本發(fā)明實(shí)施例屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種防碰撞結(jié)構(gòu)及機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，不管是家中，還是商場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所都能夠見(jiàn)到智能機(jī)器人的身影。

在智能機(jī)器人的使用過(guò)程中，避免不了的就是與其他物體發(fā)生碰撞，尤其是可以移動(dòng)的機(jī)器人，如果與其他物體發(fā)生碰撞的力度較大，輕則可能僅僅會(huì)造成機(jī)器人外殼的損壞，重則導(dǎo)致機(jī)器人的內(nèi)部發(fā)生故障，影響機(jī)器人的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種防碰撞結(jié)構(gòu)及機(jī)器人，以降低機(jī)器人在發(fā)生碰撞時(shí)受到的影響，延長(zhǎng)機(jī)器人的使用壽命。

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防碰撞結(jié)構(gòu)，包括：限位部件、碰撞部件、彈性部件以及碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)；

所述限位部件用于對(duì)所述碰撞部件的位移方向進(jìn)行限定；

所述彈性部件的一端固定，另一端與所述碰撞部件連動(dòng)；

在受到外部碰撞力時(shí)，所述碰撞部件沿所述限位部件限定的位移方向及位移距離發(fā)生位移以觸發(fā)所述碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)；

在所述外部碰撞力消失時(shí)，所述碰撞部件在所述彈性部件的回復(fù)力作用下復(fù)位并消除對(duì)所述碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)。

可選地，所述限位部件包括定位柱和設(shè)置在所述定位柱上的壓板；

所述碰撞部件上設(shè)有定位孔；

所述碰撞部件通過(guò)所述定位孔套接在所述定位柱上；

其中，沿所述碰撞部件移動(dòng)方向上，所述定位柱與所述定位孔之間具有第一間隙；

沿所述定位柱軸線方向上，所述壓板與所述碰撞部件之間具有第二間隙。

可選地，所述碰撞部件為扇形環(huán)狀結(jié)構(gòu)；

所述碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)為多個(gè)；

多個(gè)所述碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)沿所述扇形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的周向均布，用以感測(cè)周向上多個(gè)角度處的碰撞。

可選地，所述碰撞部件上設(shè)置有復(fù)位孔，所述彈性部件設(shè)置在所述復(fù)位孔內(nèi)。

可選地，還包括：底板；

所述碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)與所述限位部件設(shè)置在所述底板上；

所述彈性部件的一端固定在所述底板上。

可選地，所述碰撞部件與所述底板接觸的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)具有球型底的支撐柱；

所述碰撞部件通過(guò)所述球型底與所述底板點(diǎn)接觸。

可選地，所述多個(gè)支撐柱中各支撐柱的柱面外周布有多個(gè)加強(qiáng)肋；

所述加強(qiáng)肋與所述底板具有第三間隙。

可選地，所述限位部件、碰撞部件、彈性部件、所述碰撞感測(cè)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)的外殼以及所述底板中的任意一個(gè)或多個(gè)采用防水材料制成。

相應(yīng)地本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種機(jī)器人，其特征在于，包括：

設(shè)置在所述機(jī)器人上的至少一個(gè)如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述防碰撞結(jié)構(gòu)；

所述防碰撞結(jié)構(gòu)中的碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)與所述機(jī)器人耦接。

另外，可選地，當(dāng)所述機(jī)器人上設(shè)置的所述防碰撞結(jié)構(gòu)為多個(gè)時(shí)，多個(gè)所述防碰撞結(jié)構(gòu)中的碰撞部件圍繞所述機(jī)器人的外周一圈，且多個(gè)所述碰撞部件中兩相鄰碰撞部件之間具有第四間隙。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)限位部件限制碰撞部件在受到外部碰撞力時(shí)的位移方向，以使得碰撞部件能沿限位部件限定的位移方向發(fā)生位移，并能觸發(fā)到碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)；碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)被觸發(fā)后生成碰撞信號(hào)，使得接收到該碰撞信號(hào)的設(shè)備能根據(jù)該碰撞信號(hào)做出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)，進(jìn)而減少碰撞對(duì)安裝有防撞結(jié)構(gòu)的設(shè)備的傷害，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；通過(guò)彈性部件復(fù)位碰撞部件，以便防碰撞結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)工作。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，適用于機(jī)器人或其他各式可移動(dòng)設(shè)備。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明實(shí)施例的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例的一部分，本發(fā)明實(shí)施例的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明實(shí)施例，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的不當(dāng)限定。

在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)平面示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的碰撞部件的半剖面的局部放大示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的背面分解結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的背面結(jié)構(gòu)以及側(cè)視局部放大示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的防撞結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)示意圖。

附圖說(shuō)明

10：碰撞部件；11：定位孔；12：復(fù)位孔；13：支撐柱；14：加強(qiáng)肋；

20：彈性部件；21：緊固螺絲；

30：碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)；31：前段滑動(dòng)桿；

40：定位柱；41：壓板；

50：底板。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明實(shí)施例一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明實(shí)施例中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，目前，很多可移動(dòng)機(jī)器人在使用過(guò)程中，外殼總是會(huì)受到不同程度的損壞，有的使用壽命很短。究其原因是機(jī)器人在碰到障礙物，受到碰撞之后沒(méi)有進(jìn)行規(guī)避的反應(yīng)，從而導(dǎo)致在碰撞過(guò)程中受到的影響很大，輕則造成機(jī)器人外殼的損壞，重則導(dǎo)致機(jī)器人的內(nèi)部部件發(fā)生故障，影響機(jī)器人的使用。因此，需要一種能夠使得可移動(dòng)機(jī)器人規(guī)避障礙物，在發(fā)生碰撞之后做出規(guī)避反應(yīng)的技術(shù)方案。

因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供一種防碰撞結(jié)構(gòu)及機(jī)器人，減少了機(jī)器人在發(fā)生碰撞時(shí)受到的影響，延長(zhǎng)機(jī)器人的使用壽命。

以下將配合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施方式，藉此對(duì)本發(fā)明實(shí)施例如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防碰撞結(jié)構(gòu)，包括：限位部件、碰撞部件10、彈性部件20以及碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，限位部件用于對(duì)碰撞部件10的位移方向及位移距離進(jìn)行限定；彈性部件20的一端固定，另一端與碰撞部件10連動(dòng)；在受到外部碰撞力時(shí)，碰撞部件10沿限位部件限定的位移方向及位移距離發(fā)生位移以觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，以使碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30生成碰撞信號(hào)；在外部碰撞力消失時(shí)，碰撞部件10在彈性部件20的回復(fù)力作用下復(fù)位并消除對(duì)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的觸發(fā)。

在具體實(shí)施時(shí)，防碰撞結(jié)構(gòu)結(jié)合機(jī)體(機(jī)器人)一起使用，防碰撞結(jié)構(gòu)設(shè)置在機(jī)體上。限位部件設(shè)置在機(jī)體上，同時(shí)，限位部件將碰撞部件10限定在碰撞部件10的活動(dòng)范圍內(nèi)，并對(duì)碰撞部件10的位移方向及位移距離進(jìn)行限定。碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30與機(jī)體耦接，彈性部件20的一端固定在機(jī)體上，另一端與碰撞部件10連動(dòng)。在受到外部碰撞力時(shí)，碰撞部件10在受到外部碰撞力的作用發(fā)生相對(duì)位移，并沿限位部件限定的位移方向及位移距離發(fā)生位移以觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30生成碰撞信號(hào)并將碰撞信號(hào)發(fā)送至機(jī)體，以便機(jī)體根據(jù)碰撞信號(hào)做出相應(yīng)的響應(yīng)。在碰撞部件10發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，彈性部件20在碰撞部件10的帶動(dòng)下也發(fā)生了形變，產(chǎn)生了碰撞力的反作用力，當(dāng)機(jī)體做出響應(yīng)后，外部碰撞力消失，彈性部件20給予碰撞部件10回復(fù)力，碰撞部件10根據(jù)回復(fù)力的作用進(jìn)行復(fù)位并消除對(duì)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的觸發(fā)。彈性部件20包括但不限于拉力彈簧、壓力彈簧、扭力彈簧、彈力橡膠等。以拉力彈簧為例，拉力彈簧的一端固定連接在機(jī)體上，另一端與碰撞部件10連接，當(dāng)碰撞部件10發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，拉力彈簧給碰撞部件10施加與位移方向相反的作用力，以便在碰撞力消失時(shí)使得碰撞部件10復(fù)位。圖1中的彈性部件20為拉力彈簧，當(dāng)碰撞部件10發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，彈性部件20被拉伸發(fā)生形變，施加給碰撞部件10與位移方向相反的回復(fù)力，以便使得碰撞部件10復(fù)位。

防碰撞結(jié)構(gòu)工作原理：當(dāng)碰撞部件10碰到障礙物，碰撞部件10被擠壓往里收縮，同時(shí)觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30把信號(hào)傳遞給機(jī)體的MCU(MCU為微控制單元，Microcontroller Unit)。MCU做出響應(yīng)，例如判斷性剎車制動(dòng)或者改變方向，機(jī)體同時(shí)慣性在緩沖區(qū)消減。當(dāng)障礙物離去后，外部碰撞力消失，彈性部件20拉動(dòng)碰撞部件10回到初始位置。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)限位部件限制碰撞部件10在受到外部碰撞力時(shí)的位移方向及位移距離，以使得碰撞部件10能沿限位部件限定的位移方向及位移距離發(fā)生位移，并能觸發(fā)到碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30；碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30被觸發(fā)后生成碰撞信號(hào)，使得接收到該碰撞信號(hào)的設(shè)備能根據(jù)該碰撞信號(hào)做出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)，進(jìn)而減少碰撞對(duì)安裝有防撞結(jié)構(gòu)的設(shè)備的傷害，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；通過(guò)彈性部件20復(fù)位碰撞部件10，以便防碰撞結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)工作

下面進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的防碰撞結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

本發(fā)明實(shí)施例中的防碰撞結(jié)構(gòu)包括限位部件，限位部件用于限定碰撞部件10的位移方向，同時(shí)也起到安裝碰撞部件10的作用。限位部件包括多種，例如：限位部件為限位擋板，限位擋板設(shè)置在碰撞部件10受力面相對(duì)的一側(cè)，限位擋板和彈性部件20配合安裝碰撞部件10，在碰撞部件10發(fā)生位移時(shí)，限位擋板限定碰撞部件10的位移方向；限位部件也可以是用限位柱或者限位塊替換限位擋板。

當(dāng)限位部件是限位柱或者限位塊時(shí)，還可以采用以下的設(shè)置形式。本發(fā)明實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，可選地，限位部件包括定位柱40和設(shè)置在定位柱40上的壓板41。碰撞部件10上設(shè)有定位孔11，碰撞部件10通過(guò)定位孔11套接在定位柱40上，其中，沿碰撞部件10移動(dòng)方向上，定位柱40與定位孔11之間設(shè)置有第一間隙，定位柱40用于限定碰撞部件10在第一間隙內(nèi)移動(dòng)。壓板41設(shè)置在定位柱40上，其中，沿定位柱40軸線方向上，壓板41與碰撞部件10之間設(shè)置有第二間隙，壓板41用于限定碰撞部件10在第二間隙內(nèi)移動(dòng)。

在具體實(shí)施時(shí)，定位柱40至少為一個(gè)，壓板41的數(shù)量與定位柱40的數(shù)量相應(yīng)，碰撞部件10上的定位孔11的數(shù)量與定位柱40的數(shù)量和位置相對(duì)應(yīng)，碰撞部件10通過(guò)定位孔11套接在定位柱40上，之后壓板41與定位柱40連接。定位柱40、定位孔11和壓板41限制了碰撞部件10的位移方向和活動(dòng)范圍，并且實(shí)現(xiàn)了碰撞部件10的安裝。參見(jiàn)圖2和圖3碰撞部件10安裝完成的示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)平面示意圖。

圖3中分別示出了XY坐標(biāo)，表示碰撞部件10所在的平面坐標(biāo)。碰撞部件10的定位孔11與限位部件中的定位柱40配合，使碰撞部件10在平面坐標(biāo)XY內(nèi)處于限位狀態(tài)，定位柱40與定位孔11之間設(shè)置有第一間隙，第一間隙的尺寸即為碰撞部件10的在平面坐標(biāo)XY的位移方向以及活動(dòng)范圍。在空間坐標(biāo)Z方向(Z方向即為限位柱軸線方向，圖中未示出)用壓板41將碰撞部件10壓住，使其中空間坐標(biāo)Z方向處于限位狀態(tài)，壓板41與碰撞部件10之間設(shè)置有第二間隙，第二間隙的尺寸即為碰撞部件10在Z方向的位移方向以及活動(dòng)范圍。在具體實(shí)施時(shí)，第一間隙的尺寸等于有效行程+緩沖區(qū)+加工藝預(yù)留，第二間隙的尺寸等于設(shè)計(jì)有效間隙+工藝預(yù)留，其中，有效行程為碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30從初始位置到觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30所前進(jìn)的距離，緩沖區(qū)為碰撞部件10觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30后繼續(xù)前進(jìn)的距離，設(shè)計(jì)有效間隙為碰撞部件10在滿足使用要求且不失效的情況下的容許滑動(dòng)間隙。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的防碰撞結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖，圖4中的放大部分A表示的是定位柱40的放大圖，圖4中的放大部分B表示的是定位孔11的放大圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的碰撞部件10的半剖面的局部放大示意圖。結(jié)合圖4和圖5，在坐標(biāo)XY內(nèi)，碰撞部件10通過(guò)定位孔11套接在定位柱40上，定位柱40與定位孔11之間留有間隙，該間隙即為第一間隙，第一間隙限定了碰撞部件10在XY坐標(biāo)內(nèi)的位移方向以及活動(dòng)范圍。

第一間隙和第二間隙的設(shè)置，不僅可以限定碰撞部件10的位移方向、位移距離以及活動(dòng)范圍，同時(shí)也起到了防止誤操作的作用。機(jī)體在行進(jìn)過(guò)程中，有可能因?yàn)槁访骖嶔ぃ瑱C(jī)體自身產(chǎn)生顫動(dòng)，使得碰撞部件10發(fā)生位移。這種因?yàn)轭嶔ぎa(chǎn)生的碰撞部件10位移是不需要觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的，通過(guò)設(shè)置第一間隙和第二間隙對(duì)這種位移進(jìn)行緩沖，從而避免了觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，防止了誤操作。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的限位部件實(shí)現(xiàn)限位作用，具體實(shí)現(xiàn)方式包括多種，本發(fā)明實(shí)施例不做具體限定，包括但不限于上述的實(shí)現(xiàn)方式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)限定碰撞部件10的活動(dòng)范圍的實(shí)現(xiàn)方式均在本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍之內(nèi)。

繼續(xù)參見(jiàn)圖1至圖3，為了保證防碰撞結(jié)構(gòu)的感測(cè)多方位多角度的外部碰撞力，本發(fā)明實(shí)施例中，可選地，碰撞部件10為扇形環(huán)狀結(jié)構(gòu)；碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30為多個(gè)；多個(gè)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30沿扇形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的周向均布，用以感測(cè)周向上多個(gè)角度處的碰撞。具體實(shí)施時(shí)，可以采用兩個(gè)扇形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的碰撞部件10，兩個(gè)碰撞部件10可以形成一個(gè)環(huán)裝結(jié)構(gòu)，這樣不管哪個(gè)角度和方向的碰撞能夠被碰撞部件10感測(cè)到，并觸發(fā)相應(yīng)的碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，從而使得機(jī)體做出相應(yīng)的響應(yīng)。

本發(fā)明實(shí)施例中碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30包括但不限于磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)、光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30為磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)時(shí)，碰撞部件10與碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30之間能夠產(chǎn)生磁感應(yīng)，當(dāng)碰撞部件10在碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的感測(cè)區(qū)域內(nèi)靠近或遠(yuǎn)離碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30時(shí)，可以觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30。當(dāng)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30為光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)時(shí)，碰撞部件10進(jìn)入光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)的感測(cè)區(qū)域后，遮擋或者反射了光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)的光束，阻礙了光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)自身的通信，從而對(duì)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行觸發(fā)。

繼續(xù)參見(jiàn)圖5，本發(fā)明實(shí)施例中，碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30包括前段滑動(dòng)桿31；碰撞部件10在受到外部碰撞力的作用發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，碰撞部件10進(jìn)入前段滑動(dòng)桿31的觸碰區(qū)域并帶動(dòng)前段滑動(dòng)桿31發(fā)生相對(duì)位移，以便前段滑動(dòng)桿31觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30。

當(dāng)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30為磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)時(shí)，前段滑動(dòng)桿31與碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30之間能夠產(chǎn)生磁感應(yīng)，碰撞部件10進(jìn)入前段滑動(dòng)桿31的觸碰區(qū)域后，觸碰并帶動(dòng)前段滑動(dòng)桿31發(fā)生相對(duì)位移，前段滑動(dòng)桿31移動(dòng)至磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)的感測(cè)區(qū)內(nèi)后可以觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30。當(dāng)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30為光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)時(shí)，碰撞部件10觸碰并帶動(dòng)前段滑動(dòng)桿31后，前段滑動(dòng)桿31進(jìn)入光電感應(yīng)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的感測(cè)區(qū)，遮擋或者反射了光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)的光束，阻礙了光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)自身的通信，從而對(duì)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行觸發(fā)。光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)方式包括但不限于：光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)的前段滑動(dòng)桿31阻斷傳感器根據(jù)對(duì)射紅外線傳輸，MCU(微控制單元，Microcontroller Unit)接到傳感信號(hào)判斷觸發(fā)。其中光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)響應(yīng)頻率可為1kHz，電源電壓DC5～24V。在具體實(shí)施時(shí)，碰撞部件10與前段滑動(dòng)桿31之間也設(shè)置有緩沖距離，碰撞部件10與前段滑動(dòng)桿31之間的緩沖距離是通過(guò)設(shè)計(jì)有效反饋距離+工藝預(yù)留計(jì)算得出的，其中，設(shè)計(jì)有效反饋距離為碰撞部件10碰到障礙物后到碰撞信號(hào)傳遞出去以及機(jī)體做出響應(yīng)的時(shí)間內(nèi)，機(jī)體移動(dòng)的距離。

本發(fā)明實(shí)施例中，彈性部件20包括但不限于拉力彈簧、壓力彈簧、扭力彈簧、彈力橡膠等。彈性部件20起到復(fù)位功能，為了減少布置部件所占用的空間，本發(fā)明實(shí)施例，可選地，碰撞部件10上設(shè)置有復(fù)位孔12，彈性部件20設(shè)置在復(fù)位孔12內(nèi)，彈性部件20的一端固定，另一端與碰撞部件10連動(dòng)。以拉力彈簧為例，參見(jiàn)1-5，碰撞部件10上設(shè)置有至少一個(gè)復(fù)位孔12，彈性部件20設(shè)置在復(fù)位孔12內(nèi)，一端固定，另一端與碰撞部件10連接，連接方式包括但不限于：一端通過(guò)緊固螺絲21進(jìn)行固定，另一端套接在碰撞部件10的凸起部。當(dāng)碰撞部件10受到碰撞力發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，拉力彈簧被拉伸，產(chǎn)生碰撞力的反作用力，當(dāng)碰撞力消失的時(shí)候，拉力彈簧將碰撞部件10進(jìn)行復(fù)位。通過(guò)在碰撞部件10上設(shè)置復(fù)位孔12，并把彈性部件20設(shè)置在復(fù)孔內(nèi)，減少了部件在設(shè)置過(guò)程中所占的空間，實(shí)現(xiàn)部件的集成化，而且不影響機(jī)體自身的部件布置。

防碰撞結(jié)構(gòu)結(jié)合機(jī)體(機(jī)器人)一起使用，需要將防碰撞結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件分別與機(jī)體進(jìn)行連接，操作比較麻煩。參見(jiàn)圖1-5，為將防碰撞結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整體化，本發(fā)明中，可選地，還包括：底板50；碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30與限位部件設(shè)置在底板50上；彈性部件20的一端固定在底板50上，另一端與碰撞部件10連動(dòng)。

將防碰撞結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件分別設(shè)置在底板50上，通過(guò)底板50將防碰撞結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，再通過(guò)底板50與機(jī)體進(jìn)行連接，使得機(jī)體與防碰撞結(jié)構(gòu)的連接整體化、簡(jiǎn)單化。

在具體實(shí)施時(shí)，限位部件為定位柱40，定位柱40可以與底板50為一體結(jié)構(gòu)，也可以相互獨(dú)立。定位柱40上設(shè)置有螺孔，螺孔用于連接螺絲。當(dāng)定位柱40與底板50為一體結(jié)構(gòu)時(shí)，碰撞部件10與定位柱40套接之后，通過(guò)螺絲與螺孔將壓板41連接在定位柱40上，螺絲的螺帽能夠?qū)喊?1卡住，防止壓板41從定位柱40上脫離。當(dāng)?shù)装?0的材料為鋼板或者其他剛性材料的情況下，在工藝上做一體成型較困難，因此可以選擇將定位柱40與底板50進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。當(dāng)定位柱40與底板50相互獨(dú)立時(shí)，底板50上設(shè)置有螺紋孔，通過(guò)底板50上的螺紋孔，通過(guò)螺絲連接定位柱40與底板50，底板50與定位柱40連接之后，在定位柱40上套接碰撞部件10，再通過(guò)螺絲與螺孔將壓板41連接在定位柱40上，螺絲的螺帽能夠?qū)喊?1卡住，防止壓板41從定位柱40上脫離。

為了減小碰撞部件10與底板50之間的接觸面積，減少摩擦力，本發(fā)明實(shí)施例中，參見(jiàn)圖5-7，可選地，碰撞部件10與底板50接觸的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)具有球型底的支撐柱13；碰撞部件10通過(guò)球型底與底板50點(diǎn)接觸。

通過(guò)設(shè)置具有球型底的支撐柱13，碰撞部件10與底板50之間從面接觸變成了點(diǎn)接觸，減少了接觸面積和摩擦力，將碰撞部件10設(shè)置成浮動(dòng)狀態(tài)設(shè)置在底板50上，如有積落灰塵不影響結(jié)構(gòu)摩擦力。另外，多個(gè)支撐柱13中各支撐柱13的柱面外周布有多個(gè)加強(qiáng)肋14；加強(qiáng)肋與底板50具有第三間隙。支撐柱13的柱面外周布有多個(gè)加強(qiáng)肋14，增強(qiáng)了支撐柱13的強(qiáng)度，防止支撐柱13在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中變形。加強(qiáng)肋14與底板50之間具有第三間隙，也就是說(shuō)加強(qiáng)肋14不與底板相接觸，加強(qiáng)肋14在增加支撐柱13強(qiáng)度的同時(shí)不會(huì)增加摩擦力。在具體實(shí)施時(shí)，支撐柱13、加強(qiáng)肋14可以與碰撞部件10為一體結(jié)構(gòu)，也可以單獨(dú)設(shè)置。支撐柱13的設(shè)置不僅可以減少碰撞部件10的接觸面積和摩擦力，同時(shí)還具有防塵、防砂的作用，當(dāng)碰撞部件10與底板50之間存在沙塵的時(shí)候，碰撞部件10在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)支撐柱13會(huì)逐漸將沙塵清除掉。

為了減少摩擦力力對(duì)支撐柱13的損壞，在本發(fā)明實(shí)施例中，可選地，支撐柱13與底板50接觸的一端設(shè)置導(dǎo)向球或?qū)蜉?。也就是說(shuō)可以將球型底變換成導(dǎo)向球或者導(dǎo)向輪。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)向球，使得支撐柱13的結(jié)構(gòu)類似與圓珠筆的筆尖的結(jié)構(gòu)，在碰撞部件10和底板50發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，導(dǎo)向球發(fā)生滾動(dòng)，減少了支撐柱13與底板50之間的摩擦力。同樣的導(dǎo)向輪，也可以減少摩擦力對(duì)支撐柱13的損壞。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)向球或者導(dǎo)向輪從而延長(zhǎng)了支撐柱13的使用壽命。

本發(fā)明實(shí)施例中結(jié)構(gòu)為防水材料制成。具體地，限位部件、碰撞部件10、彈性部件20、碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的外殼以及底板50中的任意一個(gè)或多個(gè)采用防水材料制成。，這樣可以使得防碰撞結(jié)構(gòu)能夠防水。作為具有電氣連接的碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30設(shè)置有單獨(dú)的密閉空間，也可防塵防水。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的防碰撞結(jié)構(gòu)如何應(yīng)用做進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。

在具體應(yīng)用時(shí)，防碰撞結(jié)構(gòu)可以采用多段式、兩段式進(jìn)行應(yīng)用。

采用多段式時(shí)，將碰撞部件10分別設(shè)置在機(jī)體的各個(gè)方位處，當(dāng)某個(gè)方位碰到障礙物時(shí)，在該處的碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30被觸發(fā)發(fā)出碰撞信號(hào)，從而機(jī)體根據(jù)碰撞信號(hào)做出相應(yīng)的響應(yīng)。但是，多段式在連接處會(huì)存在有多個(gè)盲區(qū)，分段的數(shù)量越多，盲區(qū)越多，尤其在機(jī)器人行進(jìn)方向，很容易造成結(jié)構(gòu)功能失效。布置空間為多單元串聯(lián)使用故障率比較高、維修比較困難。

因此，為了減少感測(cè)盲區(qū)，本發(fā)明實(shí)施例中防碰撞結(jié)構(gòu)采用兩段式進(jìn)行應(yīng)用，當(dāng)采用兩段式進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，參見(jiàn)圖8。

底板50可以為一塊圓形底板50或者是兩個(gè)半圓形底板50，碰撞部件10為扇形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，碰撞部件10采用兩個(gè)，每一個(gè)碰撞部件10上設(shè)置有多個(gè)限位孔和多個(gè)復(fù)位孔12，本發(fā)明實(shí)施例中，限位孔的數(shù)量為四個(gè)，復(fù)位孔12的數(shù)量為三個(gè)，限位柱和壓板41的數(shù)量與限位孔相對(duì)應(yīng)，彈性部件20的數(shù)量與復(fù)位孔12的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。兩個(gè)碰撞部件10形成一圓形結(jié)構(gòu)，每個(gè)碰撞部件10可以接收到三個(gè)方向的碰撞力，相應(yīng)地，在每個(gè)受力方向設(shè)置有一個(gè)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，其中，碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30為光電感應(yīng)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30。

繼續(xù)參見(jiàn)圖8，兩段式的防碰撞結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)繞障功能：通過(guò)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)把觸發(fā)信息反饋給MCU后可判斷機(jī)器人行走路線。

1.當(dāng)障礙物在機(jī)器人正前方或者正后方時(shí)，其正前方或者正后方光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)觸發(fā)。

2.當(dāng)障礙物在左前方或者在左后方時(shí)，其正前(后)方和左前(后)方兩個(gè)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)同時(shí)觸發(fā)。

3.當(dāng)障礙物在右前方或者在右后方時(shí)，其正前(后)方和右前(后)方兩個(gè)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)同時(shí)觸發(fā)。

兩段式的防碰撞結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、安全、成本低廉、反應(yīng)迅速、緩沖區(qū)域長(zhǎng)、防碰撞覆蓋面積大，同時(shí)可防塵和簡(jiǎn)單防水防沙、環(huán)境要求低、通過(guò)碰撞可實(shí)現(xiàn)繞障功能，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人底盤集成化設(shè)計(jì)。

實(shí)施例2

相應(yīng)地本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種機(jī)器人，包括：

設(shè)置在機(jī)器人上的至少一個(gè)如實(shí)施例1中的防碰撞結(jié)構(gòu)，防碰撞結(jié)構(gòu)中的碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30與機(jī)器人耦接。機(jī)器人圖中未示出。

將實(shí)施例1中的防碰撞結(jié)構(gòu)設(shè)置在機(jī)器人上，設(shè)置的位置可以是機(jī)器人易發(fā)生碰撞的位置。也可以是采用實(shí)施例1中的兩段式的方式，將兩段式的防碰撞結(jié)構(gòu)設(shè)置在機(jī)器人的底盤部。

本發(fā)明實(shí)施例可選地，當(dāng)機(jī)器人上設(shè)置的防碰撞結(jié)構(gòu)為多個(gè)時(shí)，多個(gè)防碰撞結(jié)構(gòu)中的碰撞部件圍繞機(jī)器人的外周一圈，且多個(gè)碰撞部件中兩相鄰碰撞部件之間具有第四間隙。

在具體實(shí)施時(shí)，在機(jī)器人的外圍均布多個(gè)防碰撞結(jié)構(gòu)，多個(gè)防碰撞結(jié)構(gòu)中的碰撞部件圍合成一圈，以便多角度感測(cè)碰撞力。同時(shí)，為了防止誤操作，兩兩碰撞部件之間還留有第四間隙。當(dāng)然，防碰撞結(jié)構(gòu)的碰撞部件分的越多，第四間隙的數(shù)量也就越多，這樣感測(cè)盲區(qū)也就越多，為了減少感測(cè)盲區(qū)的數(shù)量，本發(fā)明實(shí)施例中，防碰撞結(jié)構(gòu)中的碰撞部件10為兩個(gè)，這樣，感測(cè)盲區(qū)只有兩個(gè)，兩個(gè)碰撞部件10形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，機(jī)器人設(shè)置在環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)。將機(jī)器人設(shè)置在兩段式的防碰撞結(jié)構(gòu)的環(huán)形結(jié)構(gòu)中間處，兩個(gè)碰撞部件10形成一圓形結(jié)構(gòu)。消除了碰撞死角，可以全方位的實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障行為。

當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，在外部碰撞力的作用下碰撞部件10發(fā)生位移，碰撞部件10移動(dòng)到碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的感測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，觸發(fā)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30，碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30生成碰撞信號(hào)并將碰撞信號(hào)發(fā)送至機(jī)器人，機(jī)器人收到碰撞信號(hào)后，根據(jù)碰撞信號(hào)做出相應(yīng)的響應(yīng)，從而減少碰撞力對(duì)機(jī)器人的損壞，起到規(guī)避障礙物的作用。需要說(shuō)明的是，接收不同的碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30發(fā)送碰撞信號(hào)時(shí)，機(jī)器人可以根據(jù)不同碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30的位置做出不同的響應(yīng)。

舉例來(lái)說(shuō)，前方碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30發(fā)送的碰撞信號(hào)，機(jī)器人的響應(yīng)為停止、后退、轉(zhuǎn)向的響應(yīng)；后方碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30發(fā)送的碰撞信號(hào)，機(jī)器人的響應(yīng)為加速、轉(zhuǎn)向的響應(yīng)；兩側(cè)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)30發(fā)送的碰撞信號(hào)，機(jī)器人的響應(yīng)為轉(zhuǎn)向的響應(yīng)；等等

需要說(shuō)明的是機(jī)器人對(duì)碰撞信號(hào)的響應(yīng)方式很多，本發(fā)明不做具體限定。

為了不影響機(jī)器人的外觀，碰撞結(jié)構(gòu)的顏色和材料可以為與機(jī)器人的顏色和材料相同或者相近，這樣可以不影響機(jī)器人的外觀。

本發(fā)明中的防碰撞結(jié)構(gòu)除了可以應(yīng)用到可移動(dòng)機(jī)體(機(jī)器人)上之外，還可以應(yīng)用到非移動(dòng)機(jī)體上，起到喚醒或者啟動(dòng)的作用。

舉例來(lái)說(shuō)，一非移動(dòng)機(jī)器人，當(dāng)有外力觸碰時(shí)，在碰撞力的作用下導(dǎo)致碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)出了碰撞信號(hào)，非移動(dòng)機(jī)器人可以根據(jù)碰撞信號(hào)被喚醒或者開(kāi)啟。

應(yīng)用場(chǎng)景

以下應(yīng)用使用場(chǎng)景，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹：

場(chǎng)景一

移動(dòng)機(jī)器人規(guī)避障礙物，如下：

在可移動(dòng)機(jī)器人機(jī)體上設(shè)置有防碰撞結(jié)構(gòu)，防碰撞結(jié)構(gòu)采用兩段式。

機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中，碰到障礙物后，碰撞部件受到碰撞力發(fā)生相對(duì)位移并觸發(fā)相應(yīng)的碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)。碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)生成碰撞信號(hào)，發(fā)送至機(jī)器人。機(jī)器人收到碰撞信號(hào)后，做出停止移動(dòng)或者改變方向等規(guī)避反應(yīng)。

場(chǎng)景二

非移動(dòng)機(jī)器人，觸碰喚醒，如下：

在非移動(dòng)機(jī)器人機(jī)體上設(shè)置有兩段式的防碰撞結(jié)構(gòu)。

人們通過(guò)觸碰機(jī)器人的防碰撞結(jié)構(gòu)，碰撞部件受到碰撞力發(fā)生位移并觸發(fā)相應(yīng)碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)。碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)生成碰撞信號(hào)，發(fā)送至機(jī)器人。機(jī)器人收到碰撞信號(hào)后，做出喚醒或者開(kāi)機(jī)等響應(yīng)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)限位部件限制碰撞部件在受到外部碰撞力時(shí)的位移方向，以使得碰撞部件能沿限位部件限定的位移方向發(fā)生位移，并能觸發(fā)到碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)；碰撞感測(cè)開(kāi)關(guān)被觸發(fā)后生成碰撞信號(hào)，使得接收到該碰撞信號(hào)的設(shè)備能根據(jù)該碰撞信號(hào)做出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)，進(jìn)而減少碰撞對(duì)安裝有防撞結(jié)構(gòu)的設(shè)備的傷害，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；通過(guò)彈性部件復(fù)位碰撞部件，以便防碰撞結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)工作。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，適用于機(jī)器人或其他各式可移動(dòng)設(shè)備。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，采用兩段式的防碰撞結(jié)構(gòu)可以有效減少碰撞盲區(qū)，達(dá)到多方位防碰撞的目的。同時(shí)，防碰撞結(jié)構(gòu)能夠防水防塵防砂的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，適用于機(jī)器人或其他各式可移動(dòng)設(shè)備。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，適用于機(jī)器人或其他各式可移動(dòng)設(shè)備。而且影響機(jī)器人及其他主體的整體美觀。并且，在具有規(guī)避障礙物的功能外，還具有喚醒機(jī)體的功能，使用更加方便。

需要說(shuō)明的是，雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改和變形仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例的示例旨在簡(jiǎn)明地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)特點(diǎn)，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠直觀了解本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)特點(diǎn)，并不作為本發(fā)明實(shí)施例的不當(dāng)限定。

以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。

上述說(shuō)明示出并描述了本發(fā)明實(shí)施例的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述申請(qǐng)構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明實(shí)施例所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。