專利名稱：電導(dǎo)引系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自驅(qū)動(dòng)設(shè)備特別是剪草機(jī)器人的方法和電導(dǎo)引控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括連接到至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器的至少一個(gè)導(dǎo)引控制站，和設(shè)置在自驅(qū)動(dòng)設(shè)備上的一個(gè)傳感單元。該傳感單元感測(cè)至少一個(gè)在空氣介質(zhì)中傳播、隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)，至少經(jīng)導(dǎo)引控制站傳輸，并將至少一個(gè)由傳感單元處理的信號(hào)依次轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，該驅(qū)動(dòng)源用于設(shè)備經(jīng)過一表面的運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
全面改進(jìn)自動(dòng)工作工具的想法是過時(shí)的，上述工作工具可以涉及用于割草的設(shè)備，從現(xiàn)在起，它將被稱為機(jī)器人。不管上述情況，上述產(chǎn)品僅在最近幾年進(jìn)入市場(chǎng)。一個(gè)這樣的例子是自動(dòng)剪草機(jī)AutoMowerTM。它通過在其工作區(qū)域內(nèi)的表面移過而對(duì)一表面進(jìn)行割草。環(huán)被用來將機(jī)器人保持在受限的區(qū)域內(nèi)。所述環(huán)包括傳輸信號(hào)的電導(dǎo)體，該信號(hào)被機(jī)器人所攜帶的傳感設(shè)備所感測(cè)并因此從外部控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。上述環(huán)例如用作標(biāo)記機(jī)器人不能逾越的邊界線并使機(jī)器人自行遠(yuǎn)離環(huán)。
傳感設(shè)備通常包括至少一個(gè)例如感測(cè)場(chǎng)信號(hào)的接收設(shè)備，一連接到接收設(shè)備以處理所接收信號(hào)的控制單元和一連接到控制單元、用于根據(jù)所處理的信息來控制機(jī)器人移動(dòng)的電機(jī)控制單元。當(dāng)機(jī)器人接近環(huán)時(shí)，系統(tǒng)感測(cè)到一磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化?？刂茊卧幚碓撔畔?，并根據(jù)被啟動(dòng)的功能以一特定方向?qū)б龣C(jī)器人。
先前的環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)缺陷在于，機(jī)器人沿著放在地上的環(huán)而行以便朝著某個(gè)地方導(dǎo)引機(jī)器人，該地方可以是一用于機(jī)器人電池的充電站和/或用于機(jī)器人不工作時(shí)的停放地點(diǎn)。為了朝著上述地點(diǎn)導(dǎo)引機(jī)器人，必須放置一包括大的封閉環(huán)的導(dǎo)引控制站以便機(jī)器人在其正常移動(dòng)期間頻繁地與其交互并借此具備開始沿線權(quán)而行的可能性。一個(gè)進(jìn)一步的缺陷在于，當(dāng)前類型的導(dǎo)引控制站通常導(dǎo)引機(jī)器人沿著一個(gè)每次機(jī)器人被導(dǎo)引時(shí)都重復(fù)的路徑而行。因此機(jī)器人的輪子將沿著其所經(jīng)過的表面導(dǎo)致磨損。為了克服上述缺陷，本發(fā)明進(jìn)行了改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種包括這種裝置的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，該裝置用于使信號(hào)發(fā)生器發(fā)送一通過導(dǎo)引控制站的電流。電流產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)，其中，傳感單元包括用于根據(jù)所感測(cè)磁場(chǎng)的特性來控制機(jī)器人的裝置。


結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例并參照所披露的附圖，更為詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1顯示了依據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)控制系統(tǒng)。
圖2顯示了圖1中控制系統(tǒng)中的信號(hào)圖。
圖3顯示了用于圖1中導(dǎo)引控制系統(tǒng)的一個(gè)自驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
圖4顯示了圖1中控制站的一個(gè)實(shí)施例。
圖5顯示了圖1中導(dǎo)引控制站的一個(gè)可替換的實(shí)施例。
圖6顯示了由傳感單元感測(cè)、圍繞圖4和圖5中導(dǎo)引控制站的垂直磁場(chǎng)的頂視圖。
圖7顯示了由傳感單元感測(cè)、用于圖5中導(dǎo)引控制站的垂直磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向的側(cè)視圖。
圖8顯示了圖4中控制站的一個(gè)可替換的實(shí)施例。
圖9顯示了由傳感單元感測(cè)、圍繞圖8中導(dǎo)引控制站的垂直磁場(chǎng)的頂視圖。
圖10顯示了由傳感單元感測(cè)、用于圖8中導(dǎo)引控制站的垂直磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向的側(cè)視圖。
圖11顯示了當(dāng)感測(cè)由圖4和圖5中導(dǎo)引控制站所產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，機(jī)器人可能的兩種運(yùn)動(dòng)方式。
圖12顯示了當(dāng)感測(cè)由圖8中導(dǎo)引控制站所產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，機(jī)器人可能的一種運(yùn)動(dòng)方式。
具體實(shí)施例方式
附圖中顯示了本發(fā)明中控制系統(tǒng)的實(shí)施例，實(shí)施例不將解釋為本發(fā)明的限制，但是其目的僅是具體地使本發(fā)明的控制系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式清楚明白地顯示出來。其進(jìn)一步闡明本發(fā)明的思想。
本發(fā)明涉及針對(duì)一利用導(dǎo)引控制站來朝著特定目標(biāo)導(dǎo)引機(jī)器人的系統(tǒng)的改進(jìn)。構(gòu)成站所在范圍的導(dǎo)引控制站的站區(qū)域?qū)⑹侨绱说男。灾劣跈C(jī)器人通常不能在上述區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，并且如果該區(qū)域被垂直地定位，機(jī)器人將根本不能移入該區(qū)域。另外，由站所產(chǎn)生的磁場(chǎng)如此強(qiáng)，以至于在一延伸至站區(qū)域之內(nèi)和之外的導(dǎo)引控制區(qū)域內(nèi)，該磁場(chǎng)都能被機(jī)器人所感測(cè)。所產(chǎn)生的磁場(chǎng)用來在導(dǎo)引控制區(qū)域內(nèi)導(dǎo)引機(jī)器人。導(dǎo)引控制站包括一環(huán)、遠(yuǎn)程系統(tǒng)，在某種情況下足以控制機(jī)器人。導(dǎo)引控制系統(tǒng)或者包括兩個(gè)不同的環(huán)、一近程系統(tǒng)，該近程系統(tǒng)用于增加對(duì)機(jī)器人接近目標(biāo)所以方向進(jìn)行影響的可能性。另一可替換的方式為，采用兩個(gè)用于產(chǎn)生近程系統(tǒng)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)的環(huán)，一個(gè)環(huán)被限定為封閉的導(dǎo)體環(huán)，以一個(gè)或多個(gè)環(huán)的方式被纏繞，借此，導(dǎo)體的平行部分不被定位成彼此如此接近，以至于干擾磁場(chǎng)完全地抑制彼此。
由遠(yuǎn)程系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)將在一由導(dǎo)引控制范圍限定的區(qū)域內(nèi)傳播，借此機(jī)器人在其所在位置感測(cè)到磁場(chǎng)的方向和/或幅值。機(jī)器人能夠例如利用上述信息來接近或遠(yuǎn)離所述站、圍繞所述站執(zhí)行圓周運(yùn)動(dòng)或停止或相對(duì)于所述站旋轉(zhuǎn)。近程系統(tǒng)內(nèi)的不同環(huán)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將被反向或附加。因此，它們將在由近程環(huán)的導(dǎo)向控制范圍所限定的區(qū)域內(nèi)傳播，由于兩磁場(chǎng)之間的共同作用，近程環(huán)的導(dǎo)向控制范圍將顯著地小于遠(yuǎn)程環(huán)導(dǎo)引控制范圍。通過使近程系統(tǒng)與遠(yuǎn)程系統(tǒng)共同作用，除了由遠(yuǎn)程環(huán)提供的可能性，機(jī)器人能夠以一優(yōu)選的方式接近環(huán)，舉例來說，機(jī)器人能夠被帶入象位于導(dǎo)引控制站能夠給機(jī)器人電池充電的充電設(shè)備這樣的位置。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)引控制系統(tǒng)。信號(hào)發(fā)生器1產(chǎn)生通過外環(huán)2和導(dǎo)引控制站3而被饋送的電流。外環(huán)2不是必需的，但是將被視為用來圍成機(jī)器人移動(dòng)所在區(qū)域的環(huán)的類型的一個(gè)例子。通過該環(huán)饋送的電流產(chǎn)生從環(huán)向外傳播的一磁場(chǎng)，借此，機(jī)器人確定其在外環(huán)所限定區(qū)域的內(nèi)部還是外部。由導(dǎo)引控制站3所覆蓋的區(qū)域限定了站的區(qū)域。在附圖中，導(dǎo)引控制站3由一個(gè)塊或盒子來表示。
附圖中的導(dǎo)引控制站3被水平地定位，但是它也可以以任意其他方式定位，例如，垂直。一種可能的方式是終端的某一部分例如遠(yuǎn)程系統(tǒng)以一個(gè)方向定位和使其他部分例如近程系統(tǒng)以不同方向而定位。導(dǎo)引控制站的目的主要是產(chǎn)生一個(gè)在終端區(qū)域的導(dǎo)引控制內(nèi)傳播的磁場(chǎng)，借此，在導(dǎo)引控制區(qū)域內(nèi)的機(jī)器人能夠相對(duì)于終端而被導(dǎo)引。
在通過外環(huán)2和導(dǎo)引控制站3所饋送的電流中選擇信號(hào)類型(頻率、幅值)，考慮所用的導(dǎo)體特性是必需的。因?yàn)閷?dǎo)體通常具有感性，電壓脈沖經(jīng)過導(dǎo)體將導(dǎo)致相應(yīng)的電流脈沖延遲上升到與經(jīng)過導(dǎo)體的電壓和導(dǎo)體的電阻也就是歐姆定律(I＝U/R)相應(yīng)的電流值。因此，在每一個(gè)電流脈沖開始的期間，存在一個(gè)時(shí)間段，在其間導(dǎo)引控制系統(tǒng)并非按照規(guī)則的電理論工作。
導(dǎo)引控制站3包括本發(fā)明重要的部分。經(jīng)此部分饋送的電流產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)以用于機(jī)器人導(dǎo)引。該站使用一個(gè)或多個(gè)繞成環(huán)的導(dǎo)體。導(dǎo)引控制區(qū)域的尺寸/范圍受由環(huán)饋送的安匝數(shù)影響。在三圈環(huán)中具有1A的電流與在相等尺寸的一圈環(huán)中具有3A的電流能夠產(chǎn)生相等的導(dǎo)引控制范圍。這意味著，優(yōu)選采用多圈數(shù)環(huán)的導(dǎo)引控制站不同于已被采用的、用于限定區(qū)域、和使能機(jī)器人沿環(huán)而行的外環(huán)。外環(huán)的類型是采用低電流，更重要的是圍繞一更大或更小的區(qū)域僅拉一圈。它們不希望產(chǎn)生一個(gè)大的導(dǎo)引控制區(qū)域，在其中機(jī)器人能夠感測(cè)由導(dǎo)引環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。其目的在于使置于環(huán)附近的機(jī)器人確定其定位在環(huán)的哪一側(cè)，并使其沿環(huán)而行。
關(guān)于導(dǎo)體例如被用在導(dǎo)引控制站3內(nèi)的導(dǎo)線類型方面應(yīng)當(dāng)被知道的是，以反向電流、接近近程的導(dǎo)體增加環(huán)的電感。電導(dǎo)體可以被制成一載體上的蝕刻導(dǎo)體或被纏繞為多導(dǎo)體電纜，其優(yōu)選安裝在一載體上。載體的優(yōu)勢(shì)在于，使用者不需要努力安裝環(huán)。如果載體主要包括一平面狀的盤，它能以一種合適的方式被安裝。如果該盤與一電池充電器合用，機(jī)器人通過驅(qū)動(dòng)上到盤上能夠容易朝著充電器的電極觸點(diǎn)自行移動(dòng)(充電器在圖1中未被示出，但是優(yōu)選理解為信號(hào)發(fā)生器1)。
具有反向電流的電導(dǎo)體的反向、平行部分不可以被設(shè)置成彼此接近(相對(duì)于一長(zhǎng)而窄的終端區(qū)域)。那將導(dǎo)致磁場(chǎng)出問題，又顯著地減少磁場(chǎng)范圍。終端表面面積的一個(gè)合適的選擇是60×60cm。
在導(dǎo)引控制站3內(nèi)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)的電流可以具有不同的特性。一電流特性可交變的電流，例如是正弦曲線電流，是一種可想象得到的可能性。如果一0.2A的正弦曲線電流和諧振電路被用于機(jī)器人的感測(cè)，可以獲得一以幾米為半徑的遠(yuǎn)程系統(tǒng)導(dǎo)引控制區(qū)域。那意味著，10圈的環(huán)將導(dǎo)致一2安匝的值。
圖2顯示了導(dǎo)引控制站3工作所用的可想象得到的電流信號(hào)的另一種類型。該信號(hào)非常適于本發(fā)明設(shè)計(jì)的導(dǎo)引控制系統(tǒng)的類型。附圖未考慮導(dǎo)體的電感，因此一更準(zhǔn)確的圖將真實(shí)地顯示本申請(qǐng)中的電流是如何被延遲和相對(duì)于時(shí)間而上升的。由控制站3向外傳播的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的脈沖包含與電流相應(yīng)的特性。在圖2中，脈沖7相應(yīng)于具有100μS長(zhǎng)度的主脈沖A0。脈沖長(zhǎng)度的選擇不將視為對(duì)本發(fā)明的限制，而是僅代表在本實(shí)施例中合適的值。時(shí)間周期8，也是用于完全不同的電流信號(hào)的時(shí)間周期，優(yōu)選為12ms，其相應(yīng)于83Hz的頻率。脈沖N79具有50μS的長(zhǎng)度，其具有相同的時(shí)間周期8，并在A0之后7ms出現(xiàn)10。應(yīng)當(dāng)注意到，1ms是使控制單元15的放大器在主脈沖A0之后復(fù)位的最短的可能時(shí)間。復(fù)位時(shí)間取決于在放大器的耦合電容器內(nèi)A0脈沖的衰減。脈沖F9 11具有與N7相同的長(zhǎng)度和周期并在A0之后9ms出現(xiàn)12。
在一10圈的環(huán)中采用2A的電流脈沖造成了20安匝，在通常情況下，其意味著與接近6米的半徑相應(yīng)的一遠(yuǎn)程系統(tǒng)的導(dǎo)引控制區(qū)域。采用電流脈沖的缺陷在于使用諧振電路的可能性不存在。而增加的電流對(duì)于在導(dǎo)引控制區(qū)域內(nèi)獲得充足的控制范圍是必需的，在其內(nèi)部傳感單元能夠檢測(cè)來自導(dǎo)引控制單元的磁場(chǎng)。有時(shí)，采用推挽來獲得增加的電流，該電流來自上述裝置類型通常許可的40V電壓。安培小時(shí)數(shù)的增加通常是被期望的，但是它也增加了磁場(chǎng)。因?yàn)閷?dǎo)引控制系統(tǒng)將在與人類接近的環(huán)境工作，因此保持較低的磁場(chǎng)是重要的。
對(duì)于通過磁場(chǎng)與環(huán)2和導(dǎo)引控制站3進(jìn)行通訊的機(jī)器人來說，采用電流脈沖是便于避免被附加其他磁場(chǎng)的麻煩。由于電流脈沖出現(xiàn)在不同的時(shí)間點(diǎn)、短的時(shí)間間隔，并且僅在相應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)允許機(jī)器人聽從于脈沖，系統(tǒng)將過濾掉其他會(huì)干擾機(jī)器人功能的磁場(chǎng)噪聲。控制單元也能被允許聽從于A0脈沖7并使其與它們同步。如果A0脈沖不被用，機(jī)器人能夠與其他脈沖同步。
圖3顯示了機(jī)器人，它包括一個(gè)作為導(dǎo)引控制系統(tǒng)一部分的檢測(cè)設(shè)備14、15、16。另外，機(jī)器人具有輪子13，這不打算限制本發(fā)明的思想。履帶牽引是一可替換的可能性。檢測(cè)設(shè)備通常構(gòu)成一公共單元，其包括用于磁場(chǎng)接收的功能(以后稱作接收器)14。處理所接收磁場(chǎng)的控制15(以后稱為控制單元)和用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)器人的可調(diào)節(jié)輪子的電機(jī)控制16。為了說明檢測(cè)單元具有這些功能，在附圖中該功能被顯示為分離的單元。
在真實(shí)生活中，大部分時(shí)間，由計(jì)算機(jī)單元內(nèi)的軟件來執(zhí)行上述分離功能，其中軟件被補(bǔ)充了用于計(jì)算機(jī)單元的附加元件。接收單元們通常包括一個(gè)或多個(gè)線圈，該線圈圍繞在一個(gè)置于線圈中心的鐵氧體棒周圍。線圈和鐵氧體棒通常被水平設(shè)置，但是，如果例如導(dǎo)引控制站被垂直導(dǎo)向的，線圈和鐵氧體棒將可能必須旋轉(zhuǎn)到便于接收磁場(chǎng)。如果使用許多線圈，它們可以以不同方向而被設(shè)置。具有一大體平行于線圈的磁場(chǎng)方向的磁場(chǎng)通過線圈檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化這一方式來影響接收單元。控制單元接收來自接收單元的信號(hào)并處理該信息。隨后，它將信號(hào)通訊給用于控制電機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)輪子10的電機(jī)控制單元16。
用于上述設(shè)備信號(hào)的控制單元自然具有許多任務(wù)，例如控制安裝在機(jī)器人上的工具、剪切、剪切工具、刷子等。為了方便這樣，上述控制單元通常具有用于存儲(chǔ)工作期間執(zhí)行的軟件代碼的存儲(chǔ)單元。本發(fā)明的主要興趣在于由環(huán)傳輸、由接收單元接收磁場(chǎng)的處理。因此，機(jī)器人的部分僅被示意性地顯示。在下面將結(jié)合機(jī)器人的功能進(jìn)一步描述上述處理。
導(dǎo)引控制站3的任務(wù)是產(chǎn)生多個(gè)的導(dǎo)引控制區(qū)域，該導(dǎo)引控制區(qū)域用于相對(duì)導(dǎo)引控制站來控制機(jī)器人。通過不同的控制區(qū)域意味著來自近程系統(tǒng)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)的磁場(chǎng)不產(chǎn)生相同尺寸的導(dǎo)引控制區(qū)域。由導(dǎo)引控制單元所傳輸?shù)拇艌?chǎng)能夠由適當(dāng)特性的電流所產(chǎn)生，例如正弦曲線電流或電流脈沖。本發(fā)明的目的不在于限定電流的特性。重要的事在于圍繞站所產(chǎn)生的磁場(chǎng)可能被傳感單元(14、15、16)區(qū)別或是解釋，以下描述垂直磁場(chǎng)的方向。從而了解磁場(chǎng)在某一位置、在某一時(shí)間點(diǎn)的方向。對(duì)于脈沖系統(tǒng)，方向通常如附圖所示，但是對(duì)于一正弦或類似系統(tǒng)磁場(chǎng)方向隨時(shí)改變。
圖5顯示了導(dǎo)引控制站3可能的實(shí)施例，在附圖中環(huán)3被顯示為繞了3圈，但是可能采用更多或更少的圈數(shù)。環(huán)所覆蓋的區(qū)域與站的區(qū)域相適應(yīng)。站的區(qū)域不必具有水平的延伸方向。實(shí)施例適于用作遠(yuǎn)程系統(tǒng)，其用于當(dāng)機(jī)器人遠(yuǎn)離導(dǎo)引控制站3時(shí)控制機(jī)器人的導(dǎo)引。如果環(huán)被顯示為處于一垂直位置，磁場(chǎng)還從站向外傳播，但是磁場(chǎng)將旋轉(zhuǎn)90度。
圖6顯示了由接收單元14檢測(cè)的在一時(shí)間點(diǎn)的磁場(chǎng)。由于優(yōu)選實(shí)施例的環(huán)被水平定位，垂直線圈檢測(cè)垂直磁場(chǎng)。線圈被定位在地面以上10cm。磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向構(gòu)成導(dǎo)引機(jī)器人的信息。環(huán)6顯示在圖的上部，框架40顯示了垂直磁場(chǎng)41在相對(duì)于環(huán)的何處改變方向。出現(xiàn)在環(huán)外的方向改變的原因在于具有反向的電流的環(huán)的平行部分彼此影響達(dá)到了磁場(chǎng)方向的改變被迫向外的程度，環(huán)定位部分彼此越接近，該現(xiàn)象變得越強(qiáng)烈。
垂直磁場(chǎng)41的曲線圖具有在環(huán)6的范圍內(nèi)的峰值42及其在環(huán)外某處的最低值43。兩個(gè)峰值表示隨著與導(dǎo)體距離的增加，在環(huán)6內(nèi)，磁場(chǎng)強(qiáng)度平滑地減弱。在環(huán)外，磁場(chǎng)強(qiáng)度迅速地減弱。在圖6中進(jìn)一步向下，顯示了機(jī)器人所感測(cè)磁場(chǎng)44的減弱，曲線圖相當(dāng)平，但是如果環(huán)6的范圍減小，曲線圖將在圖表內(nèi)迅速下降，磁場(chǎng)隨著環(huán)的半徑的減小而迅速減弱，這適用于導(dǎo)引控制系統(tǒng)中的所有磁場(chǎng)。應(yīng)當(dāng)注意，在同一時(shí)間點(diǎn)的垂直磁場(chǎng)44具有相對(duì)于環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)41的負(fù)方向。
圖7顯示了導(dǎo)體的截面和環(huán)6內(nèi)磁場(chǎng)的主要方向45。磁場(chǎng)方向45與已經(jīng)發(fā)送了圖5和6中順時(shí)針運(yùn)行的電流的信號(hào)發(fā)生器1相對(duì)應(yīng)。在圖7中，叉相當(dāng)于朝著圖內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而點(diǎn)對(duì)應(yīng)于電流朝外運(yùn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)注意，由在遠(yuǎn)程系統(tǒng)的導(dǎo)引控制區(qū)域(在20安培小時(shí)約6米)外側(cè)的機(jī)器人的傳感單元14、15、16檢測(cè)的垂直磁場(chǎng)如此微弱，以至于它不能被傳感單元檢測(cè)到。
圖4顯示了導(dǎo)引控制站3的另一可能的實(shí)施例。該站包括一右環(huán)和一左環(huán)4。為了顯示的目的，每個(gè)環(huán)繞了3圈，但是也可以使用更多或更少的圈，由環(huán)覆蓋的區(qū)域相應(yīng)于站的區(qū)域。站區(qū)域不必具有一水平延伸范圍，或如果結(jié)合時(shí)，不必與環(huán)6以相同方向延伸。實(shí)施例適于用作用于當(dāng)機(jī)器人遠(yuǎn)離導(dǎo)引控制站3時(shí)控制導(dǎo)引機(jī)器人的遠(yuǎn)程系統(tǒng)，和用作用于當(dāng)機(jī)器人接近導(dǎo)引控制站時(shí)導(dǎo)引機(jī)器人的近程系統(tǒng)。圖4中，環(huán)4被連到連接盒17，以至于在環(huán)4所圍區(qū)域內(nèi)，在相同時(shí)間點(diǎn)都顯示相同的磁場(chǎng)方向46。該連接通過信號(hào)發(fā)生器1的硬件和/或軟件來實(shí)現(xiàn)。這導(dǎo)致相應(yīng)于圖6所示的垂直磁場(chǎng)。如果環(huán)顯示為垂直位置，磁場(chǎng)還從站向外傳播，但是磁場(chǎng)將旋轉(zhuǎn)90度。圖4中站的實(shí)施例適于作為遠(yuǎn)程系統(tǒng)。
圖8中，環(huán)4被連到連接盒17，以至于在環(huán)4所圍區(qū)域內(nèi)，在相同時(shí)間點(diǎn)都顯示彼此相反的磁場(chǎng)方向50、51。這導(dǎo)致如圖9所示的由接收單元14所感測(cè)的垂直磁場(chǎng)52。線圈被定位在地面以上10cm。盡管當(dāng)上述情況時(shí)，磁場(chǎng)方向的改變被迫向外。曲線圖52的峰值顯示了這樣的事實(shí)即隨著導(dǎo)體距離的增加，在環(huán)6內(nèi)，磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱。峰值的形狀取決于線圈相對(duì)于環(huán)被定位在何處。環(huán)外的磁場(chǎng)52比環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)減弱得更快，因?yàn)閬碜詢蓚€(gè)環(huán)的磁場(chǎng)相互干擾。在20安匝(2A和10圈)，導(dǎo)引控制區(qū)域是大約距離站1米。在圖9的下部，感測(cè)磁場(chǎng)54距離環(huán)一定距離，線55顯示了在何處共同作用的兩磁場(chǎng)50、51導(dǎo)致零幅值的磁場(chǎng)。沿著該線發(fā)生磁場(chǎng)方向的變化，也就是，如果機(jī)器人經(jīng)過上述線，傳感單元檢測(cè)一個(gè)磁場(chǎng)方向的變化。進(jìn)一步移出該線由于磁場(chǎng)減弱而象漏斗一樣延伸，在漏斗內(nèi)，傳感單元實(shí)質(zhì)上不檢測(cè)任何磁場(chǎng)。根據(jù)導(dǎo)引控制系統(tǒng)內(nèi)部或外部所產(chǎn)生的干擾和來自共同作用的兩環(huán)磁場(chǎng)的干擾，漏斗式的傳播隨時(shí)間而變化。
圖10顯示了圍繞4導(dǎo)體的磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上的方向56。磁場(chǎng)方向56與已經(jīng)發(fā)送了在右環(huán)中逆時(shí)針運(yùn)行和在左環(huán)中順時(shí)針運(yùn)行的電流的信號(hào)發(fā)生器相對(duì)應(yīng)。叉相當(dāng)于朝著圖內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而點(diǎn)對(duì)應(yīng)于電流朝外運(yùn)動(dòng)。
在最后描述的關(guān)于具備兩環(huán)4的導(dǎo)引控制站的實(shí)施例中提及了連接盒17。通過使用電流脈沖，并讓信號(hào)發(fā)生器根據(jù)上述脈沖控制所述連接，可以獲得一個(gè)有用的磁場(chǎng)時(shí)間間隔。如果存在一個(gè)外環(huán)，同步脈沖A0能夠被允許通過外環(huán)2而傳輸。或者，A0能通過其他存在的環(huán)而傳送。脈沖N79能夠例如通過如圖8所連的環(huán)4而傳輸，并且脈沖F9通過如圖5所連的環(huán)4而傳輸。因此，導(dǎo)引控制站中的環(huán)的一個(gè)實(shí)施例可以是足夠的?？刂埔馕吨鶕?jù)所接近的脈沖而進(jìn)行的在環(huán)連接上的連續(xù)變化。這導(dǎo)致獲得一遠(yuǎn)程和近程系統(tǒng)的結(jié)合。參見圖2，接收單元14將記錄三個(gè)產(chǎn)生于不同時(shí)間點(diǎn)的磁場(chǎng)，并根據(jù)其中之一控制運(yùn)動(dòng)。
或者，一種類型6的環(huán)能被用于遠(yuǎn)程系統(tǒng)，并且兩個(gè)環(huán)4用于近程系統(tǒng)。其中環(huán)以相同或不同的方向延伸。有時(shí)，對(duì)于在遠(yuǎn)程系統(tǒng)和近程系統(tǒng)的空間內(nèi)重合的磁場(chǎng)，希望導(dǎo)致一磁場(chǎng)方向的變化。在上述情況中，優(yōu)選一包圍近程環(huán)的分離的遠(yuǎn)程環(huán)。由于近程環(huán)4方向的改變是被迫變成比遠(yuǎn)程環(huán)6的方向更為向外，通過上述安排，獲得在空間所重合的方向的改變。
在選擇系統(tǒng)內(nèi)的電流類型時(shí)，考慮是否需要一參考是重要的。以下描述的機(jī)器人的導(dǎo)引控制的目的在于，必要時(shí)傳感單元具有決定何磁場(chǎng)方向?qū)⒈淮_定的可能性。如果系統(tǒng)僅包括一遠(yuǎn)程系統(tǒng)，一僅用于產(chǎn)生磁場(chǎng)42的正弦曲線信號(hào)可以是非常足夠的。在遠(yuǎn)程系統(tǒng)的導(dǎo)引控制區(qū)域內(nèi)的機(jī)器人將僅根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度而被導(dǎo)引，其中，當(dāng)進(jìn)入環(huán)時(shí)，傳感單元考慮正在改變方向的磁場(chǎng)。但是，為了在由近程系統(tǒng)產(chǎn)生的導(dǎo)引控制區(qū)域內(nèi)進(jìn)行操作，需要至少兩個(gè)具有不同頻率(彼此相乘)的信號(hào)以使傳感單元能夠進(jìn)行比較。否則，機(jī)器人將不知道在近程系統(tǒng)中何為左和右。
由于兩個(gè)信號(hào)根據(jù)彼此的信號(hào)頻率來產(chǎn)生以一定比率改變方向的磁場(chǎng)，各自磁場(chǎng)的方向在某一時(shí)刻被進(jìn)行比較。同樣，兩信號(hào)都是通過環(huán)4而被傳輸?shù)摹Ｈ绻麑?dǎo)引控制系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程和近程系統(tǒng)，一信號(hào)能夠通過遠(yuǎn)程和近程系統(tǒng)而被傳輸。在導(dǎo)引控制系統(tǒng)中需要至少兩個(gè)信號(hào)。如果是用電流脈沖，不會(huì)引起上述比較問題，因?yàn)殡娏髅}沖僅以一個(gè)方向而被傳輸，傳感單元知道磁場(chǎng)方向。一個(gè)第三傳感選擇是以不同的方向傳輸磁場(chǎng)。這樣的方法需要線圈被定位成能夠檢測(cè)不同磁場(chǎng)。
將參照附圖11-12來說明導(dǎo)引控制系統(tǒng)的功能。在機(jī)器人和導(dǎo)引控制站3之間進(jìn)行通訊的主要目的是，使得機(jī)器人能夠相對(duì)于站來控制其運(yùn)動(dòng)，而非必須沿環(huán)而行。信號(hào)發(fā)生器1在導(dǎo)引控制站中產(chǎn)生電流，該導(dǎo)引控制站隨后產(chǎn)生磁場(chǎng)，產(chǎn)生機(jī)器人能被控制在其中的導(dǎo)引控制區(qū)域。磁場(chǎng)被裝在機(jī)器人上的接收器14所選擇，控制單元從所選擇的磁場(chǎng)中濾去殘留的磁場(chǎng)噪聲。
不管電流的類型，包括多個(gè)處理所接收磁場(chǎng)的算法的控制單元15將利用包含在磁場(chǎng)中的不同信息來用于不同的目的。當(dāng)用于感測(cè)來自導(dǎo)引控制站3的磁場(chǎng)的算法被啟動(dòng)(例如通過電池充電電壓開始變低)，其確保當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，其檢測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，根據(jù)算法來選擇朝著更高磁場(chǎng)強(qiáng)度方向移動(dòng)的算法、沿著一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度為常數(shù)的磁場(chǎng)線而行、朝著更低磁場(chǎng)強(qiáng)度方向移動(dòng)、停止或者旋轉(zhuǎn)。檢測(cè)自然不是基于電流的變化，而是基于磁場(chǎng)強(qiáng)度或兩磁場(chǎng)間的分配。因此，機(jī)器人根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)特性所進(jìn)行的檢測(cè)來操縱其自身。
在遠(yuǎn)程系統(tǒng)中，圖11中顯示了機(jī)器人五種可能運(yùn)動(dòng)路徑中的兩種。當(dāng)起動(dòng)用于檢測(cè)磁場(chǎng)43和44的算法，為了獲得運(yùn)動(dòng)路徑46，其確保機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)和檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)連續(xù)一直向前。如果機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度被認(rèn)為是不變的，機(jī)器人以任意方向旋轉(zhuǎn)90度。如果機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度被認(rèn)為是減弱的，機(jī)器人旋轉(zhuǎn)180度。上述運(yùn)動(dòng)展現(xiàn)了僅采用遠(yuǎn)程系統(tǒng)導(dǎo)引機(jī)器人的可能性。這將導(dǎo)致機(jī)器人從任意不確定的方向?qū)ふ移涑驅(qū)б刂普?中間的路徑。在另一可替換的運(yùn)動(dòng)路徑7中，機(jī)器人尋找一對(duì)應(yīng)特定磁場(chǎng)強(qiáng)度的等量線48并隨后沿其而行。當(dāng)接收單元14進(jìn)入環(huán)的內(nèi)部，磁場(chǎng)改變方向，算法將其考慮在內(nèi)。當(dāng)使用遠(yuǎn)程環(huán)，機(jī)器人將不依靠對(duì)磁場(chǎng)方向的識(shí)別。
在近程系統(tǒng)中，圖12顯示了用于不同算法的可能的運(yùn)動(dòng)路徑。在近程系統(tǒng)中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)從環(huán)4向外約傳播一米。當(dāng)起動(dòng)用于感測(cè)磁場(chǎng)52和54的算法時(shí)，確保機(jī)器人運(yùn)動(dòng)并橫切對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)變化的線55，作為計(jì)算參考的輪子連續(xù)旋轉(zhuǎn)直到車后軸被實(shí)質(zhì)上定位在線上。它隨后旋轉(zhuǎn)直到接收單元再一次感測(cè)方向的變化。機(jī)器人然后朝著環(huán)沿線而行。該算法通過感測(cè)由各環(huán)所傳輸?shù)拇艌?chǎng)間的關(guān)系而知道機(jī)器人將以何方向旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)機(jī)器人的傳感單元實(shí)質(zhì)上進(jìn)入導(dǎo)引控制站的內(nèi)部，磁場(chǎng)改變方向。其中，方向發(fā)生改變已經(jīng)在文章中描述過，同時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度將再一次開始減弱。磁場(chǎng)強(qiáng)度所改變的方式取決于是否使用具有一個(gè)或兩個(gè)環(huán)的進(jìn)程系統(tǒng)或遠(yuǎn)程系統(tǒng)。當(dāng)磁場(chǎng)改變時(shí)，機(jī)器人被定位在非常接近站的位置，并通過磁場(chǎng)變化而找出。上述對(duì)于近程系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)更小的問題，由于機(jī)器人通過沿線55而行，已經(jīng)具有一操縱的滿意方式。首先注意的是，環(huán)4間的磁場(chǎng)變化非常強(qiáng)。
在另一方面，遠(yuǎn)程系統(tǒng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度將再一次在站的區(qū)域內(nèi)開始減弱。一個(gè)可能是傳感單元恢復(fù)其計(jì)算并朝著較低磁場(chǎng)強(qiáng)度尋找其路徑直到它再一次未檢測(cè)到磁場(chǎng)方向的變化。上述變化當(dāng)然預(yù)示著傳感單元再一次處于站的附近。
使用環(huán)僅用作導(dǎo)引裝置意味著接觸電極的微調(diào)不被獲得，而充電站必須被設(shè)計(jì)成具有來自所有方向的觸點(diǎn)的帽狀物。通過蓋帽狀物，導(dǎo)引控制站能具有如圖5所示的實(shí)施例，或以圓周方式傳播。在這種情況下，機(jī)器人僅朝著磁場(chǎng)強(qiáng)度更高的方向前進(jìn)，不管所來方向，尋找帽狀物的電極。通過結(jié)合近程系統(tǒng)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)并使用運(yùn)動(dòng)路徑47和55，機(jī)器人能夠第一次沿遠(yuǎn)程系統(tǒng)的等位線48而行直到其橫切線55，然后，沿該線尋找其路徑?；蛘?，機(jī)器人能夠沿近程系統(tǒng)的等位線而行。該近程系統(tǒng)的等位線在某種程度上與線55平行。因此，在原理上，上述運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致機(jī)器人始終在內(nèi)部。但是，機(jī)器人大并且慢，以上述方式沿等位線而行經(jīng)常是不足夠的。機(jī)器人或者使用線55。
關(guān)于機(jī)器人，用于上述類型導(dǎo)引控制系統(tǒng)的可能磁場(chǎng)控制機(jī)器人例如真空吸塵器機(jī)器人或剪草機(jī)機(jī)器人。上述機(jī)器人包括處理工具，例如刀或刷子。例如，可以想象的是控制單元根據(jù)環(huán)所傳輸?shù)男畔⒖刂扑鼈兊牟僮鳌＠?，由于某種運(yùn)動(dòng)刀子暫停。其他機(jī)器人可以是清潔機(jī)器人，其用于例如在工業(yè)建筑中的大面積地板區(qū)域的濕式除塵。所用磁場(chǎng)的選擇不重要，而本申請(qǐng)涉及搜尋系統(tǒng)。
本實(shí)施例的目的是使本發(fā)明具體化，其不將被解釋為權(quán)利要求的限制。本發(fā)明思想所蘊(yùn)含的也是使系統(tǒng)設(shè)置更多或更少的環(huán)和信號(hào)發(fā)生器的可能性，例如為了沿表面設(shè)置邊界，機(jī)器人計(jì)劃移過它，控制機(jī)器人沿一環(huán)而行并可能使用多于一個(gè)的機(jī)器人。其他的實(shí)施例因此被包含在由權(quán)利要求1所限定的發(fā)明思想中。本發(fā)明因此不被限制于上面所提的以及附圖所示的實(shí)施例。但是，上述安排可以用在任何范圍，在該范圍中使用了用于輪子上的自動(dòng)裝置通常表示為機(jī)器人的搜尋系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于通過電導(dǎo)引控制系統(tǒng)操縱自驅(qū)動(dòng)設(shè)備(5)的方法，所述電導(dǎo)引控制系統(tǒng)包括連接到至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器的至少一個(gè)導(dǎo)引控制站(3)，和一個(gè)設(shè)置在自驅(qū)動(dòng)設(shè)備(5)上的傳感單元(14、15、16)，其中該傳感單元(14、15、16)至少感測(cè)一個(gè)在空氣介質(zhì)中傳播、隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)被導(dǎo)引控制站(3)傳輸，并且將至少一個(gè)由傳感單元(14、15、16)處理的信號(hào)又轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，該驅(qū)動(dòng)源用于設(shè)備經(jīng)過一表面所作的運(yùn)動(dòng)，其特征在于，信號(hào)發(fā)生器(1)發(fā)送一個(gè)通過導(dǎo)引控制系統(tǒng)(3)的電流，電流產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)(43、44、52、54)，傳感單元(14、15、16)根據(jù)感測(cè)磁場(chǎng)(43、44、52、54)的特性來操縱該設(shè)備(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)所述設(shè)備(5)主要在導(dǎo)引控制站的范圍之外移動(dòng)并感測(cè)磁場(chǎng)中的變化(44、45)時(shí)，所述設(shè)備(5)相對(duì)于導(dǎo)引控制站(3)自行操縱，以便通過一個(gè)或多個(gè)操縱而使其相對(duì)于導(dǎo)引控制站(3)接近、實(shí)質(zhì)上處于固定距離或者遠(yuǎn)離，或者停止和/或旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于當(dāng)設(shè)備(5)以一路線方向移動(dòng)并感測(cè)一不變的磁場(chǎng)強(qiáng)度(44、45)時(shí)，其方向改變90度，當(dāng)設(shè)備以一路線方向移動(dòng)并感測(cè)一增強(qiáng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度(44、45)時(shí)，其連續(xù)以該路線方向運(yùn)行，當(dāng)設(shè)備以一路線方向移動(dòng)并感測(cè)一減弱的磁場(chǎng)強(qiáng)度(44、45)時(shí)，其路線方向改變180度。
4.如權(quán)利要求2-3中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于設(shè)備(5)以一個(gè)與感測(cè)磁場(chǎng)(44、45)恒定對(duì)應(yīng)的路線方向移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求2-4中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于當(dāng)設(shè)備(5)感測(cè)到磁場(chǎng)(43、44、52、54)改變方向(55)，其以相同方向繼續(xù)移動(dòng)一定距離，隨后停止或旋轉(zhuǎn)，直到再次檢測(cè)磁場(chǎng)(44、54)改變方向(55)，其實(shí)質(zhì)上以相同的類似一直線(55)的方向運(yùn)動(dòng)，它將感測(cè)磁場(chǎng)(43、44、52、54)方向改變的點(diǎn)連接起來。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于當(dāng)傳感單元(14、15、16)感測(cè)到控制站(3)范圍內(nèi)的磁場(chǎng)(43、52)，適應(yīng)其對(duì)感測(cè)磁場(chǎng)(43、52)的處理。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于至少一信號(hào)發(fā)生器(1)發(fā)送一經(jīng)過導(dǎo)引控制站的第一電流，借此，主要在導(dǎo)引控制站區(qū)域內(nèi)的一時(shí)間點(diǎn)由電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)(43、44)具有一個(gè)方向，該方向與在上述范圍之外的、同一時(shí)間點(diǎn)的磁場(chǎng)(43、44)的方向?qū)嵸|(zhì)上相反。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于至少一信號(hào)發(fā)生器(1)發(fā)送一經(jīng)過導(dǎo)引控制站(3)的第二電流，并且，所述或另一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(1)發(fā)送一經(jīng)過導(dǎo)引控制站(3)的第三電流，借此，主要在導(dǎo)引控制站(3)范圍內(nèi)的第二區(qū)域中、由第二電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)(43、44)在一時(shí)間點(diǎn)具有一個(gè)方向，該方向與一個(gè)主要在導(dǎo)引控制站(3)范圍內(nèi)的一第三區(qū)域中、在同一時(shí)間點(diǎn)并由第三電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)(43、44)的方向(46)實(shí)質(zhì)上相對(duì)應(yīng)。
9.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于至少一信號(hào)發(fā)生器(1)發(fā)送一經(jīng)過導(dǎo)引控制站(3)的第二電流，并且，所述或另一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(1)發(fā)送一經(jīng)過導(dǎo)引控制站(3)的第三電流，借此，主要在導(dǎo)引控制站(3)范圍內(nèi)的第二區(qū)域中、由第二電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)(52、54)在一時(shí)間點(diǎn)具有一個(gè)方向，該方向與一個(gè)主要在導(dǎo)引控制站(3)范圍內(nèi)的第三區(qū)域中、在同一時(shí)間點(diǎn)并由第三電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)(52、54)的方向(46)實(shí)質(zhì)上相反。
10.如權(quán)利要求8-9中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于該第二電流對(duì)應(yīng)于該第三電流。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在導(dǎo)引控制站范圍之外和之內(nèi)，產(chǎn)生一未限定的區(qū)域，其實(shí)質(zhì)上限定了兩個(gè)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域在一時(shí)間點(diǎn)上具有實(shí)質(zhì)上彼此相反的磁場(chǎng)。
12.如權(quán)利要求8-11中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在第二和第三區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生磁場(chǎng)(43、44、52、54)的方向(46、50、51)取決于所發(fā)送電流的特性。
13.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于系統(tǒng)中至少一個(gè)電流包括一正弦成分。
14.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于系統(tǒng)所發(fā)送的至少一個(gè)電流在多數(shù)時(shí)間內(nèi)處于一靜止?fàn)顟B(tài)，在該靜止?fàn)顟B(tài)該電流主要恒定，該靜止?fàn)顟B(tài)被至少一特性參考電流脈沖(7、9、11)周期地中斷。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于獲知參考電流脈沖(7、9、11)特性的傳感單元(14、15、16)適應(yīng)于在其間傳感單元(14、15、16)感測(cè)磁場(chǎng)的時(shí)間間隔。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該適應(yīng)意味著在基于參考電流脈沖(7、9、11)的時(shí)間域內(nèi)，傳感單元(14、15、16)使單元(14、15、16)的工作頻率同步。
17.如權(quán)利要求15-16中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于該適應(yīng)意味著在基于參考電流脈沖(7)的時(shí)間域內(nèi)，傳感單元(14、15、16)使時(shí)間間隔的特性同步。
18.如權(quán)利要求14-17中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于導(dǎo)引控制系統(tǒng)中的每一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(1)使其發(fā)送的電流脈沖(7、9、11)與系統(tǒng)中的其他脈沖(7、9、11)同步，以便在同一信號(hào)周期(8)期間的同一時(shí)間沒有電流脈沖(7、9、11)相一致。
19.如權(quán)利要求14-18中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于導(dǎo)引控制系統(tǒng)中的每一信號(hào)發(fā)生器(1)使其發(fā)送的電流脈沖(7、9、11)與系統(tǒng)中的其他脈沖(7、9、11)同步，以便在當(dāng)下一個(gè)發(fā)送的電流脈沖(7、9、11)所產(chǎn)生的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，傳感單元(14、15、16)中通過一發(fā)送的電流脈沖(7、9、11)產(chǎn)生的信號(hào)至少部分已經(jīng)逐漸消失。
20.如權(quán)利要求14-19中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于每一環(huán)(2、3、4、6)中發(fā)送的電流脈沖(7、9、11)具有一時(shí)間函數(shù)，其中，在該函數(shù)期間，電流相對(duì)于在環(huán)(2、3、4、6)中出現(xiàn)的空轉(zhuǎn)電流為正和負(fù)。
21.如權(quán)利要求14-20中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于傳感單元(14、15、16)記錄電流脈沖(7、9、11)的正和負(fù)側(cè)沿，在上述兩側(cè)沿之間的時(shí)間間隔決定單元檢測(cè)信息的處理。
22.如權(quán)利要求8-12和14-18中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在一時(shí)間點(diǎn)上，第二和第三區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)(43、44、52、54)的方向(46、50、51)分別取決于電流脈沖(7、9、11)的特性和出現(xiàn)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于當(dāng)一電流脈沖N7(9)出現(xiàn)時(shí)，第二區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)(25)在一時(shí)間點(diǎn)上顯示一方向(22)，該方向與一個(gè)在第三區(qū)域中、在同一時(shí)間點(diǎn)的磁場(chǎng)方向(23)實(shí)質(zhì)上相反，并當(dāng)另一電流脈沖F9(11)出現(xiàn)時(shí)，第二區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)(25)在一時(shí)間點(diǎn)上顯示一方向(18)，該方向與一個(gè)在第三區(qū)域中的磁場(chǎng)方向(18)實(shí)質(zhì)上相對(duì)應(yīng)。
24.一種用于自驅(qū)動(dòng)設(shè)備(5)的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接到至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(1)的至少一個(gè)導(dǎo)引控制站(3)，和一個(gè)設(shè)置在自驅(qū)動(dòng)設(shè)備(5)上的傳感單元(14、15、16)，其中該傳感單元(14、15、16)至少感測(cè)一個(gè)在空氣介質(zhì)中傳播、隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)至少被導(dǎo)引控制站(3)傳輸，并且又將至少一個(gè)由傳感單元(14、15、16)處理的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，該驅(qū)動(dòng)源用于設(shè)備經(jīng)過一表面所作的運(yùn)動(dòng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一裝置，信號(hào)發(fā)生器(1)通過該裝置發(fā)送一個(gè)通過導(dǎo)引控制系統(tǒng)(3)的電流，電流產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)(43、44、52、54)，傳感單元(14、15、16)包括用于根據(jù)所感測(cè)磁場(chǎng)(43、44、52、54)的特性來操縱該設(shè)備(5)的裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于在主要部分的時(shí)間內(nèi)，在系統(tǒng)發(fā)送的至少一個(gè)電流處于實(shí)質(zhì)上為恒定的靜止?fàn)顟B(tài)，該靜止?fàn)顟B(tài)被至少一特性參考電流脈沖(7、9、11)周期地中斷。
26.如權(quán)利要求24-25中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于導(dǎo)引控制站(3)包括包圍第一區(qū)域的第一環(huán)(6)。
27.如權(quán)利要求24-26中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于導(dǎo)引控制站(3)包括第二和第三環(huán)(4)，第二環(huán)(4)包圍一第二區(qū)域并且第三環(huán)(4)包圍一第三區(qū)域。
28.如權(quán)利要求24-27所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于各環(huán)(4、6)在一平面內(nèi)延伸。
29.如權(quán)利要求28中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于該平面平行于地面或垂直于地面。
30.如權(quán)利要求24-29中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)環(huán)構(gòu)成一個(gè)電導(dǎo)體，其設(shè)置在設(shè)備將要移動(dòng)所經(jīng)過的連續(xù)表面之上、之內(nèi)或之下。
31.如權(quán)利要求24-30中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于至少一環(huán)構(gòu)成一個(gè)被繞成多于一圈的連續(xù)電導(dǎo)體。
32.如權(quán)利要求31所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于該電導(dǎo)體構(gòu)成一個(gè)設(shè)置在一載體上的固定導(dǎo)向路經(jīng)。
33.如上述任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于自驅(qū)動(dòng)設(shè)備(5)意味著一個(gè)工作機(jī)器人，其包括一個(gè)用于在機(jī)器人移動(dòng)所經(jīng)表面上工作的操作系統(tǒng)。
34.如權(quán)利要求33所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)用于傳感單元(14、15、16)處理的接收或存儲(chǔ)的信息控制該操作系統(tǒng)。
35.如權(quán)利要求33-34中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于機(jī)器人構(gòu)成一剪草機(jī)機(jī)器人，操作系統(tǒng)構(gòu)成刀，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割長(zhǎng)在表面上的生物材料。
36.如權(quán)利要求33-34中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于機(jī)器人構(gòu)成一真空吸塵器機(jī)器人，操作系統(tǒng)包括一真空吸塵器機(jī)器人通常設(shè)置的用于清除表面污垢的部分，例如一旋轉(zhuǎn)刷和一吸入裝置。
37.如權(quán)利要求33-34中任一權(quán)利要求所述的電導(dǎo)引控制系統(tǒng)，其特征在于機(jī)器人構(gòu)成一清潔機(jī)器人，操作系統(tǒng)包括一清潔機(jī)器人通常設(shè)置的用于清除表面污垢的部分，例如用于濕式清潔的工具。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于自驅(qū)動(dòng)設(shè)備(5)特別是剪草機(jī)器人的過程和電導(dǎo)引控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括連接到至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(1)的至少一個(gè)導(dǎo)引控制站(3)，和設(shè)置在自驅(qū)動(dòng)設(shè)備(5)上的一個(gè)傳感單元。該傳感單元感測(cè)至少一個(gè)在空氣介質(zhì)中傳播、隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)，至少經(jīng)導(dǎo)引控制站(3)傳輸，并將至少一個(gè)由傳感單元處理的信號(hào)又轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，該驅(qū)動(dòng)源用于設(shè)備經(jīng)過一表面的運(yùn)動(dòng)。該系統(tǒng)包括這樣的裝置，通過該裝置使信號(hào)發(fā)生器(1)發(fā)送一通過導(dǎo)引控制站(3)的電流，電流產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的磁場(chǎng)，其中，傳感單元包括用于根據(jù)所感測(cè)磁場(chǎng)的特性來操縱該設(shè)備(5)的裝置。
文檔編號(hào)A01D34/00GK1659490SQ03812948
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者尤爾弗·彼得森, 本格特-艾倫·伯格瓦爾 申請(qǐng)人:電氣聯(lián)合股份有限公司