自移動(dòng)清潔裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于智能機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種自移動(dòng)清潔裝置。所述自移動(dòng)清潔裝置包含行走單元、驅(qū)動(dòng)單元和控制單元，控制單元與驅(qū)動(dòng)單元連接，自移動(dòng)清潔裝置還包括與控制單元連接的加速度傳感單元，所述加速度傳感單元用于感應(yīng)第一加速度和第二加速度，第一加速度方向與第二加速度方向平行于工作表面，且相互垂直；其中，控制單元根據(jù)加速度傳感單元發(fā)出的加速度信號(hào)值，判斷自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物的方位。本發(fā)明自移動(dòng)清潔裝置可以在清潔過(guò)程中能夠及時(shí)探測(cè)到障礙物并有效的執(zhí)行規(guī)避動(dòng)作，減少自移動(dòng)清潔裝置與障礙物進(jìn)一步碰撞。
【專利說(shuō)明】自移動(dòng)清潔裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種自移動(dòng)清潔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]清掃機(jī)器人在執(zhí)行房間清潔時(shí)，需要規(guī)避各種障礙物，現(xiàn)有的擦窗機(jī)器人在清潔玻璃時(shí)也需要避開(kāi)玻璃邊框等障礙物。目前自移動(dòng)清掃機(jī)器人主要有三種識(shí)別障礙物的方法:
[0003]1.撞板識(shí)別障礙物。具體為在機(jī)器人行走方向前端設(shè)置撞板，當(dāng)機(jī)器人前端碰到障礙物后，撞板對(duì)應(yīng)產(chǎn)生位移，觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)等傳感器產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，機(jī)器人判斷碰撞到障礙物并執(zhí)行規(guī)避動(dòng)作。該方案通過(guò)設(shè)置在機(jī)器人前端左側(cè)或右側(cè)傳感器收到的信號(hào)來(lái)對(duì)應(yīng)識(shí)別是機(jī)器人左側(cè)或右側(cè)碰到障礙物。此方案中的開(kāi)關(guān)信號(hào)需要各種機(jī)構(gòu)的配合，若撞板或行程開(kāi)關(guān)卡死，則機(jī)器人無(wú)法有效識(shí)別障礙物。
[0004]2.超聲波傳感器或紅外傳感器識(shí)別障礙物。具體為機(jī)器人發(fā)射器發(fā)射超聲波或紅外光，當(dāng)接收器接收到從障礙物反射回來(lái)的超聲波或紅外光時(shí)，則判斷其行進(jìn)方向存在障礙物。該方案也可以通過(guò)設(shè)置在機(jī)器人前端左側(cè)或右側(cè)傳感器收到的信號(hào)來(lái)對(duì)應(yīng)識(shí)別機(jī)器人左側(cè)或右側(cè)是否存在障礙物。由于超聲波傳感器或紅外傳感器易受到周圍環(huán)境的影響，如受到噪聲或其它紅外光的干擾，特別的由于障礙物材質(zhì)不同，反射回來(lái)的超聲波信號(hào)或紅外信號(hào)也不同，也對(duì)機(jī)器人判斷障礙物的可靠性產(chǎn)生巨大影響。
[0005]3.加速度傳感器識(shí)別障礙物。機(jī)器人碰撞障礙物時(shí)，其加速度產(chǎn)生突變，當(dāng)超出機(jī)器人設(shè)置的閾值范圍時(shí)，則判斷機(jī)器人碰撞到障礙物。雖然機(jī)器人通過(guò)加速度突變信號(hào)能識(shí)別碰撞到障礙物，但無(wú)法識(shí)別是機(jī)器人哪個(gè)部位碰到了障礙物，機(jī)器人不能有效的執(zhí)行規(guī)避動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自移動(dòng)清潔裝置，可以在清潔過(guò)程中能夠及時(shí)探測(cè)到障礙物并有效地執(zhí)行規(guī)避動(dòng)作，減少自移動(dòng)清潔裝置與障礙物進(jìn)一步碰撞。
[0007]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明提供的自移動(dòng)清潔裝置包含行走單元、驅(qū)動(dòng)單元和控制單元，控制單元與驅(qū)動(dòng)單元連接，自移動(dòng)清潔裝置還包括與控制單元連接的加速度傳感單元，所述加速度傳感單元用于感應(yīng)第一加速度和第二加速度，第一加速度方向與第二加速度方向平行于工作表面，且相互垂直；其中，控制單元根據(jù)加速度傳感單元發(fā)出的加速度信號(hào)值，判斷自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物的方位。
[0009]所述加速度傳感單元為雙軸加速度計(jì)；或者所述加速度傳感單元包含分別位于第一加速度方向和第二加速度方向上的第一單軸加速度計(jì)和第二單軸加速度計(jì)。
[0010]控制單元根據(jù)加速度信號(hào)值，判斷障礙物相對(duì)于自移動(dòng)清潔裝置所在的象限。[0011]控制單元根據(jù)第一、第二加速度方向的加速度信號(hào)值求絕對(duì)值，通過(guò)函數(shù)關(guān)系求出自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物方位的角度值，所述函數(shù)關(guān)系為反正切函數(shù)或反余切函數(shù)。
[0012]較佳地，所述第一加速度方向與自移動(dòng)清潔裝置前進(jìn)方向一致。
[0013]控制單元依據(jù)自移動(dòng)裝置碰撞障礙物的方位確定偏轉(zhuǎn)方向。
[0014]當(dāng)控制單元判斷所述加速度信號(hào)絕對(duì)值大于或等于控制單元中內(nèi)置的閾值或者加速度信號(hào)值超出控制單元中內(nèi)置的閾值信號(hào)范圍時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)自移動(dòng)清潔裝置停止行走或執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
[0015]當(dāng)自移動(dòng)清潔裝置執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作時(shí)，轉(zhuǎn)向角度小于或等于90度。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]本發(fā)明自移動(dòng)清潔裝置智能水平高，在清潔過(guò)程中能夠及時(shí)探測(cè)到障礙物并靈活地躲避，有利于自移動(dòng)清潔裝置的行走。特別地，根據(jù)第一、第二加速度信號(hào)值，可以判斷自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物的方位，以便自移動(dòng)清潔裝置對(duì)應(yīng)執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作離開(kāi)該障礙物。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明自移動(dòng)清潔裝置功能方塊圖；
[0019]圖2為本發(fā)明自移動(dòng)清潔裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記:
[0021]1.吸附單元2.行走單元3.清潔單元
[0022]4.驅(qū)動(dòng)單元5.控制單元6.加速度傳感單元
[0023]61.第一單軸加速度計(jì)62.第二單軸加速度計(jì)
[0024]7.自移動(dòng)清潔裝置 8.玻璃
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本發(fā)明自移動(dòng)清潔裝置包含行走單元2、清潔單元3、驅(qū)動(dòng)單元4和控制單元5,控制單元5與驅(qū)動(dòng)單元4連接。所述自移動(dòng)清潔裝置7還包括與控制單元5連接的加速度傳感單元6，加速度傳感單元6用于感應(yīng)第一加速度和第二加速度，第一加速度方向與第二加速度方向平行于工作表面，且相互垂直；其中，較佳地，第一加速度方向與自移動(dòng)清潔裝置7前進(jìn)方向一致。
[0026]控制單元5根據(jù)加速度傳感單元6發(fā)出的加速度信號(hào)值，判斷自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物的方位。
[0027]進(jìn)一步地，控制單元5根據(jù)加速度信號(hào)值，判斷障礙物相對(duì)于自移動(dòng)清潔裝置所在的象限?？刂茊卧罁?jù)自移動(dòng)裝置碰撞障礙物的方位確定偏轉(zhuǎn)方向。
[0028]控制單元5根據(jù)第一、第二加速度方向的加速度信號(hào)值求絕對(duì)值，通過(guò)函數(shù)關(guān)系求出碰撞方位的角度值。函數(shù)關(guān)系為反正切函數(shù)或反余切函數(shù)。
[0029]所述第一加速度方向與自移動(dòng)清潔裝置7前進(jìn)方向一致。
[0030]當(dāng)控制單元5判斷所述加速度信號(hào)絕對(duì)值大于或等于控制單元中內(nèi)置的閾值或者加速度信號(hào)值超出控制單元中內(nèi)置的閾值信號(hào)范圍時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元4驅(qū)動(dòng)自移動(dòng)清潔裝置7停止行走或執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作。當(dāng)自移動(dòng)清潔裝置7執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作時(shí)，轉(zhuǎn)向角度小于或等于90度。[0031 ] 如果自移動(dòng)清潔裝置7是掃地機(jī)器人或空氣凈化器或者擦窗機(jī)器人時(shí)，可以用于
房屋清潔。
[0032]自移動(dòng)清潔裝置7采用加速度傳感單元6檢測(cè)障礙物的方法，能夠及時(shí)探測(cè)到障礙物并有效的執(zhí)行規(guī)避動(dòng)作，減少自移動(dòng)清潔裝置與障礙物進(jìn)一步碰撞，有利于自移動(dòng)清潔裝置工作。
[0033]實(shí)施例一
[0034]當(dāng)自移動(dòng)清潔裝置7正常運(yùn)行時(shí)，如果自移動(dòng)清潔裝置7的機(jī)身速度沒(méi)變化或變化很小，加速度傳感單元6測(cè)得加速度值為O或處于很小的數(shù)值范圍。如當(dāng)自移動(dòng)清潔裝置7碰上障礙物時(shí)，機(jī)身速度發(fā)生變化，線加速度傳感器測(cè)得加速度信號(hào)值并發(fā)送給控制單元5，當(dāng)控制單元5判斷加速度信號(hào)值大于或等于控制單元5中內(nèi)置的閾值時(shí)，或者加速度超于閾值信號(hào)范圍時(shí)，控制單元5控制驅(qū)動(dòng)單元4驅(qū)動(dòng)行走單元2停止或移動(dòng)行走，從而避免與障礙物的進(jìn)一步碰撞。
[0035]加速度傳感單元6是采用雙軸加速度計(jì)，雙軸加速度計(jì)用于感應(yīng)第一加速度和第二加速度，第一加速度方向與第二加速度方向平行于工作表面，且相互垂直；控制單兀5根據(jù)雙軸加速度計(jì)發(fā)出的加速度信號(hào)值，判斷障礙物相對(duì)于自移動(dòng)清潔裝置所在的象限。
[0036]實(shí)施例二
[0037]結(jié)合圖2所示，本實(shí)施例識(shí)別障礙物碰撞方位的方法與實(shí)施例一相通，不同處在于:加速度傳感單元6包含分別位于第一加速度方向和第二加速度方向上的第一單軸加速度計(jì)61和第二單軸加速度計(jì)62。
[0038]第一單軸加速度計(jì)61的加速度方向(Y軸)與自移動(dòng)清潔裝置7前進(jìn)方向一致，第二單軸加速度計(jì)62的加速度方向(X軸)與第一速度傳感器的加速度方向(Y軸)垂直?？刂茊卧?根據(jù)第一、第二加速度方向的加速度信號(hào)值求絕對(duì)值，通過(guò)函數(shù)關(guān)系求出自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物方位的角度值，函數(shù)關(guān)系為反正切函數(shù)或反余切函數(shù)。從而能夠有效識(shí)別自移動(dòng)清潔裝置7的撞擊部位位于哪個(gè)象限。
[0039]下面以實(shí)施例二為例，對(duì)自移動(dòng)清潔裝置7確定障礙物方位以及對(duì)應(yīng)執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
[0040]首先確定右前側(cè)為第一象限、左前側(cè)為第二象限。當(dāng)自移動(dòng)清潔裝置7碰撞障礙物，例如玻璃8時(shí)，第一、二速度傳感器61、62分別測(cè)得Y軸加速度信號(hào)值變成_a，X軸加速度信號(hào)值仍為0，控制單元5判斷正前方碰撞障礙物，行走單元2倒退并執(zhí)行90度的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
[0041]當(dāng)?shù)谝?、二單軸加速度計(jì)61、62分別測(cè)得Y軸加速度信號(hào)值變成_al，X軸加速度信號(hào)值變?yōu)開(kāi)a2，則控制單元5判斷前端右側(cè)碰撞障礙物(即障礙物在第一象限)，行走單元2倒退并執(zhí)行向左側(cè)一定角度的轉(zhuǎn)向動(dòng)作(相對(duì)于自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物時(shí)的行走方向)。轉(zhuǎn)向的角度值φ利用反正切函數(shù)關(guān)系得到，<p=arctan(|-al|/|-a2|)，該角度的范圍是
O。?90。。
[0042]當(dāng)?shù)谝?、二單軸加速度計(jì)61、62分別測(cè)得Y軸加速度信號(hào)值變成_a3，X軸加速度信號(hào)值變?yōu)閍4，則控制單元5判斷前端左側(cè)碰撞障礙物(即障礙物在第二象限)，行走單元2倒退并執(zhí)行向右側(cè)一定角度的轉(zhuǎn)向動(dòng)作(相對(duì)于自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物時(shí)的行走方向)。轉(zhuǎn)向的角度值φ利用反正切函數(shù)關(guān)系得到，Cp=arctan(卜a3|/|a4|)，該角度的范圍是O。?90。。
[0043]在實(shí)施例一、二中，行走單元2為履帶或輪子時(shí)，自移動(dòng)清潔裝置7滾動(dòng)行進(jìn)，加速度傳感單元6為線加速度傳感器，適用于直線滾動(dòng)行走的擦玻璃裝置7。
[0044]如果自移動(dòng)清潔裝置7是擦玻璃機(jī)器人時(shí)，當(dāng)需擦豎直玻璃8表面時(shí)，自移動(dòng)清潔裝置還包含吸附單元1，自移動(dòng)清潔裝置的機(jī)體通過(guò)吸附單元I吸附在玻璃表面。
【權(quán)利要求】
1.一種自移動(dòng)清潔裝置，包含行走單元(2)、驅(qū)動(dòng)單元(4)和控制單元(5)，控制單元(5 )與驅(qū)動(dòng)單元(4 )連接，自移動(dòng)清潔裝置(7 )還包括與控制單元(5 )連接的加速度傳感單元(6)，其特征在于:所述加速度傳感單元(6)用于感應(yīng)第一加速度和第二加速度，第一加速度方向與第二加速度方向平行于工作表面，且相互垂直；其中，控制單元(5)根據(jù)加速度傳感單元(6)發(fā)出的加速度信號(hào)值，判斷自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物的方位。
2.如權(quán)利要求1所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:所述加速度傳感單元(6)為雙軸加速度計(jì)。
3.如權(quán)利要求1所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:所述加速度傳感單元(6)包含分別位于第一加速度方向和第二加速度方向上的第一單軸加速度計(jì)(61)和第二單軸加速度計(jì)(62)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:控制單元(5)根據(jù)加速度信號(hào)值，判斷障礙物相對(duì)于自移動(dòng)清潔裝置所在的象限。
5.如權(quán)利要求4所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:控制單元(5)根據(jù)第一、第二加速度方向的加速度信號(hào)值求絕對(duì)值，通過(guò)函數(shù)關(guān)系求出自移動(dòng)清潔裝置碰撞障礙物方位的角度值。
6.如權(quán)利要求5所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:所述函數(shù)關(guān)系為反正切函數(shù)或反余切函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:所述第一加速度方向與自移動(dòng)清潔裝置(7)前進(jìn)方向一致。
8.如權(quán)利要求5所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:控制單元(5)依據(jù)自移動(dòng)裝置碰撞障礙物的方位確定偏轉(zhuǎn)方向。
9.如權(quán)利要求1所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:當(dāng)控制單元(5)判斷所述加速度信號(hào)絕對(duì)值大于或等于控制單元中內(nèi)置的閾值或者加速度信號(hào)值超出控制單元中內(nèi)置的閾值信號(hào)范圍時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元(4)驅(qū)動(dòng)自移動(dòng)清潔裝置(7)停止行走或執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
10.如權(quán)利要求9所述的自移動(dòng)清潔裝置，其特征在于:當(dāng)自移動(dòng)清潔裝置(7)執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作時(shí)，轉(zhuǎn)向角度小于或等于90度。
【文檔編號(hào)】A47L11/24GK103622643SQ201210312535
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】湯進(jìn)舉, 朱磊 申請(qǐng)人:科沃斯機(jī)器人科技(蘇州)有限公司