自走车防护装置的制作方法

本发明涉及一种自走车防护装置。

背景技术：

近年来，随着机器人与相关技术的逐渐发展，自走装置也随着流行起来。整合有移动机构、传感器与控制器等无人装置，例如自动导引车(automaticguidevehicle,agv)或是地板清洁(扫地/拖地)机器人等，均已在蓬勃发展。

一般而言，自走装置于循迹避障控制方面分有主动式或被动式，主动式在于事先得知障碍物及进行路线规划，而被动式则是待自走装置碰到障碍物后，依据其所碰撞的受力方向及位置来判断后续驱动的动作。

以被动式而言，现有技术多在自走装置的保险杆中设置多个传感器，以待保险杆受力变形后触发传感器而将其信号据以判断。保险杆的变形受材料及结构强度影响，并非随时能保持一定的变形量，也因此存在即使受到碰撞，传感器也可能无法被(完全)触发的情形。同时，随着机体的尺寸改变，保险杆的变形量也无法维持一定。因此，如何提高自走装置在避障控制方面的效能，实为相关人员所需思考解决的。

技术实现要素：

本发明提供一种自走车防护装置，其具有较佳的循迹避障能力。

本发明的自走车防护装置，包括本体、框体以及至少两个枢接件。本体具有轨道或移动块，框体具有移动块或轨道，藉由移动块可移动地组装至轨道，而让框体能相对于本体在平面上移动。枢接件分别沿所述平面的法线可移动地枢接本体与框体，框体适于受力而以两个枢接件的其中之一相对于本体在平面上转动。

基于上述，自走车防护装置藉由框体与本体是沿一平面可移动地耦接在 一起，同时再以两个枢接件沿所述平面的法线可移动地枢接本体与框体，因此当框体受障碍物碰撞时，便能造成框体能相对于本体产生相对运动，尤其是以所述两个枢接件的其中之一产生相对于本体的旋转运动。据此，便能提供自走车防护装置在行走过程中遇到障碍物碰撞的判断依据及后续的对应处理。所述碰撞行为藉由框体与本体及枢接件的相对配置，而能让框体更顺利地且更明确地产生相对与本体的运动，有效避免因框体变形导致运动不完全而产生误判的情形。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的一种自走车防护装置的局部示意图；

图2是图1的自走车防护装置的部分构件组装示意图；

图3显示图1的自走车防护装置的局部俯视图；

图4显示本发明另一实施例的自走车防护装置的局部俯视图。

附图标记：

100：自走车防护装置

110：本体

112a、112b：贯孔

114：轨道

120、220：框体

124：凸肋结构

140：动力轮

150a、150b：传感器

a1、a2、a3：结构件

l1：轮轴

l2：中心轴

p1、p2：枢接点

x-y-z：直角坐标

122、222a、222b：移动块

160、260a、260b：弹性件

130a、130b、130c、130d：枢接件

122a、122b：枢接部

v1、v2、v3、v4：移动趋势

l3a、l3b：枢转基准轴

具体实施方式

图1是依据本发明一实施例的一种自走车防护装置的局部示意图，在此以虚线及实线区分不同部位。图2是图1的自走车防护装置的部分构件组装示意图。在此同时提供直角坐标x-y-z以利于构件描述。请同时参考图1与图2，在本实施例中，自走车防护装置100包括本体110、框体120、枢接件130a、枢接件130b(枢接件130c、枢接件130d)、动力轮140以及传感器150a、传感器150b。框体120可动地组装于本体110，动力轮140设置于本体110而作为自走车防护装置100的行进驱动来源。传感器150a、传感器150b，例如是触发式开关，设置在本体110与框体120之间，以在框体120与本体110之间产生相对运动时得以被触发。在此未叙述的其他构件，实已能从现有技术中得知，非本发明的主要技术内容，故不予赘述。

如图1所示，框体120为自走车防护装置100的外观构件，其外表面积实质上包含自走车防护装置100沿单一方向(如朝正x轴方向)行进时的所有可能碰撞范围。即，当自走车防护装置100朝正x轴方向行进时，框体120实际上是可以碰到位在自走车防护装置100的行进路线上的任何障碍物。由此尚可进一步得知，若在自走车防护装置100的周缘设置框体，即能让自走车防护装置100在x-y平面上任意方向的行进路线上的障碍物均能碰撞到框体。

值得注意的是，本实施例的本体110具有结构件a1，且结构件a1具有轨道114，如图2所示，轨道114是呈侧向倾倒“u”字形的凹槽结构，而框体120则具有移动块122，藉由移动块122与轨道114的外形轮廓相互耦接配合，框体120得以相对于本体110而在x-y平面上移动。在此所述x-y平面亦可被视为自走车防护装置100行进时所座落的平面。再者，枢接件130a、枢接件130b(枢接件130c、枢接件130d)分别以x-y平面的法线方向(即， z轴)枢接本体110与框体120。

在此并未限制轨道114与移动块122的配置对象，即，在另一未显示的实施例中，亦可在本体110的结构件a1上设置移动块，而让框体120具有轨道，同样藉由移动块与轨道的耦接搭配而让本体110与框体120产生相同的相对运动。

详细而言，呈凹槽结构的轨道114在凹槽结构的两个相对侧壁上各具有两个贯孔112a、贯孔112b(在此因视角关系而仅显示结构件a1上部的贯孔)，枢接件130a、枢接件130b穿过贯孔112a、贯孔112b而锁附于移动块122上的枢接部122a、枢接部122b(结构件a1的下部亦同样具有贯孔以供枢接件130c、枢接件130d穿过而枢接至移动块122)。另需说明的是，图2虽示出四个枢接件130a、枢接件130b、枢接件130c、枢接件130d，但枢接件130a、枢接件130c共z轴，而枢接件130b、枢接件130d共z轴，因此整体而言仍是被视为仅两个轴，故后续叙述均以枢接件130a、枢接件130b及贯孔112a、贯孔112b为例进行说明，也就是说，本实施例的自走车防护装置100是属于双旋转枢纽结构。

值得注意的是，所述贯孔112a、贯孔112b分别为扩孔，且其扩张范围足以提供枢接件130a、枢接件130b在其中移动，因而让枢接件130a、枢接件130b尚能在x-y平面上保持一定范围的移动。据此，当框体120因障碍物碰撞而受力时，便会以枢接件130a、枢接件130b的其中之一为旋转中心，而相对于本体110在x-y平面上转动。

此外，框体120还具有多个凸肋结构124，其实质上随着框体120(在本体110上)所占区域而分布，凸肋结构124用以提高框体120的结构强度，以在框体120产生相对于本体110的运动时，框体120并不会因此而变形。换句话说，凸肋结构124能有助于提高框体120的刚性，而让框体120在运动时能被视为刚体。

另一方面，前述传感器150a、传感器150b分别配置在移动块122中且对应枢接件130a、枢接件130b，而据以作为感测移动块122与轨道114相对运动之用。即，当框体120因障碍物碰撞而相对于本体110产生转动时，会因此触动对应的传感器150a、传感器150b，进而让自走车防护装置100的控制模块(未显示)藉由传感器150a、传感器150b的触发与否，而据以 判断出受碰撞的位置与受力方向。另，弹性件160配置且抵接于移动块122与轨道114(凹槽结构的底板部分)之间，以让受碰撞后而产生相对运动的框体120得以复位。

图3显示图1的自走车防护装置的局部俯视图。请同时参考图1至图3，在此同时以动力轮140的轮轴l1与框体120的中心轴l2作为基准(l1、l2彼此正交)，在本实施例中，移动块122与结构件a1(轨道114)实质上均位在中心轴l2上且位于动力轮140的轴距之间(即，移动块122、轨道114及枢接件130a、枢接件130b在轮轴l1的正投影皆在两个动力轮140之间)，因此藉由集中式结构配置，而能提高框体120相对于本体110进行相对运动的顺利程度，同时也让本体110具有较佳的空间利用率。

如图3的局部放大图所示，枢接点p1、枢接点p2代表枢接件130a、枢接件130b的锁附处在贯孔112a、贯孔112b中的位置，因此明显能得知各枢接件130a、枢接件130b具有在贯孔112a、贯孔112b中的主要移动趋势v1、移动趋势v2(包含两者间的范围)与移动趋势v3、移动趋势v4(包含两者间的范围)，其中移动趋势v1、移动趋势v4可视为朝向负x轴方向，由此得知，枢接点p1、枢接点p2除能朝负x轴方向移动外，还具有彼此相对的移动趋势，据此而形成框体120能相对于本体110的旋转运动。换句话说，本实施例的枢接点p1、枢接点p2能在本体110上形成两个枢转基准轴l3a与枢转基准轴l3b。

举例来说，当图3左侧的框体120碰到障碍物时，此时碰撞处距离枢转基准轴l3a较远，也就是碰撞处相对于框体120右侧的力臂较长，因而框体120左侧的移动会大于框体120右侧的移动，而让框体120以枢接点p1产生(顺时针)旋转，并进而启动传感器150b，而当图3右侧的框体120碰到障碍物时，碰撞处距离枢转基准轴l3b较远，因而框体120右侧的移动会大于框体120左侧的移动，而让框体120则以枢接点p2产生(逆时针)旋转，进而启动传感器150a，而当障碍物是沿着中心轴l2而碰撞框体120时，枢接点p1、枢接点p2则同沿负x轴方向平移，即此时的框体120仅有平移运动而无旋转运动。由此得知，呈扩孔的贯孔112a、贯孔112b的扩张方向可视为包括框体120相对于本体110在x-y平面上的转动方向，以及包括框体120相对于本体110在x-y平面上无转动的平移方向。重要的是，在实际操作上， 沿着中心轴l2而碰撞框体120的机率远小于框体120左侧或右侧的碰撞，且由于本实施例具备双枢转基准轴l3a与枢转基准轴l3b，因此无论以何处对框体120进行碰撞，均会使框体120产生枢转，故而能有效地检测碰撞物的位置为何。

正因上述的运动模式，在自走车防护装置100的实际行走过程中，障碍物除极少机率会以正对方向(即沿着中心轴l2)碰撞外，其余较大机率是会碰撞在框体120(以中心轴l2为基准)的右侧或左侧，因而藉由枢接件130a、枢接件130b的配置情形下，均能对框体120造成旋转运动。同时也因为此运动模式能顺利进行，故需将框体120与本体110的耦接结构以集中方式设置在中心轴l2上，而集中方式可视为朝中心轴l2集中，且不超过动力轮140的轮距范围。

图4显示本发明另一实施例的自走车防护装置的局部俯视图。请参考图4并对照图3，与前述不同的是，自走车防护装置200的本体包括沿中心轴l2对称配置的两个结构件a2、结构件a3，其各自具有轨道(类似前述实施例之结构件a1与轨道114的设置)，而框体220则具有沿中心轴l2对称配置的两个移动块222a、移动块222b，所述移动块222a、移动块222b分别耦接于结构件a2、结构件a3的轨道中。枢接件130a、枢接件130b分别穿过结构件a2、结构件a3上的贯孔112a、贯孔112b而锁附至移动块222a、移动块222b。此外，自走车防护装置200设置有一对弹性件260a、弹性件260b对应各自耦接的移动块222a、移动块222b与轨道以作为相对运动后的复位之用，其余未叙及的构件仍如前述实施例。由此可知，移动块222a、移动块222b与轨道可依据实际需求而适当地变更，其配置方式仍如同前述实施例，因此自走车防护装置200同样能达到前述实施例的运动效果。

综上所述，在本发明的上述实施例中，自走车防护装置藉由框体是沿平面可移动地耦接于本体，且以两个枢接件枢接本体与框体，且让所述两个枢接件均保持能在所述平面上移动的自由度，因此让框体在碰撞到障碍物时，框体能顺利地相对于本体产生旋转运动或平移运动，而藉由集中式的结构设置，让移动块、轨道及枢接件均朝自走车防护装置的中心轴集中，更能因此让箱体能更顺利地产生相对于本体的运动，而藉此作为判断自走车防护装置在行走过程中循迹避障的控制依据。

再者，枢接件实质上是穿过贯孔而锁附至本体，而所述贯孔具有彼此对应方向的扩张范围，而据以能有效提供枢接件在扩孔中进行平面移动的效果，以让框体能以枢接件的其中之一作为其相对于本体旋转运动的旋转中心之用。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。