一种防跌落装置及机器人的制作方法

1.本实用新型属于智能机器人领域，尤其涉及一种防跌落装置及机器人。


背景技术：

2.随着机器人技术的迅速发展，机器人应用越来越广泛，例如，迎宾机器人、送餐机器人以及教育机器人、仿生机器人等等。机器人是自动执行工作的机器装置，它可以接受人类指挥，也可以运行预先编排的程序，还可以依据人工智能技术制定的原则行动。随着国家宏观战略的重视，我国移动机器人的研究已经进入空前热门的时期。各种各样的移动机器人逐渐地映入人们视线，在现有技术中，移动机器人多种多样，已基本满足功能，但仍存在一些不足。
3.例如为了防止机器人在运动中发生碰撞而跌倒，现有技术在机器人的底部侧壁安装了激光雷达、深度视觉模块和至少一条防撞条来防止机器人的碰撞，但这种防跌倒机制是默认机器人在理想平面上移动，对于凹凸不平的地面或者上下自动扶梯等具有落差的非平面地形时，上述现有手段均无法进行探测。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中机器人无法探测和规避地形落差的缺陷，本实用新型旨在提供一种防跌落装置及机器人。
5.本技术提供一种防跌落装置，应用于机器人上，能够与所述机器人通信连接，所述防跌落装置包括：外壳，能够安装于所述机器人的机身顶部侧壁；传感器支架，与所述外壳固定连接；传感器，设于所述传感器支架中，其中，所述传感器与所述机器人通信连接，所述传感器能够在探测方向上探测出所述机器人运行的地形信息，并能够将地形信息传输至所述机器人，所述探测方向为朝向所述机器人的运行方向并相较于水平面向下倾斜的方向。
6.根据本技术提供的一个实施方式，所述传感器的探测方向与机器人前方的地面所成夹角范围为30
°‑
60
°
。
7.根据本技术提供的一个实施方式，所述传感器包括：传感器主体，设于所述传感器支架上；传感阵列，设于所述传感器主体上，其中，所述传感器主体设有与所述传感阵列连接的主体电路和用于与机器人通信连接的通信模块，所述传感阵列获取的地形信息能够在所述主体电路和所述通信模块的作用下传输至所述机器人。
8.根据本技术提供的一个实施方式，所述传感器支架包括支架主体，所述支架主体包括：安装腔室，用于安装所述传感器；延伸部，与所述安装腔室的连接，其中，所述支架主体通过所述延伸部与所述外壳连接。
9.根据本技术提供的一个实施方式，所述安装腔室包括：第一腔体壁，与所述延伸部处于同一平面；第二腔体壁，与所述第一腔体壁垂直连接；第三腔体壁，与所述第一腔体壁垂直连接，其中，所述第一腔体壁、所述第二腔体壁和所述第三腔体壁形成半包围结构。
10.根据本技术提供的一个实施方式，所述第二腔体壁与所述传感器的探测方向平行
设置，所述第三腔体壁与所述传感器的探测方向垂直设置。
11.根据本技术提供的一个实施方式，所述第三腔体壁上设有缺口，所述传感器能够通过所述缺口对所述机器人运行的地形信息进行探测，所述传感器位于所述安装腔室内，且与所述第三腔体壁连接，所述传感器的传感阵列位于所述缺口处。
12.根据本技术提供的一个实施方式，所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体内设有通道腔体，所述传感器能够通过所述通道腔体对所述机器人运行的地形信息进行探测。
13.根据本技术提供的一个实施方式，所述外壳主体还包括至少一个卡接部，所述外壳主体通过所述卡接部与所述机器人的机身顶部侧壁连接。
14.本技术还提供一种机器人，包括机身和至少一个上述各实施例中的防跌落装置，所述防跌落装置设于所述机身的顶部侧壁；所述防跌落装置中的传感器与所述机器人通信连接，所述传感器能够在探测方向上探测出所述机器人运行的地形信息，并能够将地形信息传输至所述机器人。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型的机器人防跌落装置能够探测机器人前方的地面情况，传感器为发射光反射接收传感器，例如单点激光雷达，该传感器能够探测到机器人前方的地面落差。传感器将地面落差数据发送到机器人的处理器中，处理器通过运算识别出前方的地面落差情况，通过控制机器人制动或绕行以避免发生跌落。该装置结构设置简单，并可拆卸地安装到现有机器人机身上，具有易于安装和使用的特点。设置有该防跌落装置的机器人能够更智能地移动，更好和更高效地完成货物配送任务。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的一种防跌落装置的结构图；
19.图2为本实用新型实施例提供的一种防跌落装置中传感器的结构图；
20.图3为本实用新型实施例提供的一种防跌落装置中传感器支架的结构图；
21.图4为本实用新型实施例提供的一种防跌落装置中传感器支架的又一结构图；
22.图5为本实用新型实施例提供的一种防跌落装置中外壳的结构图；
23.图6为本实用新型实施例提供的一种机器人的示意图；
24.图7为本实用新型实施例提供的一种防跌落装置在机器人上的安装示意图；
25.图8为本实用新型实施例提供的一种机器人的使用场景示意图。
26.附图标号说明：
27.1-传感器；10-传感器主体；11-传感阵列；12-支架连接螺孔；2-传感器支架；20-支架主体；21-第一外壳固定螺孔；22-第二外壳固定螺孔；23-传感器固定螺孔；24-延伸部；25-第一腔体壁；26-第二腔体壁；27-第三腔体壁；3-外壳；30-外壳主体；31-第一支架固定螺孔；32-第二支架固定螺孔；33-外壳固定螺孔；34-通道腔体；35-卡接部。
具体实施方式
28.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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动的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。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“相连”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.如图1-图5所示，本实用新型的实施例提供了一种防跌落装置，应用于机器人上，能够与机器人通信，防跌落装置包括：传感器1、传感器支架2和外壳3；所述传感器1固定在所述传感器支架2中，所述传感器支架2与所述外壳3固定连接，所述外壳3安装于所述机器人的机身顶部侧壁；其中，所述传感器1和机器人通信连接，所述传感器1的探测方向朝向机器人的前方并相较于水平面向下倾斜设置，所述传感器1能够在探测方向上探测出所述机器人运行的地形信息，并能够将地形信息传输至所述机器人。
32.也就是说，防跌落装置主要由传感器1、传感器支架2和外壳3组成，传感器1通过传感器支架2安装在外壳3上，并通过外壳3安装在机器人的机身顶部侧壁上，整个装置结构简单，能够可拆卸地安装到现有机器人机身上，具有易于安装和使用的特点。
33.同时，传感器1能够与机器人通信连接，传感器1的探测方向朝向机器人的前方并相较于水平面向下倾斜设置，能够在探测方向上及时准确的探测出机器人运行的地形信息，并能够将地形信息传输至机器人。机器人通过其自身智能系统中的处理器对地形信息进行处理，判断地形的凹凸情况和落差情况，处理器通过运算识别出前方的地面地形情况，通过控制机器人制动或绕行以避免发生跌落，使得机器人能够更智能地移动，更好和更高效地完成货物配送任务。
34.需要说明的是，本技术对传感器的具体结构不作限定，可以根据实际需要进行合理的选择和设置，只要能够及时准确的探测出机器人运行的地形信息即可。
35.具体的，在本实施例中，传感器1包括传感器主体10、传感阵列11和一对支架连接螺孔12；其中，所述传感阵列11位于所述传感器主体10的前端，所述传感器主体10内包括与所述传感阵列11相连接的主体电路和与用于与机器人通信的通信模块，所述传感阵列11获取的地形信息能够在所述主体电路和所述通信模块的作用下传输至所述机器人。所述传感器主体10的外部两端分别设置所述支架连接螺孔12，所述支架连接螺孔12用于和所述传感器支架2相连接。
36.进一步需要说明的是，本实施例中所涉及的传感阵列11、主体电路和通信模块均
为市售的现有技术产品，本实用新型不涉及对于传感阵列11、主体电路和通信模块本身的功能或程序所做出的改进。
37.如图3和图4所示，所述传感器支架2包括支架主体20，所述支架主体20包括：安装腔室和延伸部24。安装腔室用于安装所述传感器，延伸部24与所述安装腔室的连接，所述支架主体20通过所述延伸部24与所述外壳3连接。
38.更为具体的，所述延伸部24与所述安装腔室的边缘连接，所述延伸部24中设置所述第一外壳固定螺孔21；所述安装腔室为三面围合的半包围结构，包括：与所述延伸部24处于同一平面的第一腔体壁25，与所述第一腔体壁25垂直连接的第二腔体壁26以及与所述第一腔体壁25垂直连接的第三腔体壁27，也即，第一腔体壁、第二腔体壁和第三腔体壁共同围合形成了安装腔室。其中，第二腔体壁26连接在所述第一腔体壁25的上部，所述第二腔体壁26内穿设有所述第二外壳固定螺孔22。所述第二腔体壁26与所述传感器1的探测方向平行设置。所述第三腔体壁27的上下两端分别设置所述传感器固定螺孔23，用于和所述支架连接螺孔12相固定，所述第三腔体壁27与所述传感器1的探测方向垂直设置。所述第三腔体壁27上设有缺口，所述传感器1位于所述安装腔室内，且与所述第三腔体壁27连接，所述传感器1的传感阵列位于所述缺口处，所述传感器1能够通过所述缺口对所述机器人运行的地形信息进行探测。
39.进一步地，如图5所示，在本实施例中，所述外壳3包括外壳主体30。具体的，外壳主体30包括第一支架固定螺孔31，第二支架固定螺孔32和两个外壳固定螺孔33。所述第一支架固定螺孔31和所述第二支架固定螺孔32水平地设置在所述外壳主体30中，分别用于与所述延伸部24中的所述第一外壳固定螺孔21及所述第二腔体壁26内的所述第二外壳固定螺孔22相连接。其中，第一支架固定螺孔31和第二支架固定螺孔32均为向传感器支架2伸出的内螺纹柱。支架连接螺孔12的内螺纹柱顶部和第一外壳固定螺孔21相连接，两者通过螺钉固定二支架连接螺孔12的内螺纹柱伸入第二腔体壁26中，并与第二外壳固定螺孔22相连接，两者通过螺钉固定，通过上述连接方式将支架主体20与外壳主体30相互连接。
40.更为具体的，所述外壳主体30内设有通道腔体34，所述通道腔体34和所述安装腔室的内侧相互配合，所述通道腔体为中空结构，所述通道腔体34的一端与所述传感器1相连，传感器1能够通过所述通道腔体34对机器人运行的地形信息进行探测。在本实施例中，所述传感器1的探测方向与机器人前方的地面所成夹角为30
°‑
60
°
。更为优选的，所成夹角为45
°
。所述通道腔体34的轴心和所述传感器1的探测方向重合。所述传感器1能够透过该通道腔体34在探测方向上探测出所述机器人运行的地形信息，并能够将地形信息传输至所述机器人。
41.更为具体的，所述外壳主体30还包括至少一个卡接部35，所述外壳主体30通过所述卡接部35与所述机器人的机身顶部侧壁连接，每个所述卡接部35中垂直地设置一个外壳固定螺孔33，通过在外壳固定螺孔33中旋入螺钉与机器人的机身顶部侧壁连接。
42.如图6-8所示，本实用新型的实施例提供了一种机器人，包括机身和至少一个上述各实施例中任一项的防跌落装置。也即，在机身的顶部侧壁安装至少一个防跌落装置。其中，安装的防跌落装置数量以2个及以上为优，以避免单个防跌落装置的单体误差或单体错误对机器人防跌落功能造成的影响。优选地，2个防跌落装置对称地安装在机器人的机身顶部侧壁的两侧，防跌落装置中的传感器1的探测方向均朝向机器人的前方并相较于水平面
向下倾斜。
43.具体的，本实施例中的传感器1为发射光反射接收类传感器1，例如单点激光雷达。安装于通道一端的传感器1的传感阵列11沿通道轴向发射激光并接收沿通道返回的反射光，以此获得机器人前方的地面落差数据。地面落差数据经过主体电路和通信模块的传输发送到机器人的处理器中，机器人内的处理器可根据地面落差数据得知机器人前方的地面落差情况，可依据判断条件控制机器人制动或者绕行，保持静止或避开存在落差的地面，从而防止机器人发生跌落。该装置结构设置简单，并可拆卸地安装到现有机器人机身上，具有易于安装和使用的特点。设置有该防跌落装置的机器人能够更智能地移动，更好和更高效地完成货物配送任务。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、改进、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。