一种检测模组、避障模组、防卡模组、地检模组及机器人

摘要

本发明公开了一种检测模组、避障模组、防卡模组、地检模组及机器人，所述避障模组、防卡模组和地检模组具有与检测模组一样的结构，所述检测模组包括检测模块、前壳和后壳，其中，所述前壳和后壳通过连接结构相连，所述检测模块设置于所述前壳和后壳之间且与所述前壳固定连接；当所述前壳受力时，所述前壳通过连接结构带动所述检测模块内缩，以保护所述检测模块。与现有技术相比，本发明所述的连接结构可以让带有检测模块的前壳进行活动，当前壳受到力的作用时，前壳和检测模块可以内缩，能够起到较好的保护作用。

说明书

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种检测模组、避障模组、防卡模组、地检模组及机器人。

背景技术

现有的机器人大部分都是采用TOF（飞行时间）技术或测距传感器来作为沿边检测的传感器，而这些传感器都是安装在移动机器人的侧边，检测方向与移动机器人垂直，检测范围较小，在沿小障碍物、桌角和沙发底等障碍物清扫的时候，无法做到很好的跟踪障碍物的方位，导致机器与障碍物频繁产生物理碰撞，严重降低清扫效率和用户体验。而且，这些传感器通常采用刚性连接的方式，以至于在发生碰撞后容易损坏。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种检测模组、避障模组、防卡模组、地检模组及机器人，可以使得模组在与障碍物碰撞时内缩，缓冲的作用让模组不易损坏。本发明的具体技术方案如下：

一种检测模组，所述检测模组包括检测模块、前壳和后壳，其中，所述前壳和后壳通过连接结构相连，所述检测模块设置于所述前壳和后壳之间且与所述前壳固定连接；当所述前壳受力时，所述前壳通过连接结构带动所述检测模块内缩，以保护所述检测模块。与现有技术相比，本技术方案的连接结构可以让带有检测模块的前壳进行活动，当前壳受到力的作用时，前壳和检测模块可以内缩，能够起到较好的保护作用。

进一步地，所述检测模块包括主板、检测传感器和中壳，其中，所述检测传感器设置在所述主板上，用于检测环境参数；所述中壳设置有限位结构，所述限位结构用于容纳所述检测传感器，使得所述检测传感器按预设位置和角度放置。按预设位置和角度放置检测传感器可以起到最理想的检测效果。

进一步地，所述前壳设置有与所述检测传感器配合的通光口。所述通光口使得检测传感器得以检测环境参数。

进一步地，所述前壳设置有透明材质的防护板，所述防护板设置在所述检测传感器前方，所述防护板与所述通光口共同形成通光部。所述防护板起到保护检测传感器的作用。

进一步地，所述检测模块设置有碰撞感应传感器，用于在检测模块内缩时触发产生碰撞反馈信号。使得机器人做出相应的动作以保护检测模块。

进一步地，所述碰撞感应传感器朝向后壳，所述后壳在相应位置设置有凸起结构，所述凸起结构用于在检测模块内缩时触发所述碰撞感应传感器，使碰撞感应传感器产生碰撞反馈信号；所述碰撞感应传感器和凸起结构之间存在一定的距离，所述距离可以防止产生误触。

进一步地，所述连接结构包括连接斜面、限位孔、固定轴和扭簧，其中，所述连接斜面与所述前壳的侧边相接，且形成一定的夹角；所述连接斜面上设有限位孔，所述后壳的侧面设有相配合的限位孔；所述固定轴通过所述限位孔将前壳和后壳相连；所述扭簧套在所述固定轴上，使得前壳和后壳之间产生张角，并在前壳内缩后可以复原。通过扭簧的弹力可以使得检测模组在碰撞时可以产生活动进行缓冲，以保护检测模块。

进一步地，所述前壳设置有卡扣，所述后壳在相应位置设置有让位卡口，使得所述卡扣可以卡入所述让位卡口中以限制前壳的运动方向；所述卡扣的端部设置有挡块，用于限制所述张角的最大角度。卡扣阻止了前壳和后壳之间除轴向方向运动之外的其他维度方向的运动，使得检测模组更稳固，进一步保护了检测模块。

一种机器人避障模组，应用于移动机器人，所述避障模组具有与所述检测模组相同的结构，所述避障模组设置于移动机器人的侧面，当所述避障模组与障碍物发生碰撞时，带有检测模块的前壳通过连接结构进行内缩，以保护所述检测模块。与现有技术相比，本技术方案中设置在机器人侧面的避障模组在发生碰撞时，可以及时通过连接结构让带有检测模块的前壳进行内缩，以保护检测模块。

进一步地，所述避障模组设置于移动机器人的碰撞板处，所述碰撞板设置有与所述避障模组相匹配的让位口；所述避障模组的后壳与移动机器人的主体固定连接，所述避障模组的连接结构中的连接斜面适配地设置于让位口处；当所述碰撞板发生碰撞时，所述碰撞板通过力的传动，借助所述连接结构带动所述检测模块内缩，以保护所述检测模块。碰撞板本身具有缓冲作用，通过联动所述连接结构可以对检测模块起到很好的保护作用。

进一步地，所述避障模组的检测传感器包括摄像头和线激光传感器，所述摄像头和线激光传感器与所述主板电连接并容纳于所述中壳的限位结构中，使得所述摄像头和线激光传感器呈水平放置，且所述摄像头的光轴方向与所述线激光传感器的发射方向呈预设角度。机器人通过线激光传感器和摄像头进行障碍物检测，不仅可以准确获取障碍物与机器人的距离，还可以获取障碍物的高度信息，便于机器人进行沿边避障行走；机器人以预设角度设置线激光传感器的发射方向，可以使得机器人获取到最理想的障碍物高度和距离，实现机器人精准沿墙、沿沙发底以及其他障碍物的近距离无物理碰撞沿边行走。

一种机器人防卡模组，应用于移动机器人，所述防卡模组具有与所述检测模组相同的结构，所述防卡模组设置于移动机器人的顶部，当所述防卡模组与障碍物发生碰撞时，带有检测模块的前壳通过连接结构进行内缩，以防止移动机器人卡住。与现有技术相比，本技术方案中设置在机器人顶部的防卡模组在发生碰撞时，可以及时通过连接结构让带有检测模块的前壳进行内缩，以防止移动机器人卡住，同时保护检测模块。

进一步地，所述防卡模组高于移动机器人顶部一定距离，所述防卡模组的后壳与移动机器人的主体固定连接，所述防卡模组的连接结构中的连接斜面的朝向与移动机器人的前进/后退方向相同，当所述连接斜面与障碍物发生碰撞时，所述连接结构带动所述检测模块内缩，以防止移动机器人卡住。

一种机器人地检模组，应用于移动机器人，所述地检模组具有与所述检测模组相同的结构，所述地检模组设置于移动机器人的底部，当所述地检模组与凸起障碍物发生碰撞时，带有检测模块的前壳通过连接结构进行内缩，以保护所述检测模块。与现有技术相比，本技术方案中设置在机器人底部的地检模组在发生碰撞时，可以及时通过连接结构让带有检测模块的前壳进行内缩，以保护所述检测模块。

一种移动机器人，所述移动机器人至少设置有所述的一种机器人避障模组、一种机器人防卡模组或一种机器人地检模组中任一模组。

附图说明

图1为本发明一种实施例所述检测模组的爆炸图。

图2为本发明一种实施例所述检测模组的左视图。

图3为本发明一种实施例所述检测模组的立体图。

图4为本发明安装有所述检测模组的移动机器人示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1可知，一种检测模组的爆炸图，所述检测模组主要由三个部分组成，所述检测模组包括检测模块、前壳301和后壳101，其中，所述前壳301和后壳101通过连接结构相连，所述检测模块设置于所述前壳301和后壳101之间且与所述前壳301固定连接；当所述前壳301受力时，所述前壳301通过连接结构带动所述检测模块内缩，以保护所述检测模块。所述连接结构可以让带有检测模块的前壳301进行活动，当前壳301受到力的作用时，前壳301和检测模块可以内缩，能够起到较好的保护作用。

作为其中一种实施方式，所述检测模块包括主板202、检测传感器和中壳205。其中，所述检测传感器设置在所述主板202上，与主板202电连接，用于检测环境参数；所述中壳205设置有限位结构，所述限位结构用于容纳所述检测传感器，使得所述检测传感器按预设位置和角度放置，使得检测传感器可以起到最理想的检测效果。

作为其中一种实施方式，参见图2，所述主板202上还设置有碰撞感应传感器208。所述碰撞感应传感器208朝向后壳，所述后壳101在相应位置设置有凸起结构104，所述凸起结构104用于在检测模块内缩时触发所述碰撞感应传感器208，使碰撞感应传感器208产生碰撞反馈信号，使得机器人做出相应的动作以保护检测模块。所述碰撞感应传感器208和凸起结构104之间存在一定的距离，可以防止产生误触，否则会使机器人误以为遇到障碍物从而打乱正常的规划。

作为其中一种实施方式，所述主板202通过螺钉201与中壳205固定连接，然后，中壳205的另一面又通过定位柱热熔或粘结或其他紧固方式与前壳301固定连接。所述前壳301设置有与所述检测传感器配合的通光口，使得检测传感器得以检测环境参数。此外，所述前壳301的最前端还设置有透明材质的防护板307，所述防护板307设置在所述检测传感器前方，与所述通光口共同形成通光部。可选地，所述防护板307采用玻璃或有机玻璃等透明材质，其可以通过粘结或嵌入卡槽的方式固定在前壳301上，起到保护检测传感器的作用。所述防护板307还可以阻挡一定程度的水汽、灰尘或其他杂物进入所述检测模组中，提高传感器的使用寿命，同时也可以提高所述检测模组的美观度。

作为其中一种实施方式，所述连接结构包括连接斜面303、限位孔304、固定轴305和扭簧306。其中，所述连接斜面303与所述前壳301的侧边相接，且形成一定的夹角。参照图3，由于所述夹角的存在，使得前壳301和后壳101连接后，中间形成了可以容纳所述避障模块的空间。所述连接斜面303上设有限位孔304，所述后壳101的侧面同样设有限位孔102，前述限位孔交错设置，使得所有的限位孔可以处于同一直线上，方便所述固定轴305插入所述限位孔将前壳301和后壳101连接在一起。参照图3，上下限位孔之间还预留有放置扭簧306的空间，所述扭簧306套在所述固定轴305上，使得前壳301和后壳101之间产生张角，在受力时前壳301可以向后壳101的方向活动，受力消失时则回弹。通过扭簧306的弹力可以使得检测模组在碰撞时可以产生活动进行缓冲，以保护检测模块。

作为其中一种实施方式，所述前壳301设置有卡扣302，所述后壳101在相应位置设置有让位卡口103，使得所述卡扣302可以卡入所述让位卡口103中以限制前壳301的运动方向。可选地，所述卡扣302的数量为两个且对称设置。如图3所示，所述卡扣302阻止了前壳301和后壳101之间除轴向方向运动之外的其他维度方向的运动，使得检测模组更稳固，进一步保护了检测模块。所述卡扣302的端部设置有挡块，用于限制前壳301和后壳101之间张角的最大角度。需要说明的是，所述前壳301、卡扣302、连接斜面303和限位孔304一体成型；所述后壳101和限位孔102一体成型。

与现有技术相比，本发明所述的检测模组具有可以活动的连接结构，当前壳301受到力（向后壳101方向的力）的作用时，前壳301和检测模块可以内缩，避免受损。该检测模组可以适配地安装在移动机器人的不同位置，以实现不同场景下的应用。下面结合具体的例子对该检测模组及其不同应用进行更为详尽的介绍。

本实施例公开一种具有与所述检测模组相同结构的机器人避障模组，所述避障模组设置于移动机器人的侧面。移动机器人侧面设置有适配的安装位，用于容纳所述避障模组。在移动机器人运动过程中，当所述避障模组与障碍物发生碰撞时，带有检测模块的前壳301可以及时通过连接结构进行内缩，以保护所述检测模块。

作为其中一种实施方式，参照图4，所述避障模组100设置于移动机器人的碰撞板处，所述碰撞板设置有与所述避障模组100相匹配的让位口401。所述避障模组100的表面（即防护板307的表面）不与碰撞板表面平齐，前者略微往里凹陷一定距离，该距离不做具体限定，如此设置可在一定程度上避免避障模组100被碰撞或剐蹭。所述避障模组100的后壳101与移动机器人的主体通过螺钉或其他方式固定连接，所述避障模组100的连接结构中的连接斜面303适配地设置于让位口401处，与碰撞板非刚性连接。非刚性连接指的是，所述避障模组100与碰撞板之间不通过螺钉或其他紧固方式固定在一起，而是让连接结构的连接斜面303抵在碰撞板的让位口401的一条边上。如此一来，当碰撞板与墙壁或沙发等平面障碍物发生碰撞时，碰撞板通过力的传动，联动所述连接结构带动所述检测模块内缩，可以对检测模块起到很好的保护作用。特别的，当障碍物处于避障模组100的检测盲区时，如果障碍物（比如桌角）径直撞到避障模组100表面这种极端情况时，还可以通过主板202上设置的碰撞感应传感器208产生的碰撞反馈信号，提醒移动机器人避开障碍物，以保护检测模块。需要说明的是，碰撞板在发生碰撞时会提醒机器人避障，但是当障碍物直接撞向避障模组100时，碰撞板发挥不了原本的作用，所以这里在避障模组100中设置一个碰撞感应传感器208进行补偿。

作为其中一种实施方式，所述避障模组100设置在所述移动机器人碰撞板的左侧或右侧，这可根据实际需求进行选择。例如，当所述移动机器人采用右沿边方式时，将所述避障模组100安装在碰撞板的右侧；当所述移动机器人采用左沿边方式时，将所述避障模组100安装在碰撞板的左侧。需要说明的是，所述碰撞板根据实际需求，预留有用于安装所述避障模组100的让位口。

作为其中一种实施方式，参见图1，所述避障模组100的检测传感器包括摄像头203和线激光传感器204，所述摄像头203和线激光传感器204与所述主板202电连接并分别容纳于所述中壳205的限位结构207和206中，使得所述摄像头203和线激光传感器204呈水平放置，且所述摄像头203的光轴方向与所述线激光传感器204的发射方向呈预设角度。所述预设角度根据实际需求进行设置，例如可以设置为0、10、20、30、40、50、60、70、80或90度。所述预设角度可以使得机器人获取到最理想的障碍物高度和距离，实现机器人精准沿墙、沿沙发底以及其他障碍物的近距离无物理碰撞沿边行走。其中，所述摄像头203设有带通滤光片，该带通滤光片的波长与线激光传感器204的发射波长相匹配，可以滤除大部分环境光，以避免影响机器人检测障碍物的能力。所述线激光传感器204用于发射检测障碍物的激光线段，优选地，所述线激光传感器204为一字型红外线激光传感器，其发射的激光线段与水平面垂直。激光垂直发射是因为这样摄像头203捕捉到的图像更容易处理，障碍物的高度信息能更直观地通过激光线来获取，便于机器人检测小障碍物，提高机器人的检测能力。机器人通过线激光传感器204和摄像头203进行沿边避障检测，不仅可以准确获取障碍物与机器人的距离，还可以获取障碍物的高度信息，便于机器人进行沿边行走。所述机器人在进行沿边行走时，先通过线激光传感器204发射线激光，在障碍物上形成激光线段，然后通过摄像头203获取具有激光线段的障碍物图像，机器人在进行图像信息获取时，先将图像旋转90度，然后根据激光线段在图像上的高低来得到机器人与障碍物之间的距离，根据激光线段的长度来得到障碍物的高度。在检测的过程中可以获取关于障碍物的不同信息，提高机器人判断障碍物的准确度。

与现有技术相比，本实施例所述的避障模组100可以使得机器人实现精准沿边，而连接结构则可以让前壳301和避障模块在水平方向上独立活动，当碰撞板发生碰撞或前壳301在水平方向上受力时，前壳301和避障模块可以内缩，缓冲作用对避障模块能够起到较好的保护作用。

现有的清洁机器人产品大多采用激光雷达进行环境检测，而为了不受干扰，激光雷达一般会高于机器人顶部一定距离以毫无阻碍地发射激光线段。然而，这样的设置使得机器人在进入如沙发底这种低矮障碍物下面时，容易因为突出的激光雷达导致被卡住。这时只能手动帮助机器人脱困，影响用户体验。

本实施例公开一种具有与所述检测模组相同结构的机器人防卡模组，所述防卡模组设置于移动机器人的顶部。移动机器人顶部设置有适配的安装位，用于容纳所述防卡模组。当所述防卡模组与障碍物发生碰撞时，前壳301及时通过连接结构带动检测模块进行内缩，以防止移动机器人卡住，同时保护检测模块。

作为其中一种实施方式，所述防卡模组高于移动机器人顶部一定距离，其后壳101与移动机器人的主体固定连接，防卡模组的检测传感器可以为激光雷达或其他具有环境检测功能的传感器。所述防卡模组的连接结构中的连接斜面303的朝向与移动机器人的前进/后退方向相同，当所述连接斜面303与障碍物发生碰撞时，障碍物才能顺势将检测模块往下按压，一方面防止移动机器人卡住，另一方面也保护了检测模块。当移动机器人避开障碍物时，检测模块通过扭簧306的弹力回到原本的位置。

目前的清洁机器人也会在机器人底部设置地检传感器，虽然一般情况下，由于机器人轮子的存在，使得地检传感器不会轻易遭到碰撞，但是有时也避免不了因磕碰而导致传感器损坏，比如越障时导致的磕碰。

本实施例公开一种具有与所述检测模组相同结构的机器人地检模组，所述地检模组设置于移动机器人的底部。移动机器人底部设置有适配的安装位，用于容纳所述地检模组。当所述地检模组与地面凸起障碍物发生碰撞时，前壳301及时通过连接结构带动检测模块进行内缩，以保护所述检测模块。

作为其中一种实施方式，所述地检模组的表面（即防护板307的表面）与机器人底部平齐，其后壳101与移动机器人的主体固定连接，地检模组的检测传感器可以为激光雷达或其他具有环境检测功能的传感器。可选地，地检模组的表面也可以凸出机器人底部一定距离。这种情况下，所述地检模组的连接结构中的连接斜面303的朝向与移动机器人的前进/后退方向相同，当所述连接斜面303与地面凸起障碍物发生碰撞时，障碍物才能顺势将检测模块往上按压，一方面防止移动机器人卡住，另一方面也保护了检测模块。当移动机器人避开障碍物时，检测模块通过扭簧306的弹力回到原本的位置。

本发明还公开一种移动机器人，所述移动机器人至少设置有所述的一种机器人避障模组、一种机器人防卡模组或一种机器人地检模组中任一模组。当该移动机器人采用了上述一种机器人避障模组、一种机器人防卡模组和一种机器人地检模组中全部模组的所有实施例的全部技术方案时，具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，不再一一赘述。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。说明书的描述中连接的所述连接方式具有明显的效果和实用效力。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定之。