. 如請求項18所述之具有防撞結構之自動移動裝置，其 中該可撓性基底之材質為矽膠或橡膠。 20. 如明求項17所述之具有防撞結構之自動移動裝置，其 中該複數導電板可以導電墊片或印刷電路取代。 Φ 21. 如請求項17所述之具有防撞結構之自動移動裴置，其 中該彈性殼體為條狀、粒狀、柱狀、片狀、多角形、或 不規則形。 22·如吻求項17所述之具有防撞結構之自動移動裝置，其 中該導電端子為導電橡膠、銅片或碳膜。 23. 如明求項17所述之具有防撞結構之自動移動裝置其 ㈣彈性殼體、該致動部與該導電端子之組合可為一體 成形之導電膠粒。 24. 如二求項23所述之具有防撞結構之自動移動裝置，其 中-亥導電穋粒可藉由複數串接之方式形成_導電膠條。 17 201022899 25.如請求項17所述之具有防撞結構之自動移動裝置，其 中該自動移動裝置本體包含機器人、小車或玩具。

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