一种机器人避障装置的制作方法

文档序号:16086791发布日期:2018-11-27 22:31阅读:165来源:国知局

本实用新型涉及机器人领域,尤指一种机器人避障装置。



背景技术:

随着智能家居技术的发展,智能机器人已步入大众的工作和生活中;例如:扫地机器人通过帮助用户维护家庭卫生等效果成为越来越多的家庭中不可或缺的智能家电,物流机器人可帮助工作人员运输物件降低人工浪费等等,该些机器人的应用不仅体现了科学的进步,也为人们的工作和生活带来了极大的便利,大大节省了人们的时间和精力。

现有的扫地机器人主要通过内置吸盘清理家庭中扫地机器人当前位置的脏东西,其后在移动至下一位置继续开始清理,该过程中为保证扫地机器人能够自动行走并清理完家里所有位置,扫地机器人均设置有路障识别功能帮助扫地机器人行走清理;但现在市场上的扫地机器人在碰撞到障碍物时,很难得出较为精确的障碍物位置,因此无法做到有效的避让障碍物,从而影响清洁效率甚至无法自救。

现有的物流机器人主要通过外置红外或者特定算法来判断其在巡检过程中是否发生碰撞,该过程中也很难得出较为精确的障碍物位置及碰撞方向,因此无法做到有效的避让障碍物,从而影响工作效率导致不必要的时间及能源浪费。



技术实现要素:

本实用新型目的在于提供结构简单,体积较小的机器人避障装置,为机器人提供更为准确的碰撞识别,有效提高机器人清理效率。

为达上述目的,本实用新型所提供的一种机器人避障装置,具体包含:碰撞检测模块、控制模块和处理电路;所述碰撞检测模块包含复数个压电传感单元,所述压电传感单元安置于机器人机身上,用于检测因外部碰撞产生的弹性波信号,并将所述弹性波信号转化为电压信号;所述处理电路与所述压电传感单元相连,用于放大处理所述电压信号,生成控制信号;所述控制模块与所述处理电路相连,用于根据所述控制信号控制所述机器人做出预定动作。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述压电传感单元设置于所述机器人的机身侧壁或机身上下面。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述避障装置还包含连接件,所述连接件设置于所述压电传感单元和所述处理电路之间,用于收集所述电压信号,并将所述电压信号输出至所述处理电路。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述连接件包含导线、硬质或柔性电路板。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述处理电路包含放大电路、滤波电路。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述控制模块包含存储器,所述存储器用于预存处理方案,所述控制模块根据所述控制信号获得所述预存处理方案。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述处理电路还包含位置检测单元,所述位置检测单元用于根据所述电压信号获得所述机器人碰撞发生位置。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述避障装置还包含通信模块,所述通信模块用于提供所述机器人与外部设备的通信通道;所述通信模块包含有线传输模块、 wifi通信模块、蓝牙通信模块、zigbee通信模块中一个或多个的组合。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述控制模块为ARM内核的stm32系列芯片。

在上述机器人避障装置中,优选的,所述压电传感单元包含压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体等具有压电效应的传感元件。

通过本实用新型所提供的机器人避障装置能够有效识别机器人在工作中的遇到的碰撞位置,帮助机器人确认准确的巡扫路线;在以较低成本的基础上,有效提高机器人的使用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型的限定。在附图中:

图1为本实用新型所提供的机器人避障装置的结构示意图;

图2为本实用新型所提供的机器人避障装置中压电传感器的示意图。

附图标号:

1、碰撞检测模块;2、处理电路;3、控制模块;4、压电传感器;5、连接件;6、电路固定件;7、机器人。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型做进一步详细说明。在此,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,但并不作为对本实用新型的限定。

在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“例如”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申请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一定指的是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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施,其中的步骤顺序不作限定,可根据需要作适当调整。

请参考图1所示,本实用新型所提供的一种机器人避障装置,具体包含:碰撞检测模块1、控制模块3和处理电路2;所述碰撞检测模块1包含复数个压电传感单元,所述压电传感单元安置于机器人机身上,用于检测因外部碰撞产生的弹性波信号,并将所述弹性波信号转化为电压信号;所述处理电路2与所述压电传感单元相连,用于放大处理所述电压信号,生成控制信号;所述控制模块3与所述处理电路2相连,用于根据所述控制信号控制所述机器人做出预定动作。在该实施例中,所述压电传感单元包含压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体等具有压电效应的传感元件等;所述控制模块为ARM内核的stm32系列芯片;当然实际工作中,因使用位置及要求的不同,该处理电路也可设置为其他芯片,该些处理电路2和所述控制模块3可通过一电路固定件6固定于所述机器人内,其具体结构及连接方式,本实用新型在此并不做过多限制。

在上述实施例中,所述压电传感单元设置于所述机器人的机身侧壁或机身上下面;所述压电传感器数量可根据实际情况选择设置,例如当需要定位精度较高时,可于所述机器人避障装置每一方向处设置一压电传感器,任一压电传感器接收到弹性波信号时即可根据压电传感器的自身安置位置确认碰撞发生点;当需要控制成本时,则可在所述机器人避障装置上设置至少三个压电传感器,根据各压电传感器接收到的弹性波信号获得弹性波信号产生位置及力度,由此判断机器人避障装置的碰撞方向;当然,上述实例仅为可选的实施方式,具体使用时,本领域相关技术人员可根据实际需要选择使用,本实用新型在此并不对其做进一步限定。

请参考图2所示,在本实用新型一实施例中,所述避障装置还包含连接件5,所述连接件5设置于所述压电传感器4和所述处理电路之间,用于收集所述电压信号,并将所述电压信号输出至所述处理电路。为便于该压电传感器4能够与各类处理电路相连,且降低连线数量,实际工作中可如图2所示,将所述压电传感器4通过连接件 5与电路固定件6相连,其后再由所述电路固定件6将所述电压信号分发至各处理电路中;其中,所述连接件包含导线、硬质或柔性电路板。实际工作中,工作人员可根据机器人避障装置的内部空间大小选择合适的连接件使用。

在本实用新型一实施例中,所述处理电路包含放大电路、滤波电路。当然实际工作中为使得所述弹性波信号的干扰较小,后期检测的碰撞数据更为精准,该处理电路还可包含整流电路、开关电路、傅里叶变化分析电路等,该些电路具可通过现有的信号处理电路实现,本实用新型在此就不再一一详述;本领域相关工作人员可根据实际工作需要选择上述电路的一个或多个电路的组合来实现弹性波信号的预处理,帮助后续判断所述碰撞位置时,获得更为准确的识别结果。

在本实用新型一实施例中,所述控制模块包含存储器,所述存储器用于预存处理方案,所述控制模块根据所述控制信号获得所述预存处理方案。在该实施例中,工作人员可将预先指定的处理方案存入所述存储器中,例如当左侧压电传感器或接收到左侧发生的碰撞弹性波信号时,控制所机器人向右侧移动,避开当前左侧的障碍;获得当所述机器人接收到碰撞信号时,比对预存的房屋安置图,根据所述房屋安置图和当前碰撞位置重新规划巡扫路线;当然该些方案均可根据实际需要选择设置,本实用新型在此并不做过多限制。

在本实用新型一实施例中,所述处理电路还包含位置检测单元,所述位置检测单元用于根据所述电压信号获得所述机器人碰撞发生位置。所述位置检测单元分别与所述压电传感单元相连,可根据压电传感单元反馈的电压信号的接收时序判断所述机器人的碰撞发生点,或者根据所述弹性波的波形分析获得所述机器人的碰撞发生点,其中根据弹性波信号确认弹性波产生位置可通过现有的计算方法分析获得,本实用新型在此就不再详述。

在本实用新型一实施例中,所述避障装置还包含通信模块,所述通信模块用于提供所述机器人与外部设备的通信通道;所述通信模块包含有线传输模块、wifi通信模块、蓝牙通信模块、zigbee通信模块中一个或多个的组合,在实际使用工作中可设置于不同位置,例如可集成于所述机器人的控制主板上,当外部装置需要与所述机器人进行数据交互时,通过所述通信模块对接至所述控制模块即可;或者,该通信模块也可为一无线通信单元,通过网络、近场通信技术等方式与外部设备建立对接,实现数据互通的效果。所述处理电路为ARM内核的stm32系列芯片,当然实际工作中,因使用位置及要求的不同,该处理电路也可设置为其他芯片,本实用新型在此并不做过多限制。

通过本实用新型所提供的机器人避障装置能够有效识别机器人在工作中的遇到的碰撞位置,帮助机器人确认准确的巡扫路线;在以较低成本的基础上,有效提高机器人的使用性。

以上所述的具体实施例,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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