本發(fā)明屬于可移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人本體與滑輪載體可分離的輪式機(jī)器人及使用方法。

背景技術(shù)：

輪式機(jī)器人是以驅(qū)動(dòng)輪子來帶動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)和工作的機(jī)器人。目前，輪式機(jī)器人的輪子大都不能與機(jī)器人主體分離，當(dāng)不需要機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，輪子的存在增加了產(chǎn)品的不穩(wěn)定性，機(jī)器人容易發(fā)生不可控的移動(dòng)。尤其是兩輪機(jī)器人是靠陀螺儀平衡器來保持平衡的，即使長時(shí)間不需要移動(dòng)時(shí)，也必須保持該部分元件與配合的電機(jī)的通電控制與運(yùn)動(dòng)，這樣耗費(fèi)大量的資源，降低了機(jī)器人電池的續(xù)航能力。對(duì)于多于兩輪的機(jī)器人來說，當(dāng)桌面或地面不平整時(shí)，也會(huì)發(fā)生移動(dòng)，機(jī)器人無法穩(wěn)定的處在我們預(yù)設(shè)的環(huán)境中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種可分離的輪式機(jī)器人及使用方法，可以將輪式底座與機(jī)器人主體拆卸分離，提高機(jī)器人應(yīng)用時(shí)的靈活性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種可分離的輪式機(jī)器人，包括機(jī)器人主體，用于完成機(jī)器人的設(shè)定工作； 所述機(jī)器人主體的底面上設(shè)有限位凸臺(tái)；輪式底座，位于所述機(jī)器人主體的下端，與所述機(jī)器人主體可拆卸連接；所述輪式底座的底端設(shè)有至少一個(gè)滾輪；用于承載機(jī)器人主體，并帶動(dòng)機(jī)器人主體移動(dòng)；所述輪式底座的上殼體設(shè)有限位孔；擋板，位于所述限位孔的下表面，所述擋板的面積大于所述限位孔的面積，用于將限位孔打開或關(guān)閉；電機(jī)和轉(zhuǎn)輪，位于所述輪式底座內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)輪位于所述電機(jī)的輸出軸，所述轉(zhuǎn)輪外表面與所述擋板的下表面接觸，接觸面為摩擦面；所述擋板朝向轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向移動(dòng)；感應(yīng)裝置，位于所述輪式底座內(nèi)部，用于接收機(jī)器人主體靠近或離開輪式底座的信號(hào)，信號(hào)作用于電機(jī)。

進(jìn)一步的，所述可分離的輪式機(jī)器人還包括固定座，所述機(jī)器人主體與固定座可拆卸連接；所述固定座的下表面為平面，上表面設(shè)有限位凹槽，所述限位凹槽的形狀與所述機(jī)器人主體底面上的限位凸臺(tái)相對(duì)應(yīng)。

為了限制擋板的移動(dòng)范圍，在所述輪式底座上殼體的下表面設(shè)有滑槽，所述滑槽的寬度與所述擋板的寬度相同。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)輪為齒輪，所述擋板的下表面設(shè)有齒條，所述齒輪與齒條齒合。

為了增大機(jī)器人主體在輪式底座上的牢固性，所述機(jī)器人主體的內(nèi)部和所述輪式底座的內(nèi)部設(shè)有磁體。

進(jìn)一步的，所述感應(yīng)裝置采用霍爾元件，在所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)有磁體。

為了方便輪式底座對(duì)機(jī)器人主體進(jìn)行充電，所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)有充電接收裝置，所述輪式底座的內(nèi)部設(shè)有充電發(fā)射裝置；充電方式采用無線充電或有線充電。

進(jìn)一步的，所述充電接收裝置為充電板，所述充電板上設(shè)有2個(gè)或多個(gè)金屬單元；所述充電發(fā)射裝置為接線板，所述接線板上設(shè)有與金屬單元相同數(shù)量的Pogopin或金屬彈片；當(dāng)所述充電板上的金屬單元與接線板接觸時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人主體的有線充電。

進(jìn)一步的，所述充電接收裝置為無線充電的接收線圈，所述充電發(fā)射裝置為無線充電的發(fā)射線圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人主體的無線充電。

本發(fā)明還提供了所述的可分離的輪式機(jī)器人的使用方法，步驟為：1）當(dāng)機(jī)器人不需要移動(dòng)時(shí)，將機(jī)器人主體取下，放置于桌面，成為桌面機(jī)器人；感應(yīng)裝置發(fā)出機(jī)器人主體離開輪式底座的信號(hào)，輪式底座內(nèi)部的控制模塊檢測(cè)到該信號(hào)后，向電機(jī)發(fā)出信號(hào)使其運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)擋板移動(dòng)，將限位孔關(guān)閉；2）當(dāng)機(jī)器人需要移動(dòng)時(shí)，將機(jī)器人主體放置在輪式底座上，成為輪式機(jī)器人；感應(yīng)裝置發(fā)出機(jī)器人主體靠近輪式底座的信號(hào)，輪式底座內(nèi)部的控制模塊檢測(cè)到該信號(hào)后，向電機(jī)發(fā)出信號(hào)使其反向運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)擋板反向移動(dòng)，將限位孔打開。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本發(fā)明提供了一種可分離的輪式機(jī)器人，包括機(jī)器人主體和安裝了至少一個(gè)滾輪的輪式底座，所述輪式底座與所述機(jī)器人主體可拆卸連接。當(dāng)需要機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，將機(jī)器人主體放置在輪式底座上，便成為了輪式機(jī)器人。當(dāng)不需要機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，可以將機(jī)器人主體取下，放置于桌面或其他平面上，成為桌面機(jī)器人。由于所述輪式底座的內(nèi)側(cè)面設(shè)有擋板，及控制擋板移動(dòng)的感應(yīng)裝置、電機(jī)和轉(zhuǎn)輪，感應(yīng)裝置發(fā)出機(jī)器人主體離開輪式底座的信號(hào)，輪式底座內(nèi)部的控制模塊檢測(cè)到該信號(hào)后，向電機(jī)發(fā)出信號(hào)使其運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)擋板移動(dòng)，將限位孔關(guān)閉，使得輪式底座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路得以保護(hù)，輪式底座保持封閉的外觀，此時(shí)的輪式機(jī)器人可以作為智能小車使用，具有運(yùn)輸、娛樂等功能。

附圖說明

圖1. 本實(shí)施例的機(jī)器人主體與輪式底座的裝配示意圖；

圖2. 本實(shí)施例的機(jī)器人主體與輪式底座的分體示意圖；

圖3. 本實(shí)施例的機(jī)器人主體與固定座的裝配示意圖；

圖4. 本實(shí)施例的機(jī)器人主體與固定座的分體示意圖；

圖5. 如圖1中輪式底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6. 如圖5中輪式底座上殼體的內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7. 本實(shí)施例中輪式底座上限位孔的打開（A）和關(guān)閉（B）示意圖；

圖8. 如圖5中擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9. 如圖1中機(jī)器人主體與輪式底座的裝配狀態(tài)下的配面圖；

圖中標(biāo)注：機(jī)器人主體100，充電面板101，限位凸臺(tái)102，定位凸臺(tái)103，充電板105，輪式底座200，接線板201，電機(jī)204，轉(zhuǎn)輪205，滑槽206，限位孔207，滾輪208，擋板210，凸起211，摩擦表面212，固定座300，限位凹槽301。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本實(shí)施例提供了一種可分離的輪式機(jī)器人，包括機(jī)器人主體100和輪式底座200，所述機(jī)器人主體用于完成機(jī)器人的設(shè)定工作；所述輪式底座位于所述機(jī)器人主體的下端，與所述機(jī)器人主體可拆卸連接；所述輪式底座的底端設(shè)有至少一個(gè)滾輪208，用于承載機(jī)器人主體，并帶動(dòng)機(jī)器人主體移動(dòng)。因此，當(dāng)不需要機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，可以將機(jī)器人主體取下，放置于桌面或其他平面上，成為桌面機(jī)器人；此時(shí)，輪式底座可以作為智能小車使用，具有運(yùn)輸、娛樂等功能，如圖2。當(dāng)需要機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，將機(jī)器人主體放置在輪式底座上，便成為了輪式機(jī)器人，如圖1。

所述機(jī)器人主體100和輪式底座200之間可以采用插接連接，是在所述機(jī)器人主體100的底面上設(shè)有限位凸臺(tái)102，相應(yīng)的，所述輪式底座200的上殼體設(shè)有限位孔207，如圖5，所述限位孔207的形狀與所述限位凸臺(tái)102的形狀相同，將限位凸臺(tái)插入到限位孔中時(shí)，二者實(shí)現(xiàn)連接。優(yōu)選的所述限位凸臺(tái)102采用不對(duì)稱形狀，例如限位凸臺(tái)的圓形主體一側(cè)連接定位凸臺(tái)103，方便機(jī)器人主體以特定的方位與輪式底座連接。

由于所述機(jī)器人主體的底面上設(shè)有限位凸臺(tái)102，如圖4，機(jī)器人主體無法單獨(dú)放置于平面上，此時(shí)需要固定座300，所述機(jī)器人主體100與固定座300可拆卸連接；所述固定座的下表面為平面，所述固定座的上殼面設(shè)有限位凹槽301，所述限位凹槽的形狀與所述機(jī)器人主體底面上的限位凸臺(tái)相對(duì)應(yīng)。

如圖5所示，為了保護(hù)輪式底座200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路，保持封閉的外觀，在所述限位孔的下表面設(shè)置擋板210，所述擋板的面積大于所述限位孔的面積，用于將限位孔打開或關(guān)閉。為了方便控制擋板的移動(dòng)，所述輪式底座200的內(nèi)部還設(shè)有感應(yīng)裝置、控制模塊、電機(jī)204和轉(zhuǎn)輪205。所述感應(yīng)裝置的作用是接收機(jī)器人主體靠近或離開輪式底座的信號(hào)，傳輸?shù)娇刂颇K，所述控制模塊向電機(jī)發(fā)出信號(hào)。所述轉(zhuǎn)輪205位于所述電機(jī)204的輸出軸，所述轉(zhuǎn)輪205的外表面與擋板210的下表面接觸，接觸面為摩擦面。所述電機(jī)接收信號(hào)后以指定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述擋板朝向轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向移動(dòng)，打開或關(guān)閉限位孔，如圖7。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，為了增大擋板與轉(zhuǎn)輪的摩擦力，可以在所述轉(zhuǎn)輪205的輪面上設(shè)置橡膠套，和/或如圖8在所述擋板的下表面設(shè)置摩擦表面212，例如進(jìn)行拋丸處理、噴砂處理或設(shè)置表面滾軋花紋。另一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)輪205使用齒輪，所述擋板210的下表面設(shè)置齒條，所述齒輪與齒條齒合。

為了限制擋板的移動(dòng)范圍，在所述輪式底座200上殼體的下表面設(shè)有滑槽206，所述滑槽206的寬度與所述擋板210的寬度相同。優(yōu)選的，在所述擋板寬度方向上的兩側(cè)邊設(shè)置凸起211，所述凸起211伸入到滑槽206中。進(jìn)一步優(yōu)選的，將所述凸起211的外表面進(jìn)行拋光處理或涂覆潤滑劑，以減小凸起和滑槽之間的摩擦力。

在充電方式上，機(jī)器人主體100和輪式底座200均可以單獨(dú)充電，可以采用有線充電或無線充電等多種方式，例如AC口充電、USB充電。如圖4所示，機(jī)器人主體100的側(cè)壁上設(shè)置有充電面板101，用于給機(jī)器人主體充電。另外，當(dāng)機(jī)器人主體放置在輪式底座上時(shí)，輪式底座可以給機(jī)器人主體充電。所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)有充電接收裝置，所述輪式底座的內(nèi)部設(shè)有充電發(fā)射裝置；充電方式采用無線充電或有線充電。

作為一種實(shí)施例，如圖4，在所述機(jī)器人主體100底面的內(nèi)側(cè)設(shè)置充電板105，所述充電板上設(shè)置有2片或多片金屬單元，使用2片金屬單元時(shí)僅用于充電，使用多片金屬單元時(shí)可以用于充電和通訊；所述金屬單元可以是金屬柱或金屬片。相應(yīng)地，如圖5，在輪式底座的內(nèi)部設(shè)置接線板201，所述接線板上設(shè)有與金屬單元相同數(shù)量的Pogopin或金屬彈片。當(dāng)所述機(jī)器人主體的限位凸臺(tái)102與輪式底座的限位孔207插接時(shí)，充電板105上的金屬單元與接線板201上的Pogopin或金屬彈片接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人主體的有線充電。

作為另一種實(shí)施例，如圖6所示，在所述機(jī)器人主體100底面的內(nèi)側(cè)設(shè)置無線充電接收線圈，相應(yīng)地，在輪式底座的內(nèi)部設(shè)置無線充電發(fā)射線圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人主體的無線充電。當(dāng)所述機(jī)器人主體的限位凸臺(tái)102與輪式底座的限位孔207插接時(shí)，所述無線充電接收線圈與無線充電發(fā)射線圈的位置最靠近，充電速度最快。

所述輪式底座的底端設(shè)有三個(gè)滾輪208時(shí)，如圖1所示，穩(wěn)定性較好。所述輪式底座的底端還可以設(shè)有兩個(gè)滾輪208，作為兩輪式平衡底座，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、伺服控制系統(tǒng)，姿態(tài)傳感器采集角速度和角度信號(hào)，共同協(xié)調(diào)控制輪式底座的平衡。所述輪式底座或機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)有陀螺儀和加速度傳感器，檢測(cè)其姿態(tài)的變化，并通過改變輪式底座或機(jī)器人主體的重心位置，便可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、加速、減速、停止等動(dòng)作。

所述感應(yīng)裝置采用電磁感應(yīng)裝置、紅外感應(yīng)裝置或光感應(yīng)裝置。優(yōu)選，所述電磁感應(yīng)裝置是在所述輪式底座內(nèi)部設(shè)置霍爾元件，在所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)置磁體?；魻栐c磁體產(chǎn)生相互作用，用于感應(yīng)機(jī)器人主體的靠近或離開，并及時(shí)將信號(hào)傳輸給控制模塊。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，在所述機(jī)器人主體的內(nèi)部和所述輪式底座的內(nèi)部設(shè)有磁體，當(dāng)機(jī)器人主體放置在輪式底座上時(shí)，磁體相互吸引，可以增大機(jī)器人主體在輪式底座上的牢固性，在傾斜路面上行走時(shí)，可防止機(jī)器人主體從輪式底座上脫離，造成損壞。

本實(shí)施例的可分離的輪式機(jī)器人的使用方法是，當(dāng)機(jī)器人不需要移動(dòng)時(shí)，可以將機(jī)器人主體100取下，放在固定座300上，將其放置于桌面，成為桌面機(jī)器人。此時(shí)，感應(yīng)裝置發(fā)出機(jī)器人主體離開輪式底座的信號(hào)，輪式底座內(nèi)部的控制模塊檢測(cè)到該信號(hào)后，向電機(jī)204發(fā)出信號(hào)使其順時(shí)（逆時(shí)）運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪205轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)擋板210向前（向后）移動(dòng)，使輪式底座上表面的限位孔207關(guān)閉。此時(shí)輪式底座可以作為智能小車使用，具有運(yùn)輸、娛樂等功能。

當(dāng)機(jī)器人需要移動(dòng)時(shí)，將機(jī)器人主體100放置在輪式底座200上，便成為了輪式機(jī)器人。在機(jī)器人主體100靠近輪式底座200時(shí)，感應(yīng)裝置發(fā)出機(jī)器人主體靠近輪式底座的信號(hào)，輪式底座內(nèi)部的控制模塊檢測(cè)到該信號(hào)后，向電機(jī)204發(fā)出信號(hào)使其逆時(shí)（順時(shí)）運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪205轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)擋板210向后（向前）移動(dòng)，使輪式底座上表面的限位孔207打開。當(dāng)機(jī)器人主體100放置在輪式底座200上時(shí)，可保持對(duì)機(jī)器人主體的有線充電或無線充電狀態(tài)。

以上實(shí)施例僅是本發(fā)明若干種優(yōu)選實(shí)施方式中的幾種，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例；對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。