一种带有弹性保护结构智能机器人的制作方法

[0001]
本发明涉及智能机器人技术领域，具体为一种带有弹性保护结构智能机器人。


背景技术：

[0002]
智能机器人之所以叫智能机器人，这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作用的是中央处理器，这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是，这样的计算机可以进行按目的安排的动作。正因为这样，我们才说这种机器人才是真正的机器人，尽管它们的外表可能有所不同。
[0003]
现有的智能机器人，在移动过程中会与外界物体进行不可避免的碰撞，尤其是机器人底部，而现有的机器人由于没有良好的缓冲结构导致机器本体受损，不能很好的满足人们的使用需求，针对上述情况，在现有的智能机器人基础上进行技术创新。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种带有弹性保护结构智能机器人，以解决上述背景技术中提出现有的智能机器人，在移动过程中会与外界物体进行不可避免的碰撞，尤其是机器人底部，而现有的机器人由于没有良好的缓冲结构导致机器本体受损，不能很好的满足人们的使用需求问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有弹性保护结构智能机器人，包括机器本体、限位卡体和缓冲槽，所述机器本体的上下两侧均固定有阻尼槽架，且阻尼槽架的内部固定有阻尼滑槽，所述阻尼槽架的外侧设置有弧形弹性垫体，且阻尼槽架的左右两侧均设有限位卡槽，所述限位卡体位于限位卡槽的内部，且限位卡体末端连接有缓冲伸缩板，所述缓冲伸缩板的内表面连接有缓冲弹簧，所述缓冲槽位于机器本体的左右两侧，且缓冲槽的内部设置有缓冲伸缩杆，所述缓冲伸缩杆的末端连接有机器外壳，所述机器外壳的外表面设置有防护圈，且防护圈的内部设置有环形缓冲体，所述机器外壳的顶面安装有wifi天线，且wifi天线的末端连接天线转杆。
[0006]
优选的，所述机器本体与阻尼槽架之间为螺纹连接，所述阻尼滑槽的内部设置有阻尼滑块，且阻尼滑块的末端固定有受力板，所述受力板通过阻尼滑槽和阻尼滑块与阻尼槽架之间构成滑动结构，且受力板与阻尼滑槽之间为固定连接，所述受力板与弧形弹性垫体之间为粘合连接，且弧形弹性垫体的内表面与受力板的外表面尺寸相互吻合，并且限位卡槽关于受力板的竖直中心线呈对称分布，同时限位卡槽设置有两个。
[0007]
优选的，所述限位卡体的内部连接有贯穿限位螺栓，所述限位卡槽与限位卡体之间构成卡合结构，且贯穿限位螺栓贯穿于限位卡体的内部，所述贯穿限位螺栓与受力板之间为螺纹连接，同时限位卡体与限位卡槽的外形尺寸相互吻合，所述缓冲伸缩板与限位卡体之间为固定连接，且缓冲伸缩板与缓冲弹簧之间为焊接，并且缓冲伸缩板通过缓冲弹簧与机器本体之间构成弹性伸缩结构。
[0008]
优选的，所述缓冲槽的内表面设置有固定缓冲体，所述缓冲槽与机器本体之间为
螺纹连接，且缓冲槽与固定缓冲体之间为粘合连接，并且固定缓冲体为多孔状结构，同时缓冲伸缩杆通过固定缓冲体与缓冲槽之间构成弹性伸缩结构，所述固定缓冲体与缓冲槽的外形尺寸相互吻合，所述缓冲伸缩杆与机器外壳之间为焊接，且机器外壳为圆柱形结构，并且缓冲伸缩杆为圆柱形结构。
[0009]
优选的，所述环形缓冲体与防护圈之间紧密贴合，且环形缓冲体为圆环形结构。
[0010]
优选的，所述wifi天线与天线转杆之间构成转动结构，且wifi天线为圆柱形结构。
[0011]
优选的，所述的一种带有弹性保护结构智能机器人，还包括：防撞检测装置，设置于所述机器本体的一侧；
[0012]
所述防撞检测装置用于计算所述弹性保护结构智能机器人和外界物体碰撞的概率，其步骤包括：
[0013]
所述防撞检测装置包括：
[0014]
预处理单元：用于以所述的一种带有弹性保护结构智能机器人为原点，建立本位笛卡尔平面坐标系，将所述wifi天线收到的经纬度坐标转化为笛卡尔平面坐标，并计算所述机器本体的移动角度、移动速度；
[0015]
行人移动轨迹预测单元：用于获取外界图像信息，并对所述外界图像信息进行二值化处理，并对二值化处理后的图像进行图像灰度值均方差检测，锁定行人为目标，并对行人进行轨迹跟踪实现行人的移动轨迹预测；
[0016]
其它机器人移动轨迹预测单元：用于获取周围机器人在所述本位笛卡尔平面坐标系中的坐标信息、移动角度、移动速度，并预测周围机器人的移动轨迹；
[0017]
计算单元：用于通过建立碰撞分类模型，根据行人的移动轨迹和周围机器人的移动轨迹，获得所述的一种带有弹性保护结构智能机器人与行人和周围机器人的预碰撞类型；
[0018]
判别防撞单元：根据所述计算单元所获得的预碰撞类型，采取相应防撞措施：
[0019]
若所述预碰撞类型为无碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人不会与行人或其他机器人发生碰撞；
[0020]
若碰撞类型为正面碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人将与行人或其他机器人发生正面碰撞，所述判别防撞单元控制所述机器本体转向；
[0021]
若碰撞类型为追尾碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人将与行人或其他机器人发生追尾碰撞，所述判别防撞单元控制所述机器本体减速；
[0022]
若碰撞类型为侧面碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人将与行人或其他机器人发生侧面碰撞，所述判别防撞单元控制所述机器本体减速。
[0023]
优选的，所述的一种带有弹性保护结构智能机器人，其特征在于：还包括：
[0024]
报警器，设置于所述机器本体的一侧；
[0025]
储存器，设置于所述机器本体的内部，用于记录所述机器本体所受撞击的次数与所受撞击的程度，并获得能量谱密度；
[0026]
损伤检测装置，设置于所述机器本体的内部；
[0027]
其中所述报警器、储存器与所述损伤检测装置电性连接；
[0028]
所述损伤检测装置，用于根据所述撞击谱密度，根据如下公式计算撞击密度p；
[0029][0030]
其中，δ为所述存储器获得的撞击谱密度，t为所述撞击谱密度的时间变量，为所述机器本体所受最大撞击的撞击的程度,λ为所述缓冲弹簧(11)的弹力系数；
[0031]
所述损伤检测装置，还用于基于所述撞击密度以及如下公式，计算弹性保护结构的损坏度s:
[0032][0033]
其中，t为所述的一种带有弹性保护结构智能机器人的已使用时长，q为所述一种带有弹性保护结构智能机器人材料的老化因子，取值范围为[0.168，0.258]，e为所述一种带有弹性保护结构智能机器人保护结构的耐久极限值；
[0034]
所述报警器，用于判断所述弹性保护结构损坏情况：
[0035]
若所述损坏度s在第一预设范围内，表明所述弹性保护结构为一级损坏，并控制报警灯不亮；
[0036]
若所述损坏度s在第二预设范围内，表明所述弹性保护结构为二级损坏，并控制报警灯长亮；
[0037]
若所述损坏度s在第三预设范围内，表明所述弹性保护结构为三级损坏，并控制报警灯闪烁。
[0038]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0039]
1、通过滑动的受力板可以对受到的作用力进行有效的抵消，从而减少作用力对装置造成的伤害，通过设置的弧形弹性垫体可以对作用力进行有效抵消，且弧形的接触面，可以形成良好的受力效果，提高抵消效果；
[0040]
2、通过卡合的受力板可以方便对受力板进行安拆，从而在维修时更加方便，通过贯穿的贯穿限位螺栓可以提高卡合处的连接效果，从而提高稳定性，通过设置的缓冲弹簧可以对壳体受到作用力进一步进行缓冲，提高防护的效果；
[0041]
3、通过设置的固定缓冲体可以对壳体侧面进行有效缓冲防护，从而提高侧面的缓冲效果，通过圆柱形设置的机器外壳可以形成良好的受力接触面，从而提高受力效果；通过设置的防护圈可以对机械人底部进行良好的防护，避免底部受力损坏的情况；
[0042]
4、通过转动的wifi天线可以对wifi天线进行有效调节，从而提高信号强度。
[0043]
5、通过设施防撞检测装置，可以预测行人与其他机器人的移动轨迹，并根据所述行人与其他机器人的移动轨迹与机器人本体的移动轨迹预测所述的一种带有弹性保护结构智能机器人与行人和周围机器人的预碰撞类型，并根据所述预碰撞类型采取相应措施，避免碰撞，保护了行人的人身安全和机器人所有者的财产安全。
[0044]
6、通过报警器、储存器、损伤检测装置、报警器，获得能量谱密度，计算撞击密度，并根据所述撞击密度计算弹性保护结构的损坏度，并根据所述弹性保护结构的损坏度发出报警，使得使用人员可以及时了解所述的一种带有弹性保护结构智能机器人的安全程度，
当所述弹性保护结构无法提供有力保障时，及时更换所述弹性保护结构，提高了所述的一种带有弹性保护结构智能机器人的实用性。
附图说明
[0045]
图1为本发明主视结构示意图；
[0046]
图2为本发明外表结构示意图；
[0047]
图3为本发明阻尼槽架、阻尼滑槽、阻尼滑块、受力板、弧形弹性垫体、限位卡槽、限位卡体、贯穿限位螺栓和缓冲伸缩板连接结构示意图；
[0048]
图4为本发明结构示意图。
[0049]
图5为本发明图3中a处局部放大结构示意图。
[0050]
图中：1、机器本体；2、阻尼槽架；3、阻尼滑槽；4、阻尼滑块；5、受力板；6、弧形弹性垫体；7、限位卡槽；8、限位卡体；9、贯穿限位螺栓；10、缓冲伸缩板；11、缓冲弹簧；12、缓冲槽；13、固定缓冲体；14、缓冲伸缩杆；15、机器外壳；16、防护圈；17、环形缓冲体；18、wifi天线；19、天线转杆。
具体实施方式
[0051]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种带有弹性保护结构智能机器人，包括机器本体1、限位卡体8和缓冲槽12，机器本体1的上下两侧均固定有阻尼槽架2，且阻尼槽架2的内部固定有阻尼滑槽3，阻尼槽架2的外侧设置有弧形弹性垫体6，且阻尼槽架2的左右两侧均设有限位卡槽7，限位卡体8位于限位卡槽7的内部，且限位卡体8末端连接有缓冲伸缩板10，缓冲伸缩板10的内表面连接有缓冲弹簧11，缓冲槽12位于机器本体1的左右两侧，且缓冲槽12的内部设置有缓冲伸缩杆14，缓冲伸缩杆14的末端连接有机器外壳15，机器外壳15的外表面设置有防护圈16，且防护圈16的内部设置有环形缓冲体17，机器外壳15的顶面安装有wifi天线18，且wifi天线18的末端连接天线转杆19。
[0053]
本发明中：机器本体1与阻尼槽架2之间为螺纹连接，阻尼滑槽3的内部设置有阻尼滑块4，且阻尼滑块4的末端固定有受力板5，受力板5通过阻尼滑槽3和阻尼滑块4与阻尼槽架2之间构成滑动结构，且受力板5与阻尼滑槽3之间为固定连接，受力板5与弧形弹性垫体6之间为粘合连接，且弧形弹性垫体6的内表面与受力板5的外表面尺寸相互吻合，并且限位卡槽7关于受力板5的竖直中心线呈对称分布，同时限位卡槽7设置有两个；通过滑动的受力板5可以对受到的作用力进行有效的抵消，从而减少作用力对装置造成的伤害，通过设置的弧形弹性垫体6可以对作用力进行有效抵消，且弧形的接触面，可以形成良好的受力效果，提高抵消效果。
[0054]
本发明中：限位卡体8的内部连接有贯穿限位螺栓9，限位卡槽7与限位卡体8之间构成卡合结构，且贯穿限位螺栓9贯穿于限位卡体8的内部，贯穿限位螺栓9与受力板5之间为螺纹连接，同时限位卡体8与限位卡槽7的外形尺寸相互吻合，缓冲伸缩板10与限位卡体8
之间为固定连接，且缓冲伸缩板10与缓冲弹簧11之间为焊接，并且缓冲伸缩板10通过缓冲弹簧11与机器本体1之间构成弹性伸缩结构；通过卡合的受力板5可以方便对受力板5进行安拆，从而在维修时更加方便，通过贯穿的贯穿限位螺栓9可以提高卡合处的连接效果，从而提高稳定性，通过设置的缓冲弹簧11可以对壳体受到作用力进一步进行缓冲，提高防护的效果。
[0055]
本发明中：缓冲槽12的内表面设置有固定缓冲体13，缓冲槽12与机器本体1之间为螺纹连接，且缓冲槽12与固定缓冲体13之间为粘合连接，并且固定缓冲体13为多孔状结构，同时缓冲伸缩杆14通过固定缓冲体13与缓冲槽12之间构成弹性伸缩结构，固定缓冲体13与缓冲槽12的外形尺寸相互吻合，缓冲伸缩杆14与机器外壳15之间为焊接，且机器外壳15为圆柱形结构，并且缓冲伸缩杆14为圆柱形结构；通过设置的固定缓冲体13可以对壳体侧面进行有效缓冲防护，从而提高侧面的缓冲效果，通过圆柱形设置的机器外壳15可以形成良好的受力接触面，从而提高受力效果。
[0056]
本发明中：环形缓冲体17与防护圈16之间紧密贴合，且环形缓冲体17为圆环形结构；通过设置的防护圈16可以对机械人底部进行良好的防护，避免底部受力损坏的情况。
[0057]
本发明中：wifi天线18与天线转杆19之间构成转动结构，且wifi天线18为圆柱形结构；通过转动的wifi天线18可以对wifi天线18进行有效调节，从而提高信号强度。
[0058]
该智能机器人的工作原理：首先当机器外壳15正面受到外界作用力时，机器外壳15会弧形弹性垫体6产生作用力，受力板5与弧形弹性垫体6粘合连接，受力板5产生作用力，阻尼滑块4与受力板5固定连接，阻尼滑块4产生作用力，如此在该力作用下阻尼滑块4通过与阻尼槽架2固定连接的阻尼滑槽3进行滑动，限位卡槽7与受力板5固定连接，限位卡槽7产生作用力，缓冲伸缩板10通过固定连接的限位卡体8与限位卡槽7进行卡合，此时贯穿限位卡体8内部的贯穿限位螺栓9起到加强卡合的作用，如此缓冲伸缩板10产生作用力，缓冲弹簧11与缓冲伸缩板10焊接，缓冲弹簧11产生作用力，如此在该力作用下缓冲弹簧11开始形变并抵消一部分力，当机器外壳15侧面受到作用力时，缓冲伸缩杆14会受到作用力，如此缓冲伸缩杆14会与固定缓冲体13进行接触，该固定缓冲体13材为弹性塑料，如此固定缓冲体13产生作用力，并产生形变抵消一部分力，缓冲槽12与固定缓冲体13粘合连接，缓冲槽12产生作用力，最终该力会传递到与缓冲槽12螺纹连接的机器本体1上，当机器外壳15底部受到作用力时，防护圈16受到作用力，此时与防护圈16紧密贴合的环形缓冲体17受到作用力并产生形变抵消一部力，该环形缓冲体17为海绵体，当要对wifi天线18进行调节时，对wifi天线18施加作用力，wifi天线18通过天线转杆19与机器外壳15活动连接，如此在该力作用下wifi天线18进行转动。
[0059]
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：还包括：防撞检测装置，设置于所述机器本体1的一侧；
[0060]
所述防撞检测装置用于计算所述弹性保护结构智能机器人和外界物体碰撞的概率，其步骤包括：
[0061]
所述防撞检测装置包括：
[0062]
预处理单元：用于以所述的一种带有弹性保护结构智能机器人为原点，建立本位笛卡尔平面坐标系，将所述wifi天线18收到的经纬度坐标转化为笛卡尔平面坐标，并计算所述机器本体1的移动角度、移动速度；
[0063]
行人移动轨迹预测单元：用于获取外界图像信息，并对所述外界图像信息进行二值化处理，并对二值化处理后的图像进行图像灰度值均方差检测，锁定行人为目标，并对行人进行轨迹跟踪实现行人的移动轨迹预测；
[0064]
其它机器人移动轨迹预测单元：用于获取周围机器人在所述本位笛卡尔平面坐标系中的坐标信息、移动角度、移动速度，并预测周围机器人的移动轨迹；
[0065]
计算单元：用于通过建立碰撞分类模型，根据行人的移动轨迹和周围机器人的移动轨迹，获得所述的一种带有弹性保护结构智能机器人与行人和周围机器人的预碰撞类型；
[0066]
判别防撞单元：根据所述计算单元所获得的预碰撞类型，采取相应防撞措施：
[0067]
若所述预碰撞类型为无碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人不会与行人或其他机器人发生碰撞；
[0068]
若碰撞类型为正面碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人将与行人或其他机器人发生正面碰撞，所述判别防撞单元控制所述机器本体1转向；
[0069]
若碰撞类型为追尾碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人将与行人或其他机器人发生追尾碰撞，所述判别防撞单元控制所述机器本体1减速；
[0070]
若碰撞类型为侧面碰撞，则表明所述的一种带有弹性保护结构智能机器人将与行人或其他机器人发生侧面碰撞，所述判别防撞单元控制所述机器本体1减速。
[0071]
上述方案的工作原理及有益效果为：通过设施防撞检测装置，可以预测行人与其他机器人的移动轨迹，并根据所述行人与其他机器人的移动轨迹与机器人本体的移动轨迹预测所述的一种带有弹性保护结构智能机器人与行人和周围机器人的预碰撞类型，并根据所述预碰撞类型采取相应措施，避免碰撞，保护了行人的人身安全和机器人所有者的财产安全。
[0072]
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：还包括：
[0073]
报警器，设置于所述机器本体1的一侧；
[0074]
储存器，设置于所述机器本体1的内部，用于记录所述机器本体1所受撞击的次数与所受撞击的程度，并获得能量谱密度；
[0075]
损伤检测装置，设置于所述机器本体1的内部；
[0076]
其中所述报警器、储存器与所述损伤检测装置电性连接；
[0077]
所述损伤检测装置，用于根据所述撞击谱密度，根据如下公式计算撞击密度p；
[0078][0079]
其中，δ为所述存储器获得的撞击谱密度，t为所述撞击谱密度的时间变量，为所述机器本体1所受最大撞击的撞击的程度,λ为所述缓冲弹簧11的弹力系数；
[0080]
所述损伤检测装置，还用于基于所述撞击密度以及如下公式，计算弹性保护结构的损坏度s:
[0081][0082]
其中，t为所述的一种带有弹性保护结构智能机器人的已使用时长，q为所述一种带有弹性保护结构智能机器人材料的老化因子，取值范围为[0.168，0.258]，e为所述一种带有弹性保护结构智能机器人保护结构的耐久极限值；
[0083]
所述报警器，用于判断所述弹性保护结构损坏情况：
[0084]
若所述损坏度s在第一预设范围内，表明所述弹性保护结构为一级损坏，并控制报警灯不亮；
[0085]
若所述损坏度s在第二预设范围内，表明所述弹性保护结构为二级损坏，并控制报警灯长亮；
[0086]
若所述损坏度s在第三预设范围内，表明所述弹性保护结构为三级损坏，并控制报警灯闪烁。
[0087]
在本实施例中，能量谱密度为碰撞所带来的平均能量。
[0088]
上述方案的工作原理及有益效果为：通过报警器、储存器、损伤检测装置、报警器，获得能量谱密度，计算撞击密度，并根据所述撞击密度计算弹性保护结构的损坏度，并根据所述弹性保护结构的损坏度发出报警，使得使用人员可以及时了解所述的一种带有弹性保护结构智能机器人的安全程度，当所述弹性保护结构无法提供有力保障时，及时更换所述弹性保护结构，提高了所述的一种带有弹性保护结构智能机器人的实用性。
[0089]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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