專利名稱：灰塵流入感測單元和具有其的機(jī)器人清潔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
各實(shí)施方式涉及改善灰塵感測能力的機(jī)器人清潔器的灰塵流入感測單元。
背景技術(shù)：
自動(dòng)行駛的機(jī)器人是在沒有用戶操縱的情況下在任意區(qū)域中行駛的同時(shí)執(zhí)行指定任務(wù)的設(shè)備。機(jī)器人可以進(jìn)行相當(dāng)自主的行駛，并且這種自主行駛可以以多種方法實(shí)現(xiàn)。 例如，機(jī)器人可以沿著預(yù)定路線在任意區(qū)域中行駛，或者可以在任意區(qū)域中行駛而不存在預(yù)定路線。機(jī)器人清潔器是在沒有用戶操縱的情況下在將被清潔的區(qū)域中行駛的同時(shí)清潔地板的設(shè)備。更具體地，機(jī)器人清潔器在家中用在真空清潔和擦洗中。在這里，灰塵是是指能夠由真空清潔器或自動(dòng)或半自動(dòng)清潔設(shè)備收集的土粒子、污垢、粉末顆粒、碎片和其它塵粒。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種采用簡單的結(jié)構(gòu)優(yōu)化灰塵感測能力的灰塵流入感測單元和具有該灰塵流入感測單元的機(jī)器人清潔器。將在接下來的描述中部分地說明其它方面，并且部分地，根據(jù)所述描述將明白或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐認(rèn)識(shí)到這些方面。根據(jù)一個(gè)方面，一種機(jī)器人清潔器包括主體；用于驅(qū)動(dòng)主體的驅(qū)動(dòng)單元；刷筒單元，設(shè)置在主體上以形成灰塵流入通道；和灰塵流入感測單元，用于感測通過刷筒單元的灰塵流入通道流入主體的灰塵，其中灰塵流入感測單元包括具有發(fā)射區(qū)域的用于發(fā)射光束的光發(fā)射部和具有與發(fā)射區(qū)域重疊的接收區(qū)域的光接收部，并且接收區(qū)域被限制到指定范圍。刷筒單元可以包括殼體，該殼體可以具有第一開口和第二開口以形成所述灰塵流入通道，并且光發(fā)射部和光接收部可以安裝在第二開口中以彼此相對(duì)。機(jī)器人清潔器還可以包括設(shè)置有流入孔的集塵器，用于儲(chǔ)存通過刷筒單元的灰塵流入通道流入主體的灰塵，并且光發(fā)射部和光接收部可以安裝在流入孔中以彼此相對(duì)。光接收部可以包括光接收元件和用于限制光接收元件的接收區(qū)域的光接收導(dǎo)向件。光接收導(dǎo)向件可以使得光接收元件的接收區(qū)域的寬度能夠沿朝向光發(fā)射部的方向逐漸減小。在光發(fā)射部所在的位置處，光接收元件的接收區(qū)域的寬度可以小于光發(fā)射部的發(fā)射區(qū)域的寬度。光接收導(dǎo)向件可以使得光接收元件的接收區(qū)域的寬度能夠沿朝向光發(fā)射部的方向均勻地保持。在光發(fā)射部所在的位置處，光接收元件的接收區(qū)域的寬度可以等于光發(fā)射部的發(fā)射區(qū)域的寬度。光接收導(dǎo)向件可以使得光接收元件的接收區(qū)域的寬度能夠沿朝向光發(fā)射部的方向逐漸增加。在光發(fā)射部所在的位置處，光接收元件的接收區(qū)域的寬度可以大于光發(fā)射部的發(fā)射區(qū)域的寬度。光接收導(dǎo)向件可以包括用于容納光接收元件的盒體和形成在盒體上使得光發(fā)射元件的光束由光接收元件接收的通孔。機(jī)器人清潔器還可以包括控制單元，該控制單元用于確定灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域，并且控制單元可以控制機(jī)器人清潔器有區(qū)分地清潔灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域。機(jī)器人清潔器還可以包括控制單元，該控制單元用于確定灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域，并且控制單元可以控制機(jī)器人清潔器以與灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域相比更多重復(fù)地清潔灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域。機(jī)器人清潔器還可以包括控制單元，用于確定灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域，所述刷筒單元可以包括設(shè)置在灰塵流入通道中的刷子單元；并且控制單元可以在灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域中增加刷子單元的旋轉(zhuǎn)力。機(jī)器人清潔器還可以包括鼓風(fēng)單元和控制單元，鼓風(fēng)單元用于向刷筒單元的灰塵流入通道提供抽吸力，控制單元用于確定灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域，并且控制單元可以在灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域中增加鼓風(fēng)單元的抽吸力。根據(jù)另一個(gè)方面，一種用于感測流入清潔器中的灰塵的灰塵流入感測單元，包括用于發(fā)射光束的具有發(fā)射區(qū)域的光發(fā)射元件、具有與光發(fā)射元件的發(fā)射區(qū)域重疊的接收區(qū)域的光接收元件、以及光接收導(dǎo)向件，光接收導(dǎo)向件用于將光接收元件的接收區(qū)域限制到指定范圍，直到接收區(qū)域到達(dá)光發(fā)射元件。根據(jù)另一個(gè)方面，一種用于感測流入清潔器中的灰塵的灰塵流入感測單元，包括用于發(fā)射光束的具有發(fā)射區(qū)域的光發(fā)射元件、具有與光發(fā)射元件的發(fā)射區(qū)域重疊的接收區(qū)域的光接收元件、光發(fā)射導(dǎo)向件和光接收導(dǎo)向件，光發(fā)射導(dǎo)向件用于將光發(fā)射元件的發(fā)射區(qū)域限制到指定范圍，直到該發(fā)射區(qū)域到達(dá)光接收元件，光接收導(dǎo)向件用于將光接收元件的接收區(qū)域限制到指定范圍，直到該接收區(qū)域到達(dá)光發(fā)射元件。根據(jù)另一個(gè)方面，一種用于感測流入清潔器中的灰塵的灰塵流入感測單元，包括用于發(fā)射光束的具有發(fā)射區(qū)域的光發(fā)射元件、具有與光發(fā)射元件的發(fā)射區(qū)域重疊的接收區(qū)域的光接收元件、以及光發(fā)射導(dǎo)向件，光發(fā)射導(dǎo)向件用于將光發(fā)射元件的發(fā)射區(qū)域限制到指定范圍，直到所述發(fā)射區(qū)域到達(dá)光接收元件。


根據(jù)各實(shí)施方式的結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，這些和/或其它方面將變得明顯，并更容易理解，在附圖中圖1為根據(jù)一種實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的透視圖；圖2為根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的剖視圖；圖3為根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的底部透視圖；圖4為根據(jù)該突施方式的刷筒單元的分解透視圖；圖5為根據(jù)該實(shí)施方式的導(dǎo)向件的放大透視圖；圖6為圖示灰塵流入根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的示意圖；圖7為圖示根據(jù)該實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖；圖8為圖示根據(jù)另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖；圖9為圖示根據(jù)另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖；圖10為圖示根據(jù)另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖；圖11為圖示根據(jù)另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖；圖12為圖示根據(jù)另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖；圖13為圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的沒有地圖的清潔系統(tǒng)的機(jī)器人清潔器的操作的視圖；以及圖14為圖示根據(jù)另一實(shí)施方式的有地圖的清潔系統(tǒng)的機(jī)器人清潔器的操作的視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在詳細(xì)地參考各實(shí)施方式，各實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中在全文中相同的附圖標(biāo)記涉及相同的元件。以下，將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)實(shí)施方式的灰塵流入感測單元和具有該灰塵流入感測單元的機(jī)器人清潔器。圖1為根據(jù)一種實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的透視圖，圖2為根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的剖視圖，圖3為根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的底部透視圖。如圖1-3所示，根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器10包括主體11、驅(qū)動(dòng)單元20、清潔單元30和控制單元(未示出)。主體11可以具有各種形狀。例如，主體11形成為圓形。圓形主體11具有均勻的旋轉(zhuǎn)半徑，因此避免與周圍的障礙物接觸，并且容易改變其方向。而且，圓形主體11防止主體11在行駛期間被卡在周圍的障礙物上。用于進(jìn)行清潔任務(wù)的各種部件，即，驅(qū)動(dòng)單元20、清潔單元30、各種傳感器12和 13、顯示單元14和控制單元(未示出)可以安裝在主體11上。驅(qū)動(dòng)單元20允許主體11在將被清潔的區(qū)域中行駛。驅(qū)動(dòng)單元20包括左驅(qū)動(dòng)輪 21a和右驅(qū)動(dòng)輪21b以及小腳輪22。左驅(qū)動(dòng)輪21a和右驅(qū)動(dòng)輪21b接收來自電動(dòng)機(jī)(未示出)的動(dòng)力。而且，左驅(qū)動(dòng)輪21a和右驅(qū)動(dòng)輪21b安裝在主體11的下部的中心區(qū)域處，小腳輪22安裝在主體11的下部的前方區(qū)域處，從而允許主體11維持穩(wěn)定姿態(tài)。左驅(qū)動(dòng)輪21a和右驅(qū)動(dòng)輪21b以及小腳輪22可以集成為可拆卸地安裝在主體11 上的一個(gè)組件。清潔單元30從其上放置主體11的地板和其周圍去除灰塵。清潔單元30包括側(cè)刷40、刷筒單元50和集塵器60。側(cè)刷40可旋轉(zhuǎn)地安裝在主體11的下表面的邊緣的一側(cè)處。這里，側(cè)刷40設(shè)置在朝主體11的向前方向F與主體11的中心區(qū)域斜向偏離的位置處。側(cè)刷40將位于主體11周圍的灰塵移動(dòng)至其上放置主體11的地板上。側(cè)刷40的清潔范圍可以擴(kuò)大至其上放置主體11的地板的周圍。特別地，側(cè)刷40可以從角落去除灰塵，該角落為地板和墻壁之間的邊界。刷筒單元50安裝在偏離主體11的下表面的中心區(qū)域的位置處。也就是說，刷筒單元50安裝在朝主體11的向后方向R偏離左驅(qū)動(dòng)輪21a和右驅(qū)動(dòng)輪21b的位置處，左驅(qū)動(dòng)輪21a和右驅(qū)動(dòng)輪21b安裝在主體11的下表面的中心區(qū)域處。刷筒單元50從其上放置主體11的地板上去除灰塵。刷筒單元50包括用于形成灰塵流入路徑的灰塵流入通道50a和設(shè)置在灰塵流入通道50a中用于從地板上掃去灰塵的刷子單元51。刷子單元51包括滾筒51a和嵌設(shè)在滾筒51a的外圓周表面之下的刷子51b。滾筒51a接收從電動(dòng)機(jī)56 (參見圖4)供給的動(dòng)力，并且當(dāng)滾筒51a旋轉(zhuǎn)時(shí)，刷子51b攪動(dòng)地板上的灰塵。滾筒51a可以由剛性體制成且不限于此。刷子51b可以由具有彈性的各種材料制成。為了維持均勻的清潔性能，刷子單元51被控制以具有恒定速率。如果清潔非平滑地板表面，例如地毯，則刷子單元51的旋轉(zhuǎn)速率可以低于清潔平滑表面時(shí)刷子單元51的旋轉(zhuǎn)速率。因此，可以供給大電流量，以使刷子單元51的旋轉(zhuǎn)速率均勻。集塵器60安裝在主體11的后部上。集塵器60的流入孔64與刷筒單元50的灰塵流入通道50a連通。因此，由刷子單元51清掃的灰塵通過灰塵流入通道50a，且隨后儲(chǔ)存在集塵器60中。集塵器60由隔膜63分成大集塵器空間61和小集塵器空間62。因此，流入孔64 分成設(shè)置在大集塵器空間61的入口處的第一流入孔6 和設(shè)置在小集塵器空間62的入口處的第二流入孔64b。刷子單元51將具有相對(duì)大的顆粒的灰塵清掃到大集塵器空間61，并且鼓風(fēng)單元 52抽吸具有相對(duì)小的顆粒的灰塵并將抽吸的灰塵儲(chǔ)存在小集塵器空間62中。特別地，刷子清潔構(gòu)件59設(shè)置在靠近第二流入孔64b的位置處，并濾掉纏繞在刷子單元51上的毛發(fā)。 由刷子清潔構(gòu)件59濾掉的毛發(fā)由鼓風(fēng)單元52的抽吸力儲(chǔ)存在小集塵器空間62中。而且，用于感測集塵器60是否完全填滿灰塵的灰塵量感測單元65設(shè)置在集塵器 60中?；覊m量感測單元65包括發(fā)射光束的光發(fā)射部6 和接收光束的光接收部65b。如果由光接收部6 接收的光束的量低至預(yù)定值或更少，灰塵量感測單元65確定集塵器60 完全填滿灰塵。刷筒單元50、側(cè)刷單元51和集塵器60可以集成為可拆卸地安裝在主體11上的一個(gè)組件。各種傳感器12和13包括接近傳感器12和/或視覺傳感器13。例如，如果機(jī)器人清潔器10在沒有設(shè)定路線的情況下，即在沒有地圖的清潔系統(tǒng)中沿任意方向行駛，則機(jī)器人清潔器10可以采用接近傳感器12在被清潔的區(qū)域中行駛。另一方面，如果機(jī)器人清潔器10沿著設(shè)定路線，即在要求地圖的清潔系統(tǒng)中行駛，則可以安裝接收機(jī)器人清潔器10的位置數(shù)據(jù)并產(chǎn)生地圖的視覺傳感器13。視覺傳感器13為位置識(shí)別系統(tǒng)的例子，并且可以以多種類型實(shí)現(xiàn)。顯示單元14顯示機(jī)器人清潔器10的多種狀態(tài)。例如，顯示單元14顯示電池充電狀態(tài)、集塵器60是否填滿灰塵、機(jī)器人清潔器10的清潔模式、機(jī)器人清潔器10的休息模式寸寸。控制單元(未示出)控制驅(qū)動(dòng)單元20和清潔單元30以有效地進(jìn)行清潔任務(wù)。控制單元接收來自各種傳感器12和13的信號(hào)，并能夠避開障礙物和改變行駛模式。而且，控制單元接收來自灰塵量感測單元65的信號(hào)，并且當(dāng)確定集塵器60完全填滿灰塵時(shí)，則與維護(hù)站(未示出)對(duì)接以自動(dòng)從集塵器60中去除灰塵或向用戶提供警報(bào)。而且，控制單元接收來自流入感測單元70的信號(hào)，并有區(qū)分地清潔灰塵從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域和灰塵未從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域。例如，在灰塵從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域中，控制單元重復(fù)行駛，并降低機(jī)器人清潔器10的行駛速度或增加刷子單元51的旋轉(zhuǎn)力或鼓風(fēng)單元52的抽吸力，從而增加清潔效率。另一方面，控制單元降低在灰塵未從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域中清潔的優(yōu)先順序或降低在灰塵未從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域中行駛的頻率數(shù)。圖4為根據(jù)該實(shí)施方式的刷筒單元的分解透視圖，圖5為根據(jù)該實(shí)施方式的導(dǎo)向件的放大透視圖。如圖1-5所示，刷筒單元50包括殼體54、電動(dòng)機(jī)56、刷子單元51和灰塵流入感測單元70。殼體M形成為近似半圓筒形形狀。第一開口 5 形成在殼體M的底表面上，與集塵器60連通的第二開口 54b形成在殼體M的上表面上。灰塵流入通道50a可以為灰塵沿著其從第一開口 5 移動(dòng)至第二開口 54b的路線。殼體M可拆卸地安裝在主體11上。特別地，殼體M的旋轉(zhuǎn)臂55使殼體M相對(duì)于主體11傾斜。例如，如果機(jī)器人清潔器10在與刷子單元51具有小的摩擦力的平滑地板表面上行駛，例如，如在木質(zhì)地板上行駛，則機(jī)器人清潔器10在殼體M降低的條件下行駛， 并且如果機(jī)器人清潔器10在與刷子單元51具有大的摩擦力的地板表面上行駛，例如，如在地毯上行駛，則機(jī)器人清潔器10在殼體M向上傾斜的條件下行駛。在這里，由于刷子單元 51向上傾斜，電動(dòng)機(jī)56的負(fù)載可以減小。電動(dòng)機(jī)56安裝在殼體M上。電動(dòng)機(jī)56向刷子單元51提供動(dòng)力。刷子單元51可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體M上。刷子單元51由從電動(dòng)機(jī)56提供的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)?；覊m流入感測單元70確定灰塵是否流入殼體M的灰塵流入通道50a，或確定流入的灰塵的量。控制單元通過灰塵流入感測單元70的操作確定機(jī)器人清潔器10是否恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行清潔，并確定哪個(gè)區(qū)域需要更多的清潔?；覊m流入感測單元70包括光發(fā)射部71和光接收部72。光發(fā)射部71和光接收部 72可以安裝在靠近殼體M的第二開口 54b的位置處，使得光發(fā)射部71和光接收部72彼此相對(duì)。在其它方面，光發(fā)射部71和光接收部72可以安裝在靠近集塵器60的與第二開口 54b連接在一起的流入孔64的位置處，使得光發(fā)射部71和光接收部72彼此相對(duì)。光發(fā)射部71包括具有指定發(fā)射區(qū)域的用于發(fā)射光束的光發(fā)射元件73和用于將光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域限制到指定范圍的光發(fā)射導(dǎo)向件80a。光發(fā)射導(dǎo)向件80a將光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域限制到指定范圍。光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域的寬度可以被限制到指定尺寸范圍內(nèi)的焦點(diǎn)。光接收部72包括光接收元件74和光接收導(dǎo)向件80b，光接收元件74與光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域相交(或重疊)并具有指定接收區(qū)域，光接收導(dǎo)向件80b用于將光接收元件74的接收區(qū)域限制到指定范圍。光接收導(dǎo)向件80b將光接收元件74的接收區(qū)域的寬度限制到該指定范圍。光接收元件74的接收區(qū)域的寬度可以被限制到指定尺寸范圍內(nèi)的焦
點(diǎn)ο在這里，術(shù)語光發(fā)射導(dǎo)向件80a和光接收導(dǎo)向件80b被區(qū)分開，以便于描述，但光發(fā)射導(dǎo)向件80a和光接收導(dǎo)向件80b的功能和形狀是相同的。因此，光發(fā)射導(dǎo)向件80a和光接收導(dǎo)向件80b將共同稱為導(dǎo)向件80，除非在需要在其間進(jìn)行區(qū)分的情況中。導(dǎo)向件80包括用于容納光發(fā)射元件73或光接收元件74的盒體81和形成在盒體 81上的通孔82。在光發(fā)射導(dǎo)向件80a的情況中，通孔82形成為朝向光接收部72，在光接收導(dǎo)向件80b的情況中，通孔82形成為朝向光發(fā)射部71。在這里，通孔82可以形成各種形狀，如狹縫和圓形。圖6為圖示灰塵流入根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器的示意圖，圖7為圖示根據(jù)該實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖。如圖1-7所示，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73a的寬度由導(dǎo)向件80限制。在這里， 可以沿朝向光接收元件74的方向近似均勻地保持光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73a的寬度。 而且，在光接收元件74所在的位置處，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73a的寬度可以基本上等于光接收元件74的接收區(qū)域7 的寬度。而且，光接收元件74的接收區(qū)域7 的寬度由導(dǎo)向件80限制。在這里，可以沿朝向光發(fā)射元件73的方向近似均勻地保持光接收元件74的接收區(qū)域74a的寬度。而且，在光發(fā)射元件73所在的位置處，光接收元件74的接收區(qū)域74a的寬度可以基本上等于光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73a的寬度。通過這種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可以將光接收元件74與外來光或散射光阻隔開，并且由光發(fā)射元件73發(fā)射的光可以通過導(dǎo)向件80直接入射在光接收元件74上，而不會(huì)由周圍結(jié)構(gòu)反射。因此，可以極大地增加光接收元件74的靈敏度。當(dāng)光接收元件74的接收區(qū)域7 和光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73a之間的重疊區(qū)域以這種方式極大地減少時(shí)，由光接收元件74 接收的光量根據(jù)灰塵是否流入殼體M的灰塵流入通道50a或根據(jù)流入灰塵的量極大地改變。例如，如果灰塵未流入灰塵流入通道50a，則由光接收元件74接收的光量大體上是均勻的，并且如果灰塵流入灰塵流入通道50a，則由光接收元件74接收的光量相當(dāng)多地減少。 即使流入灰塵的量存在差異，也可以產(chǎn)生由光接收元件74接收的光量的這種差異。因此， 灰塵流入感測單元70通過簡單的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)增加了光接收元件74靈敏度，從而精確地測量灰塵是否流入灰塵流入通道50a或流入的灰塵的量。圖8為圖示根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的示意圖。將僅描述圖8中示出的該實(shí)施方式中的與圖7中示出的實(shí)施方式中的部件不同的
一些部件。如圖8所示，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域7 的寬度通過光發(fā)射導(dǎo)向件80a沿朝向光接收元件74的方向逐漸減小。這里，在光接收元件74所在的位置處，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73b的寬度小于光接收元件74的接收區(qū)域74b的寬度。而且，光接收元件74的接收區(qū)域74b的寬度通過光接收導(dǎo)向件80b沿向著光發(fā)射元件73的方向逐漸減小。這里， 在光發(fā)射元件73所在的位置處，光接收元件74的接收區(qū)域74b的寬度小于光傳輸元件73 的發(fā)射區(qū)域73b的寬度。因此，光發(fā)射導(dǎo)向件80a將光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73b限制到指定范圍，光接收導(dǎo)向件80b將光接收元件74的接收區(qū)域74b限制到指定范圍。通過這種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可以將光接收元件74與外來光或散射光阻隔開，并且由光發(fā)射元件73發(fā)射的光可以通過導(dǎo)向件80直接入射在光接收元件74上，而不會(huì)由周圍結(jié)構(gòu)反射。因此，可以極大地增加光接收元件74的靈敏度。圖9為圖示根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的示意圖。將僅描述圖9中示出的該實(shí)施方式中的與圖7和8中示出的實(shí)施方式中的部件不同的一些部件。如圖9所示，光發(fā)射部71包括光發(fā)射元件73，光接收部72包括光接收元件74和光接收導(dǎo)向件80b，光接收導(dǎo)向件80b用于限制光接收元件74的接收區(qū)域74c。光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73c的寬度沿向著光接收元件74的方向突然或快速增加，因?yàn)闆]有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)限制光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73c。另一方面，光接收元件74的接收區(qū)域7 的寬度由光接收導(dǎo)向件80b限制，因此能夠被均勻地保持。甚至在這種情況中， 光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73c和光接收元件74的接收區(qū)域7 之間的重疊(或相交)區(qū)域也被極大地減小，因此可以增加光接收元件74的靈敏度。圖10為圖示根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖。將僅描述圖10中示出的該實(shí)施方式中的與圖7-9中示出的實(shí)施方式中的部件不同的一些部件。如圖10所示，光發(fā)射部71包括光發(fā)射元件73，光接收部72包括光接收元件74和光接收導(dǎo)向件80b，光接收導(dǎo)向件80b用于限制光接收元件74的接收區(qū)域74d。光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73d的寬度沿向著光接收元件74的方向突然或快速增加，因?yàn)闆]有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)限制光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73d。另一方面，光接收元件74的接收區(qū)域74d的寬度通過光接收導(dǎo)向件80b沿向著光發(fā)射元件73的方向逐漸減小。甚至在這種情況中，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73d和光接收元件74的接收區(qū)域74d之間的重疊 (或相交)區(qū)域也被極大地減小，因此可以增加光接收元件74的靈敏度。因此，在圖9和10中示出的與圖7和8中示出的實(shí)施方式不同的實(shí)施方式中，僅將光接收元件74的接收區(qū)域限制到指定范圍，以減小光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域和光接收元件74的接收區(qū)域之間的重疊區(qū)域，從而阻擋外來光或散射光，因此能夠增加光接收元件 74的接收靈敏度。圖11為圖示根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖。將僅描述圖11中示出的該實(shí)施方式中的與圖7-10中示出的實(shí)施方式中的部件不同的一些部件。
如圖11所示，光發(fā)射部71包括光發(fā)射元件73和光發(fā)射導(dǎo)向件80a，光發(fā)射導(dǎo)向件 80a用于限制光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73e，光接收部72包括光接收元件74。光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73e的寬度通過光發(fā)射導(dǎo)向件80a沿向著光接收元件 74的方向均勻地保持。另一方面，光接收元件74的接收區(qū)域7 的寬度沿向著光發(fā)射元件 73的方向突然或快速增加，因?yàn)闆]有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)限制光接收元件74的接收區(qū)域74e。甚至在這種情況中，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域7 和光接收元件74的接收區(qū)域7 之間的重疊 (或相交)區(qū)域也被極大地減小，因此可以增加光接收元件74的靈敏度。而且，根據(jù)另一種實(shí)施方式，發(fā)射區(qū)域7 的寬度可以通過光發(fā)射導(dǎo)向件80a沿向著光接收元件74的方向逐漸減小。甚至在這種情況中，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域7 和光接收元件74的接收區(qū)域7 之間的重疊(或相交)區(qū)域也被極大地減小，因此可以增加光接收元件74的靈敏度。圖12為圖示根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的灰塵流入感測單元的操作的示意圖。將僅描述圖12中示出的該實(shí)施方式中的與圖7-11中示出的實(shí)施方式中的部件不同的一些部件。如圖12所示，光發(fā)射部71包括光發(fā)射元件73和用于限制光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73f的光發(fā)射導(dǎo)向件80a，光接收部72包括光接收元件74和用于限制光接收元件74 的接收區(qū)域74f的光接收導(dǎo)向件80b。光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73f的寬度通過光發(fā)射導(dǎo)向件80a沿向著光接收元件 74的方向逐漸增加。這里，在光接收元件74所在的位置處，發(fā)射區(qū)域73f的寬度可以稍微大于光接收元件74的接收區(qū)域74f的寬度。另一方面，光接收元件74的接收區(qū)域74f的寬度通過光接收導(dǎo)向件80b沿向著光發(fā)射元件73的方向逐漸增加。這里，在光發(fā)射元件73 所在的位置處，接收區(qū)域74f的寬度可以稍微大于光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73f的寬度。甚至在這種情況中，由光發(fā)射元件73發(fā)射的大部分光束可以直接入射在光接收元件74上，而不會(huì)由周圍結(jié)構(gòu)反射。而且，光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73f和光接收元件74 的接收區(qū)域74f之間的重疊(或相交)區(qū)域也被極大地減小，因此可以增加光接收元件74 的靈敏度。而且，根據(jù)另一種實(shí)施方式，如果光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73f的寬度通過光發(fā)射導(dǎo)向件80a沿向著光接收元件74的方向均勻地保持或逐漸減小，則可以獲得同樣的效果。而且，如果光發(fā)射元件73的發(fā)射區(qū)域73f的寬度由于沒有單獨(dú)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)而突然或快速增加，則可以獲得同樣的效果。而且，根據(jù)另一種實(shí)施方式，如果光接收元件74的接收區(qū)域74f的寬度通過光接收導(dǎo)向件80b沿向著光發(fā)射元件73的方向均勻地保持或逐漸減小，則可以獲得同樣的效果。而且，如果光接收元件74的接收區(qū)域74f由于沒有單獨(dú)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)而突然或快速增加， 則可以獲得同樣的效果。以下，將詳細(xì)描述具有該灰塵流入感測單元的機(jī)器人清潔器的操作。圖13為圖示根據(jù)一種實(shí)施方式的沒有地圖的清潔系統(tǒng)的機(jī)器人清潔器的操作的視圖，圖14為圖示根據(jù)另一種實(shí)施方式的有地圖的清潔系統(tǒng)的機(jī)器人清潔器的操作的視圖。
如圖1-14所示，機(jī)器人清潔器10在將被清潔的區(qū)域中自動(dòng)行駛的同時(shí)執(zhí)行清潔任務(wù)。機(jī)器人清潔器10的行駛圖案可以以不同的方式實(shí)施。例如，如圖13，機(jī)器人清潔器 13可以沿多種行駛圖案形式，如Z字形行駛圖案、隨機(jī)行駛圖案、螺旋行駛圖案、墻壁跟隨行駛圖案等等。而且，如圖14，機(jī)器人清潔器13可以通過采用視覺系統(tǒng)識(shí)別位置數(shù)據(jù)并且隨后產(chǎn)生將被清潔的區(qū)域的地圖而沿著設(shè)定路線行駛?？刂茊卧梢愿淖儥C(jī)器人清潔器10的行駛圖案，使得機(jī)器人清潔器10有效地進(jìn)行清潔。也就是說，控制單元采用從灰塵流入感測單元70接收到的信號(hào)將區(qū)域分成灰塵從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域和灰塵未從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域。例如，如果在圖13的清潔系統(tǒng)中的機(jī)器人清潔器10沿著任意行駛圖案如Z字形行駛圖案或隨機(jī)行駛圖案行駛的同時(shí)灰塵流入感測單元70感測到灰塵流入，則控制單元控制灰塵從其上流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域中的機(jī)器人清潔器10沿著螺旋行駛圖案行駛，并增加刷子單元51的旋轉(zhuǎn)量或由鼓風(fēng)單元52抽吸的空氣的量。另一方面，如果在圖14的清潔系統(tǒng)中的機(jī)器人清潔器10沿著設(shè)定地圖行駛的同時(shí)灰塵流入感測單元70感測到灰塵流入，則控制單元修改地圖以允許機(jī)器人清潔器10在灰塵從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域中重復(fù)行駛，或降低行駛間隔。此外，控制單元增加刷子單元51的旋轉(zhuǎn)量或由鼓風(fēng)單元52抽吸的空氣的量，并改變機(jī)器人清潔器10的行駛速率。而且，控制單元使機(jī)器人清潔器10將優(yōu)先權(quán)給予其中感測到灰塵的區(qū)域，以首先清潔該區(qū)域，并且隨后清潔其中未感測到灰塵的區(qū)域。因此，根據(jù)該實(shí)施方式的灰塵流入感測單元70精確地確定灰塵是否流入灰塵流入通道50a或流入的灰塵的量。因此，具有灰塵流入感測單元70的機(jī)器人清潔器10將被清潔的區(qū)域分成灰塵從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域和灰塵未從其流入機(jī)器人清潔器10 的區(qū)域，從而更加增加清潔效率。而且，機(jī)器人清潔器10有區(qū)分地清潔灰塵從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域和灰塵未從其流入機(jī)器人清潔器10的區(qū)域，從而增加清潔效率并減少清潔時(shí)間。如從上述描述所明白的那樣，根據(jù)一種實(shí)施方式的機(jī)器人清潔器精確地確定灰塵是否流入機(jī)器人清潔器。而且，機(jī)器人清潔器根據(jù)灰塵是否流入機(jī)器人清潔器有區(qū)分地清潔等清潔區(qū)域， 從而增加清潔效率并減少清潔時(shí)間。雖然已經(jīng)示出和描述了一些實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行改變，本發(fā)明的保護(hù)范圍限定在權(quán)利要求及其等同物中。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人清潔器，包括主體；用于驅(qū)動(dòng)主體的驅(qū)動(dòng)單元；刷筒單元，設(shè)置在主體上以形成灰塵流入通道；和灰塵流入感測單元，用于感測通過刷筒單元的灰塵流入通道流入主體的灰塵，其中灰塵流入感測單元包括具有發(fā)射區(qū)域的用于發(fā)射光束的光發(fā)射部和具有與所述發(fā)射區(qū)域重疊的接收區(qū)域的光接收部，并且所述接收區(qū)域被限制到指定范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔器，其中刷筒單元包括殼體，該殼體可以具有第一開口和第二開口以形成所述灰塵流入通道；并且所述光發(fā)射部和所述光接收部安裝在所述第二開口中以彼此相對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔器，還包括設(shè)置有流入孔的集塵器，用于儲(chǔ)存通過刷筒單元的灰塵流入通道流入主體的灰塵，其中所述光發(fā)射部和所述光接收部安裝在所述流入孔中以彼此相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔器，所述光接收部包括光接收元件和用于限制光接收元件的接收區(qū)域的光接收導(dǎo)向件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人清潔器，其中光接收導(dǎo)向件使得光接收元件的接收區(qū)域的寬度沿朝向光發(fā)射部的方向逐漸減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人清潔器，其中在光發(fā)射部所在的位置處，光接收元件的接收區(qū)域的寬度小于光發(fā)射部的發(fā)射區(qū)域的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人清潔器，其中光接收導(dǎo)向件使得光接收元件的接收區(qū)域的寬度能夠沿朝向光發(fā)射部的方向均勻地保持。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人清潔器，其中在光發(fā)射部所在的位置處，光接收元件的接收區(qū)域的寬度等于光發(fā)射部的發(fā)射區(qū)域的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人清潔器，其中光接收導(dǎo)向件使得光接收元件的接收區(qū)域的寬度能夠沿朝向光發(fā)射部的方向逐漸增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器人清潔器，其中在光發(fā)射部所在的位置處，光接收元件的接收區(qū)域的寬度大于光發(fā)射部的發(fā)射區(qū)域的寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人清潔器，其中光接收導(dǎo)向件包括用于容納光接收元件的盒體；和通孔，形成在盒體上使得光發(fā)射部的光束被光接收元件接收。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔器，其中光發(fā)射元件的發(fā)射區(qū)域被限制到指定范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔器，還包括控制單元，用于確定灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域，其中控制單元控制機(jī)器人清潔器以有區(qū)分地清潔灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔器，還包括控制單元，用于確定灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域，其中控制單元控制機(jī)器人清潔器以便與灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域相比更多重復(fù)地清潔灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔器，還包括控制單元，用于確定灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域和灰塵流入感測單元未感測到灰塵的區(qū)域，其中 刷筒單元包括設(shè)置在灰塵流入通道中的刷子單元；并且控制單元在灰塵流入感測單元感測到灰塵的區(qū)域中增加刷子單元的旋轉(zhuǎn)力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灰塵流入感測單元和具有該灰塵流入感測單元的機(jī)器人清潔器?；覊m流入感測單元包括用于發(fā)射光束的具有發(fā)射區(qū)域的光發(fā)射元件、具有與光發(fā)射元件的發(fā)射區(qū)域重疊的接收區(qū)域的光接收元件、以及導(dǎo)向件，導(dǎo)向件用于將光接收元件的接收區(qū)域限制到指定范圍，直到接收區(qū)域到達(dá)光發(fā)射元件。
文檔編號(hào)A47L9/00GK102440718SQ201110305268
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月5日
發(fā)明者尹詳植, 洪準(zhǔn)杓, 章暉撰 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社