一种无人设备的制作方法

1.本说明书涉及行车安全技术领域，尤其涉及一种无人设备。


背景技术：

2.随着汽车技术的发展和人们安全意识的提高，汽车的安全保护对象不再局限于保护车内的乘客，而是扩大到了车外的行人，因此，需要在车辆上设置行人保护装置。
3.目前，针对汽车与行人发生碰撞的情况配置的行人保护装置，通常考虑的都是尖头车的车前保险杠直接与行人腿部发生接触，对行人腿部造成伤害的情况。汽车的前挡风玻璃较前保险杠更靠后，由于前保险杠的高度有限，因此在汽车与行人发生碰撞时，会对行人的腿部造成伤害。对于这种对行人的腿部造成伤害的情况，采用在汽车的前保险杠加装缓冲装置，当检测到发生碰撞的可能性较大时，驱动机构把前保险杠上的缓冲装置从倾斜状态推到近似竖直状态，增大汽车与行人腿部的接触面积，从而减小对行人腿部的伤害。
4.但是，在无人配送车辆的应用场景中，无人配送车采用的车型通常是平头车。当这种平头车与行人发生正面碰撞时，由于平头车的车厢前部、前保险杠在近乎同一垂直面上，因此在无人车与行人发生正面碰撞时，除了会对行人腿部造成伤害，无人车还会对行人的头部、躯干等部位造成伤害。


技术实现要素：

5.本说明书提供一种无人设备，以部分的解决现有技术存在的上述问题。
6.本说明书采用下述技术方案：
7.本说明书提供了一种无人设备，所述无人设备包括：缓冲装置1；
8.所述缓冲装置1包括展开机构11和缓冲件12，所述缓冲件12固定在所述展开机构11上，所述缓冲件12包括由柔性材料构成的柔性件122；
9.当所述缓冲装置1接收到驱动信号时，展开所述展开机构11，以带动所述缓冲件12向远离所述无人设备的方向移动。
10.可选地，所述展开机构11包括曲柄摇杆机构112；
11.所述曲柄摇杆机构112包括固定杆1121、摇杆1122、曲柄1123以及第一连杆1124；其中，所述摇杆1122的第一端与所述固定杆1121的第二端转动连接，所述摇杆1122的第二端与所述缓冲件12连接；所述摇杆1122的两端之间设置第一公共轴。
12.可选地，所述第一连杆1124的第一端通过所述第一公共轴与所述摇杆1122转动连接，所述第一连杆1124的第二端与所述曲柄1123的第一端转动连接。
13.可选地，所述曲柄1123的第二端与所述固定杆1121的第一端转动连接，且所述曲柄1123固定在所述无人设备上。
14.可选地，所述展开机构11还包括推杆111；所述推杆111包括动力装置、推杆管1111以及位于推杆管1111内部的丝杆1112。
15.可选地，所述丝杆1112的第一端通过所述第一公共轴与所述摇杆1122转动连接，
所述丝杆1112的第二端连接动力装置。
16.可选地，当所述缓冲装置1接收到驱动信号时，所述动力装置驱动所述丝杆1112在所述推杆管1111内沿自身轴向方向移动，带动所述摇杆1122绕所述摇杆1122与所述固定杆1121的连接处旋转，以带动第一连杆1124与所述曲柄1123移动至第一预设位置；其中，所述第一预设位置包括所述第一连杆1124与所述曲柄1123共线且不重叠的位置。
17.可选地，所述缓冲件12还包括四杆缓冲机构121，所述柔性件122安装在所述四杆缓冲机构121上；
18.所述四杆缓冲机构121包括一组与曲柄摇杆机构112共用的摇杆1122、与所述摇杆1122转动连接的第二连杆1211以及与所述摇杆1122转动连接的第三连杆1212。
19.可选地，所述四杆缓冲机构121与两个所述曲柄摇杆机构112共用摇杆1122；所述第二连杆1211的两端分别通过设置于两个共用的摇杆1122上的第一公共轴与所述摇杆1122转动连接；所述第三连杆1212的两端分别与两个共用的摇杆1122的第二端转动连接。
20.可选地，当所述缓冲装置1接收到驱动信号时，所述摇杆1122绕所述摇杆1122与所述固定杆1121的连接处旋转，带动所述第二连杆1211以及所述第三连杆1212移动至第二预设位置，使所述柔性件122向远离所述无人设备的方向移动。
21.本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
22.在本说明书提供的无人设备中，无人设备上配置的缓冲装置包括展开机构和缓冲件，其中，缓冲件固定在所述展开机构上，缓冲件包括由柔性材料构成的柔性件。在无人设备与障碍物发生碰撞之前，驱动缓冲装置展开，以带动缓冲件向远离所述无人设备的方向移动，使得缓冲装置与障碍物接触。可见，在障碍物与无人设备发生碰撞之前，就展开配置在无人设备上的缓冲装置，使得缓冲装置与障碍物接触，从而减少碰撞给障碍物以及无人设备造成的伤害。尤其是障碍物为行人时，缓冲装置与行人的头部、躯干接触，减少碰撞给行人的头部、躯干带来的伤害。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
24.图1a为本说明书中一种车型的示意图；
25.图1b为本说明书中一种车型的示意图；
26.图2为本说明书提供的一种无人设备的示意图；
27.图3a为本说明书提供的一种缓冲装置的示意图；
28.图3b为本说明书提供的一种缓冲装置的示意图；
29.图4为本说明书中一种保护方法的流程示意图；
30.图5a为本说明书提供的一种无人设备的示意图；
31.图5b为本说明书提供的一种无人设备的示意图；
32.图6为本说明书中一种保护方法的流程示意图。
具体实施方式
33.为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。
34.随着安全意识的提高，行驶过程中的安全保护对象不再局限于保护车辆以及车内的乘客，还扩大到了车外的行人，因此，针对行驶过程中可能发生的碰撞情况，在车辆的前保险杠上加装缓冲装置，以便在发生碰撞事件时，减少碰撞对车辆以及障碍物或行人造成的伤害。然而，这种在前保险杠上加装缓冲装置的方式考虑的是如图1a所示的尖头车的车前保险杠最先与行人腿部发生接触的情况，但是这种方式并不能直接推广应用到无人驾驶领域内。尤其是在无人配送的应用场景中，无人设备采用的车型如图1b所示的平头车。这种平头车与尖头车的区别在于车厢头部和前保险杠在近乎同一垂直面上，同理，车厢的尾部和后保险杠也在近乎同一垂直面上。可见，无人设备与行人发生正面碰撞时，除了会对行人腿部造成伤害，无人设备还会对行人的头部、躯干等部位造成伤害。显然，只在无人设备的保险杠上加装缓冲装置，以缓冲与行人腿部之间的碰撞不足以减少对行人的伤害。
35.以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
36.本说明书提供了一种无人设备，所述无人设备可以是无人车、无人机等无人驾驶设备。本说明书实施例中，为了便于理解，仅以无人车为例，对具体技术方案进行说明。无人车的车型可以是平头车，可用于物流配送领域，包括外卖、配送等即时配送领域，也可包括其他非即时配送领域。
37.如图2所示，无人车至少包括缓冲装置1、传感器2、控制器3，其中，控制器3在图2中未标出。缓冲装置1可以配置在无人车的外侧面。具体的，由于与无人车发生碰撞的障碍物可能位于无人车的前、后、左、右四个方向中的至少一个方向，因此，缓冲装置1可配置在无人车的前侧面(即车头)、后侧面(即车尾)、左侧面、右侧面中的至少一个侧面。位于无人车的一个侧面的缓冲装置1的数量至少为一个。本说明书实施例中，为了便于理解，仅以缓冲装置配置在无人车的前侧面，即车头为例，对具体技术方案进行说明。如图2所示。
38.在实际应用中，与无人车发生碰撞的障碍物可包括行人、非机动车、机动车以及其他无人车。由于障碍物的形状、大小的类型较多，为了减少碰撞对障碍物以及无人设备造成的伤害，可以根据具体应用场景设置缓冲装置本身的尺寸以及缓冲装置在无人车侧面的安装高度。
39.在图2所示的无人车中，传感器2安装在无人车的顶部。传感器2可包括光学照相机、红外照相机、激光雷达等传感器。在本说明书实施例中，无人车顶部安装的传感器2可包括传感器封装件，该封装件可包括至少一个传感器。传感器2用于采集无人车周围的环境信息，尤其是可以获取无人车自身的状态信息，以及无人车预设范围内各障碍物的状态信息，并将获取到的状态信息发送给无人车的控制器3或控制无人设备的服务器，以便判断无人车与障碍物发生碰撞的风险。其中，传感器2获取到的状态信息可包括速度、位置等信息。需要说明的是，本说明书中如图2所示的无人车中传感器2是安装在无人车顶部的，但并不说明传感器2只能安装在无人车顶部，根据具体的应用场景需要，可以调整传感器2的安装位置至任何合适的位置。
40.在本说明书实施例中，判断无人车与障碍物发生碰撞风险以及给缓冲装置发送驱动信号的可以是无人车的控制器3，也可以是控制无人设备的服务器，本说明书以无人车的控制器3为判断无人车与障碍物发生碰撞风险以及给缓冲装置发送驱动信号的装置为例，对本说明书的技术方案进行说明。
41.控制器3可控制传感器2获取无人车自身的状态信息，以及无人车预设范围内各障碍物的状态信息，并接收由传感器2发送的状态信息。然后，根据各障碍物的状态信息以及无人设备自身的状态信息，确定障碍物与无人车发生碰撞的风险值。通常情况下，在检测到存在无人车与障碍物发生碰撞的风险时，控制器3控制无人车采取刹车减速、转向避让等避免碰撞发生的操作，当无法避免发生碰撞时，也就是风险值高于预设阈值时，需要利用配置在无人车上的缓冲装置1缓冲即将发生的无人车与障碍物之间的碰撞。此时，控制器3可向配置在无人车即将发生碰撞的一侧上的缓冲装置1发送驱动信号，以使该缓冲装置1展开，使得缓冲装置1上的柔性件122最先与障碍物接触，达到缓冲碰撞、减少对无人车以及障碍物造成的伤害的目的。
42.具体的，如图3a所示为缓冲装置1在原始状态下的侧视图，其中，缓冲装置1可包括展开机构11和缓冲件12，缓冲件12固定在展开机构11上。在实际应用中，当所述缓冲装置1接收到驱动信号时，展开机构11在展开的同时，可带动缓冲件12向远离无人车的方向移动，如图3b所示的缓冲装置1在预设状态下的侧视图。此时，若障碍物与无人车发生碰撞，障碍物最先接触到的是缓冲件12上的柔性件122，由于缓冲件12上的柔性件122由柔性材料构成，因此可以缓冲碰撞并减少碰撞给障碍物以及无人车带来的伤害。需要说明的是，图3a和图3b均为缓冲装置1的侧视图，柔性件122在图3a和图3b中未标出。
43.具体的，缓冲装置1原始状态如图3a所示，缓冲装置1包括展开机构11和缓冲件12，其中，展开机构11包括推杆111、曲柄摇杆机构112。缓冲件12包括四杆缓冲机构121以及安装在四杆缓冲机构121上的柔性件122。
44.关于曲柄摇杆机构112，曲柄摇杆机构112包括固定杆1121、摇杆1122、曲柄1123以及第一连杆1124，所述摇杆1122的两端之间设置第一公共轴。固定杆1121的第一端固定在无人车上，且固定杆1121的第一端与曲柄1123的第二端转动连接，但曲柄1123可以绕固定杆1121与曲柄1123的连接处旋转。固定杆1121的第二端与摇杆1122的第一端转动连接。第一连杆1124的第一端通过位于摇杆1122两端之间的第一公共轴与摇杆1122转动连接，第一连杆1124的第二端与曲柄1123的第一端转动连接。
45.需要说明的是，构成曲柄摇杆机构112的条件为：组成曲柄摇杆机构112的固定杆1121、摇杆1122、曲柄1123以及第一连杆1124中最短杆与最长杆的长度之和不大于其他两杆之和，且，最短杆与固定杆1121相邻。当固定杆1121、摇杆1122、曲柄1123以及第一连杆1124满足上述条件即可组成曲柄摇杆机构，固定杆1121、摇杆1122、曲柄1123以及第一连杆1124的具体材质与长度根据应用场景确定，本说明书对此不做限定。
46.关于推杆111，推杆111包括动力装置、推杆管1111以及位于推杆管1111内部的丝杆1112。位于推杆管1111内部的丝杆1112的第一端通过第一公共轴与摇杆1122转动连接，丝杆1112的第二端连接动力装置。其中，与丝杆1112连接的动力装置的类型可包括电动装置、气动装置、液压装置等任意可用于为推杆提供动力的装置。其中，动力装置通常配置在推杆管1111内部，但由于动力装置类型、大小的不同，也可以配置在推杆管1111的外部，本
说明书对此不做限定。需要说明的是，原始状态下展开机构11的推杆111包含的丝杆1112处于推杆管1111内部并未伸出，因此丝杆1112在图3a中未标出，仅在图3b中标出。另外，动力装置在图3a和图3b中均未标出。
47.需要说明的是，一个缓冲装置1中所包含的推杆111至少为一个，推杆111的具体数量根据应用场景确定。另外，位于推杆管1111内部的丝杆1112的伸出长度可根据四杆缓冲机构121受推杆111驱动沿远离无人车方向的移动距离、构成曲柄摇杆机构的112的固定杆1121、摇杆1122、曲柄1123以及第一连杆1124的长度确定。
48.可见，推杆111受自身配置的动力装置驱动，驱动第一公共轴，以带动摇杆1122绕摇杆1122与固定杆1121的连接处旋转，从而使展开机构11展开。显然，在曲柄摇杆机构112中，摇杆1122为主动件，曲柄1123为从动件，当第一连杆1124与所述曲柄1123共线且不重叠时，曲柄摇杆机构112处于死点位置，如图3b所示，此时，驱动曲柄1123绕固定杆1121的第一端旋转的驱动力的方向与该驱动力的作用点曲柄1123的第一端的速度方向垂直，驱动力无法再带动曲柄1123继续绕固定杆1121的第一端旋转。若无推杆111驱动破坏第一连杆1124与所述曲柄1123共线且不重叠这一状态，曲柄摇杆机构112可一直保持处于死点位置的状态，使得展开机构11一直展开，不会因无人车与障碍物的碰撞而回收，降低缓冲装置1的缓冲能力。
49.关于四杆缓冲机构121，四杆缓冲机构121包括与两个曲柄摇杆机构112共用的摇杆1122、与摇杆1122转动连接的第二连杆1211以及与摇杆1122转动连接的第三连杆1212。其中，第二连杆1211的两端分别通过设置于两个摇杆1122上的第一公共轴与两个摇杆1122转动连接，第三连杆1212的两端分别与两个摇杆1122的第二端转动连接。
50.需要说明的是，缓冲件12在原始状态下是紧贴无人车外侧面的，只有在缓冲装置1展开时，缓冲件12才会向远离无人车的方向移动，即在水平方向上伸出远离无人车外侧，此时，缓冲件12在水平方向的投影位于所述无人设备的最前端。如果在缓冲装置1并未展开的情况(即原始状态)下，无人车与障碍物发生碰撞，障碍物最先接触的并非是缓冲件12，而可能是无人车外侧配置的其他装置，如保险杠。如果在缓冲装置1展开(预设状态)的情况下，无人车与障碍物发生碰撞，此时，缓冲装置1已经向远离无人车的方向上伸出，移动后的缓冲件12在水平方向的投影位于所述无人设备的最前端，柔性件122是最先接触障碍物的，以便缓冲碰撞带来的伤害。
51.可见，由于四杆缓冲机构121与曲柄摇杆机构112共用摇杆1122，因此在摇杆1122受推杆111驱动时，可带动四杆缓冲机构121向远离无人车的方向移动，并且，曲柄摇杆机构112处于死点位置时，摇杆1122同样在无推杆111动力驱动的情况下无法旋转，即使无人车与障碍物发生碰撞，四杆缓冲机构121也不会收回，降低缓冲装置1的缓冲能力。一旦无人车与障碍物发生碰撞，四杆缓冲机构121上的柔性件122可最先接触障碍物，缓冲碰撞。通常情况下，一个四杆缓冲机构可安装两层由柔性材料构成的柔性件122，但根据具体应用场景，可以在四杆缓冲机构上加装多层由柔性材料构成的柔性件122，本说明书对此不做限定。
52.另外，缓冲装置1展开后，如果无人设备与障碍物实际并未发生碰撞或发生碰撞后缓冲装置1仍可工作，可以将缓冲装置1收回，以便下次使用。具体的，当缓冲装置1接收到收回信号时，推杆111的丝杆1112受动力装置驱动收回进推杆管1111内，带动摇杆1122绕摇杆1122与固定杆1121的连接处旋转回原始位置，此时缓冲装置1由预设状态收回至原始状态。
53.在本说明书提供的无人设备，无人设备上配置的缓冲装置包括展开机构和缓冲件，其中，缓冲件固定在所述展开机构上，缓冲件包括由柔性材料构成的柔性件。在无人设备与障碍物发生碰撞之前，驱动缓冲装置展开，以使缓冲装置与障碍物接触。可见，在障碍物与无人设备发生碰撞之前，就展开配置在无人设备上的缓冲装置，使得缓冲装置与障碍物接触，从而减少碰撞给障碍物以及无人设备造成的伤害。尤其是障碍物为行人时，缓冲装置与行人的头部、躯干接触，减少碰撞给行人的头部、躯干带来的伤害。
54.图4为本说明书实施例提供的保护方法的流程示意图，在本说明书实施例中，图4所示的保护方法可以应用于无人设备的控制器，也可以应用于控制无人设备的服务器，本说明书对此不做限定。本说明书中以应用于无人设备的控制器为例，对图4所示的保护方法进行说明，具体包括以下步骤：
55.s400：获取障碍物的状态信息以及无人设备自身的状态信息。
56.在本说明书实施例中，无人设备可以是无人车、无人机等无人驾驶设备。在本说明书实施例中，为了便于理解，仅以无人车为例，对具体技术方案进行说明。无人车的车型可以是平头车，可用于物流配送领域，包括外卖、配送等即时配送领域，也可包括其他非即时配送领域。
57.在此步骤中，配置在无人车上的控制器可从传感器采集的无人车周围的环境信息中，确定障碍物的速度、位置等状态信息。同时，获取无人设备自身的速度、位置等状态信息。传感器可包括光学照相机、红外照相机、激光雷达等传感器。
58.s402：根据所述障碍物的状态信息以及所述无人设备自身的状态信息，确定所述无人设备与所述障碍物发生碰撞的风险值。
59.具体的，风险值用于判断无人车与障碍物发生碰撞的概率，风险值与获取到的障碍物的状态信息以及无人车自身的状态信息有关。若获取的状态信息包括速度和位置，根据障碍物的状态信息以及无人车自身的状态信息，确定障碍物相对无人车的相对距离以及相对速度。通常，风险值与相对距离呈负相关，与相对速度呈正相关，即相对距离越小，风险值越大；相对速度越大，风险值越大。
60.s404：当所述风险值大于预设阈值时，将驱动信号发送给所述无人设备上配置的缓冲装置，以使所述缓冲装置展开至预设状态。
61.通常情况下，在检测到存在无人车与障碍物发生碰撞的风险时，控制器控制无人车采取刹车减速、转向避让等避免碰撞发生的操作，当无法避免发生碰撞时，也就是风险值高于预设阈值时，需要利用配置在无人车上的缓冲装置缓冲即将发生的无人车与障碍物之间的碰撞。此时，控制器可向配置在无人车即将发生碰撞的一侧上的缓冲装置发送驱动信号，以使该缓冲装置展开，使得缓冲装置上的柔性件最先与障碍物接触，减缓碰撞带来的伤害。其中，缓冲装置可配置在无人车的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面中的至少一个侧面。位于无人车的一个侧面的缓冲装置的数量至少为一个。
62.以障碍物为行人为例，若行人身高较高，如图5a所示，可展开配置在即将发生碰撞的无人车的外侧面(图5a所示为无人车的前侧面)的缓冲装置，其中，配置高度与行人的头部、躯干相近。一旦无人车与成年人发生碰撞，缓冲装置上的缓冲件可与行人的头部、躯干等部位接触。若行人身高较矮，如图5b所示，在这种情况下可通过预先将缓冲装置调整在距离地面较低的位置，以便缓冲装置上的缓冲件可与行人的头部、躯干等部位接触。可选的，
也可以在图5a的基础上，在图5a当前所示缓冲装置的下方，再配置缓冲装置，达到图5b的效果。通过缓冲件上安装的由柔性材料构成的柔性件，可以对碰撞进行缓冲，从而减少无人车与行人发生碰撞对无人车以及行人造成的伤害。尤其是障碍物为行人时，缓冲装置与行人的头部、躯干接触，减少碰撞给行人的头部、躯干带来的伤害。
63.在本说明书提供保护方法中，在无人设备与障碍物发生碰撞之前，通过获取的障碍物以及无人设备自身的状态信息确定无人设备与障碍物发生碰撞的风险值，并在风险值高于阈值的情况下，发送驱动信号驱动无人设备上配置的缓冲装置展开，以使缓冲装置与障碍物接触。可见，在障碍物与无人设备发生碰撞之前，就根据发生碰撞的风险值驱动配置在无人设备上的缓冲装置展开，使得缓冲装置先于无人车上配置的其他装置与障碍物接触，从而减少碰撞给障碍物以及无人设备造成的伤害。
64.在本说明书另一个实施例中，在将驱动信号发送给所述无人设备上配置的缓冲装置之后，如果无人设备与障碍物并未发生碰撞或发生碰撞后缓冲装置仍可工作，可以将缓冲装置收回，以便下次使用。如图6所示，具体通过以下步骤实现：
65.s500：重新获取所述障碍物的状态信息以及所述无人设备自身的状态信息。
66.s502：根据重新获取的所述障碍物的状态信息以及所述无人设备自身的状态信息，确定当前所述无人设备与所述障碍物发生碰撞的风险值。
67.s504：判断所述风险值是否不大于预设阈值。若是，执行步骤s506，否则返回步骤s500。
68.s506：将收回信号发送给所述缓冲装置，以使所述缓冲装置由所述预设状态收回至原始状态。此时说明不存在与无人车发生碰撞的可能性高的障碍物，因此发送收回信号给缓冲装置，以使缓冲装置收回至原始状态，以备下次风险值高于预设阈值时使用。
69.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
70.以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。