传感器模块和仿人机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种传感器模块和应用该传感器模块的仿人机器人。


背景技术：

2.传统的机器人通常是将传感器作为机器人身体的一部分，传感器的各零部件与机器人的结构融为一体，安装过程中需要将各零部件逐一装配于机器人，使得传感器在装配过程中步骤多，若是需要检修或替换传感器部件，则拆卸过程较繁琐。
3.同时传统的机器人其上设定的传感器功能单一，难以满足当前仿人机器人的应用需求。特别是，现有技术中大多数机器人功能单一，由此为实现多功能机器人的应用，客户需要购买多种功能类型的机器人。尤其是针对适用于儿童教育的智能机器人，随着儿童的生长发育，针对儿童学习的机器人其功能也需要不断提升，以适应儿童不同年龄段的智能发育。随着现代技术的日益发达，出现了具有自适应学习的机器人，可通过机器人的自适应学习来提高机器人的功能，以满足用户的需求。机器人的功能的实现需要与外界交互，交互过程中需要用到传感器，实际应用中一种传感器难以满足多功能的需求。
4.上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种传感器模块，旨在仿人机器人具有多种传感器，并方便传感器模块的拆装维护。
6.为实现上述目的，本发明提出的一种传感器模块，包括：
7.座体，所述座体内设有电路板，所述座体用以可拆卸连接于所述仿人机器人的机器人本体，并于安装在所述机器人本体时，所述电路板与所述机器人的主控板电性连接；和
8.至少两个子传感器，所述子传感器可拆卸安装于所述座体，并与所述电路板电性连接。
9.可选地，所述座体设有安装槽，所述子传感器可拆卸安装于所述安装槽。
10.可选地，所述子传感器的外周面设有柔性凸起部，所述柔性凸起部于所述子传感器插接于所述安装槽时与所述安装槽的槽侧壁抵接。
11.可选地，所述子传感器的至少部分结构显露于所述安装槽的槽口设置。
12.可选地，多个所述子传感器的形状相同，所述安装槽的形状与所述子传感器相匹配。
13.可选地，所述子传感器的两端为三角形结构，中部为方形结构。
14.可选地，所述子传感器的插接头为type
‑
c接口和接头的其中之一，所述安装槽内设有type
‑
c接口和接头的其中之另一。
15.可选地，所述座体包括上壳和下壳，所述上壳和所述下壳可拆卸连接并围合形成
容置腔，所述电路板设于所述容置腔内，所述上壳凹设形成所述安装槽，所述下壳可拆卸连接于所述仿人机器人。
16.可选地，所述座体还开设有通孔，所述通孔贯穿所述座体相对的两表面，所述安装槽的数量为多个，多个所述安装槽环绕所述通孔设置。
17.本发明还提出一种仿人机器人，包括传感器模块和机器人本体，所述传感器模块可拆卸的连接于所述机器人本体。
18.本发明技术方案通过将座体内的电路板与子传感器连接，并与仿人机器人的主控板连接，从而将多种子传感器的信号传输至仿人机器人，主控板根据子传感器的信号进行仿人机器人相应的动作输出。传感器模块设置为座体搭配多个子传感器的结构，从而使得仿人机器人能够具有多种功能的子传感器，通过多个子传感器能够实现多种功能，从而使得仿人机器人能够满足多种学习要求。进一步地，因为子传感器可以与座体进行可拆卸连接，因此，可以搭配不同功能的子传感器，方便功能的替换和子传感器的拆装和维护。同时，座体还与机器人本体可拆卸连接，同样可以方便拆装维护，便于仿人机器人的使用。
附图说明
19.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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本发明一种仿人机器人一实施例的结构示意图；
21.图2为图1中的仿人机器人一实施例的分解结构示意图；
22.图3为本发明一种传感器模块一实施例的结构示意图；
23.图4为图3中的传感器模块一实施例的分解结构示意图；
24.图5为图3中的传感器模块一实施例的另一视角结构示意图；
25.图6为图3中的传感器模块一实施例的座体的分解结构示意图；
26.图7为图3中的传感器模块一实施例的上壳的结构示意图；
27.图8为本发明的子传感器一实施例的结构示意图
28.图9为本发明的一种子传感器内部结构示意图；
29.图10为本发明的子传感器一实施例的分解结构示意图；
30.图11为本发明的子传感器一实施例的另一视角的分解结构示意图。
31.附图标号说明：
[0032][0033][0034]
本发明目的的实现、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
[0035]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]
需要说明，本发明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。
[0037]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
[0038]
另外，在本发明中如涉及“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，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。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，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0039]
本发明提出一种传感器模块。
[0040]
参照图1至图2，图1为本发明一种仿人机器人100一实施例的结构示意图；在本发明实施例中，仿人机器人100包括机器人本体10，以及可拆卸安装于机器人本体10的传感器模块30。具体地如图2所示，机器人本体10包括头部11、躯干部13以及四肢部15，当然图中仅示出一种机器人的形状，传感器模块30还可以应用于其他形状的机器人。
[0041]
如图3所示，传感器模块30包括座体31和至少两个子传感器33。座体31内设有电路板311，座体31用以可拆卸连接于仿人机器人100的机器人本体10，并于安装在机器人本体10时，电路板311与机器人的主控板电性连接。子传感器33可拆卸安装于座体31，并与电路板311电性连接。通过将子传感器模块30连接于机器人本体10的连接结构模块化，使得各部件集合于一体，使得在装配的过程中仅需要组装各模块，提高装配效率。可以理解的是，座体31模块化，电路板311设于座体内，座体31可以是一体注塑成型，也可以是由多个壳体组装于一体成型，在安装过程中将整个座体31组装于机器人即可，电路板311以及连接线路的结构已预先集合安装于座体31。座体31可拆卸的连接于机器人本体10，可拆卸连接方式可以为磁性连接，也可以是螺纹连接、卡扣连接，可拆卸的连接方式更进一步提高了装配的效率。同时多个子传感器33可拆卸安装于座体31，即用户可根据需要决定安装的子传感器33，相比于传统的机器人本体设有的单一的固定化传感器，本实施例的这种可拆卸的、且提供多种可选的传感器安装方式，丰富了传感器的选择，同时拆装方便，有效满足仿人机器人100的自适应学习。
[0042]
因此，本发明技术方案通过将座体31内的电路板311与子传感器33连接，并与仿人机器人100的主控板连接，从而将多种子传感器33的信号传输至仿人机器人100，主控板根据子传感器33的信号进行仿人机器人相应的动作输出。传感器模块30设置为座体31搭配多个子传感器33的结构，从而使得仿人机器人100能够具有多种功能的子传感器33，通过多个子传感器33能够实现多种功能，从而使得仿人机器人100能够满足多种学习要求。进一步地，因为子传感器33可以与座体31进行可拆卸连接，因此，可以搭配不同功能的子传感器33，方便功能的替换和子传感器33的拆装和维护。同时，座体31还与机器人本体10可拆卸连接，同样可以方便拆装维护，便于仿人机器人100的使用。
[0043]
子传感器33可以为温度传感器、视觉传感器、位移传感器等，以根据用户的需求进行设定。机器人本体10安装有风扇，温度传感器不仅可以检测环境的温度以作出是否启动风扇的功能，温度传感器还可以检测机器人本体10内的环境温度，以监测机器人的安全作业，若机器人本体10环境温度过高，为避免安全隐患，机器人自动切换至安全模式。视觉传感器帮助仿人机器人100有效识别外部环境，作出正确的响应。位移传感器帮助仿人机器人100准确定位，提高用户与仿人机器人100之间交互的效率。
[0044]
仿人机器人100具有主控板，座体31内的电路板311与主控板电性连接，子传感器33与电路板311电性连接，可以理解的是电性连接方式可以是无线连接方式，也可以是有线连接方式，即可以是电路板311与主控板无线连接或者有线连接，电路板311与子传感器33无线连接或者有线连接。可以理解的是这里的子传感器33可以是单个传感器部件，也可以是构成传感器的各个部件的集合。
[0045]
子传感器33可拆卸安装于座体31，可拆卸连接方式可以为磁性连接，也可以是螺
纹连接、卡扣连接，可拆卸的连接方式更进一步提高了装配的效率。
[0046]
进一步地，本发明的另一实施例，座体31设有安装槽3141，子传感器33可拆卸安装于安装槽3141。采用安装槽3141的结构使得子传感器33可快速插入该安装槽3141中。可以理解的是，安装槽3141可以是单独的配件组装于座体31，也可以是直接作为座体31的一部分。
[0047]
进一步地，本发明的另一实施例，如图7所示，子传感器33的外周面设有柔性凸起部331，柔性凸起部331于子传感器33插接于安装槽3141时与安装槽3141的槽侧壁抵接。为了加强子传感器33安装于安装槽3141后能保持二者之间的紧固连接，采用在子传感器33的外周面设有柔性凸起部331，柔性凸起部331具有弹性，当将子传感器33插入安装槽3141的过程中，柔性凸起部331与安装槽3141的槽侧壁发生挤压，柔性凸起部331弹性压缩，便于将子传感器33插入安装槽3141内，安装结束后，由于柔性凸起部331处于弹性压缩状态，其与安装槽3141侧壁之间存在挤压力，即柔性凸起部331抵接于安装槽3141的槽侧壁，通过抵接力使得子传感器33紧紧的结合于安装槽3141，提高两者结合的牢固性。
[0048]
进一步地，本发明的另一实施例，如图3所示，子传感器33的至少部分结构显露于安装槽3141的槽口设置。若是将子传感器33全部插入安装槽3141，则在将子传感器33取出来时会比较费劲，用户的手无法使力，难以将子传感器33取出，因此为方便安装或拆取过程，采用将子传感器33的一部分结构显露于安装槽3141的槽口设置，使得显露出来的这一部分结构有利于用户手指的拿捏或握持，便于取出子传感器33。
[0049]
进一步地，本发明的另一实施例，如图3或4所示，多个子传感器33的形状相同，安装槽3141的形状与子传感器33相匹配。为了使得安装槽3141与子传感器33之间的适配度，将安装槽3141的形状与子传感器33的形状设置相匹配。为了使得安装槽3141可任意安装各个子传感器33，以扩大适用范围，将子传感器33形状设置一致，可任意选择安装槽3141安装子传感器33，提高安装的灵活性。
[0050]
进一步地，本发明的另一实施例，如图3或4所示，子传感器33的两端为三角形结构，中部为方形结构。将子传感器33设置为对称的结构，使得在安装过程中不用考虑安装方向，便于安装过程的直接插接。
[0051]
进一步地，本发明的另一实施例，如图7或10所示，子传感器33的插接头为type
‑
c接口和接头333的其中之一。如图4或6所示，安装槽3141内设有type
‑
c接口和接头333的其中之另一。为了提高子传感器33与座体31之间的电连接方式的灵活插接，避免传统的线路连接带来的收线不方便，本发明采用usb的插接方式电性连接，可选地，采用type
‑
c的连接方式，不分辨正方插接，使得插接更加方便灵活。
[0052]
本发明的一实施例中，如图5和6所示，座体31包括上壳314和下壳312，上壳314和下壳312可拆卸连接并围合形成容置腔，电路板311设于容置腔内，上壳314凹设形成安装槽3141，下壳312可拆卸连接于仿人机器人100。为了座体31的可拆卸组装，以便于可随时检修其内部的电路等结构，采用上壳314和下壳312组装成型，并将电路板311置于其形成的腔体内部。为了简化安装槽3141的结构，采用直接在上壳314凹设形成安装槽3141，集成了空间，提高了空间的利用率。同时座体31设有外接孔319，电路板311设有外接插头，外接插头自外接孔319显露。要实现座体31内的电路板311与机器人本体10的主控板电性连接，通过该外接孔319实现两者的线路连接。
[0053]
如图6和7所示，一种座体31可拆卸方式的实施例，座体31包括下壳312与上壳314，下壳312开设第一螺接孔3121，上壳314上设有与第一螺接孔3121对应的下壳螺母柱3145，通过采用螺钉穿过该第一螺接孔3121，螺钉螺接于下壳螺母柱3145，从而将下壳312与上壳314组装成座体31。同时采用磁吸的方式将座体31连接于机器人本体10，座体31内定位安装有第二磁性件313，下壳312壳内壁设有第二安装位3123用以固定第二磁性件313，同时机器人本体10设有相应的第一磁吸件，用以吸附第二磁性件313，以实现本实施例的一种磁吸连接。电路板311固定安装在座体31内，上壳314上设有电路板螺母柱3143，电路板311上有开孔，螺钉穿过电路板311的开孔，且螺钉螺接于电路板螺母柱3143，从而将电路板311固定安装在上壳314，即保证座体31内部的第二磁性件313与电路板311固定设置。
[0054]
进一步地，本发明的另一实施例，如图4和5所示，座体31还开设有通孔315，通孔315贯穿座体31相对的两表面，安装槽3141的数量为多个，多个安装槽3141环绕通孔315设置。为了合理布设座体31与机器人本体10之间的安装位置，且当座体31安装于机器人本体时，座体31不能干扰机器人本体10上已有的功能，例如机器人本体10上已设有一测距传感器，且位机器人本体10上于座体31安装的位置处，为了避免两者结构的干涉，在座体31上开设一个贯穿座体31相对的两表面的通孔315，使的测距传感器位于通孔315处，避免干涉，当然，在具体的实施过程中，需要避免干涉的不仅仅限于本实施例的测距传感器，也可以是其他的结构。同时为了将座体31的空间最大化利用，环绕通孔315的周围设置多个安装槽3141，以最大化的利用安装空间，同时环绕通孔315周围均匀设置多个安装槽3141也有保持座体31在安装子传感器33后的受力均匀。
[0055]
在本技术的一实施例中，参照图1至图2，图1为本发明一种仿人机器人100一实施例的结构示意图；该仿人机器人100包括传感器模块30和机器人本体10，传感器模块30的具体结构参照上述实施例，由于传感器模块30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。
[0056]
传感器模块30可拆卸的连接于机器人本体10。可拆卸连接方式可以为磁性连接，也可以是螺纹连接、卡扣连接。例如一实施例中，如图6所示，座体31内定位安装有第二磁性件313，下壳312壳内壁设有第二安装位3123用以固定第二磁性件313，同时机器人本体10设有相应的第一磁吸件(图中未示出)，可以理解的是第一磁吸件设于机器人本体10对应于安装座体31的位置，以保证第一磁吸件吸附第二磁性件313，以实现该实施例的一种磁吸连接。
[0057]
进一步地，本发明的另一实施例，如图8和11所示，一种子传感器33的结构示意图，子传感器33包括盒身335与盒盖337，盒身335与盒盖337组装形成腔室，用于安装子传感器电路板339，盒身335上开设第二螺接孔3351，盒盖337上设有螺母柱，使得通过将螺钉穿过第二螺接孔3351，并螺接到螺母柱，从而将盒身335与盒盖337组装于一体。当子传感器33安装于座体31时，子传感器电路板339与座体31的电路板311电性连接。子传感器电路板339设有type
‑
c接口和接头333中的任一种，盒身335开设让位孔使得type
‑
c接口和接头333暴露于盒身335外，便于type
‑
c接口和接头的插接。
[0058]
子传感器电路板339可拆卸地通过螺钉连接于盒身335，盒身335设有螺母柱，子传感器电路板339开设有孔，通过孔连接有螺钉，以该螺钉将子传感器电路板339固定在盒身335。同时盒身335的底壁与侧壁设有卡片3353用以支撑和限位子传感器电路板339，底壁与
侧壁的卡片3353围设形成了限位区域，在将子传感器电路板339放置于盒身335的过程中无需调整子传感器电路板339的位置，以使得可快速将子传感器电路板339定位，采用螺钉快速将子传感器电路板339固定。
[0059]
上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。