機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種機器人，包括：控制器、距離地面預設高度的底盤和避障裝置；避障裝置包括：可按壓結構、與可按壓結構對應設置的開關電路，開關電路中包括開關；開關電路的輸出端與控制器連接，控制器和開關電路設置在機器人的內部容腔中；可按壓結構未被按下時開關電路處于斷開狀態(tài)；可按壓結構被按下時開關電路處于導通狀態(tài)，開關電路向控制器輸出預設控制信號；底盤的外壁上間隔設置有多個凹槽，每個凹槽用于容納一個可按壓結構，可按壓結構的側表面凸出于底盤的外壁的側表面。通過在機器人的底盤上設置上述避障裝置，可以方便、準確地檢測到距離地面較低的障礙物。
【專利說明】
機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明實施例涉及智能移動機器人技術領域，尤其涉及一種機器人。
【背景技術】
[0002]智能移動機器人是一類能夠通過傳感器感知環(huán)境和自身狀態(tài)，實現(xiàn)在有障礙物的環(huán)境中面向目標的自主導航運動，從而完成預定任務的機器人系統(tǒng)。因此，避障系統(tǒng)是智能移動機器人必備的要素。
[0003]實際應用中，影響機器人行走軌跡的障礙物多種多樣，比如墻壁、桌椅、臺階等等，這些障礙物的高度相對于機器人的高度來說各不相同。一種在實際應用中的機器人，為了避免比較矮的障礙物對機器人行走的阻礙，會在機器人的底盤下設置具有較大直徑的輪子，這樣，當機器人在行走過程中遇到較矮的障礙物時，可以控制機器人越過該障礙物。
[0004]上述采用設置較大直徑的輪子以越過可能不會影響機器人正常行走的較矮障礙物時，機器人的底盤會被抬高，會導致機器人的行走穩(wěn)定性較差，因為底盤內預留給輪子的空間會增加，會影響底盤的配重和強度。因此，如何實現(xiàn)對較矮障礙物的準確檢測，以避免對機器人的行走安全造成不利影響，是實際應用中亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明實施例提供一種機器人，用以實現(xiàn)簡單方便且準確地檢測出低矮障礙物。
[0006]本發(fā)明實施例提供一種機器人，包括:控制器、底盤和避障裝置;所述底盤距離地面預設高度；
[0007]所述避障裝置包括:可按壓結構，以及與所述可按壓結構對應設置的開關電路，所述開關電路中包括開關；
[0008]所述開關電路的輸出端與所述控制器連接；
[0009]所述可按壓結構未被按下時，所述開關電路處于斷開狀態(tài)；
[0010]所述可按壓結構被按下時，所述開關電路處于導通狀態(tài)，所述開關電路向所述控制器輸出預設控制信號；
[0011]所述底盤的外壁上間隔設置有多個凹槽，每個所述凹槽用于容納一個所述可按壓結構，所述可按壓結構的側表面凸出于所述底盤的外壁的側表面；
[0012]所述控制器和所述開關電路設置在所述機器人的內部容腔中。
[0013]可選的，所述可按壓結構中包括按壓部和與所述按壓部連接的彈性體；
[0014]所述按壓部被按下時，所述彈性體壓縮，所述按壓部壓合所述開關；
[0015]所述按壓部未被按下時，所述彈性體彈起，所述按壓部與所述開關分離。
[0016]可選的，所述底盤的外壁包括前側外壁和后側外壁，所述前側外壁上設置的凹槽數(shù)量大于所述后側外壁上設置的凹槽數(shù)量。
[0017]可選的，所述機器人還包括:與所述控制器連接的運動部件；
[0018]所述控制器根據(jù)接收到的所述預設控制信號，確定被按下的可按壓結構，并根據(jù)所述被按下的可按壓結構在所述底盤的外壁上的位置，通過控制所述運動部件以對所述機器人進行行走控制。
[0019]可選的，所述機器人還包括:與所述控制器連接的至少一個避障傳感器；
[0020]所述至少一個避障傳感器分別設置在所述機器人的頭部或軀體部位。
[0021]可選的，所述控制器根據(jù)所述至少一個避障傳感器對障礙物的檢測結果，通過控制與所述控制器連接的運動部件以對所述機器人進行行走控制。
[0022]本發(fā)明實施例提供的機器人，在機器人的底盤處設置多個避障裝置，該避障裝置包括:可按壓結構，以及與可按壓結構對應設置的包括開關的開關電路。在底盤的外壁上間隔設置有多個凹槽，每個凹槽用于容納一個可按壓結構，并且可按壓結構的側表面凸出于所述底盤的外壁的側表面，當遇到障礙物時，障礙物按壓下凸出于底盤外壁側表面的可按壓結構，使得開關電路中的開關被壓合，開關電路導通，向控制器輸出預設控制信號，以告知控制器檢測到了障礙物。通過在機器人的底盤上設置上述避障裝置，可以方便、準確地檢測到距離地面較低的障礙物。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明機器人實施例一的結構示意圖；
[0025]圖2為圖1所示實施例中避障裝置的結構示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明機器人實施例二的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028]在本發(fā)明實施例中使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實施例和所附權利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。
[0029]應當理解，本文中使用的術語“和/或”僅僅是一種描述關聯(lián)對象的關聯(lián)關系，表示可以存在三種關系，例如，六和/或B，可以表示:單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符，一般表示前后關聯(lián)對象是一種“或”的關系。
[0030]應當理解，盡管在本發(fā)明實施例中可能采用術語第一、第二、第三等來描述XXX，但這些XXX不應限于這些術語。這些術語僅用來將XXX彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明實施例范圍的情況下，第一 XXX也可以被稱為第二 XXX，類似地，第二 XXX也可以被稱為第一 XXX。
[0031]取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”、“若”可以被解釋成為“在……時”或“當……時”或“響應于確定”或“響應于檢測” O類似地，取決于語境，短語“如果確定”或“如果檢測(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當確定時”或“響應于確定”或“當檢測(陳述的條件或事件)時”或“響應于檢測(陳述的條件或事件)”。
[0032]還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。
[0033]圖1為本發(fā)明機器人實施例一的結構示意圖，如圖1所示，該機器人包括:控制器1、底盤2和避障裝置3。
[0034]實際應用中，該機器人可以是人形機器人。
[0035]如圖2所示，該避障裝置3包括:可按壓結構31，以及與可按壓結構31對應設置的開關電路32，開關電路32中包括開關K。其中，開關電路32的輸出端與控制器I連接。
[0036]可以理解的是，開關電路32中除了包括開關K之外，還可以包括其他相關的電路組件，比如電源、電阻等，用于在開關K閉合時，能夠向控制器I輸出一定電壓值或電流值的控制信號。
[0037]底盤2距離地面預設高度，該預設高度可以根據(jù)實際需求而設定，一般來說，根據(jù)影響機器人行走穩(wěn)定性的障礙物高度設定該預設高度，以使得能夠檢測到影響機器人行走的較低障礙物，對于不影響機器人行走的更低的障礙物不進行檢測。
[0038]底盤2的外壁上間隔設置有多個凹槽，每個凹槽用于容納一個可按壓結構31，可按壓結構31的側表面凸出于底盤2的外壁的側表面，以保證當遇到障礙物時，障礙物能夠與可按壓結構31接觸并按下該可按壓結構31，同時，可按壓結構31的大部分都位于凹槽內，不會外凸明顯，可以保證機器人具有良好的外觀效果。
[0039]之所以在底盤2的外壁上間隔設置多個凹槽以對應容納多個可按壓結構，是為了能檢測到在機器人不同方向的障礙物。
[0040]實際設計中，控制器I和開關電路32設置在機器人的內部容腔中，該內部容腔可以是位于底盤內的容腔，也可以是位于機器人軀體部位的內部容腔，不具體限制。
[0041 ]在實際應用中，可按壓結構31未被按下，即處于自然狀態(tài)時，開關電路32處于斷開狀態(tài)；當可按壓結構31被按下，即被障礙物按壓時，開關電路32處于導通狀態(tài)，此時，開關電路32向控制器I輸出預設控制信號，以告知控制器I檢測到了障礙物。
[0042]另外可選的，上述避障裝置3除了可以設置在機器人的底盤處之外，還可以設置在機器人的軀體部位，即在機器人的軀體部位設置一個或多個上述避障裝置3。
[0043]本實施例中，基于上述避障裝置3在機器人底盤2的設置，可以檢測到距離地面一定較低高度的障礙物，進而進行機器人行走控制，比如停止不前、轉向等。從而，機器人的底盤距離地面的高度可以不用太高，因此，對于底盤的配重和強度無需提出更高的設計要求，而且此時，機器人可以使用相對較小直徑的輪子，對于機器人的行走穩(wěn)定性比較有利。
[0044]可以理解的是，上述可按壓結構31可以采用現(xiàn)有技術中存在的任一種可以被按下，并在取消按壓時能彈起的結構。
[0045]如圖2所示，本實施例中提供一種可選的實現(xiàn)方式:可按壓結構31中包括按壓部311和與按壓部311連接的彈性體312。
[0046]實際應用中，當機器人遇到障礙物，障礙物會將按壓部311按下，當按壓部311被按下時，彈性體312被壓縮，使得按壓部311壓合開關K，開關K閉合之后，使得開關電路32導通，向控制器I輸出一定的控制信號。相反的，如果機器人沒有遇到障礙物，或者按壓部311被按下后，由于控制器I基于接收到的控制信號對機器人進行了一定的行走控制后，機器人不再碰觸到該障礙物，此時，彈性體312彈起，以處于自然狀態(tài)，從而按壓部311與開關K分離，開關電路32斷開。
[0047]另外可選的，底盤2的外壁包括前側外壁和后側外壁，即由前側外壁和后側外壁圍繞以形成底盤2的外壁。此時，可以設置前側外壁上設置的凹槽數(shù)量大于后側外壁上設置的凹槽數(shù)量，即避障裝置3在機器人底盤一周側壁上不是均勻設置的。這是因為，一般來說，機器人都是向前行走的，影響其行走的障礙物一般位于前進的路線上，其前進的路線一般是向前直行、向左或向右轉，因此，可以在其底盤2的前側外壁上間隔設置多個凹槽，以分別容納可按壓結構31。當然，為了在特殊情況下機器人向后行走時，能夠檢測到位于機器人身后的較低障礙物，可以在其底盤2的后側外壁上設置至少一個凹槽，以容納可按壓結構31，因為該向后行走的情況比較不常見，一般來說，向后行走可能多為倒退直行，因此可以在后側外壁上設置較少數(shù)量的凹槽。
[0048]可以理解的是，機器人要實現(xiàn)行走，在機器人中會包括:運動部件4，該運動部件4與控制器I連接。實際上，該運動部件4可以是包括設置在底盤下的輪子，以及設置在機器人內部容腔內的其他運動控制結構，該運動部件4的具體實現(xiàn)形態(tài)不是本實施例保護的重點，因此不贅述。
[0049]本實施例中主要是想說明當機器人底盤處設置有多個避障裝置3時，控制器I如何實現(xiàn)對機器人的行走進行控制，具體如下:
[0050]控制器I根據(jù)接收到的預設控制信號，確定被按下的可按壓結構31，并根據(jù)被按下的可按壓結構31在底盤2的外壁上的位置，通過控制運動部件4以對機器人進行行走控制。
[0051]實際應用中，控制器I中可以預先存儲有開關電路32與可按壓結構31在底盤外壁上的位置之間的對應關系，當控制器I接收到通過某個開關電路32發(fā)送來的控制信號后，基于上述對應關系，可以確定該開關電路對應的可按壓結構31在底盤外壁上的位置，從而控制器I可以控制機器人轉行或停止行走。
[0052]本實施例提供的機器人，在機器人的底盤處設置多個避障裝置，該避障裝置包括:可按壓結構，以及與可按壓結構對應設置的包括開關的開關電路。在底盤的外壁上間隔設置有多個凹槽，每個凹槽用于容納一個可按壓結構，并且可按壓結構的側表面凸出于所述底盤的外壁的側表面，當遇到障礙物時，障礙物按壓下凸出于底盤外壁側表面的可按壓結構，使得開關電路中的開關被壓合，開關電路導通，向控制器輸出預設控制信號，以告知控制器檢測到了障礙物。通過在機器人的底盤上設置上述避障裝置，可以方便、準確地檢測到距離地面較低的障礙物。
[0053]圖3為本發(fā)明機器人實施例二的結構示意圖，如圖3所示，在圖1所示實施例基礎上，該機器人還包括:
[0054]與控制器I連接的至少一個避障傳感器5，其中，該至少一個避障傳感器5分別設置在機器人的頭部或軀體部位。
[0055]避障傳感器5比如為激光雷達傳感器、超聲波傳感器等，可以通過這些傳感器檢測較高的障礙物，比如墻壁等。
[0056]進而，控制器I根據(jù)至少一個避障傳感器5對障礙物的檢測結果，通過控制與控制器連接的運動部件4以對機器人進行行走控制。其中，避障傳感器5的檢測原理，以及對機器人進行行走控制，可參考現(xiàn)有技術實現(xiàn)。
[0057]本實施例中，在機器人的頭部、軀體部位設置避障傳感器以檢測較高的障礙物，在機器人的底盤處設置包括上述可按壓結構31的避障裝置3，以檢測較低的障礙物。
[0058]之所以如此設置，主要原因包括:一般來說，通過避障傳感器檢測障礙物，是一種在碰撞之前的提前檢測，即在機器人還沒有碰到障礙物之前，進行提前的檢測預警，以便提前對機器人進行行走控制。而這種非碰觸的提前檢測需要涉及到一定的檢測算法的處理。雖然在機器人的底盤處設置該避障傳感器也可以實現(xiàn)對較低障礙物的準確檢測，但是會需要執(zhí)行上述檢測算法，相比于避障裝置3這種機械式的檢測方式來說，占用更多的處理資源。而且，如果不進行障礙物高度的區(qū)分，全部采用避障傳感器以進行提前檢測，將導致機器人的行走范圍受限，可能無法行走至其本應該服務至的位置。
[0059]本實施例中，在機器人的不同位置處采用不同的避障檢測方式，即在機器人底盤處采用包含可按壓結構的避障裝置3進行碰觸式檢測，在其軀體、頭部部位采用避障傳感器進行非接觸式檢測，在保證能夠準確檢測到影響機器人行走的障礙物的同時，盡量擴展機器人的有效行走范圍，提高機器人的使用效率。
[0060]通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到各實施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以通過硬件?；谶@樣的理解，上述技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產品可以存儲在計算機可讀存儲介質中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機裝置(可以是個人計算機，服務器，或者網絡裝置等)執(zhí)行各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。
[0061]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種機器人，其特征在于，包括:控制器、底盤和避障裝置;所述底盤距離地面預設高度； 所述避障裝置包括:可按壓結構，以及與所述可按壓結構對應設置的開關電路，所述開關電路中包括開關； 所述開關電路的輸出端與所述控制器連接； 所述可按壓結構未被按下時，所述開關電路處于斷開狀態(tài)； 所述可按壓結構被按下時，所述開關電路處于導通狀態(tài)，所述開關電路向所述控制器輸出預設控制信號； 所述底盤的外壁上間隔設置有多個凹槽，每個所述凹槽用于容納一個所述可按壓結構，所述可按壓結構的側表面凸出于所述底盤的外壁的側表面； 所述控制器和所述開關電路設置在所述機器人的內部容腔中。2.根據(jù)權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述可按壓結構中包括按壓部和與所述按壓部連接的彈性體； 所述按壓部被按下時，所述彈性體壓縮，所述按壓部壓合所述開關； 所述按壓部未被按下時，所述彈性體彈起，所述按壓部與所述開關分離。3.根據(jù)權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述底盤的外壁包括前側外壁和后側外壁，所述前側外壁上設置的凹槽數(shù)量大于所述后側外壁上設置的凹槽數(shù)量。4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的機器人，其特征在于，還包括: 與所述控制器連接的運動部件； 所述控制器根據(jù)接收到的所述預設控制信號，確定被按下的可按壓結構，并根據(jù)所述被按下的可按壓結構在所述底盤的外壁上的位置，通過控制所述運動部件以對所述機器人進行行走控制。5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的機器人，其特征在于，還包括: 與所述控制器連接的至少一個避障傳感器； 所述至少一個避障傳感器分別設置在所述機器人的頭部或軀體部位。6.根據(jù)權利要求5所述的機器人，其特征在于，所述控制器根據(jù)所述至少一個避障傳感器對障礙物的檢測結果，通過控制與所述控制器連接的運動部件以對所述機器人進行行走控制。
【文檔編號】G05D1/02GK105912001SQ201610517585
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】蔣化冰, 孫斌, 吳禮銀, 康力方, 李小山, 張干, 趙亮, 鄒武林, 徐浩明, 廖凱, 齊鵬舉, 方園, 李蘭, 米萬珠, 舒劍, 吳琨, 管偉, 羅璇, 羅承雄, 張海建, 馬晨星, 張俊杰, 譚舟
【申請人】上海木爺機器人技術有限公司