專利名稱：自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)，特別涉及一種能夠精確地識(shí)別機(jī)器人的當(dāng)前位置的自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)，其通過(guò)機(jī)器人上設(shè)置的傳感器通過(guò)檢測(cè)地板的確定位置中先前安裝的指示來(lái)識(shí)別。
背景技術(shù)：
通常，根據(jù)機(jī)器人的用途來(lái)進(jìn)行有關(guān)機(jī)器人的各種研發(fā)活動(dòng)。在本說(shuō)明書(shū)中，為出于解釋方便，將最廣泛用于自行機(jī)器人的機(jī)器人清潔器被作為一個(gè)例子。
機(jī)器人清潔器經(jīng)控制單元的命令，通過(guò)使用傳感器來(lái)檢測(cè)清潔區(qū)域和障礙物，并在清潔區(qū)域中行進(jìn)，以自動(dòng)的清潔該區(qū)域。當(dāng)設(shè)備中提供的電池能量被耗盡時(shí)，機(jī)器人清潔器移動(dòng)到在預(yù)定位置上設(shè)置的充電站并被充電。在充電完成后，機(jī)器人清潔器返回到它的原始位置并執(zhí)行清潔。
這種常規(guī)的機(jī)器人清潔器通過(guò)使用超聲波傳感器或視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)它的位置和清潔區(qū)域。
作為一個(gè)例子，在韓國(guó)專利10-1991-0002407中，公開(kāi)了一種機(jī)器人清潔器，其通過(guò)安裝在真空清潔器的前面，左側(cè)和右側(cè)上的超聲波傳感器來(lái)檢測(cè)正面、左側(cè)和右側(cè)的距離，以之字形移動(dòng)，重復(fù)直行前進(jìn)-180度右轉(zhuǎn)-直線驅(qū)動(dòng)-180度左轉(zhuǎn)，并因此檢測(cè)是否具有要被清潔的地方。
作為另一個(gè)例子，在韓國(guó)專利(10-1995-0026477)中，公開(kāi)了一種機(jī)器人清潔器，其通過(guò)超聲波傳感器測(cè)量相距墻壁的移動(dòng)機(jī)器人清潔器的距離和角度。
還有另一個(gè)例子，在韓國(guó)專利(10-2004-0047371)中，公開(kāi)了一種機(jī)器人清潔器，其使用視覺(jué)系統(tǒng)，通過(guò)捕獲要被清潔的空間的內(nèi)部情況(inside)來(lái)避開(kāi)障礙物。
然而，如果通過(guò)超聲波或視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)控制機(jī)器人清潔器的位置，根據(jù)所捕獲的表面和超聲波被反射的反射表面的狀態(tài)，在測(cè)量機(jī)器人清潔器的位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差。此外，即使進(jìn)行了精確的位置測(cè)量，機(jī)器人清潔器根據(jù)地板的狀態(tài)會(huì)意外的滑動(dòng)或由于與不期望的障礙物的碰撞可能不能到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)，其能夠精確地控制機(jī)器人的位置。
為實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此具體和廣義所述的，提供了一種自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)，包括其中插入了磁鐵的地板；和自行機(jī)器人，其配備了能傳感磁鐵的磁性傳感器，同時(shí)機(jī)器人在地板上移動(dòng)。
通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其他的目的、特點(diǎn)、方案和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)。


所包括的附圖提供本發(fā)明的進(jìn)一步解釋并結(jié)合和構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的實(shí)施例連同說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中
圖1是示例了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人清潔器的示意圖；圖2是沿圖1的線II-II的截面視圖；圖3是圖1的機(jī)器人清潔器的仰視圖；圖4示例了為控制圖1的機(jī)器人清潔器的位置在地板上安裝的磁鐵的配置安排的示圖；和圖5示例了為控制圖1的機(jī)器人清潔器的位置在地板上安裝的磁鐵的配置安排的另一個(gè)例子的示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將做出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述，其例子被示例在附圖中。
下面將結(jié)合參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)。
圖1示例了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人清潔器的示意圖，圖2是沿圖1的線II-II所取的截面圖，而圖3是圖1的機(jī)器人清潔器的仰視圖。
參考圖1和2，機(jī)器人清潔器包括安裝在主體外殼10內(nèi)部的風(fēng)扇馬達(dá)20并產(chǎn)生吸力，安裝在風(fēng)扇馬達(dá)20的前面的收集容器40和配備收集通過(guò)風(fēng)扇馬達(dá)20的吸力所吸入的灰塵的污穢的灰塵袋30，進(jìn)口60，其設(shè)置在主體外殼10的下側(cè)，并通過(guò)連接管50與收集容器40相連接，用于引入地板上的灰塵和外部物質(zhì)，控制單元70，用于控制每個(gè)組件的操作，和主毛刷80，其安裝在進(jìn)口60的內(nèi)部并從地板上清潔灰塵和污穢。
可充電和放電的電池21被安裝在主體外殼10的內(nèi)部，并且配備有充電端22的充電端子部分23設(shè)置在后側(cè)。
安裝在房間的墻壁74上的電源端部分25具有連接端26，以便在充電端22與連接端26相連接的狀態(tài)下，安裝在主體外殼10內(nèi)部的電池21可以被再充電。
將光發(fā)射部分41安裝在電源端部分25的下側(cè)以便把清潔器的主體外殼引導(dǎo)(induce)到電源端部分25，以及將光接收部分42安裝在機(jī)器人清潔器的后側(cè)以便接收從光發(fā)射部分41所發(fā)射的光信號(hào)。
用于發(fā)射超聲波的超聲波發(fā)射器31被安裝在主體外殼10內(nèi)部的前面，而將對(duì)應(yīng)于發(fā)射器31用于接收從障礙物反射的超聲波的超聲波接收器32被安裝在主體外殼10的下側(cè)。相應(yīng)于超聲波發(fā)射器31，通過(guò)在主體外殼10上貫穿形成的路徑10a，從超聲波發(fā)射器31發(fā)送的超聲波離開(kāi)機(jī)器人清潔器。
參考圖3，通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并被安置在主毛刷80的兩端部分上的一對(duì)驅(qū)動(dòng)輪13以彼此之間確定的間隔被安裝在主體外殼10的下側(cè)。
多個(gè)輔助輪14，其用于支持主體外殼10和保持水平狀態(tài)，它們被安裝在驅(qū)動(dòng)輪的前面和后面。
當(dāng)作傳感器的磁性傳感器100被安裝在主體外殼10的底部。該磁性傳感器檢測(cè)作為指示的在地板中的特定部分上安裝的磁鐵，并把有關(guān)機(jī)器人清潔器的當(dāng)前位置信息以信號(hào)形式提供給控制單元70。
多個(gè)磁性傳感器100以扇形形狀，相互之間以規(guī)則的間隔安置在底部11的邊緣上。作為特殊要求，可以不規(guī)則的安置傳感器100，或可以安裝在底部11的中央部分上。
控制單元70基于從磁性傳感器100接收的信號(hào)來(lái)確定是否機(jī)器人清潔器移動(dòng)到編程的位置。如果有誤差，則控制單元70校正該誤差，并然后把機(jī)器人清潔器移動(dòng)到目標(biāo)位置。
此后，將結(jié)合參考圖4和5的描述通過(guò)與磁性傳感器100的交互工作來(lái)安排磁鐵提供位置信息給機(jī)器人清潔器的方法。
圖4是說(shuō)明為控制圖1的機(jī)器人清潔器的位置的目的而在地板上安裝的磁鐵的配置安排的示意圖；而圖5是說(shuō)明用于控制圖1的機(jī)器人清潔器的位置的目的而在地板上安裝的磁鐵的配置安排的另一個(gè)例子的示意圖。
如圖4所示，磁鐵的布置結(jié)構(gòu)包括安裝在地板200的中心上的中心識(shí)別部分300并以交叉形式安排磁鐵來(lái)形成，和圍繞著地板200的外部邊緣所安裝的外部邊緣識(shí)別部分310并以連接線(connected line)形式形成以便通知機(jī)器人清潔器的移動(dòng)限制，以此防止機(jī)器人清潔器與墻壁碰撞。
可以使用任意適當(dāng)?shù)拇盆F，只要它具有磁力，足以通過(guò)磁性傳感器100來(lái)識(shí)別，并且磁鐵不必具有足以吸引房間的金屬片的強(qiáng)磁力。同時(shí)，如果在地板200中適當(dāng)?shù)陌仓昧舜盆F，其會(huì)形成磁場(chǎng)而且有助于人體健康。
參考圖5，現(xiàn)在將描述應(yīng)用于具有幾個(gè)房間和起居室的普通住宅的磁鐵的布置結(jié)構(gòu)。
從房間1-4布置磁鐵結(jié)構(gòu)，包括中心識(shí)別部分300，其安裝在地板200的中央，并通過(guò)交叉形式安排磁鐵來(lái)形成；和外部邊緣識(shí)別部分310，其安裝在地板200的外部邊緣上，并且以連接線形式形成以便通知機(jī)器人清潔器的移動(dòng)限制，并因此防止機(jī)器人清潔器與墻壁碰撞。
在起居室中布置的磁鐵結(jié)構(gòu)包括安裝在連接端26前面以便識(shí)別連接端26的并由一個(gè)磁鐵構(gòu)成的充電識(shí)別部分350。
朝著房間1-4的入口布置的磁鐵結(jié)構(gòu)包括入口識(shí)別部分331-334，這些入口識(shí)別部分331-334包括，安裝在第一房間的入口上并由一個(gè)磁鐵構(gòu)成的第一房間識(shí)別部分331，安裝在第二房間的入口上并由兩個(gè)分立的磁鐵構(gòu)成的第二房間識(shí)別部分332，安裝在第三房間的入口上并以直線形式布置的由三個(gè)分立的磁鐵構(gòu)成的第三房間識(shí)別部分333，以及在第四房間的入口上安裝和以T型安排所形成的四個(gè)單獨(dú)的磁鐵的第四房間識(shí)別部分334。
此外，在起居室的中央部分上的磁鐵布置結(jié)構(gòu)包括以菱形形式安排的由四個(gè)單獨(dú)的磁鐵所形成的起居室識(shí)別部分320，以便通知機(jī)器人清潔器的參考位置。而且，廚房的磁鐵布置結(jié)構(gòu)包括由五個(gè)單獨(dú)的磁鐵形成的廚房識(shí)別部分340。
如上所述，如果根據(jù)每個(gè)房間(房間1-4)、起居室和廚房來(lái)改變布置結(jié)構(gòu)，這種差別被檢測(cè)到，則機(jī)器人清潔器的操作可以根據(jù)每個(gè)房間的特征而改變。
例如，機(jī)器人清潔器在房間1中因?yàn)闆](méi)有障礙物而高速執(zhí)行清潔，而在房間2以低速仔細(xì)地執(zhí)行清潔，因?yàn)橛兄T如椅子的家具。此外，如果在起居室上具有地毯，則機(jī)器人清潔器可以把它的清潔模式改變成增強(qiáng)模式以增加吸力。
優(yōu)選地，其中安裝了磁鐵的地板由便于安裝的木材構(gòu)成。而且，優(yōu)選地，為了安裝方便的目的，磁鐵的安裝地方是標(biāo)準(zhǔn)化的居住空間，比如公寓住宅。
本發(fā)明的這種磁鐵布置結(jié)構(gòu)可以根據(jù)目的和地方而改變，而且本發(fā)明不限于機(jī)器人清潔器，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明可以應(yīng)用于具有不同目的的其他的自行機(jī)器人。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)，安裝在地板中的磁鐵通過(guò)磁性傳感器來(lái)檢測(cè)，以便可以精確的識(shí)別自行機(jī)器人的當(dāng)前位置，并因此可以精確地控制機(jī)器人。
在不脫離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)特性的情況下可以以許多形式實(shí)施本發(fā)明，應(yīng)該明白，上述的實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，除非另外指出，否則將廣義的解釋為所附權(quán)利要求所定義的精神和范圍內(nèi)，因此，落入權(quán)利要求邊界內(nèi)的所有改變和修改，或這種邊界的等效物意在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)，其包括地板，其中插入有磁鐵；和自行機(jī)器人，其設(shè)置有磁性傳感器，當(dāng)機(jī)器人在地板上移動(dòng)時(shí)能檢測(cè)該磁鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該地板由木質(zhì)地板材料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該磁鐵的布置結(jié)構(gòu)包括在地板的外部邊緣上形成的外部邊緣識(shí)別部分，以便表示機(jī)器人的移動(dòng)區(qū)域的限制；和在中心部分上形成的中心識(shí)別部分，以便表示地板的中心。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該磁鐵的布置結(jié)構(gòu)包括朝著確定空間的入口形成的入口識(shí)別部分，以誘導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)入該空間。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該磁鐵的布置結(jié)構(gòu)包括在連接端的前面形成的充電識(shí)別部分，以便識(shí)別用于給機(jī)器人充電的連接端。
6.如權(quán)利要求1-5的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中該自行機(jī)器人是用于清潔的機(jī)器人。
7.一種自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)，其包括木質(zhì)地板材料形成的地板，其中插入有磁鐵；和自行機(jī)器人，其包括主體外殼，安裝在主體外殼內(nèi)部的超聲波發(fā)射器和接收器，以及安裝在主體外殼底部上的用于感應(yīng)磁鐵的磁性傳感器。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中該磁鐵的布置結(jié)構(gòu)包括在地板的外部邊緣上形成的外部邊緣識(shí)別部分，以便表示機(jī)器人的移動(dòng)區(qū)域的限制；在中心部分上形成的中心識(shí)別部分，以便表示地板的中心；朝著確定空間的入口形成的入口識(shí)別部分，以誘導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)入該空間；和在連接端的前面形成的充電識(shí)別部分，以便識(shí)別用于充電機(jī)器人的連接端。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中該中心識(shí)別部分以交叉或菱形形狀的其中之一形成。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中入口識(shí)別部分分別由以直線形狀布置的一個(gè)磁鐵，兩個(gè)單獨(dú)磁鐵，三個(gè)單獨(dú)磁鐵，或以T形安排的四個(gè)單獨(dú)的磁鐵來(lái)形成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)。自行機(jī)器人的位置識(shí)別系統(tǒng)包括其中插入了磁鐵的地板；和設(shè)置有磁性傳感器的自行機(jī)器人，其當(dāng)機(jī)器人在地板上移動(dòng)時(shí)能夠檢測(cè)磁鐵。據(jù)此，通過(guò)磁性傳感器來(lái)檢測(cè)地板中安裝的磁鐵，并因此可以精確的識(shí)別自行機(jī)器人的當(dāng)前位置，使得自行機(jī)器人可以被精確地控制。
文檔編號(hào)A47L9/19GK1864944SQ20061000591
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者金永基 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社