碰撞检测机构及机器人

技术领域

本申请属于机器人设计技术领域，尤其涉及一种碰撞检测机构及机器人。

背景技术

在现有技术的割草机器人中，常采用雷达监测系统来检测及规避机器人行走路径上的障碍物。但是，雷达监测系统是十分复杂的，尤其是雷达检测系统采用的雷达检测定位设备涉及到的光学器件的设计制造，且雷达检测定位设备的检测、定位的精度要求难度较高，这使得机器人在碰撞检测方面设计难度大，并且投入成本较高。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种碰撞检测机构及机器人，旨在解决现有技术中机器人采用雷达监测系统，导致在碰撞检测方面设计难度大，并且投入成本较高的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：一种碰撞检测机构，用于机器人行走过程中检测是否碰撞，该碰撞检测机构包括：

撞板，所述撞板连接于机器人的机身；

基座，所述基座用于安装在所述撞板和所述机器人的机身两者之一上，所述基座设有连接部；

套壳，所述套壳设有连接柱，所述连接柱可活动地安装于所述连接部中，所述套壳与所述基座围合形成有容纳空间；

摆杆组件，所述摆杆组件安装于所述容纳空间中，且所述摆杆组件的一端延伸至所述基座，所述摆杆组件的另一端穿出所述套壳且连接于所述撞板和所述机器人的机身两者之另一，所述摆杆组件在所述撞板碰撞障碍物后与所述基座发生相对位移；

复位装置，所述复位装置安装于所述容纳空间中，所述复位装置用于向所述摆杆组件提供复位弹力，以使所述摆杆组件相对于所述基座运动后复位；

检测装置，所述检测装置安装于所述基座，所述检测装置用于检测所述摆杆组件朝向所述基座的端部与所述基座之间是否相对运动。

在一种实施例中，所述碰撞检测机构还包括护垫，所述护垫安装于所述容纳空间中，所述套壳朝向所述基座的端部与所述护垫相抵接，所述摆杆组件朝向所述基座的端部活动穿过所述护垫。

在一种实施例中，所述复位装置包括第一弹簧和第二弹簧，所述摆杆组件的周侧壁设有凸起部，所述第一弹簧和所述第二弹簧均套设于所述摆杆组件，所述第一弹簧的一端抵接于所述套壳，所述第一弹簧的另一端抵接于所述凸起部，所述第二弹簧的一端抵接于所述套壳，所述第二弹簧的另一端抵接于所述基座。

在一种实施例中，所述摆杆组件包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件与所述第二杆件固定连接，所述第一杆件位于所述容纳空间中，所述第二杆件穿出所述套壳，所述凸起部设置于所述第一杆件的周侧壁上。

在一种实施例中，所述凸起部位于所述护垫背离所述基座的一侧，且所述凸起部的外径大于所述护垫的供所述第二杆件穿过的通孔的孔径。

在一种实施例中，所述第二杆件设有止挡部，所述止挡部位于所述容纳空间的外部，所述止挡部抵接于所述套壳背离所述基座的端部上。

在一种实施例中，所述第二杆件朝向所述基座的端部和所述基座的内壁之间具有间隙。

在一种实施例中，所述检测装置为霍尔传感器，所述摆杆组件朝向所述基座的端部和所述霍尔传感器对应设置，且所述摆杆组件朝向所述基座的端部具有磁性。

在一种实施例中，所述碰撞检测机构还包括磁铁，所述磁铁安装于所述摆杆组件朝向所述基座的端部上。

根据本发明的另一方面，提供了一种机器人。具体地，该机器人包括如前述碰撞检测机构。

在一种实施例中，所述机器人为用于修剪草坪的割草机器人。

本申请实施例至少具有以下有益效果：

应用本发明实施例提供的碰撞检测机构装配到机器人上，在机器人行走过程中，当碰撞检测机构的撞板碰撞到障碍物时，则撞板将会带动摆杆组件和套壳相对于基座进行摆动，也就是摆杆组件朝向基座的端部和基座之间的相对位置发生了相对偏移，因此，检测装置只需检测出摆杆组件朝向基座的端部和基座之间的相对位置发生了相对偏移，就能够检测判断出撞板碰撞到障碍物，否则就没有碰撞到障碍物。在本发明实施例提供的碰撞检测机构中，撞板在碰撞到障碍物之后，能够随摆杆组件和套壳摆动，使得撞板在碰撞到障碍物时能够抵消掉一部分碰撞作用力，从而保护撞板不容易被碰撞损坏，并且，通过撞板带动摆杆组件和套壳摆动而使得摆杆组件朝向基座的端部和基座之间的相对位置发生了偏移，并通过检测装置检测出摆杆组件的端部和基座之间发生了相对位置偏移，从而准确地判断出撞板碰撞到了障碍物的检测结果。应用该碰撞检测机构相对于现有技术雷达检测技术而言装配结构更简单，投入成本更低，且能够保证较高的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的碰撞检测机构的轴测图；

图2是图1所示的碰撞检测机构的分解图；

图3是图1所示的碰撞检测机构的沿S1方向的侧视图；

图4是图3中A-A方向的剖视图；

图5是图1所示的碰撞检测机构的沿S2方向的侧视图；

图6是图5中B-B方向的剖视图。

其中，图中各附图标记：

10、基座；11、连接部；12、容纳空间；

20、套壳；21、连接柱；

30、摆杆组件；31、第一杆件；311、凸起部；32、第二杆件；321、止挡部；

40、复位装置；41、第一弹簧；42、第二弹簧；

50、检测装置；

60、护垫；61、通孔；

70、磁铁；

80、橡胶连接帽。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请实施例，而不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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申请实施例中的具体含义。

本发明实施例提供的碰撞检测机构适用于机器人，在机器人行走过程时，尤其是前进过程中，用于检测机器人是否碰撞到障碍物。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的碰撞检测机构包括撞板(未图示)、基座10、套壳20、摆杆组件30、复位装置40和检测装置50。撞板一般是护罩形式，则所述撞板用于罩盖住机器人的机身，防护在机器人的机身上，当机器人行走过程中碰到障碍物时，也就是撞板首先碰撞到障碍物。所述基座10用于安装在所述撞板和所述机器人的机身两者之一上，一般地，基座10固定安装在机器人的机身上(以下均以基座10固定安装在机器人的机身上为例进行说明)。所述基座10设有相对的两个连接部11，所述套壳20设有相对的两个连接柱21，两个所述连接柱21一一对应且可活动地安装于两个所述连接部11中，所述连接柱21能够在所述连接部11中摆动和上下移动(如图4和图6所示，摆杆组件30的轴线方向定义为上下方向，并且，套壳20是以两个连接柱21的连线为摆动轴线进行摆动)，并且，摆杆组件30的摆动方向是机器人行走的前后方向。所述套壳20与所述基座10形成容纳空间12，所述摆杆组件30安装于所述容纳空间12中，且所述摆杆组件30的一端延伸至所述基座10，所述摆杆组件30的另一端穿出所述套壳20且通过橡胶连接帽80连接于所述撞板，所述摆杆组件30在所述撞板碰撞障碍物后与所述基座10发生相对位移。也就是说，当机器人前进过程碰撞到障碍物，即撞板碰撞到障碍物，则撞板将带动摆杆组件30和套壳20相对于基座10向后摆动(当机器人在后退过程中碰撞到障碍物，则撞板将带动摆杆组件30和套壳20相对于基座10向前摆动)。所述复位装置40安装于所述容纳空间12中，所述复位装置40用于向所述摆杆组件30提供复位弹力，当撞板碰撞到障碍物而带动摆杆组件30和套壳20相对于基座10摆动时，此时摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的位置产生了相对偏移，摆杆组件30在复位装置40的复位弹力作用下，使所述摆杆组件30相对于所述基座10运动后能够回复到运动前相对于所述基座10的初始位置。所述检测装置50安装于所述基座10，当撞板碰撞到障碍物而带动摆杆组件30和套壳20相对于基座10摆动时，检测装置50能够检测到摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的位置产生了相对偏移，从而检测装置50判断出撞板碰撞到了障碍物的检测结果，也就是说，所述检测装置50用于检测所述摆杆组件30朝向所述基座10的端部与所述基座10之间是否相对运动，以判断撞板是否碰撞到了障碍物。

应用本发明实施例提供的碰撞检测机构装配到机器人上，在机器人行走过程中，当碰撞检测机构的撞板碰撞到障碍物时，则撞板将会带动摆杆组件30和套壳20相对于基座10进行摆动，也就是摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的相对位置发生了相对偏移，因此，检测装置50只需检测出摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的相对位置发生了相对偏移，就能够检测判断出撞板碰撞到障碍物，否则就没有碰撞到障碍物(也就是检测装置50检测到摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的相对位置没有发生变化，此时就说明撞板没有碰撞到障碍物)。在本发明实施例提供的碰撞检测机构中，撞板在碰撞到障碍物之后，能够随摆杆组件30和套壳20摆动，使得撞板在碰撞到障碍物时能够抵消掉一部分碰撞作用力，从而保护撞板不容易被碰撞损坏，并且，通过撞板带动摆杆组件30和套壳20摆动而使得摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的相对位置发生了偏移，并通过检测装置50检测出摆杆组件30的端部和基座10之间发生了相对位置偏移，从而准确地判断出撞板碰撞到了障碍物的检测结果。应用该碰撞检测机构相对于现有技术雷达检测技术而言装配结构更简单，投入成本更低，且能够保证较高的检测精度。

如图2、图4和图6所示，所述碰撞检测机构还包括护垫60，所述护垫60安装于所述容纳空间12中，并且，护垫60位于基座10和套壳20之间，装配完成后，所述套壳20朝向所述基座10的端部与所述护垫60相抵接，所述摆杆组件30朝向所述基座10的端部活动穿过所述护垫60。在基座10和套壳20之间使用护垫60进行间隔，能够改善套壳20相对于基座10进行摆动时的顺滑性。

进一步地，如图2、图4和图6所示，所述复位装置40包括第一弹簧41和第二弹簧42，所述摆杆组件30的周侧壁设有凸起部311，所述第一弹簧41和所述第二弹簧42均套设于所述摆杆组件30。并且，所述第一弹簧41的一端抵接于所述套壳20，所述第一弹簧41的另一端抵接于所述凸起部311，所述第二弹簧42的一端抵接于所述套壳20，所述第二弹簧42的另一端抵接于所述基座10。也即是说，第一弹簧41预紧压缩地安装在摆杆组件30和套壳20之间，第二弹簧42预紧压缩地安装在套壳20和基座10之间。当机器人前进过程中撞板碰撞到障碍物时，则撞板受到了向后的碰撞反作用力，使得撞板带动摆杆组件30和套壳20绕两个连接柱21的连线相对于基座10摆动，则摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的相对位置发生了偏移，通过检测装置50检测到摆杆组件30的端部和基座10之间的相对位置发生了改变，从而判断出撞板碰撞到了障碍物的检测结果。

在该碰撞检测机构中，摆杆组件30在第一弹簧41的弹力作用下具有朝向基座10移动的趋势，由于采用第一弹簧41和第二弹簧42双弹簧结构，因此，第一弹簧41和第二弹簧42之间压力相互抵消，减少了摆杆组件30处的正压力(也就是减少了套壳20的连接柱21和连接部11之间的正压力)，继而极大的减少了其摩擦力。

如图2、图4和图6所示，所述摆杆组件30包括第一杆件31和第二杆件32。所述第一杆件31与所述第二杆件32固定连接，优选地，第二杆件32的一端设有外螺纹，第一杆件31的一端设有内螺纹，则第二杆件32螺接固定在第一杆件31上。所述第一杆件31位于所述容纳空间12中，所述第二杆件32穿出所述套壳20，所述凸起部311设置于所述第一杆件31的周侧壁上。具体地，凸起部311为绕第一杆件31的周侧壁周向设置的环状凸起。

在本发明实施例中，所述凸起部311位于所述护垫60背离所述基座10的一侧，且所述凸起部311的外径大于所述护垫60的供所述第二杆件32穿过的通孔61的孔径。也就是，第二弹簧42远离基座10的一端抵接在护垫60背离套壳20的一侧上，并且，护垫60在第二弹簧42的弹力作用下，护垫60朝向套壳20的一侧抵接于套壳20的端部上。这样，摆杆组件30和套壳20在撞板的带动下相对于基座10进行摆动的过程中，护垫60也随之相对于基座10进行摆动运动，而护垫60的外侧壁和基座10的内侧壁之间能够相互导向，从而能够改善套壳20相对于基座10进行摆动时的顺滑性。

进一步地，如图1至图6所示，所述第二杆件32设有止挡部321，所述止挡部321位于所述容纳空间12的外部，所述止挡部321抵接于所述套壳20背离所述基座10的端部上，并且，所述第二杆件32朝向所述基座10的端部和所述基座10的内壁之间具有间隙。由于摆杆组件30在第一弹簧41的弹力作用下具有朝向基座10移动的趋势，但由于止挡部321抵接于套壳20背离基座10的端部上，因此，摆杆组件30无法朝向基座10继续移动，而在第一弹簧41和第二弹簧42的弹力作用下保持和基座10之间的稳定的相对位置(在撞板没有碰撞障碍物保持相对位置，以及在撞板碰撞了障碍物之后能够回复到原来的相对位置)。

在本发明实施例中，所述检测装置50为霍尔传感器，所述摆杆组件30朝向所述基座10的端部和所述霍尔传感器对应设置，且所述摆杆组件30朝向所述基座10的端部具有磁性。当撞板碰撞了障碍物时，撞板将会带动摆杆组件30和套壳20相对于基座10摆动，此时，摆杆组件30朝向基座10的端部和基座10之间的相对位置发了变化，也就是说，摆杆组件30朝向基座10的端部的磁性作用于霍尔传感器的磁通量发生了变化，因此，霍尔传感器输出的磁感电压发生了变化，从而判断出摆杆组件30的端部和基座10之间的相对位置发生了变化，也就得到了撞板碰撞到了障碍物的检测结果。

另外，当用于通过提拎撞板上的握手柄将机器人整体提拎起来时，此时，在机器人的机身的重力作用下，摆杆组件30将进一步挤压第一弹簧41，摆杆组件30朝向基座10的端部相对于基座10向上移动，也就是说摆杆组件30的端部和基座10之间的相对位置发生了改变，此时，检测装置50能够检测到摆杆组件30的端部和基座10之间的相对位置发生了改变。但是，此时摆杆组件30的端部和霍尔传感器之间仅是上下举例发生了改变，这使得霍尔传感器输出的磁感电压的波形没有发生变化，而当摆杆组件30相对于基座10发生摆动时摆杆组件30的端部和基座10之间的相对位置变化使得霍尔传感器输出的磁感电压的波形也发生了变化，根据波形是否变化，从而能够判断得到摆杆组件30的端部和基座10之间是摆动导致相对位置变化还是上下移动导致相对位置变化(对应关系是：波形变化了，则是摆动导致相对位置变化；波形不变，则是上下移动导致相对位置变化)。当检测装置50判断出摆杆组件30和基座10之间发生了上下移动时，也就是得到了机器人被用户提拎起来了的检测结果。

进一步地，所述碰撞检测机构还包括磁铁70，所述磁铁70安装于所述摆杆组件30朝向所述基座10的端部上，这样就能够增强摆杆组件30朝向基座10的端部的磁性能力，也就是增强了摆杆组件30朝向基座10的端部作用于霍尔传感器的磁通量。

根据本发明的另一方面，提供了一种机器人(未图示)。具体地，该机器人包括如前述碰撞检测机构。采用本发明实施例提供的碰撞检测机构，能够准确地检测判断出机器人在行走过程中是否碰撞到障碍物。进一步地，所述机器人为用于修剪草坪的割草机器人。当检测装置50判断出摆杆组件30和基座10之间发生了上下移动时，也就是得到了割草机器人被用户提拎起来了的检测结果，此时，割草机器人控制割草用的刀具停止转动，避免用户被旋转的刀具割伤，保护用户的安全。

以上所述仅为本申请实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请实施例的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。