[发明专利]碰撞检测装置、碰撞检测方法及应用其的机器人和吸尘器

权利要求书

1.一种碰撞检测装置，包括：

一本体；

至少一气囊，位于该本体外周；

至少一气压检测器，该气压检测器连接至该气囊，以检测该气囊的压力变化；以及

一转换电路，将该气压检测器所测得的信号转换为一模拟或数字的电气信号；

借由该气压检测器所测得的压力变化，来判断碰撞的有无并计算碰撞的力量。

2.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其中该气囊为多个，该气压检测器为多个，且该些气囊彼此连通，每一该气囊与每一该气压检测器连接，以检测各该气囊在各时间的压力值，并借由各该气囊在各时间的压力值求出一碰撞范围。

3.根据权利要求2所述的碰撞检测装置，其中该些气囊彼此邻接呈扇形，固定在该本体外周。

4.根据权利要求3所述的碰撞检测装置，其中该些气囊为一体成形，在邻接的该些气囊之间具有连通孔，借由该连通孔达成各该气囊之间压力的传递并延迟该压力的传递。

5.根据权利要求2所述的碰撞检测装置，其中该些气囊彼此邻接呈环形，固定在该本体外周。

6.根据权利要求5所述的碰撞检测装置，其中该些气囊为一体成形，在邻接的该些气囊之间具有连通孔，借由该连通孔达成各该气囊之间压力的传递并延迟该压力的传递。

7.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其中该气囊呈扇形，固定在该本体外周。

8.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其中该气囊呈环形，固定在该本体外周。

9.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其中该气囊由弹性材料构成。

10.一种机器人，包括根据权利要求1所述的碰撞检测装置。

11.一种机器人，包括根据权利要求2所述的碰撞检测装置。

12.一种吸尘器，包括根据权利要求1所述的碰撞检测装置。

13.一种吸尘器，包括根据权利要求2所述的碰撞检测装置。

14.一种碰撞检测方法，包括：

在一本体的外周固定至少三气囊，并定出一起点位置x0及一终点位置xe，其中该些气囊借由至少两通孔彼此连通，以在该些气囊间传递压力并延迟该压力的传递；

检测并记录各该气囊上的一个位置x1、x2、x3在各时间的压力值；

由各该气囊上的该些位置x1、x2、x3所测得的压力变化，来判断该些气囊是否遭受碰撞，并计算碰撞力量；

当判断遭受碰撞时，假设碰撞位置为x，碰撞时间点为t0，且当该些位置x1、x2、x3所检测到的压力到达一预定压力时，记录该时间点t1、t2、t3，其中x0、x1、x2、x3、x、xe代表从该起点位置沿着各该气囊以同一时钟方向到达各该气囊上的该位置的距离；以及

以该些气囊间传递压力时的压力波速度为v，列出如下的联立方程式，并求出该碰撞位置x，

v(t1-t0)＝min{(x1-x)，[x+(xe-x1)]}，

v(t2-t0)＝min{(x2-x)，[x+(xe-x2)]}，

v(t3-t0)＝min{(x3-x)，[x+(xe-x3)]}，

其中min{}函数代表取括号内各数值的最小值，未知数为v、t0及x，其余为已知数，故可求得唯一解v、t0及x。

15.根据权利要求14所述的碰撞检测方法，其中到达该预定压力时，是指在各该位置x1、x2、x3所测得的各该气囊的压力达最大值的时候。

16.根据权利要求14所述的碰撞检测方法，其中到达该预定压力时，是指在各该位置x1、x2、x3所测得的各该气囊的压力达一预定参考压力值的时候。

17.根据权利要求14所述的碰撞检测方法，其中到达该预定压力时，是指在各该位置x1、x2、x3所测得的各该气囊的压力开始上升的时候。

18.根据权利要求14所述的碰撞检测方法，其中该些气囊相连绕围该本体的全周。

19.根据权利要求14所述的碰撞检测方法，还包括：借由碰撞前后该位置x1、x2、x3的压力变化计算出碰撞力量的大小。