專(zhuān)利名稱(chēng)：物體的接觸型傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物體的接觸型傳感器，尤其涉及接觸型傳感器的部件 和安裝方式，主要用于將接觸型傳感器固定在機(jī)器人等機(jī)電類(lèi)物體上，以 便于機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中感知障礙物。
背景技術(shù)：
在專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00410014461.0的公開(kāi)說(shuō)明書(shū)中提到了一種物體的接 觸型傳感器，但在實(shí)際應(yīng)用中由于受海綿的加工工藝的限制，海綿體的形 體一般是切割而成的，海綿體一次成形為一個(gè)不規(guī)則的套子有一定的難 度。對(duì)于一些表面形狀不平整的物體，比如錐體或柱體或臺(tái)體，如果一定 要用切割方式把海綿中間掏空，加工成海綿套子，則會(huì)浪費(fèi)海綿材料并且 加工工藝較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種接觸型傳感器的加工、裝 配方案。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述設(shè)計(jì)達(dá)到的將切成片狀的海綿粘貼到一個(gè)
外套的內(nèi)側(cè)，該外套被切割或裁剪成如物體表面的展開(kāi)圖形狀，并加工成 一個(gè)套子，連同海綿一起套裝在物體的表面的簿膜開(kāi)關(guān)上。此法避免了要 單純將海綿加工成物體表面的形狀的麻煩，只要將片狀的海綿進(jìn)行簡(jiǎn)單的 切割、裁剪，用本發(fā)明的外套固定片狀海綿，并和海綿一起保持成物體表 面的形狀，簡(jiǎn)單可靠，并且可以節(jié)省海綿的用料，增加物體的美觀。外套 可用人造薄膜或服裝面料或皮革制品加工而成。
本發(fā)明對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于為機(jī)器人裁剪、加工服裝，配套的接 觸型傳感器尤其在移動(dòng)型機(jī)器人一一比如吸塵機(jī)器人上有較好的應(yīng)用前 景。


圖l為本發(fā)明部件示意圖。
圖2 圖8為一些物體與障礙物接觸位置示意圖，其中圖3、圖4為俯
視圖，其余為側(cè)視圖。
圖9為一個(gè)外凸的柱體俯視圖。
圖IO為一個(gè)圓柱體局部覆蓋傳感器的示意圖(俯視)。
圖11 12為一個(gè)吸塵機(jī)器人的俯視圖和側(cè)面示意圖。
圖13為圖11的外套裁剪圖。
圖14 圖15為吸塵機(jī)器人的海綿形體示意圖。
圖16 圖17為圖14 圖15的裁剪剖視圖(拉直狀態(tài))。
圖18為一球臺(tái)體的外套與海綿裁剪示意圖。
圖19 圖21為上圓下方臺(tái)體的俯視圖和側(cè)視圖及外套裁剪圖。
圖22 圖23為一種吸塵機(jī)器人的側(cè)視圖和俯視圖。
具體實(shí)施例方式
一種物體的接觸型傳感器，如圖1，它包括一個(gè)外套1、 一塊或幾塊片 狀海綿2及微動(dòng)開(kāi)關(guān)3 (本例為薄膜式微動(dòng)開(kāi)關(guān))。微動(dòng)開(kāi)關(guān)3設(shè)置在物 體表面外，外套和片狀海綿位于微動(dòng)開(kāi)關(guān)外(這個(gè)"外"廣義上講是以物 體為中心的，狹義上講傳感器被垂直布置于物體上時(shí)，外套和片狀海綿位 于微動(dòng)開(kāi)關(guān)"外"，微動(dòng)開(kāi)關(guān)朝上布置時(shí)，外套和片狀海綿應(yīng)位于微動(dòng)開(kāi) 關(guān)上，但可將這種情況理解為傳感器被轉(zhuǎn)過(guò)90度，還包括傳感器被斜著布 置的方式，這些均可等同于將外套和片狀海綿位于微動(dòng)開(kāi)關(guān)"外"的情 況，這個(gè)"上"可看作等同于"外")。 傳感器的外套是由皮革、人造革、人造面料(包括現(xiàn)在通用的布料、 化纖面料等可以縫制衣服的材料、塑料簿膜(包括化工合成的薄膜如珍珠 棉甚至海綿簿膜等)的一種或幾種做成的。外套與海綿之間可直接包裹 (使用用線或橡筋等收束的外套將片狀海綿壓在物體表面的微動(dòng)開(kāi)關(guān) 上)，或采用采用捆綁(外套為一條或幾條帶子或松緊帶，甚至是線)、 粘貼、縫制(如衣服與隔里)、套裝(如棉襖、羽絨服、救生服一樣，把 海綿裝在外套里面)等方式連接， 一起固定在物體表面的微動(dòng)開(kāi)關(guān)上。
外套可包在海綿外，海綿處于微動(dòng)開(kāi)關(guān)與外套間；海綿也可包在外套
外(相當(dāng)于帶隔里的衣服反穿)，外套處于海綿與微動(dòng)開(kāi)關(guān)之間，海綿可 粘貼或縫制在外套外，外套直接通過(guò)包裹、捆綁等方式固定在微動(dòng)開(kāi)關(guān) 外。
海綿還可套裝在外套中，外套直接包裹或捆綁在微動(dòng)開(kāi)關(guān)外。 如果使用線或帶捆綁海綿的方式固定海綿，線或帶還可以穿在片狀海 綿中，此時(shí)外套就簡(jiǎn)化為至少一根線或帶了。
微動(dòng)開(kāi)關(guān)一般為塑料薄膜式微動(dòng)開(kāi)關(guān)，薄膜開(kāi)關(guān)的覆蓋面基本等同海
綿；當(dāng)然也可為常用的機(jī)械式、導(dǎo)電橡膠式或電容式微動(dòng)開(kāi)關(guān)(可以以少 量開(kāi)關(guān)配合海綿覆蓋較大面積，比如2 3個(gè)開(kāi)關(guān)與海綿條配合，可檢測(cè)一 個(gè)條狀的區(qū)域，或者角上四個(gè)中央一個(gè)共五個(gè)開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)一個(gè)面)，上 述微動(dòng)開(kāi)關(guān)還可以組合方式存在。如果是薄膜開(kāi)關(guān)，且海綿直接與薄膜開(kāi) 關(guān)緊挨，薄膜開(kāi)關(guān)的形式還可以是專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00410014461.0的公開(kāi)說(shuō) 明書(shū)中描述的幾種變形。
為了使裝了外套的物體更人性化，可在外套上設(shè)計(jì)文字或圖案，像人 衣服的圖案一樣加工這些文字或圖案。
外套在物體上的安裝方式可采用左右連接法直接用拉鏈或線連接或 在外套的左右兩端設(shè)置多余的接頭，接頭處類(lèi)似于衣服的門(mén)襟可用鈕扣、 按扣、拉鏈、刺毛扣、粘合、縫合(縫合在反面)等方式連接。
外套的安裝還可采用上下固定法在外套的上部和下部有多余的面 料，多余部分通過(guò)下列方式固定1)直接粘貼；2)兩端有孔，直接掛在 物體上部或下部的柱栓上；3)兩端有套，套內(nèi)穿線(包括金屬線、橡筋 等)，用線收緊并相互扣住，或扣在物體上部及下部；4)物體上部或下部 有箍，用箍壓住外套的兩端；5)用膠帶直接把外套兩端收縮在物體的上部 或下部外側(cè)，為美觀起見(jiàn)，膠帶上可印刷文字或圖案……，當(dāng)然兩端的固 定方式可以任選上述一種。
外套的安裝可采用左右連接法和上下固定法混合使用，即既用左右連 接法又用上下固定法。
外套還可采用縫制的方式直接縫制成一個(gè)套子或袋子，片狀海綿可被 安裝或粘貼在上(或下)開(kāi)口的套子中，套子(連同海綿)直接套在物體 表面，套子口用上下固定法中的一種收束在物體的上端或下端。
外套的套子的開(kāi)口還可被縫制在中部，開(kāi)口最后封閉的方式如同左右 連接法中的一種(比如拉鏈或扣子)。
為安裝正確、到位，可在物體表面透過(guò)薄膜開(kāi)關(guān)(如果微動(dòng)開(kāi)關(guān)是薄 膜開(kāi)關(guān))、海綿體設(shè)置一些卡口或固定螺釘；簿膜開(kāi)關(guān)可掛置或卡置或粘 貼或用卡口或用螺釘固定裝置于物體表面，其它種類(lèi)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)可類(lèi)似于 計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)上的開(kāi)關(guān)的固定方式固定，只是開(kāi)關(guān)的布置密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鍵
盤(pán)o
切割成片狀的海綿可有兩種形狀簡(jiǎn)單片狀或保形片狀。簡(jiǎn)單片狀為 厚薄基本均勻的海綿片，如圖14、圖16;保形片狀指為了配合物體外表的形狀，加工成為凹凸有致的片狀，如圖15、圖17。簡(jiǎn)單片狀要求物體表面 凹凸有致，而保形片狀對(duì)物體表面要求較低。
如果物體為方形柱形(如圖2、圖3)或圓柱體(圖2、圖4)，與垂 直的墻面或障礙物5碰撞時(shí)由于接觸面較大使得有固定步距的物體在有效 行程內(nèi)行進(jìn)的阻力較大，為了避免這種情況可將物體表面設(shè)計(jì)成錐體或臺(tái) 體，如圖5 圖8，還可將物體表面進(jìn)行內(nèi)凹處理，即方形的柱體或臺(tái)體每 個(gè)面中央凹陷，每個(gè)面都是斜面，如圖11、圖14、圖15、圖19、圖22; 當(dāng)然也可以外凸，如圖9。如果物體表面為曲面，外套、海綿和薄膜開(kāi)關(guān) 均可采用分條法(goremethod)即平行線展開(kāi)法繪制的展開(kāi)圖貼合于物體 的表面，柱形物體的表面展開(kāi)圖較簡(jiǎn)單，基本形狀為長(zhǎng)方形；錐體、圓臺(tái) 體的表面展開(kāi)圖形狀為扇形，對(duì)于球臺(tái)體、橢圓球臺(tái)，由于其展開(kāi)圖不可 能是平面，可將它理解為近似于多個(gè)圓臺(tái)體的聚合，用近似于圓臺(tái)體的方 式展開(kāi)它，當(dāng)然也可用放射線法展開(kāi)；如圖18,物體為一個(gè)球臺(tái)，外套1 可加工成并列的類(lèi)似三角形狀，瓣?duì)畹暮＞d片2粘合在外套上，外套1頂 部和底部可用上下固定法通過(guò)線4固定在物體的上部和下部。
為了某些特殊的需要，比如省料、機(jī)構(gòu)緊湊等要求，物體表面還可設(shè) 計(jì)成一些復(fù)雜的形體，比如上圓下方(如圖19、圖20)或上方下圓的臺(tái) 體，可用三角形法展開(kāi)圖的方式設(shè)計(jì)外套，如圖21。
一些物體還可設(shè)計(jì)成分層的柱體或臺(tái)體的組合，那么外套除了可用三 角形法展開(kāi)外，還可根據(jù)物體的形狀分層設(shè)計(jì)外套，如圖22、圖23的形 狀(比如吸塵機(jī)器人為了能讓清潔部位涉及茶幾、床等家具的底部的外 緣，使人看下去，看到家具在地面的投影之外的部位基本上是清潔的)， 物體下部為近似的四棱臺(tái)(內(nèi)凹)、中部為圓臺(tái)、上部又為四棱臺(tái)，那么 外套也可分三層設(shè)置。當(dāng)然上述的外套裁剪方式并不限定使用具體哪一 種，只是舉例說(shuō)明而已。
對(duì)于其它一些規(guī)則的或不規(guī)則的物體的形狀，外套的設(shè)計(jì)可以像為人 設(shè)計(jì)服裝一樣進(jìn)行量體裁剪和加工，固定在物體表面的方式還包括常用的 衣服在人身上的固定方式。
另外如果物體整體設(shè)計(jì)成球臺(tái)形、橢圓球臺(tái)、圓臺(tái)形、圓錐形等形狀 時(shí)，即物體外表面為曲面時(shí)，簿膜開(kāi)關(guān)也如片狀海綿的形狀一致的方式加 工，并且薄膜開(kāi)關(guān)的隔離膜可適當(dāng)加厚或隔離窗口變小(相應(yīng)窗口的密度 變大)，隔離膜還可用一層一定厚度海綿或珍珠棉(等輕薄料子)的柵格 (或者是開(kāi)窗口的海綿、珍珠綿)替代， 一一其形狀任意，只要滿足容易 生成、便于安裝、能起到隔離作用的條件即可。
在某些場(chǎng)合下，接觸傳感器只需覆蓋物體的局部，如圖10，那么只要 簿膜開(kāi)關(guān)(或其它微動(dòng)開(kāi)關(guān))覆蓋局部，海綿以及外套可覆蓋局部也可包 裹全部物體，如果外套只覆蓋局部，它可設(shè)計(jì)成如人的肚兜或圍裙一般用
繩索或橡膠4互相拴住，或者掛栓在一些凸出的柱栓上。外套包括海綿可
設(shè)計(jì)成較人性化的各種形狀一一比如卡通式等。原來(lái)要在物體表面安裝其 它類(lèi)型的傳感器或充電簧片或散熱、排氣孔的地方可在相應(yīng)部位的外套、
海綿及塑料薄膜開(kāi)關(guān)上開(kāi)一些窗口，如圖ll、圖12中，6為超聲波傳感器 通道窗口， 7為進(jìn)氣或排氣窗口。當(dāng)然也可將這些部件設(shè)置于物體的頂部 或底部。
權(quán)利要求
1、一種物體的接觸型傳感器，其特征在于它包括一個(gè)外套、至少一塊片狀海綿及至少一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置在物體表面外，外套和片狀海綿設(shè)置于微動(dòng)開(kāi)關(guān)外，所述的微動(dòng)開(kāi)關(guān)是簿膜式、機(jī)械式、導(dǎo)電橡膠式和電容式微動(dòng)開(kāi)關(guān)中的一種或者其組合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在所述的 微動(dòng)開(kāi)關(guān)為薄膜式微動(dòng)開(kāi)關(guān)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在于所述 的外套是由皮革、人造革、人造面料、塑料簿膜中的一種或幾種制成的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在于所述 的外套與海綿之間采用采用包裹、捆綁、粘貼、縫制、套裝方式中的一種 連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3-4之一所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在 于所述的外套設(shè)置于海綿外，海綿處于微動(dòng)開(kāi)關(guān)與外套間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3-4之一所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在 于海綿設(shè)置在外套外，外套處于海綿與微動(dòng)開(kāi)關(guān)之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3-4之一所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在 于海綿套裝在外套中，外套處于微動(dòng)開(kāi)關(guān)外。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在于外套 在物體上的安裝方式采用左右連接法連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在于外套 的安裝方式采用上下固定法。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物體的接觸型傳感器，其特征在于外 套為一個(gè)縫制好的套子，連同海綿一起包裹在物體表面的微動(dòng)開(kāi)關(guān)外。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種物體的接觸型傳感器將切成片狀的海綿粘貼到一個(gè)外套的內(nèi)側(cè)，該外套被切割或裁剪成如物體表面的展開(kāi)圖形狀，并加工成一個(gè)套子，連同海綿一起套裝在物體的表面的薄膜開(kāi)關(guān)上。
文檔編號(hào)H01H9/02GK101192476SQ20061009794
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者張周新 申請(qǐng)人:張周新