阅读说明：本技术 用于无人车的碰撞检测机构及无人车 (A collision detection mechanism and unmanned vehicle for unmanned vehicle ) 是由 信韧 廖青海 刘明 王鲁佳 于 2019-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于无人车的碰撞检测机构及无人车,用于无人车的碰撞检测机构包括触发器,触发器包括第一夹板、第二夹板、第一触点、第二触点、弹性件；第一夹板与第二夹板相对间隔设置,第一触点设置在第一夹板朝向第二夹板的一侧上,第二触点设置在第二夹板朝向第一夹板的一侧上,且第二触点与第一触点相对设置；弹性件设置在第一夹板与第二夹板之间,且弹性件的两端分别能够与第一夹板及第二夹板弹性抵接。上述无人车的碰撞检测机构,当第一夹板受到的障碍物的撞击力大于弹性件提供给第一夹板的弹力时,第一夹板克服弹性件的弹力靠近第二夹板,以使第一触点与第二触点接触,进而触发器被触发,可靠性好。(The invention relates to a collision detection mechanism for an unmanned vehicle and the unmanned vehicle, wherein the collision detection mechanism for the unmanned vehicle comprises a trigger, wherein the trigger comprises a first clamping plate, a second clamping plate, a first contact, a second contact and an elastic piece; the first clamping plate and the second clamping plate are oppositely arranged at intervals, the first contact is arranged on one side of the first clamping plate facing the second clamping plate, the second contact is arranged on one side of the second clamping plate facing the first clamping plate, and the second contact is oppositely arranged with the first contact; the elastic piece sets up between first splint and second splint, and the both ends of elastic piece can respectively with first splint and second splint elasticity butt. Above-mentioned collision detection mechanism of unmanned car, when the impact of the barrier that first splint received is greater than the elasticity that the elastic component provided first splint, first splint overcome the elasticity of elastic component and are close to the second splint to make first contact and second contact, and then the trigger is triggered, good reliability.)

用于无人车的碰撞检测机构及无人车

技术领域

本发明涉及无人车技术领域，特别是涉及一种用于无人车的碰撞检测机构及无人车。

背景技术

随着智能技术的发展，无人车开始得到发展和应用。在无人车的行驶过程中，为避免发生无人车遇到障碍物的现象，则需要在无人车上安装用于探测障碍物的传感器，以使无人车能够躲避开障碍物。

但是自动驾驶技术发展至今，仍常有传感器失灵或人为失误造成的事故发生，因此我们需要高可靠性，高灵敏度和高反应速度的急停装置来避免此类情况的发生。

目前，我们一般采用超声波雷达作为传感器失灵的“最后一道防线”。超声波雷达常常用于乘用车的四周，超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅(PZT)等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，所以它可以分成发送器或接收器。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。但其缺点在于作用距离要在30cm以上，对于30cm以内的物体无法准确探测，且其探测宽度有限，对于过高，过低的物体均无法做出有效的判断，此外其对轻小物体也会做出反应，如路旁的杂草等，因此超声波雷达可靠性较差。

发明内容

基于此，有必要针对目前传统技术的问题，提供一种用于无人车的碰撞检测机构及无人车。

一种用于无人车的碰撞检测机构，包括触发器，所述触发器包括第一夹板、第二夹板、第一触点、第二触点、弹性件；所述第一夹板与第二夹板相对间隔设置，所述第一触点设置在所述第一夹板朝向所述第二夹板的一侧上，所述第二触点设置在所述第二夹板朝向所述第一夹板的一侧上，且所述第二触点与所述第一触点相对设置；所述弹性件设置在所述第一夹板与所述第二夹板之间，且所述弹性件的两端分别能够与所述第一夹板及所述第二夹板弹性抵接。

在其中一个实施例中，还包括外壳，所述外壳贴合在所述第一夹板背离所述第二夹板的一侧。

在其中一个实施例中，所述弹性件为螺旋弹簧，且所述螺旋弹簧环绕所述第一触点及所述第二触点设置。

在其中一个实施例中，所述第一夹板朝向所述第二夹板的一侧设有第一环形槽，所述第二夹板朝向所述第一夹板的一侧设有第二环形槽，所述螺旋弹簧的两端分别容置于所述第一环形槽及所述第二环形槽内。

在其中一个实施例中，还包括缓冲器，所述缓冲器设置在所述第二夹板背离所述第一夹板的一侧。

在其中一个实施例中，所述触发器还包括导向件，所述导向件连接所述第一夹板及所述第二夹板。

在其中一个实施例中，所述导向件包括至少两个间隔设置的导杆，所述导杆的一端活动穿设所述第一夹板设置，所述导杆的另一端与所述第二夹板连接。

在其中一个实施例中，所述导向件包括至少两个间隔设置的铰链，所述铰链的两端分别连接所述第一夹板及所述第二夹板。

在其中一个实施例中，所述铰链包括设置在所述第一夹板上的第一固定板、设置在所述第二夹板上的第二固定板、与所述第一固定板铰接的第一合页、与所述第二固定板铰接的第二合页，所述第一合页与所述第二合页铰接。

一种无人车，包括车本体及上述所述的无人车的碰撞检测机构，所述无人车的碰撞检测机构安装在所述车本体的外周侧上。

上述无人车的碰撞检测机构，第一夹板用于碰触障碍物，第二夹板用于连接无人车，当第一夹板受到的障碍物的撞击力大于弹性件提供给第一夹板的弹力时，第一夹板克服弹性件的弹力靠近第二夹板，以使第一触点与第二触点接触，进而触发器被触发，可探测到30cm以内近距离的障碍物；且当触发器碰触到轻小物体如杂草时，由于轻小物体撞击第一夹板的压力小于弹性件提供给第一夹板的弹力，从而第一夹板不会朝靠近第二夹板的方向运动，即第一触点无法第二触点接触接触，从而触发器不会被触发，可靠性好。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的用于无人车的碰撞检测机构的结构示意图；

图2为图1所述用于无人车的碰撞检测机的分解图；

图3为图1所述用于无人车的碰撞检测机的铰链的结构示意图；

图4为图3所述用于无人车的碰撞检测机的铰链的分解图；

图5为本发明的第二实施例的用于无人车的碰撞检测机构的触发器的结构示意图。

附图中各标号的含义为：

触发器100，第一夹板10，第二夹板20，第二环形槽21，第一触点30，第二触点40，弹性件50，导向件60，铰链61，第一固定板62，第二固定板63，第一合页64，第二合页65，第一限位件66，第二限位件67，第一卷套68，第二卷套69，外壳200，缓冲器300；

触发器100a，第一夹板10a，第二夹板20a，第一触点30a，第二触点40a，弹性件50a，导向件60a，导杆61a。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

请参考图1至图4，为本发明第一实施例的用于无人车的碰撞检测机构，用于安装在无人车外壳上；需要说明的是，该防碰撞检测机构可以安装在无人车外壳上的任意位置，可在无人车外壳上安装多个防碰撞检测机构以覆盖无人车的整个前部分及侧部，若有需要也可以安装在无人车的尾部，以使碰撞检测机构覆盖无人车外壳的面积尽可能大以响应各种形式和来源的碰撞。

请参考图1，无人车的碰撞检测机构包括触发器100，触发器100包括第一夹板10、第二夹板20、第一触点30、第二触点40、弹性件50；第一夹板10与第二夹板20相对间隔设置，第一夹板10用于碰触障碍物，第二夹板20用于连接无人车。第一触点30设置在第一夹板10朝向第二夹板20的一侧上，第一触点30朝第二夹板20方向延伸；第二触点40设置在第二夹板20朝向第一夹板10的一侧上，且第二触点40朝第一夹板10方向延伸；第二触点40与第一触点30相对设置，当第一触点30与第二触点40接触时，触发器100被触发；弹性件50设置在第一夹板10与第二夹板20之间，且弹性件50的两端分别能够与第一夹板10及第二夹板20弹性抵接，弹性件50用于提供第一夹板20远离第二夹板30方向的弹力，以在触发器100无障碍物的碰触下确保第一夹板20与第二夹板30之间保持预设的间距，以防第一触点30与第二触点40接触；同时，弹性件50还有缓冲作用，第一夹板20在弹性件50的弹性缓冲作用下缓慢靠近第二夹板30，以免第一触点30突然快速撞击第二触点40而对第一触点30及第二触点40造成损伤。

在无人车行驶过程中，当触发器100的第一夹板10受到的障碍物的撞击力大于弹性件50提供给第一夹板10的弹力时，第一夹板10则克服弹性件50的弹力靠近第二夹板20，在第一夹板10靠近第二夹板20的过程中，弹性件50弹性压缩，当第一触点30与第二触点40接触时，触发器100被触发并将触发信号发送给无人车上的控制系统，控制系统根据触发器100的触发信号控制无人车远离障碍物或急停，以防无人车碰撞到障碍物而受损。

上述无人车的碰撞检测机构，第一夹板10用于碰触障碍物，第二夹板20用于连接无人车，当第一夹板10受到的障碍物的撞击力大于弹性件50提供给第一夹板10的弹力时，第一夹板10克服弹性件50的弹力靠近第二夹板20，以使第一触点30与第二触点40接触，进而触发器100被触发，可探测到30cm以内近距离的障碍物；且当触发器100碰触到轻小物体如杂草时，由于轻小物体撞击第一夹板10的压力小于弹性件50提供给第一夹板10的弹力，从而第一夹板10不会朝靠近第二夹板20的方向运动，即第一触点30无法第二触点40接触接触，从而触发器50不会被触发，可靠性好。

具体地，第一夹板10背离第二夹板20的一侧为平面部，有效增大第一夹板10与障碍物的接触面积，作用范围大。第一夹板10及第二夹板20的形状不受限制，可以是矩形板、圆形板或三角形板等。具体到本实施例中，第一夹板10的形状为矩形板，且第一夹板10的长度及宽度均为10cm，第一夹板10的厚度为0.1cm；第二夹板10的结构及尺寸均可与第一夹板10的相同。

在一些实施例中，第一触点30设置在第一夹板10的中部，第二触点40设置在第二夹板20的中部。

需要说明的是，第一触点30与第二触点40接触时触发触发器100的方式有很多种；在一些实施例中，第一触点30与第二触点40之间连接有单根电线，当第一触点30与第二触点40接触时，触发器100的触发电路形成闭合回路，从而启动触发器100，即触发器100被触发。需要说明的是，第一触点30及第二触点40的数量不受限制，即第一触点30及第二触点40的数量可以为多个，任意两个第一触点30与第二触点40接触则可启动触发器100，以提高触发器100的灵敏性。在另一些实施例中，第一触点30朝向第二触点40的一侧上或第二触点40上朝向第一触点30的一侧上设置有压电材料，从而当第一触点30与第二触点40接触时并挤压压电材料时，压电材料发生电压变化，压电材料连接有压力检测仪，压力检测仪通过检测压电材料的电压变化得到碰触信号。压电材料可以是应变片、行程开关或受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。

在一些实施例中，弹性件50的材质为金属，第一夹板10及第二夹板20均为绝缘板，可防止触发器100通过第一夹板10、弹性件50及第二夹板20形成闭合回路而启动触发器100。当然，在其他实施例中，当弹性件50的材质为绝缘材质时，则一夹板10及第二夹板20的材质不受限制。

在一些实施例中，弹性件50的一端弹性抵触于第一夹板10朝向第二夹板20的一侧，弹性件50的另一端弹性抵触于第二夹板20朝向第一夹板10的一侧，即弹性件50并未与第一夹板10及第二夹板20固定连接，从而当弹性件50的弹性受损时，可通过第一夹板10与第二夹板20之间形成的空间进行更换弹性件50。在另一些实施例中，弹性件50的两端与第一夹板10与第二夹板20固定连接，从而可加强弹性件50安装的稳定性，同时，第一夹板10通过弹性件50与第二夹板20连接在一起。在另一些实施例中，弹性件50的一端与第一夹板10固定连接，弹性件50的另一端与弹性抵触于第二夹板20朝向第一夹板10的一侧；或，弹性件50的一端弹性抵触于第一夹板10朝向第二夹板20的一侧，弹性件50的另一端与第二夹板20固定连接。

弹性件50的结构及数量均不受限制，例如弹性件50可以是弹簧、气压系统、水压系统、橡皮层或海绵层等，弹性件50的数量可以为多个，多个弹性件50环绕第一触点30及第二触点40设置。具体到本实施例中，弹性件50为螺旋弹簧，且螺旋弹簧环绕第一触点30及第二触点40设置。请参考图2，进一步地，第一夹板10朝向第二夹板20的一侧设有第一环形槽，第二夹板20朝向第一夹板10的一侧设有第二环形槽21，螺旋弹簧的两端分别容置于第一环形槽及第二环形槽21内，有效防止螺旋弹簧相对第一夹板10及第二夹板20发生偏移，确保螺旋弹簧与第一夹板10及第二夹板20抵触的稳定性。

请参考图1及图2，触发器100还包括导向件60，导向件60连接第一夹板10及第二夹板20，导向件60用于使第一夹板10与第二夹板20相连，且第一夹板10可相对第二夹板20运动；同时，在第一夹板10靠近或远离第二夹板20过程中，导向件60用于对第一夹板10进行导向，以使第一夹板10能够平稳地靠近或远离第二夹板20，以使第一触点30能够准确地与第二触点40接触。

导向件60的结构可以是多种形式，例如导向件60可以是合页或导向杆等。在一些实施例中，请参考图3及图4，导向件60包括至少两个间隔设置的铰链61，铰链61的两端分别连接第一夹板10及第二夹板20，通过铰链61对第一夹板10进行导向可以很好的响应各个方向的碰撞，即不管第一夹板10的哪个部分受到障碍物的撞击力且撞击力大于弹性件50的弹力时，第一夹板10均可朝向靠近第二夹板20的方向运动。具体地，铰链61包括设置在第一夹板10上的第一固定板62、设置在第二夹板20上的第二固定板63、与第一固定板62铰接的第一合页64、与第二固定板63铰接的第二合页65，第一合页64与第二合页65铰接。从而可以理解地，在第一夹块10靠近或远离第二夹板20过程中，第一合页64相对第一固定板62转动，第二合页65相对第二固定板63转动，第二合页65与第一合页64相互相对转动，有效防止第一夹板10在运动过程中相对第二夹板20发生平移。

更具体地，第一固定板62与第一夹板10朝向第二夹板20的一侧紧贴并与第一夹板10平行设置；进一步地，第一固定板62与第一夹板10可拆卸连接，如第一固定板62与第一夹板10螺钉连接。第二固定板63与第一固定板62相对设置，第二固定板63与第二夹板20朝向第一夹板10的一侧紧贴并与第二夹板20平行设置；进一步地，第二固定板63与第二夹板20可拆卸连接，如第二固定板63与第二夹板20螺钉连接。第一合页64的一端通过铰接轴与第一固定板62铰接，第二合页65的一端通过铰接轴与第二固定板63铰接，第二合页65远离第二固定板63的一端通过铰接轴与第一合页64远离第一固定板62的一端铰接。

在一些实施例中，铰链61还包括设置在第一固定板62上的第一限位件66及设置在第二固定板63上的第二限位件67，第一限位件66用于限制第一合页64相对第一夹板10的旋转角度，第二限位件67用于限制第二合页65相对第二夹板20的旋转角度，以防出现第一合页64垂直第一夹板10、第二合页65垂直第二夹板20及第一合页64与第二合页65处于同一平面的现象，从而防止第一合页64与第一夹板10之间、第二合页65与第二夹板20之间、第二合页65与第一合页64之间出现卡死现象，避免第一夹板10在碰触到障碍物后无法克服弹性50的弹力靠近第二夹板20。

进一步地，第一固定板62上设置有第一卷套68，第一固定板62通过第一卷套68与第一合页64铰接，即一铰接轴穿设第一卷套68及第一合页64一端上的轴孔设置，以使第一合页64可相对第一卷套68转动。第一限位件66为第一限位块，第一限位块设置在第一卷套68靠近第一合页64的一端上并与第一卷套68一体成型制成，第一限位块的内侧面与第一固定板62之间的角度小于90°且大于60°，由于第一固定板62平行第一固定板62设置，从而第一限位块的内侧面与第一夹板10之间的角度小于90°且大于60°，第一限位块设于第一合页64的外侧，当第一合页64碰触到第一限位块的内侧面时，表示第一合页64已相对第一夹板10旋转至最大角度。

第二固定板63上设置有第二卷套69，第二固定板63通过第二卷套69与第二合页65铰接，即一铰接轴穿设第二卷套69及第二合页65一端上的轴孔设置，以使第二合页65可相对第二卷套69转动。第二限位件67为第二限位块，第二限位块设置在第二卷套69靠近第二合页65的一端上并与第二卷套69一体成型制成，第二限位块的内侧面与第二固定板63之间的角度小于90°且大于60°，由于第二固定板63平行第一夹板10设置，从而第二限位块的内侧面与第一夹板10之间的角度小于90°且大于60°，第二限位块设于第二合页65的外侧，当第二合页65碰触到第二限位块的内侧面时，表示第二合页65已相对第一夹板10旋转至最大角度。

需要说明的是，相邻两个铰链61之间的角度大于0°并小于90°；进一步地，相邻两个铰链61之间的角度为90°；具体地，当铰链61的数量为两个时，则两个铰链61之间的角度大于0°并小于90°；若铰链61的数量为两个，且两个铰链61之间互相平行时，则会出现第一合页64相对第一固定板62、第二合页65相对第二固定板63、第二合页65相对第一合页64发生平移现象，进而导致第一夹板10相对第二夹板20发生平移。具体到本实施例中，铰链61的数量为四个，四个铰链61沿第一夹板10及第二夹板20的周向间隔设置，且四个铰链61两两相对间隔设置，通过设置四个铰链61，能够更好地响应各个方向的碰撞，且有利于提高对第一夹板10导向的稳定性，以使第一夹板10能够更加平稳地靠近或远离第一夹板20。

请再次参考图1及图2，在一些实施例中，无人车的碰撞检测机构还包括外壳200，外壳200贴合在第一夹板10背离第二夹板20的一侧；进一步地，外壳200与第一夹板10可拆卸连接，如外壳200与第一夹板10可采用粘接或螺钉连接等方式相连。外壳200由于硬质材料制成，如硬质合金、塑胶等。外壳200用于保护第一夹板10及保证无人车的碰撞检测机构外部具有良好的美观性；具体地，当无人车的碰撞检测机构碰触到障碍物时，外壳200直接与障碍物接触；可以通过涂装外壳200的外表面以美化无人车的碰撞检测机构的外观。

需要说明的是，弹性件50的弹力范围为30N-50N，具体的根据外壳200的重量进行设计；从而可以理解地，当无人车的碰撞检测机构受到障碍物的撞击力大于弹性件50的弹力时，外壳200及第一夹板10克服弹性件50的弹性朝第二夹板20方向运动，直至第一触点30与第二触点40接触，触发器100被触发；当无人车的碰撞检测机构受到障碍物的撞击力小于弹性件50的弹力时，则外壳200及第一夹板10不会朝第二夹板20方向运动，从而触发器100不被触发，即该无人车的碰撞检测机构不会对轻小物体做出反应，如路旁的杂草。

在一些实施例中，无人车的碰撞检测机构还包括缓冲器300，缓冲器300设置在第二夹板20背离第一夹板10的一侧，缓冲器300用于直接安装在无人车上，即触发器10的第二夹板20通过缓冲器300与无人车相连。在第一触点30与第二触点40接触，即触发器100被触发后，缓冲器300用于提供触发器100及外壳200靠近无人车的缓冲性，即缓冲器300用于减缓触发器100及外壳200靠近无人车的速度，以保护触发器100、外壳200及无人车的内部结构，有利于延长触发器100、外壳200及无人车的内部结构的使用寿命，节约成本。

缓冲器300为缓冲层，且缓冲层的厚度为2cm-10cm；具体地，缓冲层可以是气囊、多孔柔性材料如硅胶或弹簧等。进一步地，缓冲器300与第二夹板20可拆卸连接，如缓冲器300与第二夹板20可采用粘接或螺钉连接等方式相连。

请参考图5，为本发明第一实施例的用于无人车的碰撞检测机构的触发器100a，触发器100a包括第一夹板10a、第二夹板20a、第一触点30a、第二触点40a、弹性件50a及导向件60a；第一夹板10a、第二夹板20a、第一触点30a、第二触点40a、弹性件50a分别与第一实施的第一夹板10、第二夹板20、第一触点30、第二触点40及弹性件50相同；不同点在于，导向件60a包括至少两个间隔设置的导杆61a，至少两个导杆61a沿第一夹板10及第二夹板20的周向间隔设置，导杆61a的一端活动穿设第一夹板10a设置，导杆61a的另一端与第二夹板20a连接，从而第一夹板10a沿导向杆60a靠近或远离第二夹板20a。具体到本实施例中，导杆61a的数量为四个，四个导杆61a环绕第一触点30a及第二触点40a等距离间隔设置。

本发明还提供一种无人车，包括车本体及上述所述的无人车的碰撞检测机构，无人车的碰撞检测机构安装在车本体的外周侧上；进一步地，无人车的碰撞检测机构的数量为多个，多个无人车的碰撞检测机构的沿车本体的外周侧间隔设置，或多个无人车的碰撞检测机构拼接组合。

本发明的用于无人车的碰撞检测机构可以单独使用，也可拼接组合使用，可形成较大面积的防撞机构。当然也可做成更大或更小面积单元以适应不同场景的使用需求。可采用多个无人车的碰撞检测机构对车身整体进行安装，增大了响应范围，各部位受到碰撞均可响应。且当无人车某个部位上的碰撞检测机构损坏时，只需更换该被损坏的单个碰撞检测机构即可，方便更换，降低成本。单个碰撞检测机构触发所需的压力小，对不平整障碍物有良好的响应能力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。