一种具有环境探测的移动机器人的制作方法

本实用新型涉及智能家居设备技术领域，特别是涉及一种具有环境探测的移动机器人。

背景技术：

随科技的不断进步，以及人们对生活质量要求的不断提高，越来越多的智能设备出现在人们家居生活之中，例如，在区域内自动执行清扫任务的移动机器人(扫地机器人)。为了能让移动机器人更好的识别环境，以及精确定位，移动机器人上都会安装激光雷达(激光测距传感器)，而激光雷达一般都是设置在移动机器人的顶部，使得移动机器人的整体高度增加，进而会发生移动机器人在穿越一些特殊环境(如，沙发下面、床下、椅子下、柜子下等)被卡住。虽然现有移动机器人存在碰撞发生后规避障碍的规避技术，但是其仅是针对移动机器人本身发生的碰撞，而激光雷达属于高精度仪器，发生碰撞后会导致其工作精度降低。

中国公开专利CN205620809U公开一种带防碰撞装置的自移动机器人，包括机器人主体、所述机器人主体顶部设有突出模块，底部设有行走单元，自移动机器人还包括防撞装置，所述防撞装置包含分布在所述突出模块前后两端的障碍物检测装置，所述前后两端分别为自移动机器人工作时前进和后退的方向。该专利所述的技术方案在突出模块的前后两端分别设置了一个障碍物检测装置，造成了自移动机器人的结构更复杂，制作成本也高，不利于推广使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有环境探测的移动机器人，可以解决现有技术问题中的不足。

具体的，本实用新型具体提供了一种具有环境探测的移动机器人，所述移动机器人包括可移动的本体以及突设于所述本体顶部的探测部，所述探测部包括：

环境探测器，包括与所述本体连接的基部，以及安装在所述基部上用于采集移动机器人的外部环境特征的探测头；

壳体，可移动的设置于所述本体或所述基部上，并覆盖在所述环境探测器上，且所述壳体具有受碰撞时相对于所述本体或所述基部运动的移动件；

碰撞行为检测器，包括沿所述移动件的移动路径设置于所述本体或所述基部上的信号发射器和信号接收器，所述移动件的初始位置位于所述信号发射器和所述信号接收器的信号之间，且所述移动件在初始位置时构成所述信号发射器和所述信号接收器之间信号的联通或断开；

弹性件，设置于所述壳体与所述本体之间，或所述壳体与所述基部之间。

作为优选，所述本体或所述基部上设有允许所述壳体移动的通孔或盲孔，以及支撑所述壳体的支柱，所述壳体上设有位于所述通孔或盲孔内的活动件。

作为优选，所述壳体上设有与所述本体，或与所述基部相接的支撑件。

作为优选，所述壳体的侧面设有供所述探测头采集外部环境特征的窗口。

作为优选，所述信号发射器和所述信号接收器分别设置于所述移动件的移动路径的左右两端。

进一步的，所述信号发射器、所述移动件及所述信号接收器在依次连接时形成电连接。

作为优选，所述信号发射器和所述信号接收器之间的信号为光信号。

作为优选，所述弹性件包括弹簧。

作为优选，所述环境探测器包括摄像头或激光传感器。

本实用新型实施例中，具有以下有益效果：采用一个碰撞检测的检测装置即可满足碰撞行为检测所需，降低了生产成本，结构也较现有技术更简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的移动机器人的整体结构示意图；

图2为图1中探测部100的结构爆炸示意图；

图3为本实用新型中探测部100另一视角的结构爆炸示意图；

图4为本实用新型中护罩的结构示意图；

图5为本实用新型中碰撞行为检测器的结构示意图；

图6为本实用新型中环境探测器的结构示意图。

具体实施方式

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。

参见图1，例举一种具有环境探测的移动机器人，包括：本体10、移动机构20、探测部100，其中，移动机构20，设置在本体10上，承载本体10在工作面(地面)移动；探测部100设置在本体10的顶部，以获取本体10周围的环境特征供移动机器人识别，使得移动机器人的移动路径能得到规划。

如图2、图3，探测部100包括壳体110、碰撞行为检测器120和环境探测器130；所述壳体110作为探测部100的外形突设在本体10的顶部，并被配置成受到外部障碍碰撞时能相对于所述本体10或相对于所述环境探测器130移动，其中，壳体110具有收容碰撞行为检测器120和环境探测器130的腔体1100以及触发碰撞行为检测器120的移动件1102，而环境探测器130包括与本体10连接的基部1300，以及安装在基部1300上透过壳体110探测所述移动机器人外部环境特征的探测头(未示出)，碰撞行为检测器120包括沿所述移动1102的移动路径设置于所述本体10或所述基部1300上的信号发射器1202和信号接收器1202`，所述移动件1102的初始位置位于所述信号发射器1202和所述信号接收器1202`的信号之间。需要说明的是环境探测器130可以是摄像头或激光传感器，通过采集移动机器人外部环境中的图像或与障碍之间的距离。

在移动机器人的移动路径上遇到可碰撞到探测部100的障碍时，壳体110会先与障碍物发生碰撞行为，壳体110受到碰撞时会相对于基部1300或本体10移动，进一步的导致设置在壳体110上的移动件1102会离开初始位置，并造成信号发射器和信号接收器之间的信号联通或断开，并使碰撞行为检测器120产生一个信号给移动机器人，移动机器人通过信号判断有阻碍探测部100穿过的障碍物存在，则会改变移动机器人的当前移动方向，使移动机器人绕过障碍物，避免探测部100受到多次碰撞而损坏。需要了解的是，为便于激光传感器和摄像头探测到移动机器人的外部环境特征，壳体110可以是透明材料制成，还可以是在壳体110的侧面开设便于探测头探测到外部环境特征的窗口；同时，壳体110还能对碰撞行为检测器120和环境探测器130提供防碰撞保护。

基于前述的实施例，壳体110在受到碰撞后会产生位移，为了保障壳体110再次发生的碰撞行为能被识别，壳体110与环境探测器130，或与本体10之间设有弹性件140，通过弹性件140向壳体110提供恢复到未发生碰撞前的状态。如图2所示，这里弹性件140可以是弹簧，弹簧不仅可以支撑壳体110，还可以缓冲及避免碰撞行为产生的冲力对碰撞行为检测器120或环境探测器130的破坏。

在一实施例中，为了支撑壳体110，在本体10或环境探测器130的基部1300上设有支撑壳体110的支柱1302。具体参见图6所示，在环境探测器130上设有支柱1302与壳体110接触，使得环境探测器130的探测头没有直接接触壳体110，进而避免壳体受到碰撞时对探测头造成影响。同时，由于壳体110受到碰撞后不至于脱离本体10或环境探测器130，在环境探测器130上设有多个通孔1303作为壳体110的活动区，该活动区可以限制壳体110在受碰撞时能位移的最大移动范围。可知的是，通孔1303可以用盲孔替代。

参见图4，壳体110设有穿过通孔1303的活动件1101，这样在支柱1302的支持下，壳体110可以通孔1303的限定出一个可移动范围内移动，而且活动件1101在穿过通孔1303后可以配置一个限定件，如与活动件1101螺纹连接的螺帽，防止壳体110受到碰撞后会脱离环境探测器130的基部1300。当然，这里需要了解的是活动件1101与通孔1303存在间隙，为适当的控制壳体110的移动范围，活动件1101的边缘距离通孔1303的孔缘距离为3-10mm，这样既能防止壳体110移动范围过大，也能保障壳体110在碰撞时能触发碰撞行为检测器120。当然通孔1303用盲孔替代时，盲孔的孔径也应大于活动件1101的外形。

如图3所示，活动件1101具有4个，每个活动件1101均具有与之匹配的通孔1303，这样可以防止壳体110受碰撞时被掀翻。

基于上述的实施例，在另一相似的实施例中，在壳体110设有与环境探测器130或本体10接触的支撑件，该支撑件参考上述实施例中的支柱1302，因此，在这里申请人不再重复赘述。

在一个具体的实施例中，感应器优选机械式的碰撞开关作为，即，壳体110上的移动件1102在移动时能与碰撞开关接触或分离。

当移动件1102的初始位置是与碰撞开关接触状态时，当壳体110发生碰撞，并导致移动件1102移动，使得移动件1102与碰撞开发分离，使得碰撞开关产生一个信号给到移动机器人，移动机器人在接收到这个信号后会控制本体10后退，或转向，直到再次接收信号时，再次后退或转向，以规避探测部100的碰撞。

当移动件1102的初始位置是与碰撞开关分离状态时，壳体110发生碰撞，导致移动件1102移动，并在移动过程中与碰撞开关接触，并在接触时产生一个信号给到移动机器人，移动机器人在接收到这个信号后会控制本体10后退，或转向，直到再次接收信号时，再次后退或转向，以规避探测部100的碰撞。

基于上述碰撞行为的探测方式，本申请还列举一种通过间歇式阻断光信号识别碰撞行为的方案，具体参考图5所示，碰撞行为检测器120具有一个基板1200，在基板1200上沿移动件1102的移动路径前后两端的左右两侧设置有一个信号发射器1202和信号接收器1202`，优选的是，感应器位于移动件1102的初始位置处，使得移动件1102的初始位置时是阻隔信号的，在移动件1102移出光信号的范围时信号接收器1202`才能接受到信号发射器1202发出信号。此外，移动件1102的初始位置也可以设置在信号之外，在移动时才会通过位移的变化阻断信号。具体地，移动件1102在移动时可以阻断信号发射器1202以及信号接收器1202`之间的信号正常传输，当信号中断时，表示壳体110发生碰撞行为，移动机器人则控制本体10后退或转向。需要了解的是，为合理的控制探测部100的高度，碰撞行为检测器120可以是一个PCB基板，在基板1200上设有定位孔1203，即可以将碰撞行为检测器120固定在环境探测器130的基部1300上。同时，由于基板1200的厚度薄，无法单独支撑壳体110的活动，所以，基板1200上还设有通孔1201供活动件1101穿过，并深入环境探测器130或本体10内，以加强壳体110牢固强度。当然，基板1200也是可以取消或与基部1300或本体10一体的。

值得说明是，在具体实施例中的信号可以是光信号或电信号，当信号为光信号时，移动件1102为不透光材质；当信号为电信号时，移动件1102为导体。

此外，当探测部100的高度得到适当的控制时，壳体110的移动件1102为了得到适当的活动范围，在碰撞行为检测器120的基板1200设有一个活动槽，形成移动件1102的移动路径，另外由于基板1200比较薄，而移动件1102需要一定的延伸度才能完好的阻隔或联通信号发射器1202和信号接收器1202`的信号，所以移动件1102也有可能深入到环境探测器130内，即，如图6所示，基部1300上设有沿移动件1102移动轨迹形成的槽1301，以避免移动件1102划伤碰撞行为检测器120或环境探测器130。

本申请所提供技术方案：通过一个碰撞行为检测的传感器可以利用壳体碰撞后的移动状态实现探测器的受碰撞检测，不仅可以节约设备制作成本，还能有效的优化设备空间；同时，对突设于移动机器人外部的探测部能形成碰撞保护，防止探测机构被卡住，以避免探测机构在碰撞过程中损坏。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。