机器人及其碰撞检测机构的制作方法

本发明属于智能机器人领域，尤其涉及一种机器人及其碰撞检测机构。

背景技术：

目前市场上的机器人大都通过设置于机器人底部的碰撞检测机构，检测在行进过程中碰到的障碍物，进而做出相应的应对动作。具体地，碰撞检测机构具有两铜片以及设置于两铜片之间的弹簧组成，在发生碰撞时弹簧被压缩，两铜片接触，进而连接于两铜片上的电路被导通，即检测到机器人与障碍物发生碰撞，基于此碰撞机器人做出相应的应对动作。

但是，目前的检测机构大都采用整段式铜片，由于铜片具有联动性，在其中一处发生碰撞时，很可能其他多处也会有接触，这就势必造成不能准确判断机器人的碰撞位置，进而不能使机器人根据碰撞做出正确的应对动作。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机器人及其碰撞检测机构，用于解决目前市场上的机器人不能准确判断碰撞位置的技术问题。

本发明实施例提供了一种碰撞检测机构，其包括：多组金属弹片、多个检测电路以及多个弹性体；

所述多组金属弹片与所述多个检测电路一一对应，分别设置在多个碰撞方向上；

各组金属弹片均包括相对设置在所述检测电路中的第一金属弹片和第二金属弹片，且所述第一金属弹片和所述第二金属弹片之间具有一间隙，以将所述检测电路中断；

多个所述弹性体分别设置在所述间隙内；

发生碰撞时处于碰撞方向上的所述弹性体被压缩，且处于该碰撞方向上的所述第一金属弹片和所述第二金属弹片相互接触，使该碰撞方向上的所述检测电路被导通，以使所述检测电路输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息。

进一步地，所述第一金属弹片和/或所述第二金属弹片的相对面上设置有多个凸起。

进一步地，所述弹性体为弹簧；所述第一金属弹片和所述第二金属弹片的相对面上设置有多个固定柱，所述弹簧套设在所述固定柱上。

进一步地，所述弹性体为泡沫棉；所述泡沫棉的两端分别粘接于所述第一金属弹片和所述第二金属弹片的相对面上。

本发明实施例并提供了一种机器人，其包括底板以及碰撞检测机构；

所述碰撞检测机构包括多组金属弹片、多个检测电路以及多个弹性体；

所述多组金属弹片与所述多个检测电路一一对应，分别设置在多个碰撞方向上；

各组金属弹片均包括相对设置在所述检测电路中的第一金属弹片和第二金属弹片，且多个所述第一金属弹片沿所述多个碰撞方向围设于所述底板上，所述第一金属弹片和所述第二金属弹片之间具有一间隙，以将所述检测电路中断；

多个所述弹性体分别设置在所述间隙内；

发生碰撞时处于碰撞方向上的所述弹性体被压缩，且处于该碰撞方向上的所述第一金属弹片和所述第二金属弹片相互接触，使该碰撞方向上的所述检测电路被导通，以使所述检测电路输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息。

进一步地，所述机器人还包括：

碰撞条，围设于所述底板的外围，与所述第二金属弹片背离所述第一金属弹片的一面相连接。

进一步地，所述碰撞条面向所述底板的一面设置有多个连接部，所述连接部与所述底板相连接。

进一步地，所述第一金属弹片和/或所述第二金属弹片的相对面上设置有多个凸起。

进一步地，所述弹性体为弹簧；所述第一金属弹片和所述第二金属弹片的相对面上设置有多个固定柱，所述弹簧套设在所述固定柱上。

进一步地，所述弹性体为泡沫棉；所述泡沫棉的两端分别粘接于所述第一金属弹片和所述第二金属弹片的相对面上。

本发明实施例提供的机器人及其碰撞检测机构，通过在多个碰撞方向上设置多组金属弹片和相对应的多个检测电路，各组金属弹片相对设置的第一金属弹片和第二金属弹片之间具有一间隙且分别设置于检测电路中，在间隙之间设置弹性体，当碰撞发生时弹性体被压缩，位于碰撞方向上的第一金属弹片和第二金属弹片相互接触，进而检测电路被导通，以使检测电路输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息，从而准确判断出碰撞发生的位置，解决了目前市场上的机器人不能准确判断碰撞位置的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机器人的一底部结构爆炸示意图；

图2为本发明实施例提供的机器人的又一底部结构爆炸示意图；

图3为本发明实施例提供的机器人的一底部立体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的机器人碰撞检测机构的金属弹片结构连接示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”或“电性连接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其它装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者系统中还存在另外的相同要素。

具体实施例

请参考以下附图，图1为本发明实施例提供的机器人的一底部结构爆炸示意图；图2为本发明实施例提供的机器人的又一底部结构爆炸示意图；图3为本发明实施例提供的机器人的一底部立体结构示意图；图4为本发明实施例提供的机器人碰撞检测机构的金属弹片结构连接示意图。

请参考图1，为本发明实施例提供的机器人的一底部结构爆炸示意图，此处为机器人行走部件的外围结构，一般地位于机器人的底部。机器人包括底板10、碰撞条20以及碰撞检测机构30。

所述底板10位于机器人的底部，在所述底板10上一般会安装行走部件，如行动马达和转向轮，通过各个方向上的行动马达的转动带动转向轮的转动进而带动所述底板10的运动，即带动机器人向各个方向行走。

结合图2以及图3，分别为本发明实施例提供的机器人的又一底部结构示意图以及本发明实施例提供的机器人的一底部立体结构示意图，所述碰撞检测机构30围设在所述底板10的四周，图中仅仅给出一半所述底板10结构，但在实际的应用中所述底板10一般为圆形结构，所述碰撞检测机构30围设于所述底板10的外围，所述碰撞条20围设于所述碰撞检测机构30的外围，所述碰撞条20用于接受碰撞，并将所接受到的碰撞传递给所述碰撞检测机构30。

所述碰撞检测机构30包括多组金属弹片310、多个检测电路(图中未示出)以及多个弹性体320，所述多组金属弹片310与所述多个检测电路一一对应，分别设置在多个碰撞方向上，具体地，所述一一对应指的是一组金属弹片310搭配一个检测电路，如图中示出了三个碰撞方向，即左、中、右，因此所述多组金属弹片310的组数为3，此处仅仅是事例性质，如假若所述底板10为完整圆形结构，所述多组金属弹片310的组数为6，可以想到的是，在实际应用中可以根据碰撞方向的划分设置多组金属弹片以及多个检测电路，如设置8组金属弹片以及8个检测电路，甚至更多的金属弹片组以及检测电路。

图中的3组金属弹片组分别记做左金属弹片组、中金属弹片组以及右金属弹片组，各组金属弹片310均包括相对设置在所述检测电路中的第一金属弹片和第二金属弹片，如所述第一金属弹片和所述第二金属弹片分别为所述检测电路上的两个节点，所述第一金属弹片和所述第二金属弹片相对设置，当所述第一金属弹片和所述第二金属弹片连通时，所述检测电路则形成一完整的通路，可正常运转，因此所述碰撞检测机构30的多组金属弹片310包括第一左金属弹片311、第二左金属弹片312、第一中金属弹片313、第二中金属弹片314、第一右金属弹片315、第二右金属弹片316，其中，第一左金属弹片311和第二左金属弹片312相对设置在所述底板10的左侧；第一中金属弹片313和第二中金属弹片314相对设置在所述底板10的中间；第一右金属弹片315和第二右金属弹片316相对设置在所述底板10的右侧，具体地，第一左金属弹片311、第一中金属弹片313、第一右金属弹片315沿所述多个碰撞方向(左、中、右)围设于所述底板10上，在这里，第一金属弹片(第一左金属弹片311、第一中金属弹片313、第一右金属弹片315)与所述底板10之间的结合方式可以包括但不限制于是粘接、插接或螺钉连接等。所述碰撞条20围设于所述底板10的外围，所述碰撞条20与所述第二金属弹片背离所述第一金属弹片的一面相连接，具体地，第二金属弹片(第二左金属弹片312、第二中金属弹片314、第二右金属弹片316)沿多个碰撞方向设置于所述碰撞条20上，所述碰撞条20将所述第一金属弹片和所述第二金属弹片围合，在这里第二金属弹片(第二左金属弹片312、第二中金属弹片314、第二右金属弹片316)与所述碰撞条20之间的结合方式可以包括但不限制于是粘接、插接或螺钉连接等。

另外，在所述碰撞条20面向所述底板10的一面设置有多个连接部210，所述连接部210与所述底板10相连接，具体地，所述连接部210一般设置在两个相邻的第二金属弹片的断开处，所述连接部210包括但不限制于是插接结构，通过所述连接部210可以实现所述碰撞条20和所述底板10的连接，使得结构更具整体性。

第一左金属弹片311和第二左金属弹片312、第一中金属弹片313和第二中金属弹片314、第一右金属弹片315和第二右金属弹片316分别位于三个不同的所述检测电路中；第一左金属弹片311和第二左金属弹片312之间、第一中金属弹片313和第二中金属弹片314之间以及第一右金属弹片315和第二右金属弹片316之间分别具有一间隙，所述间隙将各个所述检测电路中断，假若第一左金属弹片311和第二左金属弹片312、第一中金属弹片313和第二中金属弹片314、第一右金属弹片315和第二右金属弹片316相接触时，各个所述检测电路则被导通。

所述多个弹性体320分别设置在所述间隙内，在这里，所述弹性体320具有较好的弹性可以被压缩，且不会导电。当碰撞发生时，如机器人的前方被碰撞时，即与第二中金属弹片314接触的所述碰撞条20部位被碰撞，势必第二中金属弹片314会向所述底座10中心移动，进而挤压第一中金属弹片313和第二中金属弹片314之间的所述弹性体320，所述弹性体320被压缩的同时，第一中金属弹片313和第二中金属弹片314相互接近，且相互接触，如上所述当所述第一金属弹片和第二金属弹片相互接触时，该碰撞方向上的所述检测电路被导通，即包括第一中金属弹片313和第二中金属弹片314的所述检测电路被导通，也即机器人的前方的所述检测电路被导通，进而使得所述检测电路输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息，即所述检测电路输出机器人前方发生碰撞的指示信息，这个指示信息表示机器人在行进的过程中前方遇到障碍物，这个指示信息被控制机器人行进的处理器接收，并生成相应的应对控制指令，如停止行进或者向相反的方向行进，所述控制指令被所述行走部件接收，并执行所述控制指令，进而实现有效的避障和行进路线规划。

另外，在这里需要指出的是所述碰撞条20并不是本发明实施例机器人的必要构件，这是因为只要所述第二金属弹片被碰撞，与所述第一金属弹片相接触，所述检测电路就会被导通，便会输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息。这里设置所述碰撞条20，其一方面是为了机器人的外观美观度考虑，另一方面是为了提升机器人的整体感，避免机器人的内部结构暴露于外进而给安全运行带来不必要的麻烦。

同理，当机器人的左侧、右侧(或者更多方向)发生碰撞时，处于该碰撞方向上的第二金属弹片向所述底板10中心压缩所述弹性体320，使得第二金属弹片和第一金属弹片相互接触，进而使得处于该碰撞方向上的检测电路被导通，进一步地所述检测电路输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息。如此，当机器人发生碰撞时，处于碰撞方向上的检测电路会准确输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息，即准确判断出机器人的碰撞发生位置，解决了目前市场上的机器人不能准确判断碰撞发生位置的技术问题，为机器人更好的应对碰撞以及顺利避障提供准确的参考信息，进一步提升机器人行进的智能性。

在其他较佳的实施例中，所述第一金属弹片和/或所述第二金属弹片的相对面上设置有多个凸起330，具体地，所述多个凸起330可以设置于所述第一金属弹片上、也可以设置于所述第二金属弹片上、也可以在所述第一金属弹片和所述第二金属弹片上同时设置，所述凸起330凸出于所述第一金属弹片和/或所述第二金属弹片的相对面，即所述凸起330凸出于所述第一金属弹片和/或所述第二金属弹片的接触面，当发生碰撞时，即使所述第一金属弹片和所述第二金属弹片并没有相互接触，所述检测电路也可以被导通，进而输出该碰撞方向发生碰撞的指示信息，即所述凸起330的设置可以提升所述碰撞检测机构30的灵敏性，提升机器人的反应灵敏度。

另外，所述第一金属弹片和所述第二金属弹片之间的间隙中的弹性体320包括以下实现形式：

1、所述弹性体320为弹簧，具体地，请参考图4，所述第一金属弹片和所述第二金属弹片的相对面上设置有多个固定柱340，所述弹簧套设在所述固定柱340上，在这里，所述弹簧需要是绝缘材料制成，以防所述弹簧连接所述第一金属弹片和所述第二金属弹片时，所述检测电路被导通；

2、所述弹性体320为泡沫棉，具体地，所述泡沫棉夹设在所述第一金属弹片和所述第二金属弹片之间的间隙中，所述泡沫棉的两端分别粘接于所述第一金属弹片和所述第二金属弹片的相对面上。

需要指出的是，以上仅仅是事例出所述弹性体320的两种形式，并不构成对本发明实施例以及本发明的限定，可以想到的是一切可以被压缩的绝缘弹性体320都适应于本发明，属于该思想范畴范围内的替代方案应当落入本发明的保护范围。

另外，需要指出的是，所述第一金属弹片和所述第二金属弹片一般采用铜弹片，即所述第一金属弹片和所述第二金属弹片的制作材质为铜，因为铜弹片具有良好的导电性，且兼具经济型和耐用性的特点，但是可以想到的是，一切可以导电的金属弹片都适应于本发明。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。