一种智能避障机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种智能避障机器人。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，机器人逐渐进入到日常生活中为人们提供各种服务，服务型机器人往往要求要与人互动能力，比如接受语音命令和具备信息输出能力，以及具备在人群中穿梭的能力。
3.日常生活场景中有很多的障碍物，包括固定的物体和移动的人等等，这些障碍物往往布局复杂、无序，现有机器人避障检测方法主要靠前方设置红外线或超声波方式来避障。由于服务型机器人往往身形修长，具有一定的高度，容易因为重心问题导致移动不稳。因此，在检测到前方有障碍物时，往往由于紧急停止发生倾倒，造成设备损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种智能避障机器人，解决了现有技术中智能避障机器人由于紧急停止发生倾倒，造成设备损坏的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能避障机器人，包括主体、车架、驱动轮组件、刹车组件和触发机关，设于所述主体内部的控制器，以及设于所述主体上与控制器相连的多种传感器，所述多种传感器用于采集障碍物信息并发送至控制器，所述主体固设于车架上，所述车架底端部设置有至少一个驱动轮组件和多个从动轮，所述驱动轮组件用于驱动主体运动，所述刹车组件和触发机关设置于车架侧端部，用于在紧急制动时通过触发机关启动刹车组件进行刹车。
6.作为优选方案，所述驱动轮组件包括轮架，设于所述轮架上的驱动轮、驱动电机、传动齿轮和传动带，所述轮架上端部与车架可转动连接，两个所述驱动轮设于轮架两侧，并通过传动带与驱动电机上的传动齿轮相连。
7.作为优选方案，所述车架上设置有回转轴及与所述回转轴传动相连的电机，所述回转轴上端部连接有支座，所述支座与主体底端部固定连接；所述支座包括上支座、下支座和第一弹簧，所述上支座和下支座交错活动连接，且两者之间设置有第一弹簧。
8.作为优选方案，所述刹车组件包括转动电机、刹车杆、刹车板、第二弹簧和固定块，所述刹车杆端部可转动设置于车架侧端部，且与设于车架上的转动电机连接，所述第二弹簧一端连接于刹车杆中部，另一端与设于车架上的固定块连接，位于所述第二弹簧下方的车架上设置有触发机关，所述触发机关与刹车杆相互配合，使得刹车杆在抬起和落下状态间切换。
9.作为优选方案，所述触发机关包括固设于车架外侧部的支撑板，设于所述支撑板上的触发电机、滑块、第三弹簧和限位杆，及与所述触发电机输出端连接的凸轮，固设于滑块侧部的抵接块，所述凸轮与抵接块相互配合，用于驱动滑块上下运动，所述第三弹簧压设于滑块和支撑板侧部之间，所述限位杆一端固设于滑块上，另一端穿过支撑板和车架与设
于刹车杆上的凹槽相匹配。
10.作为优选方案，所述主体底端部设置有底板，所述多种传感器包括设于底板上与控制器相连的红外传感器、雷达测距传感器和摄像头。
11.作为优选方案，所述主体前端部还设置有伸缩杆，所述伸缩杆活动端固定连接有显示屏，且所述显示屏与控制器相连，用于展示信息。
12.作为优选方案，所述主体上还设置有与控制器相连的报警器和扬声器。
13.作为优选方案，所述主体底端部外周环绕设置有防撞带。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：在机器人主体下方的车架上设置刹车组件和触发组件，两者相互配合，正常行驶时，在触发组件的限位杆限制下，刹车组件的刹车杆处于固定倾斜角度，第二弹簧处于压缩状态；当传感器检测到前方存在障碍物时，控制器向驱动电机发出反转信号，同时向触发机关发出开启信号，此时触发电机转动带动凸轮转动，驱使滑块向外侧运动，使得限位杆缩回，由于失去限位杆的阻碍，刹车杆在第二弹簧的作用下迅速向后下方转动，刹车板与地面之间产生摩擦力使机器人减速，并且由于车架底部增加了刹车杆作为支点，提高了整体平稳性，实现了紧急刹车且不发生倾倒的效果。通过在机器人主体上设置多组红外传感器、雷达测距传感器和摄像头，能够通过多种方式采集前方障碍物数据，使得探测结果更加准确。
附图说明
15.参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
16.图1为本实用新型实施例智能避障机器人的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例驱动轮组件的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例驱动轮组件的侧视图；
19.图4为本实用新型实施例刹车组件的结构示意图；
20.图5为本实用新型实施例触发组件的结构示意图；
21.图6为本实用新型实施例智能避障机器人的功能模块图。
22.图中标号：1主体、2车架、3驱动轮组件、3.1轮架、3.2驱动轮、3.3驱动电机、3.4传动齿轮、3.5传动带、4回转轴、5刹车组件、5.1转动电机、5.2刹车杆、5.3刹车板、5.4第二弹簧、5.5固定块、5.6凹槽、6支座、6.1上支座、6.2下支座、6.3第一弹簧、7触发机关、7.1支撑板、7.2触发电机、7.3凸轮、7.4滑块、7.5抵接块、7.6第三弹簧、7.7限位杆、7.8滑槽板、8底板、9红外传感器、10雷达测距传感器、11充电接口、12防撞带、13伸缩杆、14显示屏、15摄像头、16报警器、17扬声器。
具体实施方式
23.容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
24.根据本实用新型的一实施方式结合图1至6示出。一种智能避障机器人，包括主体1、车架2、驱动轮组件3、刹车组件5和触发机关7，设于主体1内部的控制器，以及设于主体1上与控制器相连的多种传感器，多种传感器用于采集障碍物信息并发送至控制器。
25.主体1固设于车架2上，车架2底端部设置有至少一个驱动轮组件3和多个从动轮，驱动轮组件3用于驱动主体1运动，刹车组件5和触发机关7设置于车架2侧端部，用于在紧急制动时通过触发机关7启动刹车组件5进行刹车。本实施例中，在车架2底端部设置1个驱动轮组件3和2个从动轮，驱动轮组件3在前，从动轮在后。
26.参见图2和3，上述驱动轮组件3包括轮架3.1，设于轮架3.1上的驱动轮3.2、驱动电机3.3、传动齿轮3.4和传动带3.5，轮架3.1上端部与车架2可转动连接，两个驱动轮3.2设于轮架3.1两侧，并通过传动带3.5与驱动电机3.3上的传动齿轮3.4相连。工作时，驱动电机3.3带动传动齿轮3.4转动，通过传动带3.5驱动设置在轮架3.1上的驱动轮3.2转动。
27.在车架2上设置有回转轴4及与回转轴4传动相连的电机，回转轴4上端部连接有支座6，支座6与主体1底端部固定连接。通过回转轴4可以实现主体1的转向，活动范围广。该支座6包括上支座6.1、下支座6.2和第一弹簧6.3，上支座6.1和下支座6.2交错活动连接，且两者之间设置有第一弹簧6.3。主体1设置在支座6上，可以达到较好的减震效果，遇到坑洼路况时可以保证平稳运行。
28.参见图4，刹车组件5包括转动电机5.1、刹车杆5.2、刹车板5.3、第二弹簧5.4和固定块5.5，刹车杆5.2端部可转动设置于车架2侧端部，且与设于车架2上的转动电机5.1连接，第二弹簧5.4一端连接于刹车杆5.2中部，另一端与设于车架2上的固定块5.5连接，位于第二弹簧5.4下方的车架2上设置有触发机关7，触发机关7与刹车杆5.2相互配合，使得刹车杆5.2在抬起和落下状态间切换。当刹车杆5.2落下时，刹车杆5.2底端部的刹车板5.3与地面产生摩擦，实现减速效果。
29.参见图5，触发机关7包括固设于车架2外侧部的支撑板7.1，设于支撑板7.1上的触发电机7.2、滑块7.4、第三弹簧7.6和限位杆7.7，及与触发电机7.2输出端连接的凸轮7.3，固设于滑块7.4侧部的抵接块7.5，凸轮7.3与抵接块7.5相互配合，用于驱动滑块7.4上下运动，滑块7.4与设于其下方的滑槽板7.8滑动连接。第三弹簧7.6压设于滑块7.4和支撑板7.1侧部之间，限位杆7.7一端固设于滑块7.4上，另一端穿过支撑板7.1和车架2与设于刹车杆5.2上的凹槽5.6相匹配。触发电机7.2带动凸轮7.3转动，当凸轮7.3的长端与抵接块7.5接触时，限位杆7.7向车架2外侧移动；当凸轮7.3的短端与抵接块7.5接触时，限位杆7.7向车架2内侧移动。
30.本实施例中，在主体1底端部设置有底板8，多种传感器包括设于底板8上与控制器相连的红外传感器9、雷达测距传感器10和摄像头15。需要说明：红外传感器9、雷达测距传感器10和摄像头15分别用于采集周围环境的近距离、远距离和影像信息，再将采集信息送至控制器集中处理，控制器内置算法程序，能够对采集信息进行处理分析，准确计算出前方障碍的距离。该算法程序为现有技术，如使用orca避障算法等，不属于本技术要求保护的范围。
31.进一步的，在底板8上还设有充电接口11，用于为主体1内部的蓄电池供电。主体1前端部还设置有伸缩杆13，伸缩杆13活动端固定连接有显示屏14，且显示屏14与控制器相连，用于展示信息。主体1上还设置有与控制器相连的报警器16和扬声器17。主体1底端部外
周环绕设置有防撞带12，可以有效防止机器人被撞坏。
32.应理解，本实用新型中涉及到的控制器、红外传感器9、雷达测距传感器10和摄像头15、报警器16和扬声器17等均属于市售器件，其内部结构和工作原理属于现有技术，在此不做赘述。
33.综上所述，本实用新型的有益效果包括：在机器人主体1下方的车架2上设置刹车组件5和触发组件，两者相互配合，正常行驶时，在触发组件的限位杆7.7限制下，刹车组件5的刹车杆5.2处于固定倾斜角度，第二弹簧5.4处于压缩状态；当传感器检测到前方存在障碍物时，控制器向驱动电机3.3发出反转信号，同时向触发机关7发出开启信号，此时触发电机7.2转动带动凸轮7.3转动，驱使滑块7.4向外侧运动，使得限位杆7.7缩回，由于失去限位杆7.7的阻碍，刹车杆5.2在第二弹簧5.4的作用下迅速向后下方转动，刹车板5.3与地面之间产生摩擦力使机器人减速，并且由于车架2底部增加了刹车杆5.2作为支点，提高了整体平稳性，实现了紧急刹车且不发生倾倒的效果。障碍解除后，转动电机5.1启动，带动刹车杆5.2向前上方转动，当达到设定角度后，控制器控制触发电机7.2转动，限位杆7.7伸入车架2内重新挡住刹车杆5.2。通过在机器人主体1上设置多组红外传感器9、雷达测距传感器10和摄像头15，能够通过多种方式采集前方障碍物数据，使得探测结果更加准确。
34.本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。