CN207215130U - 可分离式光学里程计及移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种可分离式光学里程计及移动机器人，通过将光学里程计设置成可分离式的模块化结构，在需要使用的场合才进行组装，如此可以降低功耗，同时，也可以作为一个选购件供消费者选购，以此可以降低消费者的购买成本。此外，光学里程计模块化后，如果光学里程计损坏了，可以直接拆卸维修或者更换新的里程计即可，不仅可以提高维修效率，也可以降低机器人的维修成本，不需要专人维修，用户自己就可以完成。如果是机器人损坏了，用户可以购买新的不带光学里程计的机器人，然后继续使用原来的光学里程计，从而降低成本，减少资源消耗。

Description

可分离式光学里程计及移动机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种可分离式光学里程计及移动机器人。

背景技术

行走机器人的定位技术是机器人技术的基础部分，机器人只有“知道自己在哪里”，才能做其他智能化的行为。目前的机器人定位技术有很多种，包括有激光定位、视觉定位、惯性导航定位、卫星导航定位、无线电定位等等。不依赖于外部信号（如卫星、基站信号等）的定位称为自主定位，适应性更好，例如各种家用的机器人。激光定位和视觉定位精度高，但是机器需要额外的结构来装配这些部件，同时成本也比较高。随着技术的发展，惯性导航长时间的漂移得到了很大的改善，但是这个技术对于一些特殊的地面，如地毯、有水的瓷砖等容易打滑的地面，适应性就会很差。采用光学里程计可以很好的解决地毯问题，但是会带来成本的增加，并不是每个消费者都需要，如果家里没有地毯，机器人中的光学里程计不仅起不到实际的作用，还会增加消费者的购买成本，同时，浪费了机器人的数据处理资源和能耗。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种可分离式光学里程计及移动机器人，用户可以根据实际需求，选择是否购买或者装配光学里程计，从而提高产品的购买或者使用的灵活性，在保证产品实用性的同时，可以降低购买成本。本实用新型的具体技术方案如下：

一种可分离式光学里程计，包括LED灯、成像透镜和光流成像传感器，还包括：

壳体，所述壳体的一端设有入光口，另一端设有光流成像传感器；所述LED灯设置在所述入光口，所述成像透镜设置在所述入光口和所述光流成像传感器之间，用于将所述入光***入的外界光线聚焦成像后投射在所述光流成像传感器上；

信号连接部，连接所述光流成像传感器，并显露在所述壳体的外面；

固定部，设置于所述壳体的外壁，并用于固定所述壳体。

进一步地，所述壳体为中空的直筒状，所述直筒状的壳体的一端开口，形成所述入光口；另一端封闭，设置所述光流成像传感器；所述信号连接部设置在所述壳体的外侧壁。

进一步地，所述壳体为中空的L形状，所述L形状的壳体的短边的一端开口，形成所述入光口，另一端与所述L形状的壳体的长边的一端连通，连通处设有反射镜，所述长边的另一端设有所述光流成像传感器，所述信号连接部设置在所述长边的另一端的端面上。

进一步地，所述固定部为卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

一种移动机器人，包括主体和设于主体下部的驱动轮，所述主体还包括装配部，所述装配部用于装配上述的光学里程计。

进一步地，所述装配部为从所述主体的外侧壁向内凹陷的缺口，所述缺口的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述缺口时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

进一步地，所述装配部为从所述主体的底部向内凹陷的孔洞，所述孔洞的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述孔洞时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

进一步地，所述装配部为从所述主体的外侧壁和上端面向内凹陷所形成的L形状的凹槽，或者为从所述主体的外侧壁向内凹陷第一深度和第二深度所形成的L形状的凹槽，所述凹槽的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述凹槽时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

进一步地，所述装配部还设有与所述光学里程计相配合的卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

进一步地，所述信号对接部与所述主体内的处理器连接。

本实用新型的有益效果在于：通过将光学里程计设置成可分离式的模块化结构，在需要使用的场合才进行组装，如此可以降低功耗，同时，也可以作为一个选购件供消费者选购，以此可以降低消费者的购买成本。此外，光学里程计模块化后，如果光学里程计损坏了，可以直接拆卸维修或者更换新的里程计即可，不仅可以提高维修效率，也可以降低机器人的维修成本，不需要专人维修，用户自己就可以完成。如果是机器人损坏了，用户可以购买新的不带光学里程计的机器人，然后继续使用原来的光学里程计，从而降低成本，减少资源消耗。

附图说明

图1为本实用新型所述可分离式光学里程计的结构示意图一。

图2为本实用新型所述可分离式光学里程计的结构示意图二。

图3为本实用新型所述移动机器人的结构示意图一。

图4为本实用新型所述移动机器人的结构示意图二。

图5为本实用新型所述移动机器人的结构示意图三。

图6为本实用新型所述移动机器人的结构示意图四。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

光学里程计106是一种通过光学原理进行图像检测以得到光学图像的传感器，处理器102通过对检测到的光学图像数据进行处理，可以得到移动距离的信息，主要应用于机器人的视觉***。如图1和图2所示的可分离式光学里程计106，包括壳体201、LED灯204、成像透镜202、光流成像传感器205、信号连接部203和固定部206。所述壳体201的一端设有入光口，另一端设有光流成像传感器205；所述LED灯204设置在所述入光口，所述成像透镜202设置在所述入光口和所述光流成像传感器205之间。所述LED灯204发出的光，经过外界物体反射后，从所述入光***入，所述成像透镜202将所述入光***入的外界光线聚焦成像后投射在所述光流成像传感器205上。所述信号连接部203的一端连接所述光流成像传感器205，另一端显露在所述壳体201的外面，便于连接至外部的处理器102，将所述光流成像传感器205检测到的数据传输给处理器102。所述固定部206设置于所述壳体201的外壁，并用于固定所述壳体201。

本实用新型通过将光学里程计106设置成可分离式的模块化结构，在需要使用的场合才进行组装，如此可以降低功耗，同时，也可以作为一个选购件供消费者选购，以此可以降低消费者的购买成本。此外，光学里程计106模块化后，如果光学里程计106损坏了，可以直接拆卸维修或者更换新的里程计即可，不仅可以提高维修效率，也可以降低机器人的维修成本，不需要专人维修，用户自己就可以完成。如果是机器人损坏了，用户可以购买新的不带光学里程计106的机器人，然后继续使用原来的光学里程计106，从而降低成本，减少资源消耗。

优选的，如图1所示：所述壳体201为中空的直筒状，其外部形状（横截面的外周边的形状）可以设计成圆形或方形等其它形状。所述直筒状的壳体201的一端开口，形成所述入光口；另一端封闭，设置所述光流成像传感器205。所述信号连接部203设置在所述壳体201的外侧壁，其一端通过信号线连接至所述光流成像传感器205，另一端则显露在外侧壁外。一卡块设置在所述壳体201的外侧壁上，所述壳体201通过所述卡块可以和外部的卡槽进行卡扣连接，从而实现所述光学里程计106的固定。这种结构的光学里程计106结构简单，生产制造方便，与机器人主体101装配起来也很容易，适于推广应用。

优选的，如图2所示，所述壳体201为中空的L形状。所述L形状的壳体201的短边的一端开口，形成所述入光口，所述LED灯204为四个，以入光口的中心线为轴线呈圆周排列式地分布在所述入光口处。所述L形状的壳体201的短边的另一端与所述L形状的壳体201的长边的一端连通，连通处设有反射镜207，一平面透镜208设置在所述LED灯204和所述反射镜207之间，用于防止外界杂物进入壳体201内部。所述L形状的壳体201的长边的另一端设有所述光流成像传感器205，所述信号连接部203设置在所述长边的另一端的端面上，所述信号连接部203为所述光流成像传感器205上的信号输出端，这样，就可以不用额外设置独立的信号连接部203，也不用额外的信号线连接独立的信号连接部203和所述光流成像传感器205。所述固定部206采用粘贴绵的结构，当所述光学里程计106与机器人主体101连接时，粘贴绵将所述光学里程计106牢固地粘贴在所述主体101上。本实用新型所述的L形结构的光学里程计106，通过采用反射镜207，将从短边的入光***入的光线进行折射后，投射至位于长边端部的所述成像透镜202，最后通过成像透镜202投射至所述光流成像传感器205上。这种弯折的光学***，使得光学里程计106在保证光学图像检测性能的同时，降低移动机器人的厚度，避免现有结构为了增大景深所带来的移动机器人厚度过大的问题。

优选的，所述固定部206除了可以采用上述的卡接结构和粘接结构，还可以采用螺接结构，即在所述壳体201上设置螺孔，通过螺钉或者螺栓等紧固件，将所述壳体201固定在机器人主体101上。

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。扫地机器人的机身为无线机器，以圆盘型为主。使用充电电池运作，操作方式为遥控或是机器上的操作面板103。一般能设定时间预约打扫，自行充电。机体上设有各种感应器，可检测行进距离、行进角度、机身状态和障碍物等，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依不同的设定，而走不同的路线，有规划地清扫地区。

如图3和图4所示，本实用新型所述的移动机器人，包括主体101和设于主体101下部的驱动轮104。所述主体101前面有用于检测碰撞的传感器，前面检测碰撞传感器105可以是物理的碰撞检测或者是超声波、激光等非接触式检测。所述主体101的上部端面设有操作面板103，通过所述操作面板103可以控制所述机器人。机器人主体101内部设有加速度计和陀螺仪等惯性传感器，驱动轮104上还设***盘。所述主体101还包括装配部108，所述装配部108用于装配所述光学里程计106。

优选的，如图3所示，所述装配部108为从所述主体101的外侧壁向内凹陷的缺口，所述缺口的内壁上设有信号对接部107，所述光学里程计106装配至所述缺口时，所述信号连接部203与所述信号对接部107相互接触。所述信号对接部107连接至机器人主体101内部的处理器102，用于将所述光流成像传感器205检测到的数据发送给主体101内部的处理器102，处理器102根据接收到的数据来控制机器人的动作。所述缺口为方柱形状，与所述光学里程计106的方柱形状相适配，所述光学里程计106装配至所述缺口时，刚好能够将所述缺口填平（如图4所示）。如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形也为方柱形状的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。所述缺口的内壁上还设有卡槽，与所述壳体201上的卡块相适配，当所述光学里程计106装配至所述缺口时，所述卡块***所述卡槽，从而将所述光学里程计106固定在所述缺口中。

优选的，所述装配部108为从所述主体101的底部向内凹陷的孔洞，所述孔洞的内壁上设有信号对接部107，所述光学里程计106装配至所述孔洞时，所述信号连接部203与所述信号对接部107相互接触。所述固定部206为与所述壳体201一体连接的固定支架，所述固定支架上设有螺纹孔，当所述光学里程计106***所述孔洞时，螺钉通过固定支架上的螺纹孔，把固定支架固定在机器人的底部，从而把光学里程计106固定在所述孔洞中。此时，所述信号对接部107把所述光流成像传感器205检测到的数据传输到与其连接的处理器102中，处理器102根据接收到的数据来控制机器人的动作。如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形与所述壳体201外形相同的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。

优选的，如图5所示，所述装配部108为从所述主体101的外侧壁和上端面向内凹陷所形成的L形状的凹槽，所述凹槽的内壁上设有信号对接部107，所述光学里程计106装配至所述凹槽时，所述信号连接部203与所述信号对接部107相互接触。所述L形状的凹槽与所述L形状的壳体201相适配，由于上述L形状的凹槽的长槽对所述壳体201有重力支撑作用，所以，不用其它复杂的固定结构，只需要粘贴绵，就可以实现光学里程计106和所述机器人主体101的牢固连接，拆装十分方便。装配完成后，所述信号对接部107把所述光流成像传感器205检测到的数据传输到与其连接的处理器102中，处理器102根据接收到的数据来控制机器人的动作。如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形与所述壳体201外形相同的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。

优选的，如图6所示，所述装配部108为从所述主体的外侧壁向内凹陷第一深度和第二深度所形成的L形状的凹槽，其中，凹陷第一深度形成的浅槽为L形状的短边部分的凹槽，凹陷第二深度形成的深槽为L形状的长边部分的凹槽。所述L形状的凹槽位于所述主体的上端面的下方，如此可以保证上端面的完整性和美观性。装配所述光学里程计时，只需要从主体的侧壁朝主体的内部方向***即可。装配好后，所述信号连接部203与所述凹槽的内壁上的所述信号对接部107相互接触，可以实现信号传输。同样的，如果不需要使用光学里程计106，则用一个外形与所述壳体201外形相同的辅助配件来填平所述缺口，使得机器人的外形平整，保证主体101的完整性。

上述实施例所述的向内凹陷指定的是向机器人主体内部凹陷，即从机器人主体的外表面向主体内部方向凹陷延伸。

以上实施例仅为充分公开而非限制本实用新型，凡基于本实用新型的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。

Claims (10)

1.一种可分离式光学里程计，包括LED灯、成像透镜和光流成像传感器，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体的一端设有入光口，另一端设有光流成像传感器；所述LED灯设置在所述入光口，所述成像透镜设置在所述入光口和所述光流成像传感器之间，用于将所述入光***入的外界光线聚焦成像后投射在所述光流成像传感器上；

信号连接部，连接所述光流成像传感器，并显露在所述壳体的外面；

固定部，设置于所述壳体的外壁，并用于固定所述壳体。

2.根据权利要求1所述的光学里程计，其特征在于：所述壳体为中空的直筒状，所述直筒状的壳体的一端开口，形成所述入光口；另一端封闭，设置所述光流成像传感器；所述信号连接部设置在所述壳体的外侧壁。

3.根据权利要求1所述的光学里程计，其特征在于：所述壳体为中空的L形状，所述L形状的壳体的短边的一端开口，形成所述入光口，另一端与所述L形状的壳体的长边的一端连通，连通处设有反射镜，所述长边的另一端设有所述光流成像传感器，所述信号连接部设置在所述长边的另一端的端面上。

4.根据权利要求2或3所述的光学里程计，其特征在于：所述固定部为卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

5.一种移动机器人，包括主体和设于主体下部的驱动轮，其特征在于：所述主体还包括装配部，所述装配部用于装配权利要求1至4任一项所述的光学里程计。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于：所述装配部为从所述主体的外侧壁向内凹陷的缺口，所述缺口的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述缺口时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

7.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于：所述装配部为从所述主体的底部向内凹陷的孔洞，所述孔洞的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述孔洞时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

8.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于：所述装配部为从所述主体的外侧壁和上端面向内凹陷所形成的L形状的凹槽，或者为从所述主体的外侧壁向内凹陷第一深度和第二深度所形成的L形状的凹槽，所述凹槽的内壁上设有信号对接部，所述光学里程计装配至所述凹槽时，所述信号连接部与所述信号对接部相互接触。

9.根据权利要求6至8任一项所述的机器人，其特征在于：所述装配部还设有与所述光学里程计相配合的卡接结构、粘接结构或者螺接结构。

10.根据权利要求6至8任一项所述的机器人，其特征在于：所述信号对接部与所述主体内的处理器连接。