碰撞检测组件及智能机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种碰撞检测组件及智能机器人。


背景技术：

2.能够移动的机器人包括可自行移动的机器人或者由人工遥控而移动的机器人，无论是哪种机器人均可以设置有碰撞检测组件。当该碰撞检测组件在机器人移动的过程中与障碍物发生碰撞后，碰撞检测组件中的活动壳体就被撞动而触发碰撞检测组件中的按键，按键产生并发送信号给机器人的控制装置，控制装置接收到碰撞检测组件发生碰撞的信号后就可以控制机器人做出停止、转向、后退或者发出警报等动作。
3.现有的智能机器人为了能在行进方向上的三个方位(左、前、右)产生碰撞触发信号，是在对应的三个方向上设置有三个触发开关。这就导致产品的材料和组装的成本增加，同时也降低了产品性能的稳定性和可靠性，给用户造成不好的使用体验。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种应用于智能机器人的碰撞检测组件，旨在解决触发开关数量设置过多的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的碰撞检测组件包括：
6.底座，所述底座具有在所述智能机器人的行进方向上呈相对设置的前侧和后侧，所述底座的上表面设置有至少一个导向柱；
7.上盖，所述上盖活动安装于所述底座的上表面，所述上盖面对所述底座上表面的表面设有至少一个导向孔，所述至少一个导向孔沿所述智能机器人的行进方向延伸并分别与所述至少一个导向柱配合；
8.弹性复位件，所述弹性复位件安装于所述底座上，所述弹性复位件作用于所述上盖，以驱动所述上盖自所述底座的后侧向所述底座的前侧滑动；
9.触发开关，所述触发开关安装于所述底座的后侧，所述触发开关在所述上盖从所述底座的前侧向所述底座的后侧滑动时被所述上盖抵顶并触发。
10.在本实用新型一实施例中，所述至少一个导向孔包括至少一个第一导向孔，所述至少一个导向柱包括分别与所述至少一个第一导向孔配合的至少一个第一导向柱，所述至少一个第一导向柱和所述至少一个第一导向孔均靠近所述底座的后侧设置，所述第一导向柱的数量与所述第一导向孔的数量适配设置。
11.在本实用新型一实施例中，所述至少一个导向孔包括至少一个第二导向孔，所述至少一个导向柱包括分别与所述至少一个第二导向孔配合的至少一个第二导向柱，所述至少一个第二导向柱和所述至少一个第二导向孔均靠近所述底座的前侧设置，所述第二导向柱的数量与所述第二导向孔的数量适配设置。
12.在本实用新型一实施例中，所述至少一个第二导向孔的宽度在所述前侧靠近所述后侧的方向上呈渐缩设置。
13.在本实用新型一实施例中，所述第二导向孔具有大端、小端以及连接所述大端和所述小端的第一侧边和第二侧边，所述大端位于所述第二导向孔靠近所述前侧一端，所述小端为所述第二导向孔靠近所述后侧一端，所述第一侧边和所述第二侧边间隔设置，所述第一侧边与所述第二侧边呈大于0
°
且小于120
°
的夹角设置。
14.在本实用新型一实施例中，所述第一侧边与智能机器人的行进方向的夹角等于所述第二侧边与智能机器人行进方向的夹角设置。
15.在本实用新型一实施例中，所述第一侧边与智能机器人的行进方向的夹角为45度，或/和，所述第二侧边与智能机器人行进方向的夹角为45度。
16.在本实用新型一实施例中，所述底座的上表面凹设有安装槽，所述至少一个导向柱设于所述安装槽的槽底，所述上盖活动安装于所述安装槽内，所述至少一个导向孔设于所述上盖朝向所述安装槽的槽底的表面，所述触发开关安装于所述安装槽邻近所述底座后侧的位置。
17.在本实用新型一实施例中，所述上盖邻近所述底座后侧的位置凸设有定位柱，所述弹性复位件设置为套簧，所述套簧的一端与所述定位柱套接配合，所述套簧的另一端与所述安装槽邻近所述底座后侧的槽壁抵接设置。
18.本实用新型还提出一种智能机器人，所述智能机器人包括可自移动的机器主体以及所述碰撞检测组件，所述碰撞检测组件安装于所述机器主体设置。
19.本实用新型技术方案通过在底座上设置有至少一个导向柱，在上盖设有沿智能机器人的行进方向延伸的至少一个导向孔，至少一个导向孔与至少一个导向柱配合，从而让上盖的前侧在受到不同方向的碰撞后，该上盖均会被导向而朝后侧滑动，以抵顶后侧的触发开关。通过在底座上安装有作用于上盖的弹性复位件，以驱动上盖自底座的后侧向底座的前侧滑动，从而对上盖进行复位。这样设置能够避免设置多个触发开关，从而起到精简碰撞检测组件的结构和提高其稳定性与可靠性的作用。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型中碰撞检测组件一实施例的结构示意图；
22.图2为图1中a处的局部放大图；
23.图3为本实用新型中底座一实施例的结构示意图；
24.图4为本实用新型中上盖一实施例的结构示意图；
25.图5为本实用新型中第二导向孔一实施例的结构示意图；
26.图6为本实用新型中上盖邻近前侧的部分受力时与第一导向柱和第二导向柱的相对位置示意图；
27.图7为图6中上盖在邻近前侧部分的另一方向受力时与第一导向柱和第二导向柱的相对位置示意图。
28.附图标号说明：
[0029][0030][0031]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0035]
本实用新型提出一种应用于智能机器人的碰撞检测组件，请参照图1至图4，该碰撞检测组件100包括底座10、上盖20、弹性复位件30以及触发开关40。
[0036]
该底座10是用于安装零件的载体构件，底座10安装于智能机器人上，其既可以是与智能机器人的外壳部分一体成型设置，也可以是与智能机器人的外壳部分可拆卸连接，在此不做具体的限定。
[0037]
通常来说，智能机器人具有位于行进方向上的头部(前方部位)和尾部(后方部位)，在智能机器人移动的过程中，一般是头部与外界的障碍物发生碰撞。因此，该底座10也具有在智能机器人的行进方向上呈相对设置的前侧11和后侧12。
[0038]
该底座10的上表面设置有导向柱134，该导向柱134的数量可以是一个，也可以是多个，若导向柱134设置为多个，则多个导向柱134之间既可以是呈阵列排布，也可以是呈直线排布，还可以是呈环形排布，在此不做具体的限定，另外，此处的多个指两个或者两个以上。
[0039]
该上盖20可以是方形盖体，也可以是圆形盖体，还可以是环形盖体，当然，该上盖20还可以是呈规则或者不规则的其他形状的盖体，在此就不一一列举了。
[0040]
该上盖20面对底座10上表面的表面设有导向孔201，导向孔201沿智能机器人的行进方向延伸设置，且导向孔201与导向柱134配合，因此，该上盖20可以沿着导向孔201延伸的方向相对底座10运动，从而使上盖20可活动地安装在底座10上。
[0041]
需要说明的是，该导向孔201的长度方向为智能机器人的行进方向，因此该导向孔201的长度大于其宽度设置。该导向柱134可以是与导向孔201的宽度方向的两侧抵接配合，也可以是与导向孔201的宽度方向的两侧呈间隙配合，在此不做具体地限定；该导向柱134与导向孔201在长度方向上的两侧始终呈间隙配合，以便于导向柱134能够沿着导向孔201的延伸方向(长度方向)运动。
[0042]
此外，该导向孔201的数量与导向柱134的数量适配设置，该导向孔201既可以是设置在上盖20的周侧，也可以设置在上盖20的中间部位或者其他部位，在此不做具体的限定。
[0043]
另外，该导向柱134可以是圆柱，也可以是方柱或者其他形状的柱体，较佳地，该导向柱134设置为圆柱，圆柱外周光滑，有便于和导向孔201配合，避免两者之间摩擦过大而快速磨损。
[0044]
该弹性复位件30安装于底座10上并作用于上盖20，该弹性复位件30既可以是压缩弹簧，也可以是拉伸弹簧，还可以是金属弹片、橡胶块等构件。弹性复位件30既可以对上盖20施加弹性支撑力，也可以对上盖20施加弹性拉力，具体如何作用于该上盖20，是基于该弹性复位件30的具体结构以及与上盖20的相对位置决定。
[0045]
例如，该弹性复位件30设置为拉伸弹簧，则该拉伸弹簧的一端与底座10的前侧11连接，该拉伸弹簧的另一端与底座10连接，当上盖20被碰撞朝后侧12位移后，该拉伸弹簧被拉伸并对上盖20施加拉力，进而驱动上盖20自底座10的后侧12向底座10的前侧11滑动回原位。
[0046]
该弹性复位件30也可以是上述所举的其他实施例，其具体设置方式在此就不再一一赘述了。显然，该弹性复位件30可以是上述实施例中的一种或者多种的结合，该弹性复位件30的数量可以是一个也可以是两个或者两个以上，在此均不做具体的限定。
[0047]
该触发开关40被抵压按动后会产生相应的电信号，其将产生将电信号发送给智能机器人的控制装置，控制装置继而控制智能机器人上的驱动装置、蜂鸣器、警报灯等设备，使机器人做出后退、转向、警报等动作。
[0048]
该触发开关40安装于底座10的后侧12，触发开关40在上盖20从底座10的前侧11向底座10的后侧12滑动时被上盖20抵顶并触发。
[0049]
本实用新型技术方案通过在底座10上设置有至少一个导向柱134，在上盖20设有沿智能机器人的行进方向延伸的导向孔201，导向孔201与导向柱134配合，从而让上盖20的前侧11在受到不同方向的碰撞后，该上盖20均会被导向而朝后侧12滑动，以抵顶后侧12的触发开关40。通过在底座10上安装有作用于上盖20的弹性复位件30，以驱动上盖20自底座
10的后侧12向底座10的前侧11滑动，从而对上盖20进行复位。这样设置能够避免设置多个触发开关40，从而起到精简碰撞检测组件100的结构和提高其稳定性与可靠性的作用。
[0050]
在本实用新型的一些实施例中，请参照图1至图4，至少一个导向孔201包括至少一个第一导向孔21，也即第一导向孔21的数量为一个或者一个以上，至少一个导向柱134包括分别与对应的第一导向孔21相配合的第一导向柱13，第一导向柱13的数量与第一导向孔21的数量相适配设置。
[0051]
需要说明的是，当第一导向孔21设置为两个或者两个以上时，至少两个第一导向孔21可以是呈直线形排布设置于上盖20，至少两个第一导向孔21也可以是呈阵列排布设置于上盖20，当第一导向孔21为三个或者三个以上时，至少三个第一导向孔21也可以呈环形均布于上盖20的周侧，在此不做具体的限定。
[0052]
值得注意的是，该第一导向柱13和第一导向孔21既可以靠近底座10的前侧11设置，也可以靠近底座10的后侧12设置，还可以靠近底座10的其他侧设置，较佳地，第一导向柱13和第一导向孔21均靠近底座10的后侧12设置，如此设置有便于将底座10准确地导向同样靠近后侧12设置的触发开关40，提高结构的稳定性和可靠性。
[0053]
在本实用新型中的一些实施例中，请参照图1、图3、图4与图5，至少一个导向孔201包括至少一个第二导向孔22，也即该第二导向孔22的数量可以是一个，也可以是两个或者两个以上；至少一个导向柱134包括分别与至少一个第二导向孔22配合的至少一个第二导向柱14，至少一个第二导向柱14和至少一个第二导向孔22均靠近底座10的前侧11设置，第二导向柱14的数量与第二导向孔22的数量适配设置。第二导向孔22与第二导向柱14的设置让上盖20的前侧11与后侧12均具有导向结构，从而让上盖20的运动更加稳定与顺畅。
[0054]
该第二导向孔22可以是与第一导向孔21的形状相同，也可以是与第一导向孔21的形状不同设置。较佳地，该第二导向孔22的形状与第一导向孔21的形状不同设置；具体地，该第一导向孔21呈均匀的长条形孔状设置，第二导向孔22的宽度在前侧11靠近后侧12的方向上呈渐缩设置，例如，该第二导向孔22为三角形孔、心形孔等。如此设置能够让上盖20的左前方与右前方发生碰撞后，该上盖20可以随着受力方向产生一定的位移，这样一方面能够让上盖20可以被更顺畅地导向触发开关40，另一方面也避免上盖20的斜侧方发生碰撞后第二导向柱14与第二导向孔22的侧边发生刚性挤压或碰撞。
[0055]
值得注意的是，由于上盖20在受力方向产生了一定的位移，因此，该第一导向柱13与第一导向孔21在宽度方向上的两侧边呈间隙配合，以能便于上盖20能够正常进行位移；或者，该第一导向柱13与第一导向孔21在宽度方向上的两侧边抵接配合时，则该上盖20本身是能够发生弹性形变地，其在设置有第二导向孔22的位置能够朝受力方向发生偏移，而设置有第一导向孔21的位置仍沿着第一导向孔21的长度方向运动，显然，该情况中的上盖20发生了弹性形变。该上盖20的设置以及第一导向孔21和第一导向柱13的具体配合方式在此不做具体的限定。只要能够对上盖20起到有效地导向作用即可。
[0056]
鉴于第二导向孔22的宽度在前侧11靠近后侧12的方向上呈渐缩设置，显然，该第二导向孔22具有沿智能机器人行进方向上的大端与小端，请参照图4与图5，第二导向孔22的大端相比于第二导向孔22的小端更靠近前侧11，也就是说，大端位于第二导向孔22靠近前侧11的一端，小端为第二导向孔22靠近后侧12的一端。其中，该第二导向孔22还具有用于连接大端与小端的第一侧边221与第二侧边222，第一侧边221与第二侧边222间隔设置，且
第一侧边221与第二侧边222呈大于0
°
且小于120
°
的夹角设置。如此设置能有效对上盖20在左前方与右前方发生的碰撞产生导向作用。
[0057]
值得注意的是，该第一侧边221与第二侧边222之间的夹角的实施例有很多，例如30
°
、45
°
、60
°
、90
°
、100
°
等等，较佳地，该第一侧边221与第二侧边222呈90
°
夹角设置，如此设置的导向效果较佳。另外，该夹角处可以倒圆角设置，以避免第二导向柱14与第二导向孔22配合时发生卡滞。
[0058]
值得一提的是，请参照图4与图5，当该第二导向柱14采用圆柱时，该第二导向孔22可以设置为心形孔状，该新形孔状的小端倒圆角设置，以能与第二导向柱14顺畅地配合。
[0059]
进一步地，请参照图1、图4与图5，第一侧边221与智能机器人的行进方向的夹角等于第二侧边222与智能机器人行进方向的夹角设置。如此能够保证第二导向孔22与第二导向柱14的配合能够对上盖20左前方与右前方的碰撞起到相同的导向效果，避免其中一侧的导向效果不佳，从而增大上盖20碰撞所适用的角度范围。
[0060]
较佳地，所述第一侧边221与智能机器人的行进方向的夹角为45度，或/和，第二侧边222与智能机器人行进方向的夹角为45度。如此可以保证第一侧边221与第二侧边222的夹角呈90
°
，从而让第二导向孔22的导向效果更佳。
[0061]
在本实用新型中的一些实施例中，请参照图1与图3，底座10凹设有安装槽15，该导向柱134设于安装槽15的槽底，上盖20活动安装于安装槽15内，该导向孔201设于上盖20朝向安装槽15的槽底的表面，触发开关40安装于安装槽15邻近底座10后侧12的位置。安装槽15的设置能够增大碰撞检测组件100的安装空间，减小其显露于外的体积，有利于缩小智能机器人的体积。此外，将触发开关40设置在安装槽15内也可以对触发开关40起到保护和防尘作用。
[0062]
需要说明的是，该上盖20活动安装于安装槽15内可以理解为其一部分位于安装槽15内，另一部分位于安装槽15外，以能与环境中的障碍物碰撞而顶动触发开关40；或者也可以理解为上盖20的所有部分均位于安装槽15内，上盖20上连接有摄像头、感应雷达或者其他设备显露于安装槽15外，该类设备与安装槽15外的障碍物碰撞后带动上盖20活动，以顶动触发开关40；还可以理解为该上盖20是感应雷达或者摄像头等设备底部的壳体部分，在此不做具体的限定。
[0063]
值得一提的是，在设置有第一导向柱13与第一导向孔21的实施例中，以及在设置有第二导向柱14与第二导向孔22的实施例中，该第一导向柱13与第二导向柱14也可设置在安装槽15中；此外，该弹性复位件30同样也可以设置在安装槽15中。
[0064]
进一步地，请参照图1与图2，上盖20邻近底座10后侧12的位置凸设有定位柱23，弹性复位件30设置为套簧，套簧的一端与定位柱23套接配合，套簧的另一端与安装槽15邻近底座10后侧12的槽壁抵接设置。可以理解，套簧与定位柱23套接配合有便于安装。
[0065]
显然，该套簧设置于安装槽15内，如此设置能够防止其受到空气中的污水、灰尘的影响而加速老化。另外，将定位柱23设置在邻近底座10后侧12可以让套簧在智能机器人行进的方向起到弹性支撑作用，也就是说让套簧的弹性支撑的方向与上盖20被碰撞后运动的方向相反，从而提高套簧的利用率。
[0066]
在本实用新型的一些实施例中，请参照图1、图2与图4，触发开关40包括板体41与按键42，板体41安装于后侧12，按键42设置于板体41朝向上盖20的一侧，板体41朝向上盖20
的一侧还设置有限位凸块43；上盖20邻近板体41的位置设置有抵压按键42的触发凸块24，触发凸块24与板体41之间的距离等于限位凸块43与按键42之间的距离。如此设置可以避免碰撞力度过大使导致上盖20行程过大而撞坏按键42。
[0067]
需要说明的是，该板体41可以是线路板，该按键42可以直接与线路板上的电路电连接，该板体41也可以是普通塑料板或者金属板，该按键42通过固定在板体41上的导线与智能机器人的控制装置电连接。
[0068]
该板体41可以是与安装槽15的槽壁一体成型设置，也可以是可拆卸连接于安装槽15内，为便于检修，较佳地，该板体41可拆卸地安装在安装槽15内。具体地，请参照图2与图3，该安装槽15的槽底凸设有并行设置的两安装臂(未标识)，两安装臂相向的表面均凹设有卡槽，两卡槽远离安装槽15的槽底的槽壁贯穿设置，以供板体41插入。
[0069]
考虑到插接后板体41可能会脱落出，进一步地，请继续参照图2与图3，该碰撞检测组件100还包括卡勾50，卡勾50的一端与安装槽15的槽底连接，卡勾50的另一端沿远离安装槽15的槽底延伸并朝靠近板体41的方向凸出，以与板体41背对安装槽15的槽底的表面抵接。
[0070]
本实用新型还提出一种智能机器人(未图示)，该智能机器人包括可自移动的机器主体(未图示)和碰撞检测组件100，该碰撞检测组件100的具体结构参照上述实施例，由于本智能机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，该碰撞检测组件100安装于机器主体。
[0071]
需要说明的是，该机器主体可以仅指智能机器人的外壳部分，该机器主体也可以是指智能机器人的外壳部分以及安装于外壳部分上的行走轮、行走履带等驱动装置，以及安装于外壳部分上的雷达、红外激光或者摄像头等检测感应装置，以及安装于外壳部分上的警示灯、蜂鸣器等提示装置，以及用于控制驱动装置、检测感应装置和提示装置等装置的plc、工控机或者微型计算机等控制装置等。
[0072]
因此，当机器主体仅指智能机器人的外壳部分的情况下，该碰撞检测组件100中的底座10可以是由所述机器主体的部分或者全部形成。
[0073]
可以理解的是，所述智能机器人可以为扫地机器人、扫拖一体式机器人、擦地机器人、洗地机器人、巡逻机器人或物流机器人等其中任意一种。
[0074]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。