一种机器人碰撞检测装置和机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人碰撞检测装置和一种机器人。


背景技术：

2.智能服务机器人的防碰撞功能主要通过视觉避障、超声波避障和碰撞条避障来实现。视觉避障和超声波避障在机器人上使用会有盲区，这种盲区导致机器人的底盘可能撞到人的脚或者其它障碍物；碰撞条由于一般布置在壳体表面而影响产品外观。
3.为此，相关技术中出现了用于agv(automated guided vehicle，自动导航车)的全向防撞装置，然而，由于其摆式导杆的转轴设置在一侧，弯矩使得摆式导杆运动所产生的摩擦力增大，外作用力使得直线轴承产生偏载，易使直线轴承磨损失效；并且，此装置中没有限位结构，弹簧容易过度弯曲变形而导致防撞挡杆复位困难。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种机器人碰撞检测装置和机器人，能够减少占用空间，提高可靠性和安全性，并且不影响外观，安装精度要求低。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种机器人碰撞检测装置，包括：防撞挡杆、机架以及分别设置在所述防撞挡杆和所述机架之间的至少两个弹性复位组件、至少两个导向滑组和检测组件，所述至少两个弹性复位组件为多个且分布在所述检测组件的相对两侧，所述导向滑组为多个且分布在所述检测组件的相对两侧，所述检测组件被构造成根据所述防撞挡杆和所述机架之间的相对运动触发检测信号，其中，所述弹性复位组件包括：弹性件，所述弹性件的两端分别与所述防撞挡杆和所述机架相连，所述导向滑组包括：导杆，所述导杆的一端与所述防撞挡杆铰接；滑块，所述滑块可转动地设于所述机架，所述导杆的另一端与所述滑块滑动配合，所述导杆设有第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构位于所述滑块的背向所述防撞挡杆的一侧，所述第二限位结构位于所述防撞挡杆和所述滑块之间。
7.所述防撞挡杆设有第一柱塞孔，所述机架设有第二柱塞孔，所述弹性件的两端分别配合在所述第一柱塞孔和所述第二柱塞孔内。
8.所述防撞挡杆设有铰支座，所述导杆的所述一端通过销轴和开口销与所述铰支座铰接。
9.所述滑块包括轴座和设置在所述轴座内的轴套，所述轴座可转动地设在所述机架上，所述导杆的所述另一端与所述轴套滑动配合。
10.所述导杆的所述另一端设有止挡垫片和第一紧固件，所述止挡垫片和所述第一紧固件形成所述第一限位结构。
11.所述导杆的一部分沿径向向外凸出以形成所述第二限位结构。
12.所述滑块通过减摩垫片和第二紧固件与所述机架相连。
13.所述导杆的转动轴线与所述滑块的转动轴线平行。
14.所述检测组件包括设于所述防撞挡杆的第一检测部和设于所述机架的第二检测部，其中，当所述防撞挡杆和所述机架之间相对运动时，所述第二检测部根据与所述第一检测部之间相对位置的变化生成所述检测信号。
15.所述第一检测部为遮光片，所述遮光片设有沿厚度方向贯通的透光槽；所述第二检测部为光电传感器，所述光电传感器上设有发射窗，所述透光槽与所述发射窗位置对应。
16.所述光电传感器设有u形槽，所述发射窗设在所述u形槽的侧壁上，所述遮光片的一部分插入所述u形槽且所述遮光片与所述u形槽的侧壁分离。
17.一种机器人，包括上述机器人碰撞检测装置。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型结构简单小巧，能够与机器人的底盘和壳体的造型融为一体，并且碰撞检测灵敏，具有多方向检测的特点，从而能够在不改变机器人的外观的情况下，形成一道可靠的安全屏障，可靠性高、易于复位。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例的机器人碰撞检测装置的结构原理图；
21.图2为本实用新型实施例的机器人碰撞检测装置受撞击后的工作原理图；
22.图3为本实用新型实施例的机器人碰撞检测装置的透视图；
23.图4为本实用新型实施例的机器人碰撞检测装置的结构示意图；
24.图5为沿图4中的a
‑
a线的剖视图。
25.附图标记：
26.碰撞检测装置100、防撞档杆1、第一柱塞孔2、弹性件3、第二柱塞孔4、机架5、滑块6、第一限位结构7、第二限位结构9、光电传感器10、导杆11、铰支座13、遮光片14、透光槽15、发射窗16、第一紧固件22、止挡垫片23、轴座24、销轴26、开口销27、弹性复位组件41、导向滑组42、检测组件43、轴套51、第二紧固件52、减摩垫片53。
具体实施方式
27.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。
28.如图1至图5所示，本实用新型实施例的机器人碰撞检测装置100包括：防撞挡杆1、机架5以及分别设置在防撞挡杆1和机架5之间的弹性复位组件41、导向滑组42和检测组件43。
29.具体地，至少两个弹性复位组件41分布在检测组件43的相对两侧。至少两个导向滑组42分布在检测组件43的相对两侧。例如，弹性复位组件41和导向滑组42分别为两个，两个弹性复位组件41分别位于检测组件43的左侧和右侧，两个导向滑组42分别位于检测组件43的左侧和右侧。检测组件43被构造成根据防撞挡杆1和机架5之间的相对运动触发检测信号，例如，检测组件43可包括设于防撞挡杆1的第一检测部和设于机架5的第二检测部，其
中，当防撞挡杆1和机架5之间相对运动时，第二检测部根据与第一检测部之间相对位置的变化生成检测信号。
30.其中，弹性复位组件41包括弹性件3，弹性件3的两端分别与防撞挡杆1和机架5相连。例如，弹性件3为压缩弹簧。导向滑组42包括导杆11和滑块6。导杆11的一端与防撞挡杆1铰接。滑块6可转动地设于机架5，导杆11的另一端与滑块6滑动配合，导杆11设有第一限位结构7和第二限位结构9，第一限位结构7位于滑块6的背向防撞挡杆1的一侧，第二限位结构9位于防撞挡杆1和滑块6之间。例如，导杆11的前端与防撞挡杆1铰接，导杆11的后端与滑块6滑动配合，第一限位结构7位于滑块6的后侧，第二限位结构9位于滑块6的前侧。
31.在本实用新型的一个具体实施例中，第一检测部可为遮光片14，第二检测部可为光电传感器10。遮光片14设于防撞挡杆1，且遮光片14设有透光槽15，透光槽15沿遮光片14的厚度方向贯通遮光片14。光电传感器10为反射式光电传感器，光电传感器10设于机架5，且光电传感器10上设有发射窗16，透光槽15与发射窗16位置对应。应当理解，这里的位置对应指的是，在未受力的初始状态，即防撞挡杆1与机架5之间未发生相对运动时，透光槽15允许光电传感器10的激光完全穿过；而在受到一个任意方向的撞击力，即防撞挡杆1与机架5之间发生相对运动时，发射窗16将被遮光片14遮挡。
32.在本实用新型的其他实施例中，检测组件43还可以包括电磁传感器等能够用以检测位置变化的感应装置，只要保证防撞挡杆1和机架5之间发生相对运动时检测组件43能够产生检测信号即可。具体地，电磁发射单元可作为第一检测部，电磁接收单元可作为第二检测部，电磁发射单元与电磁接收单元的位置设置依据为，在防撞挡杆1和机架5之间未发生相对运动时，电磁发射单元的发射信号处于电磁接收单元的接收范围之内，而在防撞挡杆1和机架5之间发生相对运动后，电磁发射单元的发射信号处于电磁接收单元的接收范围之外。
33.在本实用新型的一个实施例中，如图1至图3所示，防撞挡杆1设有第一柱塞孔2，机架5设有第二柱塞孔4，弹性件3的两端分别配合在第一柱塞孔2和第二柱塞孔4内。
34.在本实用新型的一个实施例中，如图1、图2、图3和图5所示，防撞挡杆1设有铰支座13，导杆11的所述一端通过销轴26和开口销27与铰支座13铰接。具体地，铰支座13设有适配槽，导杆11的前端和销轴26分别设有适配孔，导杆11的前端在适配槽内可转动，销轴26插入导杆11的前端上的适配孔内，开口销27插入销轴26的适配孔内，从而实现导杆11与铰支座13的铰接。
35.在本实用新型的一个实施例中，如图3和图5所示，滑块6包括轴座24和设置在轴座24内的轴套51，轴座24可转动地设在机架5上，导杆11的所述另一端与轴套51滑动配合。
36.在本实用新型的一个实施例中，如图3和图5所示，导杆11的所述另一端设有止挡垫片23和第一紧固件22，止挡垫片23和第一紧固件22形成第一限位结构7。例如，止挡垫片23为平垫，第一紧固件22为圆柱头螺钉。
37.在本实用新型的一个实施例中，如图3
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图5所示，导杆11的一部分沿径向向外凸出以形成第二限位结构9，也就是说，第二限位结构9被构造成台阶面。
38.在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，滑块6通过减摩垫片53和第二紧固件52与机架5相连。例如，减摩垫片53为塑料件，第二紧固件52为圆柱头螺钉。
39.在本实用新型的一个实施例中，如图2和图3所示，光电传感器10设有u形槽，发射
窗16设在u形槽的侧壁上，遮光片14的一部分插入u形槽且遮光片14与u形槽的侧壁分离。
40.在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，导杆11的转动轴线与滑块6的转动轴线平行，即，销轴26的中心轴线与第二紧固件52的中心轴线平行。
41.下面参照附图详细描述根据本实用新型的一个具体实施例的机器人碰撞检测装置100。
42.如图4所示，本实施例中机器人碰撞检测装置100由防撞挡杆1、机架5、弹性复位组件41、导向滑组42和检测组件43组成。其中，检测组件43布置在中间，两个导向滑组42对称布置在检测组件43的左右两侧，两个弹性复位组件41对称布置在最外侧。
43.如图3和图4所示，弹性复位组件41由第一柱塞孔2、弹性件3和第二柱塞孔4组成；导向滑组42由导杆11和滑块6组成，导杆11的前端与铰支座13通过销轴26和开口销27连接，导杆11的后端与滑块6通过圆柱头螺钉和平垫连接，其中，滑块6由轴座24和轴套51组成，滑块6通过减摩垫片53和圆柱头螺钉限制在机架5对应的孔中，滑块6可以绕机架5转动。
44.如图1所示，第一柱塞孔2、铰支座13和遮光片14分别固定在防撞挡杆1上。第二柱塞孔4、滑块6与光电传感器10分别固定在机架5上。压缩弹簧被限制在第一柱塞孔2和第二柱塞孔4中，滑块6上设有铰接点。在未受力的初始状态时，铰接点12与铰接点8共同构成一个平行四边形，光电传感器10上的激光完全穿过透光槽15，压缩弹簧在第一限位结构7的作用下保持一个预压力。
45.如图2所示，当防撞挡杆1受到一个任意方向的撞击力f时，防撞挡杆1会发生一个位移，防撞挡杆1带动压缩弹簧发生弯曲，滑块6绕铰接点8旋转并带动导杆11移动；同时，红外激光的发射窗16将被遮光片14遮挡，这样，光电传感器10被触发，从而控制底盘立即停止运行，透光槽15依发射窗16做成u形槽。其中，导杆11上设置有第二限位结构9，第二限位结构9能控制防撞挡杆1的移动范围，防止遮光片14碰到光电传感器10。
46.根据本实用新型的机器人碰撞检测装置，结构简单小巧，能够与机器人的底盘和壳体的造型融为一体，并且碰撞检测灵敏，具有多方向检测的特点，从而能够在不改变机器人的外观的情况下，形成一道可靠的安全屏障，可靠性高、易于复位。
47.基于上述实施例的机器人碰撞检测装置100，本实用新型还提出一种机器人。
48.本实用新型实施例的机器人，包括上述机器人碰撞检测装置，其具体的实施方式可参照上述实施例。
49.根据本实用新型的机器人，占用空间小、可靠性高，特别适合布置在比较窄的地方；只需一套光电传感器便可实现可靠检测，对光电传感器的安装精度要求低；能够侦测左右方向和前方的碰撞，能够在行进中对底盘进行安全保护。
50.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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实用新型中的具体含义。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。