开关门机构及服务机器人

技术领域

本公开涉及一种开关门机构及服务机器人。

背景技术

现阶段，随着科技水平的日新月异，物流运输技术逐渐向自动化、智能化方向转型。在工业领域中，不同负载能力的自主导航移动机器人屡见不鲜，在实际工厂中每天都在充当着搬运工的角色。在生活消费领域里，也能够经常看到不同用途的服务机器人，出现在各大商场、写字楼、酒店等场所，执行着如自主导购、物品自动配送等一些任务。相关数据表明，我国劳动人口的总数呈逐渐下跌态势，使得我国劳动成本也在逐年攀升。为降低劳动成本，增加机器人在多领域中的应用以替代人工正成为当前我国较新的发展趋势。智能机器人的广泛应用，大大方便了人们日常的生产生活，解放了劳动力，降低了劳动成本，提高了工作效率。

作为机器人领域的分支—配送服务机器人，主要用在生活物品、医疗器材、餐饮的自动化配送等一些场合。通常这种配送机器人在机械结构上，一般会配置有物品仓或托盘，当人工将物品放置到位后，并确定好机器人配送目标点，然后机器人将根据系统规划好的路线，自动进行物品的配送。

现有技术中，考虑到机构设计的难易程度、安全性、可靠性以及研发成本，配送机器人大多不具备对物品起防护作用的开关门机构，然而，某些特殊场合中，如所配送物品涉及私密性问题，部分餐饮以及医疗用品在配送过程中需要进行必要地防护以防止有外界异物侵入导致物品的洁净度受到不良影响。因此，配送服务机器人有必要配置一种安全可靠、实用性强的开关门机构及服务机器人。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种开关门机构及服务机器人。

根据本公开的一个方面，提供了一种开关门机构，其特征在于，包括：

门，所述门被设置为沿预设的轴心线转动；

驱动机构，所述驱动机构用于提供驱动力；以及

拨杆，所述拨杆通过所述驱动机构的驱动力转动，其中当所述拨杆被所述驱动机构驱动转动时，带动门转动，以实现门的开启和关闭；

其中，所述拨杆的中部形成有圆弧状的触碰块，所述触碰块的圆弧以所述拨杆的转动中心为圆心；当所述拨杆转动至预定位置时，所述触碰块的侧面与限位传感器接触，并触发该限位传感器。

根据本公开的至少一个实施方式的开关门机构，所述拨杆的一端固定于所述驱动机构，所述拨杆的另一端与门配合。

根据本公开的至少一个实施方式的开关门机构，所述限位传感器的数量为2个，当所述拨杆顺时针转动至某一预定位置时，所述拨杆的触碰块的侧面触发两个限位传感器中的一个；当所述拨杆逆时针转动至某一预定位置时，所述拨杆的触碰块的侧面触发两个限位传感器中的另一个。

根据本公开的至少一个实施方式的开关门机构，还包括挡块，所述挡块用于限制所述拨杆的运动行程。

根据本公开的至少一个实施方式的开关门机构，所述门开设有凹槽，所述拨杆的另一端插入于所述凹槽内。

根据本公开的至少一个实施方式的开关门机构，还包括阻尼器，所述拨杆的一端安装于所述阻尼器；所述阻尼器用于接收来自所述驱动机构的驱动力和来自门的阻力，当所述门的阻力大于某一预设值时，所述阻尼器发生滑动，以使得所述门停止。

根据本公开的至少一个实施方式的开关门机构，还包括减速机构，所述减速机构连接于驱动机构和阻尼器；

其中，所述阻尼器包括上部和下部，所述阻尼器的上部通过电机轴固定盘固定于所述减速机构的输出轴，所述阻尼器的下部固定于所述拨杆的一端。

根据本公开的另一方面，提供一种服务机器人，包括上述的开关门机构。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，还包括：

机器人本体，所述机器人本体能够使得服务机器人移动至预定位置；以及

上载物台，所述上载物台用于放置物品，以使得该物品被服务机器人送达至预定位置；

其中，所述机器人本体的侧壁开设有开口，当所述门被驱动转动时，所述门能够打开或者封闭所述开口。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述机器人本体包括上安装板，所述驱动机构固定于所述上安装板。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述驱动机构和拨杆分别位于所述上安装板的上侧和下侧。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述机器人本体包括：

下轨道，所述下轨道形成有下导向部，当所述门转动时，所述门的下端通过所述下导向部导向。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述下导向部为下导向槽，所述门的下端安装有下滚轮，所述下滚轮的至少一部分位于所述下导向槽内，并使得所述下滚轮与所述下导向部滚动配合。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述下滚轮的轴心线水平设置。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述机器人本体包括：

上轨道，所述上轨道形成有上导向部，当所述门转动时，所述门的上端通过所述上导向部导向。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述上导向部为上导向槽，所述门的上端安装有上滚轮，所述上滚轮的至少一部分位于所述上导向槽内，并且所述上滚轮与所述上轨道滚动配合。

根据本公开的至少一个实施方式的服务机器人，所述上滚轮的轴线竖直设置。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的开关门机构的结构示意图。

图2和图3是根据本公开的一个实施方式的开关门机构的另一角度的结构示意图。

图4是根据本公开的一个实施方式的开关门机构的剖视结构示意图。

图5是根据本公开的一个实施方式的拨杆的结构示意图。

图6是根据本公开的一个实施方式的门的结构示意图。

图7是根据本公开的一个实施方式的服务机器人的结构示意图。

图中附图标记具体为：

100 开关门机构

110 驱动机构

120 拨杆

121 触碰块

130 限位传感器

140 门

150 挡块

160 阻尼器

161 上部

162 下部

170 减速机构

180 电机轴固定盘

190 下滚轮

195 上滚轮

200 机器人本体

210 上安装板

220 下轨道

230 上轨道

300 上载物台。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是根据本公开的一个实施方式的开关门机构100的结构示意图。

如图1所示的开关门机构100，其包括：

门140，所述门140被设置为沿预设的轴心线转动；其中，所述预设的轴心线可以为所述门的轴心线；

驱动机构110，所述驱动机构110用于提供驱动力；以及

拨杆120，所述拨杆120通过所述驱动机构110的驱动力转动，其中当所述拨杆120带动门140转动时，能够实现门140的开启和关闭；

其中，所述拨杆120的中部形成有圆弧状的触碰块121，所述触碰块121的圆弧以所述拨杆120的转动中心为圆心；当所述拨杆120转动至预定位置时，所述触碰块121的侧面与限位传感器130接触，并触发该限位传感器130。

本公开中，所述拨杆120的一端固定于所述驱动机构110，所述拨杆120的另一端与门140配合，以当所述驱动机构110处于工作状态时，所述驱动机构110带动所述拨杆120转动。

优选地，所述限位传感器130的数量为2个，当所述拨杆120顺时针转动至某一预定位置时，所述拨杆120的触碰块121的侧面触发两个限位传感器130中的一个；当所述拨杆120逆时针转动至某一预定位置时，所述拨杆120的触碰块121的侧面触发两个限位传感器130中的另一个。

本公开中，所述限位传感器130为微动开关，所述微动开关的触发器朝向所述拨杆的触碰块121，以当所述拨杆的触碰块121的一端与所述微动开关的触发器接触时，所述微动开关闭合，从而向机器人控制系统做出反馈信号，所述机器人控制系统控制驱动机构减速，停止继续动作；并且在拨杆持续转动的过程中，所述微动开关的触发器持续与所述拨杆的触碰块接触，使得微动开关始终处于闭合状态。

本公开中，当开关门机构执行开启或关闭动作时，在动作执行过程中，当所述拨杆上的触碰块121触及相应限位传感器时，将使得限位传感器触发，从而向机器人控制系统及时做出电信号反馈，所述机器人控制系统控制驱动机构减速，停止继续动作。所述触碰块具有一定的宽度，保证开关门机构在停止运行阶段有一定的持续触发行程，方便控制减速，避免了拨杆直接与作为硬限位的挡块150碰撞。

所述挡块150的目的是防止机构在发生异常运动情况时，导致门体在开合过程中发生“过冲”现象，避免对开关门机构造成不必要的冲击，从而影响到机构整体的可靠性和使用寿命。

本公开中，所述开关门机构100还包括挡块150，所述挡块150用于限制所述拨杆120的运动行程。

所述门140开设有凹槽，所述拨杆120的另一端插入于所述凹槽内。依次，所述拨杆120的另一端通过两侧窄边与所述门的凹槽形成滑动配合，并且所述窄边形成为推动所述门进行开关门动作的工作面。

本公开中，所述门可以形成为封罩，所述封罩呈开放式柱状扇形结构，材料选择半透亚克力材质，以方便观察。

所述的开关门机构100还包括阻尼器160，所述拨杆120的一端安装于所述阻尼器160；所述阻尼器160用于接收来自所述驱动机构110的驱动力和来自门的阻力，当所述门的阻力大于某一预设值时，所述阻尼器发生滑动，以使得所述门停止。

优选地，所述开关门机构100还包括减速机构170，所述减速机构170连接于驱动机构110和阻尼器160；

其中，所述阻尼器160包括上部161和下部162，所述阻尼器160的上部161通过电机轴固定盘180固定于所述减速机构170的输出轴，所述阻尼器160的下部162固定于所述拨杆120的一端。

所述上部161和下部162的接触部位存在扭力值恒定的阻力矩，当上部161固定，下部162受到外部扭力作用时，如果外部扭力小于阻尼器的阻力矩，则下部162不会相对于上部161发生转动，只有当外部扭力超过其阻力矩，下部162才会相对于上部161发生偏转。

本公开中，所述电机轴固定盘180通过螺钉固定安装在所述减速机构的输出轴上。

作为一种实现形式，所述减速机构170和驱动机构110构成减速电机，所述驱动机构110可以采用直流无刷电机，以保证驱动部件的使用寿命。

所述减速机构170可以为蜗轮蜗杆减速器，以此，所述减速机构170的输入侧和输出侧的轴线空间呈90°垂直布置，所述驱动机构110的输出轴连接在所述减速机构170的输入侧，所述驱动机构110的轴线方向的运动输出经减速机构后对其传递的运动进行了换向，由此，降低整套开门机构在高度方向上的尺寸，以便能够节省更多的安装空间。

根据本公开的另一方面，提供一种服务机器人，包括上述的开关门机构100。

优选地，所述服务机器人还包括：

机器人本体200，所述机器人本体200能够使得服务机器人移动至预定位置；以及

上载物台300，所述上载物台300用于放置物品，以使得该物品被服务机器人送达至预定位置；

其中，所述机器人本体200的侧壁开设有开口，当所述门140被驱动转动时，所述门140能够打开或者封闭所述开口。

本公开中，所述机器人本体200包括上安装板210，所述驱动机构110固定于所述上安装板210。

例如，所述减速机构170固定于所述上安装板210，并且所述驱动机构110固定于所述减速机构170。

或者，当所述驱动机构110和减速机构170构成减速电机时，所述减速电机通过其减速机构输出侧的法兰端面固定安装在所述电机支撑板上，所述电机支撑板通过螺钉固定在所述上安装板210上。

并且，所述驱动机构110和拨杆120分别位于所述上安装板210的上侧和下侧。

本公开中，所述机器人本体200包括：

下轨道220，所述下轨道220形成有下导向部，当所述门140转动时，所述门140的下端通过所述下导向部导向。

优选地，所述下导向部为下导向槽，所述门140的下端安装有下滚轮190，所述下滚轮190的至少一部分位于所述下导向槽内，并使得所述下滚轮190与所述下导向部滚动配合；并且所述下导向槽还能够对门的运动位置进行限位，即通过所述下导向槽端部的设置，防止门运动过量。

本公开中，所述下滚轮190的轴心线水平设置，以通过所述下滚轮190能够支撑所述门的重量。

另一方面，所述机器人本体200包括：

上轨道230，所述上轨道230形成有上导向部，当所述门140转动时，所述门140的上端通过所述上导向部导向。

优选地，所述上导向部为上导向槽，所述门140的上端安装有上滚轮195，所述上滚轮195的至少一部分位于所述上导向槽内，并且所述上滚轮195与所述上轨道230滚动配合。

优选地，所述上轨道230固定于所述上安装板210，并使得所述上导向槽和下导向槽的圆心位于所述门的转动轴心线，

所述上滚轮195的轴线竖直设置，以通过所述上滚轮195使得门只能沿其轴心线转动。

本公开中，通过上述结构，大大降低了门在运动时摩擦阻力，转动起来更加地顺滑；同时，由于作为门的转动阻力较小，开关门机构中的所述阻尼器的扭力值也可以相对选得更小些，只需保证门能够正常执行开合运动即可，而所述阻尼器的扭力值越低，机构动作时的安全防护性就越好。

当本公开的服务机器人在使用时，驱动机构所产生的驱动力，经过阻尼器之后，使得所述拨杆摆动；由于所述拨杆的前端与所述门的凹槽构成滑动配合，进而推动所述门绕其轴心线转动，从而实现开关门机构的开合动作。

如果在门运动过程中，受到外部物体的触碰，由于阻尼器的扭力值并不大，其动作反应较为灵敏，于是拨杆将立即与驱动单元断开连接，从而保障了机构动作时的安全性。

所述开关门机构100结构简单紧凑，制造成本低，与机器人本体200的上载物台300集成较为方便，机器人在执行开关门动作时，并不会占据外部空间，从而规避了门体运动时与外围物体发生碰撞情况的发生，大大提高了空间利用率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。