[实用新型]机器人的大面积防撞机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种防撞机构，尤其是一种应用于机器人的大面积防撞机构。

背景技术

目前自主行走机器人应用环境中,通常采用超声波传感器、红外线传感器、激光扫描、3D深度视觉等非接触方法达到防撞目的。3D深度视觉方法设备复杂成本高；激光扫描设备成本高而激光2D扫描仅能探测一扇面；超声波与红外线传感器因探测波束角较小，而很多应用场景机器人体积较大，通常需要多个超声波、红外线、激光2D扫描探测传感器才能到大面积非接触防撞目的。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种机器人防撞机构，所述机器人防撞机构具有大面积防撞的功效。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机器人的大面积防撞机构，包括机器人的行走和制动控制模块、红外测距电子模块、红外发射管以及红外接收传感器，所述红外测距电子模块与机器人的行走和制动控制模块连接，红外发射管以及红外接收传感器分别与红外测距电子模块连接，红外发射管的发射方向和红外接收传感器的接收方向为同向平行安装，还包括大广角透镜，所述红外发射管和红外接收传 感器安装在大广角透镜的成像有效焦平面上，红外发射管和红外接收传感器的安装尺寸小于大广角透镜的成像有效焦平面，且红外接收传感器的感应角大于等于红外发射管的发射角。

作为本实用新型的进一步改进，所述大广角透镜是个镜片组，由凹透镜和凸透镜组成，沿着发射光波束的传播方向，凸透镜在前，凹透镜在后。

作为本实用新型的进一步改进，还设有位于大广角透镜相对于红外发射管和红外接收传感器对侧的吸光板，所述吸光板设置于大广角透镜的中心水平面以下。

作为本实用新型的进一步改进，所述红外发射管发射的波束方向角的有效角度为θ₀，经大广角透镜扩展后的波束方向角的有效角度为θ，已知：不安装大广角透镜时的有效探测距离为L₀，根据球冠面积公式计算有效探测球面半径L＝L₀*((1-SIN((π-θ₀)/2))/(1-SIN((π-θ)/2)))^1/2。

本实用新型的有益效果是：本实用新型机器人的大面积防撞机构通过大广角透镜对红外发射管发射过来的波束进行扩展，扩展后的波束遇到障碍物后再形成反射波，反射波经大广角透镜后被红外接收传感器检测到，从而实现大面积非接触式防撞的目的。

附图说明

图1为本实用新型机器人的大面积防撞机构形成的球冠面示意图。

图2为本实用新型机器人的大面积防撞机构的整体组合图。

图3为未增设大广角凸镜的情况下波束形成的球冠面示 意图。

对照以上附图，作如下补充说明：

1---红外发射管

2---大广角透镜

3---扩展后的波振面形成的球冠面

4---大广角透镜2扩展后的波束方向角

5---吸光板

6---红外发射管1发射的波束方向角

7---红外接收传感器

8---有效防撞面

9---红外测距电子模块

10---行走和制动控制模块

11---地面

具体实施方式

一种机器人的大面积防撞机构，包括机器人的行走和制动控制模块10、红外测距电子模块9、红外发射管1以及红外接收传感器7。所述红外测距电子模块9与机器人的行走和制动控制模块10连接，红外发射管1以及红外接收传感器7分别与红外测距电子模块9连接，红外发射管1的发射方向和红外接收传感器7的接收方向为同向平行安装。本实用新型机器人的大面积防撞机构还包括大广角透镜2，所述红外发射管1和红外接收传感器7安装在大广角透镜2的成像有效焦平面上，红外发射管1和红外接收传感器7的安装尺寸小于大广角透镜2的成像有效焦平面，且红外接收传感器7的感应角大于等于红外发射管1的发射角。

本实用新型的工作原理为：机器人在地面11上行走，当红外发射管1的波束经大广角透镜2扩展后照射到进入防撞区域内的障碍物体后产生反射波，反射波经大广角透镜2被红外接收传感器7检测到，经红外测距电子模块9处理后向行走和制动控制模块10发出信号，从而行走和制动控制模块10控制机器人执行制动避让等动作，防止机器人碰撞大面积防撞区域内的障碍物体。