本發(fā)明涉及一種避障系統(tǒng)，具體涉及一種用于服務機器人的自動精確避障系統(tǒng)，屬于機器人技術領域。

背景技術：

隨著科學技術的快速發(fā)展，機器人已經(jīng)越來越多的應用于人們的日常生活中。如何使機器人在執(zhí)行任務的過程中更加有效、準確的避開障礙物是目前研究的重點和熱點。目前服務機器人的自動避障系統(tǒng)基本是通過多個超聲波傳感器、多個紅外傳感器等外設探頭來實現(xiàn)的，這樣的實現(xiàn)方式預留了比較大的安全距離，沒有辦法做到精確定位；而且要在各個方位都放置傳感器模塊，否則會有盲區(qū)出現(xiàn)給用戶帶來一定的危險性；現(xiàn)有避障系統(tǒng)對于外觀的限制會比較大，導致服務機器人形態(tài)不夠豐富。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：如何使服務機器人自動精確避障。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種避障系統(tǒng)，包括外殼組件、內部骨架組件、彈性部件和傳感模塊，外殼組件安裝在內部骨架組件之外，彈性部件的基部固定于內部骨架組件或外殼組件之中的一方，彈性部件的端部與內部骨架組件或外殼組件之中的另一方接觸，傳感模塊安裝在內部骨架組件或外殼組件；當機器人遇到障礙物時，外殼組件與內部骨架組件能夠發(fā)生相對運動致使彈性部件產(chǎn)生形變并觸發(fā)傳感模塊，機器人根據(jù)傳感模塊采集的信息做出相應的處理結果。

進一步地，彈性部件選用平列雙扭簧，平列雙扭簧的基部固定安裝在內部骨架組件上，平列雙扭簧的端部與外殼組件接觸；形變后的平列雙扭簧作為復位動力源推動外殼組件復位。平列雙扭簧為兩個。

進一步地，外殼組件由上蓋、轉接件、中框和下蓋依次組合形成。

進一步地，內部骨架組件由驅動骨架和下部骨架固定連接組合形成。平列雙扭簧的基部固定安裝在驅動骨架。驅動骨架上安裝有傳感模塊。傳感模塊包括紅外觸動模塊、超聲傳感器、紅外沿邊傳感器、紅外模塊。

進一步地，外殼組件和內部骨架組件之間安裝有多個滑動塊。多個滑動塊分為上下兩層分布。

本發(fā)明的有益效果：服務機器人的下半身區(qū)域均為自動精確避障的有效觸動檢測區(qū)域，這樣最大限度的保證服務機器人外部形態(tài)不受影響，且障礙物的檢測范圍得到很大改善。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個較佳實施例中的機器人的整體外觀示意圖；

圖2是圖1中所示機器人避障系統(tǒng)的正視結構示意圖；

圖3是圖1中所示機器人避障系統(tǒng)的側視結構示意圖；

圖4是圖1中所示機器人避障系統(tǒng)的仰視結構示意圖；

圖5是圖1中所示機器人避障系統(tǒng)中的上蓋的結構示意圖；

圖6是圖1中所示機器人避障系統(tǒng)中的轉接件的結構示意圖；

圖7是圖1中所示機器人避障系統(tǒng)中的中框與下蓋的結構示意圖。

以上圖中：1-上蓋，2-轉接件，3-中框，4-下蓋，5-限位銅套，6-滑動塊，7-平列雙扭簧，8-驅動骨架，9-下部骨架，10-紅外觸動模塊，11-超聲傳感器，12-紅外沿邊傳感器，13-紅外模塊，100-第一滑動平面，200-第二滑動平面，300-避障觸動區(qū)域。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

本發(fā)明針對目前服務機器人自動避障系統(tǒng)的一些缺陷進行了改進。具體技術方案如下：

一、服務機器人避障系統(tǒng)的結構

圖1所示是本發(fā)明的服務機器人，服務機器人中下部的全部區(qū)域均為避障觸動區(qū)域300，這個區(qū)域集成有自動精確避障系統(tǒng)，圖2至圖4從不同視角展示了上述避障系統(tǒng)的整體結構。避障系統(tǒng)主要包括外殼組件、內部骨架組件和彈性部件，外殼組件安裝在內部骨架組件之外。

外殼組件由上蓋1、轉接件2、中框3和下蓋4這四個部分依次組合形成，如圖5至圖7所示。內部骨架組件由驅動骨架8和下部骨架9固定連接組合形成，如圖2所示。彈性部件選用平列雙扭簧7，其基部固定安裝在驅動骨架8，其端部與外殼組件接觸。驅動骨架8上安裝有多個傳感模塊，如圖4和圖6所示。傳感模塊包括紅外觸動模塊10、超聲傳感器11、紅外沿邊傳感器12、紅外模塊13。

上述傳感模塊和兩個平列雙扭簧7都是固定在驅動骨架8上面，驅動骨架8和下部骨架9固定連接起來就構成避障系統(tǒng)的內部骨架組件，起到支撐受力、相對滑動、固定限位的作用。外殼組件和內部骨架組件之間安裝有六個滑動塊，六個滑動塊6分成兩組，分別分布在上部的第一滑動平面100和下部的第二滑動平面200上，如圖3所示。

二、服務機器人避障系統(tǒng)的安裝流程

首先，把上蓋1、轉接件2、中框3、下蓋4這四個零件通過螺釘固定起來行成避障系統(tǒng)的外殼組件，然后把六個滑動塊6分別固定到外殼組件對應的位置上。

其次，把紅外觸動模塊10、超聲傳感器11、紅外沿邊傳感器12、紅外模塊13、平列雙扭簧7分別固定在驅動骨架8對應的位置上，驅動骨架8與下部骨架9固定起來形成服務機器人的內部骨架組件，作為核心骨架。

最后，把安裝好的外殼組件裝配到內部骨架組件上面，通過螺釘把限位銅套5固定在外殼組件的螺絲柱上面，使其成為一個有機的整體，外殼組件作為一個外在著力點跟內部骨架組件是有相對運動的。

三、服務機器人避障系統(tǒng)的工作流程

自動精確避障系統(tǒng)通過紅外沿邊傳感器12保持與外界障礙物有一定的距離，超聲傳感器11會提前檢測到前方障礙物，使服務機器人在有效的距離內降低速度避免形成比較大的沖擊。紅外模塊13在服務機器人回充電過程中起到精確校準的作用。

當服務機器人在工作過程中遇到障礙物時會推動外殼組件做相對運動，外殼組件的運動會觸發(fā)紅外觸動模塊10從而使服務機器人做出反應，外殼組件與內部骨架組件能夠發(fā)生相對運動致使平列雙扭簧7產(chǎn)生形變。服務機器人在做出反應的同時，平列雙扭簧7會推動外殼組件復位，保證服務機器人可以精確的行走到障礙物的前方并做出有效避讓。

機器人的下半身區(qū)域均為自動精確避障的有效觸動檢測區(qū)域，這樣做的優(yōu)點：(a)最大限度的保證服務機器人外部形態(tài)不受影響；(b)障礙物的檢測范圍得到很大改善。

以上詳細說明了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種用于服務機器人的自動精確避障系統(tǒng)，包括外殼組件、內部骨架組件、彈性部件和傳感模塊，外殼組件安裝在內部骨架組件之外，彈性部件的基部固定于內部骨架組件或外殼組件之中的一方，彈性部件的端部與內部骨架組件或外殼組件之中的另一方接觸，傳感模塊安裝在內部骨架組件或外殼組件；當機器人遇到障礙物時，外殼組件與內部骨架組件能夠發(fā)生相對運動致使彈性部件產(chǎn)生形變并觸發(fā)傳感模塊，機器人根據(jù)傳感模塊采集的信息做出相應的處理結果。本發(fā)明中，服務機器人的下半身區(qū)域均為自動精確避障的有效觸動檢測區(qū)域，這樣最大限度的保證服務機器人外部形態(tài)不受影響，且障礙物的檢測范圍得到很大改善。

技術研發(fā)人員：惲為民;婁元建;龐作偉
受保護的技術使用者：上海未來伙伴機器人有限公司;未來伙伴機器人（常州）有限公司
技術研發(fā)日：2017.06.06
技術公布日：2017.09.22