一种家庭适用型智能割草机器人物理碰撞检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种草业机械装备，具体涉及一种家庭适用型智能割草机器人物理碰撞检测装置。

背景技术：

随着当代中国经济的飞速发展，人们生活水平的不断提高，同时对环境绿化的要求也越来越高，家用智能割草机器人也将大量涌现。由于劳动力的成本越来越高，越来越多的企业希望实现高智能化与低成本化的割草机器人来抢占市场先机。

碰撞检测是智能割草机器人安全防护的重要一环，现在的割草机器人主要还是运用造价高昂的接触传感器检测碰撞，且传感器一般都分布于割草机器人车体的四周。现有技术在实际应用中存在以下缺陷：在实际使用中，由于结构限制，使得碰撞检测触点开关拆装繁琐；另外，在制造领域中，大量的传感器四周分布导致生产成本提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简洁、自动化程度高、造价低廉和稳定性都比较好的家庭适用型智能割草机器人物理碰撞检测装置，以解决目前常见的智能割草机器人检测碰撞触点开关分散、安装繁琐以及接触传感器造价昂贵的问题，并大大提高割草机器人安全性能。

本实用新型的技术方案如下：一种家庭适用型智能割草机器人物理碰撞检测装置，其特征是，包括与割草机器人车体连接的底座、外伸触须、碰撞传感器安装套、触点开关，所述碰撞传感器安装套为空心圆柱形结构，其底部安装于底座，其空腔内设有运动机构；该运动结构包括上连接座、下连接座以及置于上、下连接座之间的十字连接块，所述十字连接块为圆柱形结构，其内部设有十字型通孔；

所述上连接座为圆柱形结构，其顶部设有安装座，所述外伸触须的一端连接于该安装座；所述上连接座的底部边缘设有两凸起的上安装块，两个上安装块左右对称设置，所述下连接座顶部边缘设有两凸起的下安装块，两个下安装块前后对称设置；

所述十字型通孔内纵向设有一根连接长销，该长销的两端分别与两下安装块相连，十字型通孔内横向设有两根连接短销，分别置于连接长销左、右两侧，两连接短销的外端分别与两个上安装块连接；所述上连接座外侧壁与碰撞传感器安装套内侧壁之间均匀分布有四个侧压弹簧，触点开关安装于碰撞传感器安装套内壁。

所述上安装块、下安装块均为圆弧形结构，且共处于同一圆周内。

所述底座为U型结构，其U型两端分别安装于割草机器人车体。

所述碰撞传感器安装套的内径比上连接座的外径大4cm。

所述外伸触须有三个，分别是左前方触须、右前方触须、正前方触须。

所述左前方触须为弯折结构，其一端与上连接座的安装座螺纹连接，另一端先向左侧水平延伸、然后向下垂直延伸、再次向左侧水平延伸、最后向前方水平延伸；

所述右前方触须同样为弯折结构，其一端与上连接座的安装座螺纹连接，另一端先向右侧水平延伸、然后向下垂直延伸、再次向右侧水平延伸、最后向前方水平延伸；

所述正前方触须也为弯折结构，其一端与上连接座的安装座螺纹连接，另一端先向正前方水平延伸、然后向下垂直延伸、最后向正前方水平延伸。

所述左前方触须、右前方触须、正前方触须，其端部均设有触角，左前方触须、右前方触须的触角为L形结构，分别与对应的触须螺纹连接，正前方触须的触角为矩形结构，同样与触须螺纹连接。

所述连接长销与下安装块之间采用过盈配合。

所述连接短销与上安装块之间采用过渡配合。

本实用新型在传感器安装套内的四周安装触点开关，设计一个十字连接结构（即运动机构），使其可在传感器安装套内进行四个方向的运动，伸出车体的外伸触与上连接座连接，使外伸触须可以很好的检测智能割草机器人前进路线上的外界障碍物，当上连接座表面触碰到触点开关时表明机器人发生了碰撞。当智能割草机器人所受外力消失时，通过弹簧的作用力使整个装置进行复位。

本实用新型集三个方向碰撞检测触点开关于一个碰撞传感器安装套内，避免了检测碰撞的触点开关分布散、安装繁琐的弊端。同时利用前、左、右三个方向的外伸触须，代替了造价高昂的机器人接触传感器，节约了家用智能割草机器人的生产成本，提高了市场竞争力。

本实用新型中，上连接座与外伸触须进行连接来完成碰撞检测装置的主体运动；上连接座与传感器安装套之间的侧压弹簧完成复位运动；下连接座与传感器安装套进行连接起到定位、紧固整个装置的作用。在十字连接块四周分别有四个侧压弹簧，采用的弹簧必须有一定的预压缩量，才能对碰撞检测装置的内部零件起到稳定的支撑作用。

本实用新型把触点开关安装在传感器安装套上特定位置，使整体结构更加紧凑，节省空间。本实用新型在草业机械、智能割草机器人等方面有着广泛的应用前景。本实用新型结构简洁、自动化程度高、造价低廉和稳定性好，在草业机械领域有很大的实用价值。

本实用新型的有益效果：碰撞检测装置主要利用伸出车体的外伸触须感知外界障碍物的被迫运动带动其内部结构的运动，从而迅速触发相应的触点开关，达到报警、急停作用，通过弹簧的作用力使碰撞后的检测装置复位。此碰撞检测装置结构简单、工作可靠、成本低廉，不仅可以安装在智能割草机器人上，稍做修改可以在大多数移动机器人上加以应用，在草业机械领域有着很好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的装配结构示意图；

图2为图1的横向剖视结构示意图；

图3为图1的纵向剖视结构示意图；

图4（a）为本实用新型中十字连接块的结构示意图；

图4（b）为图4（a）中A-A向剖视图；

图5（a）为本实用新型中上连接座的立体图；

图5（b）为本实用新型中上连接座的俯视图；

图5（c）为本实用新型中上连接座的侧视图；

图5（d）为图5（c）中A-A向剖视图；

图6（a）为本实用新型中下连接座的立体图；

图6（b）为本实用新型中下连接座的俯视图；

图6（c）为本实用新型中下连接座的侧视图；

图6（d）为本实用新型中下连接座的侧视图；

图7（a）为本实用新型中运动机构的结构示意图；

图7（b）为图7（a）中A-A向剖视图；

图7（c）为图7（b）中B-B向剖视图；

图中：1底座、2外伸触须、3碰撞传感器安装套、4触点开关、5上连接座、6下连接座、7十字连接块、8十字型通孔、9安装座、10上安装块、11下安装块、12连接长销、13连接短销、14侧压弹簧、15左前方触须、16右前方触须、17正前方触须、18触角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明:

一种家庭适用型智能割草机器人物理碰撞检测装置，包括底座1、外伸触须2、碰撞传感器安装套3、触点开关4，底座1通过螺纹连接固定在智能割草机器人的车体上，底座为U型结构，其U型两端分别安装于割草机器人车体。

碰撞传感器安装套为空心圆柱形结构，其底部螺纹连接于底座，其空腔内设有运动机构；该运动结构包括上连接座5、下连接座6以及置于上、下连接座之间的十字连接块7，十字连接块为圆柱形结构，其内部设有十字型通孔8。

上连接座为圆柱形结构，其顶部设有安装座9，外伸触须的一端连接于该安装座，起到障碍物感知的作用，使得上连接座可以进行四个方向的移动。上连接座的底部边缘设有两凸起的上安装块10，两个上安装块左右对称设置，下连接座螺纹连接于碰撞传感器安装套底部，下连接座顶部边缘设有两凸起的下安装块11，两个下安装块前后对称设置。碰撞传感器安装套的内径比上连接座的外径大4cm，上安装块、下安装块均为圆弧形结构，且共处于同一圆周内。

十字型通孔内纵向设有一根连接长销12，该长销的两端分别与两下安装块相连，十字型通孔内横向设有两根连接短销13，分别置于连接长销左、右两侧，两连接短销的外端分别与两个上安装块连接。连接长销与下安装块之间采用过盈配合，连接短销与上安装块之间采用过渡配合。上连接座外侧壁与碰撞传感器安装套内侧壁之间均匀分布有四个侧压弹簧14，触点开关安装于碰撞传感器安装套侧壁。

外伸触须为三个，分别是左前方触须15、右前方触须16、正前方触须17。左前方触须为弯折结构，其一端与上连接座的安装座螺纹连接，另一端先向左侧水平延伸、然后向下垂直延伸、再次向左侧水平延伸、最后向前方水平延伸。右前方触须同样为弯折结构，其一端与上连接座的安装座螺纹连接，另一端先向右侧水平延伸、然后向下垂直延伸、再次向右侧水平延伸、最后向前方水平延伸。正前方触须也为弯折结构，其一端与上连接座的安装座螺纹连接，另一端先向正前方水平延伸、然后向下垂直延伸、最后向正前方水平延伸。左前方触须、右前方触须、正前方触须，其端部均设有触角18，左前方触须、右前方触须的触角为L形结构，分别与对应的触须螺纹连接，正前方触须的触角为矩形结构，同样与触须螺纹连接。

当外伸触须触碰到障碍物后，其将力传递给上连接座，上连接座与连接短销配合，使得上连接座在左右方向滑动，下连接座与连接长销配合，可使上连接座、连接短销、十字连接块整体在前后方向滑动。

如图2、3所示，传感器安装套和上连接座之间存在2cm左右的空隙，外伸触须可以感知到前进路线中的障碍向后、左、右进行运动，该运动会传递到上连接座表面，带动运动机构向后、左、右运动来触碰碰撞检测触点开关，起到碰撞检测的作用，当碰撞结束后通过侧压弹簧使外壳复位，完成整改检测复位的动作。