[发明专利]用于移动机器人的接触传感器

说明书

一个机器人包含主体和防撞器。主体可相对于表面移动并包括传感器的第一部分。防撞器被安装在主体上并且可相对于主体移动并包括一个支架和传感器的第二部分。支架可响应于施加在防撞器上的力相对于主体移动。传感器的第二部分附于支架上并可与支架一起响应于施加在防撞器上的力相对于传感器的第一部分移动。传感器配置成输出响应支架移动的电信号。电信号与第二部分相对于第一部分的位移量成正比。

本申请是申请日为2015年11月20日、申请号为201511036126.5、发明名称为“用于移动机器人的接触传感器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本说明书通常涉及用于移动机器人的接触传感器。

背景技术

移动机器人通过在环境周围行进进行操作。移动机器人可包括防撞器，其接触移动机器人在其行进中遇到的障碍。移动机器人可响应于防撞器已接触到环境中障碍物的检测，而修改其行为。例如，移动机器人可从障碍物返回，或相反地改变其路径。在一些移动机器人中，防撞器包括机械开关，其提供防撞器是否已与障碍物接触的二进制指示。

发明内容

移动机器人的防撞器可使用检测防撞器运动的传感器检测与环境中障碍物的接触。例如，每个传感器可以是电容式传感器，其具有一活动安装的板，该板与防撞器一起相对于底盘移动，以及另一安装的板，它相对于底盘是固定的。由于防撞器的移动，一个板相对于另一个板移动使得电容式传感器输出具有大小或值与板之间距离成比例的电信号。因此，电信号根据防撞器的移动在值范围内变化。控制器解释由传感器产生的电信号以确定施加在防撞器的力的属性，如位置、大小和力的持续时间。在此描述的各种系统用于检测与移动机器人防撞器的接触、施加给移动机器人防撞器的力以及移动机器人防撞器的位移。

在一个方面，机器人包含主体和防撞器。主体可相对于表面移动并包括传感器的第一部分。防撞器安装在主体上并且可相对于主体移动并包括一个支架和传感器的第二部分。支架可响应于施加在防撞器上的力相对于主体移动。传感器的第二部分被附于支架上并可响应于施加在防撞器上的力随支架一起相对于传感器的第一部分移动。传感器被配置成输出响应于支架移动的电信号。电信号与第二部分相对于第一部分的位移量成正比。

在一些情况下，传感器包括电容式传感器。所述第一部分可包括电容式传感器的第一板。所述第二部分可包括电容式传感器的第二板。电信号可与第一板相对于第二板的位移量成比例地变化。支架可包括通过柔性区域互相连接的刚性区域。至少一个刚性区域可包括杆，其向主体延伸并穿过主体中的孔。第二板可附于背对支架的主体一侧的杆上。第二板可与杆一起相对于第一板移动。在一些示例中，第一板相对于第二板的位移可包括平行于表面的水平位移，并且电信号可与水平位移量成比例变化。在一些示例中，第一板相对于第二板的位移可包括垂直于表面的垂直位移，并且电信号可与垂直位移量成比例地变化。

防撞器可在受压位置和未受压位置之间移动。在一些情况下，在未受压位置中，第一板可接触第二板，以及在受压位置中，杆穿过孔的运动可导致第一板和第二板之间分离。在一些示例中，在未受压位置中，第一板和第二板之间的距离小于受压位置中第一板和第二板之间的距离。

在一些示例中，电容式传感器的第一板可在面向支架的主体表面上与附于主体，以及第二板可在背向主体的支架一侧附于支架。电介质可在第一板和第二板之间。机器人可包括具有一定厚度的间隔件。在一些实施方式中，间隔件可将第一板连接至主体。垫片可位于第一板和主体之间。在一些实施方式中，垫片可将第二板连接至支架并可以位于第二板和支架之间。

支架可包括集成结构，集成结构整体上的刚性基本恒定。防撞器可具有大致成矩形的形状。防撞器可包括覆盖至少一部分支架的外皮，该外皮由减震材料构成。

在一些示例中，传感器可包括电感传感器，传感器的第一部分可包括电感传感器的线圈，第二部分可包括电感传感器的芯，以及电信号可与线圈相对于芯的位移量成比例地变化。