一种红外检测避障装置及避障机器人的制作方法

本实用新型涉及红外检测设备领域，尤其涉及一种红外检测避障装置及避障机器人。

背景技术：

可移动装置在位移过程中常会遇到障碍物，为增强一些可移动装置的智能化，常在可移动装置上设置障碍物检测结构，因红外线穿透能力强，一般地，选用红外线做障碍物检测用。

现有技术有关于利用红外线检测障碍物技术的记载，是在可移动装置上安装红外线发射管与红外线接收管，且红外线发射管与红外线接收管沿水平方向交叉设置；当红外线发射管发射的红外线与邻近的红外线接收管接收的红外线呈小角度设置时，发射的红外线与接收的红外线形成的重叠区域的面积小，即可检测的区域小，检测盲区大，检测效果不佳；当红外线发射管发射的红外光束与邻近的红外线接收管接收的红外光束呈大角度设置时，对黑、白障碍物的可检测距离的差距大，同样影响检测效果。

因此，有必要设计一种红外检测避障装置，增大可检测区域的面积，减小检测盲区，同时缩小红外检测避障装置对黑、白障碍物可检测距离的差异。将该红外检测避障装置装设在可移动的机器人上，使该机器人具有良好的避障性能。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，在于提供一种红外检测避障装置及避障机器人，利用本实用新型中的红外检测避障装置，可以增大可检测区域的面积，减小检测盲区，缩小红外检测避障装置对黑、白障碍物可检测距离的差异；将该红外检测避障装置安装在可移动的机器人上，使该机器人成为具有良好避障性能的避障机器人。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种红外检测避障装置，包括红外线收发装置，所述红外线收发装置包括竖向设置的安装座，所述安装座的上下两端分别设置上安装腔与下安装腔；

所述上安装腔中固定装设红外线发射源同时所述下安装腔中固定装设红外线接收源，或所述上安装腔中固定装设红外线接收源同时所述下安装腔中固定装设红外线发射源；

竖直方向上，所述上安装腔的前侧壁板和所述下安装腔的前侧壁板上分别设置的光线通道口位于所述红外线发射源与所述红外线接收源之间，且所述光线通道口靠近所述安装座的水平中心线，所述红外线发射源与所述红外线接收源远离所述安装座的水平中心线；

水平方向上，所述红外线发射源发射的红外线通过所述光线通道口以扩散角度射出形成水平可出射区域，同时所述红外线接收源接收的红外线通过所述光线通道口以扩散角度接收形成水平可接收区域；

若干所述红外线收发装置连续排布。

在一种优选的实施方式中，竖直方向上，所述红外线发射源与所述红外线接收源向所述安装座的水平中心线处倾斜一定角度，所述光线通道口分别设置在所述红外线发射源与所述红外线接收源沿倾斜方向在所述前侧壁板的投影位置处。

在一种优选的实施方式中，所述上安装腔包括上安装斜槽，所述下安装腔包括下安装斜槽；所述上安装斜槽与所述红外线发射源同向倾斜且所述红外线发射源固定装设在所述上安装斜槽中、所述下安装斜槽与所述红外线接收源同向倾斜且所述红外线接收源固定装设在所述下安装斜槽中，或所述上安装斜槽与所述红外线接收源同向倾斜且所述红外线接收源固定装设在所述上安装斜槽中、所述下安装斜槽与所述红外线发射源同向倾斜且所述红外线发射源固定装设在所述下安装斜槽中。

在一种优选的实施方式中，相邻所述红外线收发装置的水平可出射区域相连，同时相邻所述红外线收发装置的水平可接收区域相连。

在一种优选的实施方式中，所述红外线收发装置的安装座包括沿竖向分开的左安装座与右安装座，所述上安装斜槽与所述下安装斜槽均被一分为二，所述左安装座与所述右安装座可拆卸式连接。

在一种优选的实施方式中，在所述左安装座与所述右安装座的接合处，所述上安装斜槽与所述下安装斜槽中设置与所述红外线发射源、所述红外线接收源的外形相配合的安装面。

在一种优选的实施方式中，若干连续排布的所述红外线收发装置可沿水平方向设置或竖直方向设置。

在一种优选的实施方式中，若干所述红外线收发装置成至少一层排列。

在一种优选的实施方式中，所述上安装斜槽的光线通道口处和/或所述下安装斜槽的光线通道口处设置透镜或透红外滤光片。

一种避障机器人，其特征在于：包括机器人本体及上述任一项所述的红外检测避障装置，若干所述红外检测避障装置装设在所述机器人本体前进方向的端面上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中若干连续排布的红外线收发装置包括竖向设置的安装座，在安装座的上下两端分别设置上安装腔与下安装腔，上安装腔中固定装设红外线发射源的同时下安装腔中固定装设红外线接收源，或上安装腔中固定装设红外线接收源的同时下安装腔中固定装设红外线发射源；竖直方向上，上安装腔的前侧壁板和下安装腔的前侧壁板上分别设置的光线通道口位于红外线发射源与红外线接收源之间且光线通道口靠近安装座的水平中心线，红外线发射源与红外线接收源远离安装座的水平中心线；水平方向上，红外线发射源发射的红外线通过光线通道口以扩散角度射出形成水平可出射区域，同时红外线接收源接收的光源通过光线通道口以扩散角度接收形成水平可接收区域。此时，竖直方向上，红外线发射源发射的红外线与红外线接收源接收的红外线呈小角度并形成可检测的重叠区域，该可检测区域内红外线对黑白障碍物的可检测距离差异小，水平方向上形成红外线发射源发射的红外线与红外线接收源接收的红外线大角度发散，红外线重叠的可检测区域大，盲区小，检测效果好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1中图1(a)是本实用新型中红外线检测避障装置的第一个实施例的结构的侧视图及光路图；图1中图1(b)是本实用新型中红外线检测避障装置的第一个实施例的结构的俯视图及光路图；

图2中图2(a)是本实用新型中红外线检测避障装置的第二个实施例的结构的侧视图及光路图；图2中图2(b)是本实用新型中红外线检测避障装置的第二个实施例的结构的俯视图及光路图；

图3是本实用新型中红外线检测避障装置的第三个实施例的结构示意图；

图4是图3实施例的分解示意图；

图5中图5(a)是图3实施例的侧视图及光路图；图5中图5(b)是图3实施例的俯视图及光路图；

图6是图4另一角度的示意图；

图7是本实用新型中避障机器人的一个实施例的结构示意图；

图8是图7实施例的侧视图；

图9是本实用新型中避障机器人的第二个实施例的结构示意图；

图10是本实用新型中避障机器人的第三个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的，除非另有说明。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

图1中图1(a)是本实用新型中红外线检测避障装置的第一个实施例的结构的侧视图及光路图；图1中图1(b)是本实用新型中红外线检测避障装置的第一个实施例的结构的俯视图及光路图；图2中图2(a)是本实用新型中红外线检测避障装置的第二个实施例的结构的侧视图及光路图；图2中图2(b)是本实用新型中红外线检测避障装置的第二个实施例的结构的俯视图及光路图；图3是本实用新型中红外线检测避障装置的第三个实施例的结构示意图；图4是图3实施例的分解示意图；图5中图5(a)是图3实施例的侧视图及光路图；图5中图5(b)是图3实施例的俯视图及光路图；图6是图4另一角度的示意图；图7是本实用新型中避障机器人的一个实施例的结构示意图；图8是图7实施例的侧视图；图9是本实用新型中避障机器人的第二个实施例的结构示意图；图10是本实用新型中避障机器人的第三个实施例的结构示意图。参照图1至图10，该红外检测避障装置包括：

红外线收发装置1。

如图1、图2所示，红外线收发装置1包括安装座10，红外线发射源11以及红外线接收源12，安装座10竖向设置，且安装座10的上端设置上安装腔10a，安装座10的下端设置下安装腔10b。

上安装腔10a中固定安装红外线发射源11的同时，设置下安装腔10b中固定安装红外线接收源12，或者，上安装腔10a中固定安装红外线接收源12的同时，下安装腔10b中固定安装红外线发射源11。

竖直方向上，上安装腔10a的前侧壁板和下安装腔的前侧壁板上分别设置的光线通道口位于红外线发射源11与红外线接收源12之间，且光线通道口靠近所述安装座的水平中心线A，红外线发射源11与红外线接收源12远离安装座的水平中心线B。

此处，将上安装腔10a的光线通道口记为上光线通道口B，将下安装腔10b光线通道口记为下光线通道口C。

以上安装腔10a中固定安装红外线发射源11的同时下安装腔10b中固定安装红外线接收源12举例说明，如图1(a)所示，红外线发射源11发射的红外线经上光线通道口B形成线束区域D，红外线接收源12接收的红外线经下光线通道口C形成线束区域E，红外线发射源、与红外线接收源12与上光线通道口B、下光线通道口C相对位置的设置使线束区域D与线束区域E呈小角度汇聚重叠形成竖向检测区域F，将竖向检测区域F的最远检测距离记为距离a，最近检测距离记为距离c，使障碍物处于距离a与距离c之间时，无论是白色障碍物还是黑色障碍物均能够得到检测，二者的可检测距离差异小。

同时，如图1(b)所示，水平方向上，红外线发射源11发射的红外线与上光线通道口B以扩散角度形成水平可出射区域，同时红外线接收源12与下光线通道口C以扩散角度形成水平可接收区域，扩散角度一般在10°至150°之间，当增大扩散角度时，红外线收发装置1在水平方向上的可检测区域K的宽度e增大。

若干红外线收发装置1连续排布。优选地，如图6至图9所示，连续排布的方向既可以水平设置，也可以竖直设置，视具体检测区域的位置需求而定。更进一步地，连续排布的红外线收发装置1至少有一层，也可以以双层或多层的形式叠加，检测区域进一步增大。再有，层与层之间的红外线收发装置1既可以对齐设置，也可以错开设置。

以上结构形成具有大检测区域，小盲区甚至无盲区的红外检测避障装置，检测效果好，且该红外检测装置对白色障碍物和黑色障碍物均具有良好的检测灵敏度。如图7至图10所示，将若干该红外检测装置装设在机器人本体2的前进方向Z的端面上，使机器人本体2具有良好的避障功能，形成避障机器人。机器人本体2可选用诸如搬运机器人、扫地机等设备。

如图7至图10所示的实施例中，优选地，相邻的红外线收发装置1的水平可出射区域相连，同时相邻的红外线收发装置1的水平可接收区域相连，本实用新型中的红外检测避障装置的可检测区域进一步增大。

在如图2中红外线检测避障装置的第二个实施例所示，图2(a)是本实施例结构的侧视图及光路图；图2中图2(b)是本实施例的结构的俯视图及光路图；其中，竖直方向上，红外线发射源11与红外线接收源12向安装座10的水平中心线A处倾斜一定角度，光线通道口分别设置在红外线发射源11与红外线接收源12沿倾斜方向在前侧壁板的投影位置处。

此时，对红外线发射源11发射的红外线的利用效率更高。

在如图3至图5中红外线检测避障装置的第三个实施例所示，上安装腔10a包括上安装斜槽101，下安装腔10b包括下安装斜槽102；上安装斜槽101与红外线发射源11同向倾斜且红外线发射源11固定装设在上安装斜槽101中、下安装斜槽102与红外线接收源12同向倾斜且红外线接收源12固定装设在下安装斜槽102中。

此处，优选地，可在上光线通道口B处设置凸起的遮光结构103，以调节线束区域D的大小及距离a与距离c的大小，和/或在下光线通道口C处设置凸起的遮光结构103，以调节线束区域E的大小及距离a与距离c的大小，至所需要的范围。

本实施例中，优选地，如图3、图4所示，红外线收发装置1的安装座10包括沿竖向分开的左安装座104与右安装座105，上安装斜槽101与下安装斜槽102均被一分为二，左安装座104与右安装座105可拆卸式连接。此时，将红外线发射源11以及红外线接收源12分别固定安装在上安装斜槽101与下安装斜槽102中的操作更为方便。此处，优选地，在左安装座104与右安装座105的接合处，上安装斜槽101与下安装斜槽102中设置与红外线发射源11、红外线接收源12的外形相配合的安装面，使固定安装更为稳固。

此处，优选地，在左安装座104与右安装座105的相对端面上设置相互配合的定位置106与定位孔107，并且可在左安装座104与右安装座105的对应位置处设置卡扣结构，如图6所示,在右安装座105上设置卡扣结构的公扣108，在左安装座104上设置卡扣结构的母扣109，公扣108与母扣109配合实现在左安装座104与右安装座105的卡接，结构简单，连接稳定，并且拆装方便。

本实施例中，优选地，在上安装斜槽101的上光线通道口B处或下安装斜槽102的下光线通道口C处设置透镜，封闭上光线通道口B与下光线通道口C，使红外线发射源11与红外线接收源12所处的环境更加清洁；也可以如图8所示，选用覆盖上光线通道口B与下光线通道口C一块透镜110，结构更为简单。或者，将透镜110选用红外滤光片。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。