一种控制电路板、底盘和抗辐射干扰的机器人的制作方法

1.本实用新型涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种控制电路板、底盘和抗辐射干扰的机器人。


背景技术：

2.电容式触摸按键在外形美观和使用寿命等方面都优于传统的机械按键，已广泛应用于家电、机器人、工业控制和移动设备等领域。在机器人领域，当人体触摸到按键时，人体与相应位置处的触摸感应片形成感应电容，使得触摸感应片上的电荷量发生改变，电容式触摸芯片通过检测电荷量的变化可以实现人体对按键的触摸检测。然而，发明人发现，机器人在工作状态下，电容式触摸芯片经常会出现触摸检测失效或者误检测的现象。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种控制电路板、底盘和抗辐射干扰的机器人，可以提高电容式触摸按键的灵敏度。
4.第一方面，为实现上述目的，本实用新型提供了一种控制电路板，该控制电路板应用于设置有电容式触摸按键的机器人，该控制电路板包括电机驱动模块和电磁吸收模块；
5.电机驱动模块用于驱动机器人中设置的电机运行，电磁吸收模块用于吸收电机运行时产生的电磁辐射并通过接安全地进行泄放。
6.基于本实用新型提供的一种控制电路板，电磁吸收模块可以吸收电机运行过程中产生的电磁辐射，并将吸收的电磁辐射转化成电流泄放泄放到地面上，可以防止电磁辐射影响电容式触摸按键中触摸感应片上的电荷量，进而避免电磁辐射对用户触摸检测造成的干扰，提高了电容式触摸按键的灵敏度。
7.可选地，电磁吸收模块包括阻容吸收电路，阻容吸收电路在控制电路板上接数字地(可以表示为gnd)，并通过机器人上设置的金属支架接安全地(可以表示为chgnd)。
8.可选地，阻容吸收电路包括电容和与电容并联的电阻。
9.基于上述可选方式，电容具有通交流阻直流的作用，阻容吸收电路中主要依靠电容来吸收电磁辐射并通过接地进行泄放，电阻可以起到分流的作用，从而保护电容。
10.可选地，电容的容抗为：
[0011][0012]
阻容吸收电路的阻抗为：
[0013][0014]
其中，x
c
表示容抗值；c表示电容值；f表示电磁辐射值；z表示阻抗值；r表示电阻的阻值；j表示矢量。
[0015]
基于上述可选方式，可以根据不同电机的辐射频率选择合适的电容和电阻，使得
阻容吸收电路可以达到最佳的吸收电磁辐射效果。
[0016]
可选地，控制电路板还包括：主控制模块、电源模块、无线通信模块、触摸检测模块和交互模块；
[0017]
主控制模块用于控制机器人运行，电源模块用于给机器人供电，无线通信模块用于接收智能终端发起的控制命令，并通过主控制模块控制所述机器人执行相应的命令，触摸检测模块用于检测用户触摸电容式触摸按键，交互模块用于与用户进行语音交互。
[0018]
第二方面，本实用新型提供了一种底盘，该底盘包括如第一方面所述的控制电路板和金属支架，控制电路板上设置的电磁吸收模块通过金属支架接安全地。
[0019]
可选地，底盘还包括金属转向轮，所述金属支架与所述金属转向轮连接。
[0020]
基于上述可选方式，阻容吸收电路可以通过金属支架和金属转向轮与地面连接，并将吸收的电磁辐射转化成电流泄放到地面上。
[0021]
可选地，底盘还包括壳体，金属转向轮设置在壳体的底部，控制电路板设置在所述壳体的内部。
[0022]
第三方面，本实用新型提供了一种抗辐射干扰的机器人，该机器人包括机身和如第二方面所述的底盘。
[0023]
可选地，机身包括外壳，电容式触摸按键包括触摸面板和触摸感应片，触摸面板设在外壳上，触摸感应片设在触摸面板的内侧，触摸感应片通过信号线与控制电路板连接，控制电路板用于根据触摸感应片的感应信号控制机器人运行。
[0024]
基于上述可选方式，阻容吸收电路通过接地泄放吸收的电磁辐射，若机器人机身的外壳为导体时，外壳可能会带电，在外壳上设置一个绝缘的触摸面板可以避免人在按压电容式触摸按键时触电。也可以将机身外壳设置成绝缘材料，从而避免在泄放的过程中，人触摸到机器人的外壳时触电。
[0025]
本实用新型的构造、实用新型的目的及有益效果将会通过附图和对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
[0026]
图1为本实用新型提供的一种控制电路板的结构示意图；
[0027]
图2为本实用新型提供的一种电磁吸收模块的结构示意图；
[0028]
图3为本实用新型提供的一种底盘的结构示意图；
[0029]
图4为本实用新型提供的一种抗辐射干扰的机器人的结构示意图；
[0030]
图5为本实用新型提供的一种抗辐射干扰的机器人的立体结构图。
[0031]
附图标记说明：1、控制电路板；11、主控制模块；12、电源模块；13电机驱动模块；14、无线通信模块；15、触摸检测模块；16、交互模块；17、电磁吸收模块；171、接地线；2、电容式触摸按键；21、触摸面板；22、触摸感应片；3、电机；4、金属支架；5、金属转向轮；6、机身；61、外壳；7、底盘；71、壳体。
具体实施方式
[0032]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
[0033]
电容式触摸按键在外形美观和使用寿命等方面都优于传统的机械按键，已广泛应用于家电、机器人、消费电子、工业控制和移动设备等领域。在机器人领域，当人体触摸到按键时，人体与触摸感应片之间形成感应电容，使得触摸感应片上的电荷量增加。当人体离开按键后，触摸感应片上的电荷量会逐渐减小。控制电路板可以通过感应触摸感应片电荷量的变化识别电容式触摸按键是否被触摸。但是在实际工作中，电容式触摸按键经常出现失灵的情况。
[0034]
经过发明人实验检测分析后发现，机器人中的电机运行时产生的电磁辐射是影响电容式触摸按键灵敏度的主要原因。电机是一种利用电磁感应定律实现电能转化的电磁设备，电机在运行的过程中产生的电磁辐射会在触摸感应片上产生感应电流，使得触摸感应片上的电荷量出现异常的现象。若用户在电机运行的过程中触摸按键时，控制电路板无法准确地识别触摸感应片上的电荷量变化情况，则会导致控制电路板检测失效。若电磁辐射使触摸感应片上的电荷量的变化与预设的人触摸按键时触摸感应片上的电荷量变化相同，则会导致控制电路板出现误检测的现象。
[0035]
为此，本实用新型实施例提供了一种控制电路板、底盘和抗辐射干扰的机器人。在机器人中设置电磁吸收模块，通过电磁吸收模块可以吸收电机运行时产生的电磁辐射，电磁吸收模块将吸收的电磁辐射转化成电流并接入地面进行泄放，因此电机运行时产生的电磁辐射不会影响电容式触摸按键中触摸感应片上的电荷量的变化，控制电路板可以准确地检测出人是否触摸电容式触摸按键，提高了电容式触摸按键的灵敏度。
[0036]
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0037]
图1为本实用新型提供的一种控制电路板的结构示意图。图2为本实用新型提供的一种电磁吸收模块的结构示意图。图3为本实用新型提供的一种底盘的结构示意图。图4为本实用新型提供的一种抗辐射干扰的机器人的结构示意图。图5为本实用新型提供的一种抗辐射干扰的机器人的立体结构图。
[0038]
本实用新型提供的一种控制电路板如图1所示。该控制电路板1应用于设置有电容式触摸按键2的机器人。该控制电路板1包括电机驱动模块13和电磁吸收模块17。
[0039]
在一个实施例中，电机驱动模块13可以为电机驱动电路，电机驱动电路可以发出特定频率的电机驱动信号从而驱动机器人中的电机3运行，进而控制机器人运动。
[0040]
电磁吸收模块17用于吸收电机3运行时产生的电磁辐射，并通过接地将吸收的电磁辐射转化成电流后泄放到地面上。在一种可能的实现方式中，电磁吸收模块17包括阻容吸收电路，机器人包括金属支架4。如图2和图4所示，阻容吸收电路在控制电路板1上接数字地(以下用gnd表示)，并通过金属支架4接安全地(以下用chgnd表示)。
[0041]
在一个实施例中，所述金属支架5接安全地是指金属支架5与地面电连接。例如，金属支架5可以直接与地面连接，也可以通过导电介质与地面连接。
[0042]
如图2和图3所示，该阻容吸收电路包括电容c和与电容并联的电阻r。阻容吸收电路的一端接gnd(即数字地)，另一端通过接地线171(即电路连接线)连接金属支架4，从而接
chgnd(即安全地)。
[0043]
具体地，电磁辐射主要依靠电容c吸收并通过接地进行泄放，与电容c并联的电阻r可以起到分流的作用，从而保护电容c。其中，电容c与电阻r的大小决定了阻容吸收电路吸收电磁辐射的能力。电容c的容抗(即电容在电路中对交流电所起的阻碍作用)可以表示为公式(1)：
[0044][0045]
在公式(1)中，x
c
表示容抗值；c表示电容值；f表示电磁辐射的频率。电容值c越大，容抗x
c
越小，电容吸收电磁辐射的能力越强，则阻容吸收电路的抗辐射干扰效果越好。
[0046]
该阻容吸收电路的阻抗(即阻容吸收电路对交流电所起的阻碍作用)可以表示为公式(2)：
[0047][0048]
在公式(2)中，z表示阻抗值；r表示电阻r的阻值；j表示矢量。
[0049]
可以理解的是，电机3运行过程中产生的电磁辐射使得电容c内部产生移动电荷从而形成感应电流(即电容c充电)，电容c可以将感应电流通过金属支架4泄放到地面上(即电容c放电)。该阻容吸收电路可以防止电磁辐射影响电容式触摸按键2中的触摸感应片21上的电荷量，进而避免电磁辐射对检测用户触摸电容式触摸按键2造成的干扰，提高了电容式触摸按键2的灵敏度。
[0050]
在上述实施例中，可以根据不同电机3的辐射频率范围，选择合适的电容c和电阻r，使得阻容吸收电路可以达到最佳的吸收电磁辐射效果。
[0051]
如图1所示，在一种可能的实现方式中，控制电路板1还包括主控制模块11、电源模块12、无线通信模块14、触摸检测模块15和交互模块16。
[0052]
在一个实施例中，主控制模块11可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器，也可以是其它任何常规的处理器等。电机驱动模块13可以连接主控制模块11和电源模块12，并在主控制模块11的控制下发出电机驱动信号。
[0053]
电源模块12用于给机器人中的各个部件供电。电源模块12可以与主控制模块11逻辑相连，从而实现管理充电、放电以及功耗管理等功能。示例性的，电源模块12可以为电池。
[0054]
触摸检测模块15用于检测用户是否触摸电容式按键2。在一个实施例中，触摸检测模块15包括电容式触摸芯片。机器人上设置有至少一个电容式触摸按键2，电容式触摸按键2包括触摸面板21和触摸感应片22。触摸面板21设置在外壳61上，触摸感应片22设置在触摸面板21的内侧。每个触摸感应片22通过信号线分别与电容式触摸芯片连接，且电容式触摸芯片连接主控制模块11。当用户触摸到触摸面板21时，会使触摸感应片22上的电荷量发生变化，电容式触摸芯片可以将感应到的触摸感应片22电荷量的变化转化成电信号，并将相
应的电信号传送给主控制模块11触发相应的指令，主控制模块11可以控制机器人执行相应的指令。
[0055]
示例性的，电容式触摸芯片的型号可以为ttp233d
‑
ba6。
[0056]
无线通信模块14可以接收智能终端发起的控制命令，再通过主控制模块11控制机器人执行相应的控制命令。具体实施时，可通过智能终端上相应的app向机器人发起控制命令，如点餐、送餐等操作。该智能终端可以为智能手机、平板电脑或智能可穿戴设备等。
[0057]
交互模块16与主控制模块11连接，交互模块16用于与用户进行语音交互。机器人外壳61上设置有显示装置，主控制模块11用于控制交互模块16完成各项交互任务，并将交互过程中产生的信息显示在显示装置上。
[0058]
需要说明的是，上述图1并不构成对控制电路板1结构的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者某些部件的组合。
[0059]
如图3所示，本实用新型还提供了一种底盘。该底盘7包括如上述任一实施例中所述的控制电路板1和金属支架4，控制电路板1上设置的电磁吸收模块17通过金属支架4接安全地。
[0060]
在一个实施例中，底盘7还包括金属转向轮5，金属支架4与金属转向轮5连接。阻容吸收电路可以通过金属支架4和金属转向轮5与地面连接，并将吸收的电磁辐射转化成电流泄放到地面上。
[0061]
在另一个实施例中，底盘7还包括壳体71，金属转向轮5设置在壳体71的底部，控制电路板1设置在壳体71的内部。
[0062]
本实用新型还提供了一种抗辐射干扰的机器人。可以理解的是，本实用新型实施例所述的机器人可以为具有任意功能的机器人，例如配送机器人、情感机器人、工业机器人等。所述机器人可应用于不同的领域，例如餐饮服务、工业领域等，此处不做限定。
[0063]
示例性的，以配送机器人为例。如图3、图4和图5所示，该配送机器人包括机身6和上述任一实施例中所述的底盘7。机身6上设置有置物台，可用于放置物体。电容式触摸按键2位于机身6，控制电路板1和电机3位于底盘7，底盘7的底部设置有金属转向轮5，金属转向轮5与金属支架4连接。
[0064]
在一种可能的实现方式中，机身6包括外壳61，电容式触摸按键2包括触摸面板21和触摸感应片22。触摸面板21设置在外壳61上，触摸感应片22设置在触摸面板21的内侧，触摸感应片22通过信号线与控制电路板1连接。控制电路板1用于根据触摸感应片22的感应信号控制机器人运行。
[0065]
在本实施例中，控制电路板1可以将感应到的触摸感应片22电荷量的变化转化成电信号并触发相应的指令，然后控制机器人执行相应的指令。
[0066]
在一个实施例中，触摸面板21为绝缘材料，例如玻璃、聚苯乙烯、尼龙、树脂玻璃等。触摸感应片22为导体材料，例如pcb铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶等。
[0067]
可以理解的是，电磁吸收模块17通过金属支架4泄放吸收的电磁辐射，若机器人的外壳为导体时，在泄放的过程中外壳可能会带电，在外壳上设置一个绝缘的触摸面板可以避免人在按压电容式触摸按键时触电。
[0068]
在另一种可能的实现方式中，机器人的外壳61可以为绝缘材料(例如塑料、玻璃钢
等)，电容式触摸按键2包括触摸感应片22，触摸感应片22可以直接设置在外壳61的内侧，触摸感应片22通过信号线与控制电路板1连接。电磁吸收模块17将吸收的电磁辐射通过金属支架接chgnd进行泄放，在泄放的过程中会产生电流，将机器人的外壳61设置成绝缘材料，可以避免在泄放的过程中人触碰到外壳61时发生触电的现象。
[0069]
在一种可能的实现方式中，金属支架4可以设置在机器人的内部。金属支架4与金属转向轮5连接，电磁吸收模块17的一端可以通过金属支架4和金属转向轮5实现接chgnd。示例性的，金属支架4可以为金属片。
[0070]
在另一种可能的实现方式中，金属支架4可以设置在机器人机身6的外壳61上或底盘7的壳体71上。优选地，可以将金属支架4设置在不易被人触摸的位置(例如底盘7的壳体71底部等)。可以避免电磁吸收模块17泄放吸收的电磁辐射时，人触摸到金属支架4发现触电的现象。
[0071]
在其它可能的实现方式中，该配送机器人可以设置有至少两个电容式触摸按键2，每个电容式触摸按键2分别与控制电路板1连接。当控制电路板1检测到用户触摸电容式触摸按键2时，控制电路板1控制机器人实现与电容式触摸按键2对应的功能。
[0072]
在本实用新型中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0073]
另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0074]
此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，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，除非另有明确的限定、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。
[0075]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。