本發(fā)明涉及掃地機器人領域，特別是指一種掃地機器人及其防跌落方法。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展和科技的進步，智能掃地機已經進入普通家庭，現(xiàn)有的智能掃地機，為了防止其從高處跌落，造成機器損壞，一般采用紅外感應測距，在機器底部外側安裝多個紅外感應測距傳感器，通過傳感器發(fā)射紅外信號后，接收紅外信號，根據接收的紅外信號的變化判斷機器是否處于跌落狀態(tài)，但是這種檢測方式只要檢測到信號發(fā)生變化后就判定為跌落狀態(tài)，這時遇到疑似跌落的情況比如小溝，小孔，或者很矮的臺階等都會判定為跌落，機器會進行防跌落保護一般為后退。

這種識別跌落的方式造成了在一些本該可以正常運行的狀況時卻執(zhí)行了防跌落保護，造成機器頻繁的回退或轉向，大大降低了掃地機器人的工作效率。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種適應多種跌落狀態(tài)且工作效率高的掃地機器人及其防跌落方法。

基于上述目的本發(fā)明提供的掃地機器人，包括本體和控制單元，所述本體的底部邊緣設置防跌落檢測單元，所述防跌落檢測單元檢測所述機器人處于不同的狀態(tài)，包括正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)；所述本體的底部設置行走單元和清潔單元；所述控制單元分別與所述防跌落檢測單元、所述行走單元以及所述清潔單元相連，所述控制單元負責根據所述機器人處于不同的狀態(tài)控制所述行走單元和清潔單元執(zhí)行相應的工作模式。

進一步的，所述防跌落檢測單元包括三個紅外信號傳感器，所述三個紅外信號傳感器分別設置于所述本體底部前進方向的前端以及左右兩端；

所述紅外信號傳感器包括紅外信號發(fā)射裝置和相應的紅外信號接收裝置。

進一步的，所述行走單元包括兩個驅動輪和一個平衡輪。

進一步的，所述清潔單元包括清潔掃刷和清潔滾刷。

優(yōu)選的，所述平衡輪為萬向輪。

優(yōu)選的，所述清潔掃刷為兩個，對稱的設置在所述本體的底部兩側。

另一方面本發(fā)明還提供掃地機器人防跌落方法，包括：防跌落檢測單元檢測到所述機器人處于不同的狀態(tài)，包括正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)；

控制單元接收所述防跌落檢測單元檢測到的所述機器人處于不同的狀態(tài)的信息，生成相應的不同的控制信息發(fā)送給行走單元和清潔單元；

所述行走單元和清潔單元根據所述不同的控制信息帶動所述機器人執(zhí)行相應的工作模式。

進一步的，所述防跌落檢測單元包括在所述機器人底座的前進方向的前端以及左右兩端三個位置分別成對設置紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置；

所述防跌落檢測單元檢測到所述機器人處于不同的狀態(tài)的方法包括：

所述紅外發(fā)射裝置發(fā)射垂直地面的紅外信號，所述紅外接收裝置接收由地面反射的所述紅外信號，當所述紅外接收裝置接收信號突然消失或變化比較大時，將三個紅外接收裝置的接收信號數(shù)據發(fā)送給所述控制單元；

所述控制單元根據接收的所述三個紅外接收裝置的信號數(shù)據判斷所述機器人處于正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)包括：

當三個紅外接收裝置的信號數(shù)據同時保持相同的波形變化，判斷所述機器人機器處于正常；

當三個紅外接收裝置的信號數(shù)據同時處于最大時，判斷所述機器人機器處于離地狀態(tài)；

當?shù)谝患t外接收裝置的信號數(shù)據在設定時間內一直大于其他兩個信號數(shù)據，并且第一紅外接收裝置的信號數(shù)據已經達到最大值，判斷機器人在所述第一紅外接收裝置一側處于跌落狀態(tài)；

當?shù)诙t外接收裝置的信號數(shù)據在設定時間內一直大于其他兩個信號數(shù)據，并且第二紅外接收裝置的信號數(shù)據有一定的波動幅度，判斷機器人在所述第二紅外接收裝置一側處于懸架狀態(tài)；

進一步的，所述機器人處于不同的狀態(tài)還包括跨越間隙或圓孔狀態(tài)；

所述防跌落檢測單元檢測到所述機器人處于不同的狀態(tài)的方法還包括：所述控制單元根據接收的所述三個紅外接收裝置的信號數(shù)據判斷所述機器人處于跨越間隙或圓孔狀態(tài)：

當?shù)谌t外信號傳感器的信號數(shù)據發(fā)生變化，且變化時間小于設定最小值，判斷所述第三紅外信號傳感器的一側處于跨越間隙或圓孔狀態(tài)。

進一步的，所述行走單元和清潔單元根據所述不同的控制信息帶動所述機器人執(zhí)行相應的工作模式包括：

當判斷處于正常述機器人處于正常以及跨越間隙或圓孔狀態(tài)，所述機器人執(zhí)行正常模式，所述行走單元正常行走，所述清潔單元正常清掃；

當判斷所述述機器人處于離地狀態(tài)，所述機器人啟動報警程序發(fā)出報警信號，所述行走單元停止行走，所述清潔單元停止清掃；

當判斷所述機器人其中一側處于懸架狀態(tài)，所述機器人啟動自動脫困模式，所述行走單元轉向行走，所述清潔單元正常清掃；

當判斷所述機器人其中一側處于跌落狀態(tài)，所述機器人啟動退回模式，所述行走單元向相反方向行走一段時間后轉向行走，所述清潔單元停止清掃在轉向行走后正常清掃。

由此可見本發(fā)明提供的掃地機器人通過設置所述防跌落檢測單元，用于檢測所述機器人處于不同的狀態(tài)，包括正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)，從而機器人根據不同的執(zhí)行相應的不同工作模式，避免了機器人在遇到各種不同的跌落狀況只會進行后退的情況發(fā)生，使得本發(fā)明提供的機器人具有根據不同跌落狀況做出最恰當?shù)姆磻墓δ埽苊庥捎陬l繁的后退工作效率低，從而提高了掃地機器人的工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的掃地機器人的實施例示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的掃地機器人的實施例仰視圖；

圖3為本發(fā)明提供的掃地機器人防跌落方法的實施例示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的紅外發(fā)射裝置發(fā)射的信號波形實施例示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的掃地機器人處于正常狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的掃地機器人處于離地狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的掃地機器人處于一側跌落狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖，

圖8為本發(fā)明提供的掃地機器人處于一側懸架狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖；

圖9為本發(fā)明提供的掃地機器人處于一側切換地面材質狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應理解為對本發(fā)明實施例的限定，后續(xù)實施例對此不再一一說明。

本發(fā)明提供的掃地機器人，包括本體1和控制單元(未在文中標示)，本體1的底部邊緣設置防跌落檢測單元2，防跌落檢測單元2檢測所述機器人處于不同的狀態(tài)，包括正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)；本體1的底部設置行走單元3和清潔單元4；所述控制單元分別與防跌落檢測單元2、行走單元3以及清潔單元4相連，所述控制單元負責根據所述機器人處于不同的狀態(tài)控制所述機器人本體1執(zhí)行相應的不同工作模式。

所述動力單元2為智能掃地機本體1的運行提供能量。優(yōu)選的，本發(fā)明動力單元2提供的能量為可充電電池的電能。

進一步的防跌落檢測單元2包括三個紅外信號傳感器201、202、203，三個紅外信號傳感器分別設置于本體1底部前進方向的前端以及左右兩端；三個紅外信號傳感器均包含包括紅外信號發(fā)射裝置和相應的紅外信號接收裝置。

進一步的，行走單元3包括兩個驅動輪301和一個平衡輪302；優(yōu)選的，平衡輪302為萬向輪。

進一步的，清潔單元4包括清潔掃刷401和清潔滾刷402；優(yōu)選的，清潔掃刷401為兩個，對稱的設置在本體1的底部兩側。

現(xiàn)有的機器人設置防跌落系統(tǒng)，當遇到任何疑似跌落的狀況時都會執(zhí)行相同的防跌落指示，一般是后退?？梢姳景l(fā)明提供的掃地機器人通過設置防跌落檢測單元2，用于檢測所述機器人處于不同的狀態(tài)，包括正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)，從而機器人根據不同的執(zhí)行相應的不同工作模式，避免了機器人在遇到各種不同的跌落狀況只會進行后退的情況發(fā)生，使得本發(fā)明提供的機器人具有根據不同跌落狀況做出最恰當?shù)姆磻墓δ?，避免由于頻繁的后退反應造成的工作效率低。

本發(fā)明進一步通過設置三個紅外信號傳感器，可以分別連接到三個檢測端口，從而可以分辨單個方向的跌落裝狀況，進而控制機機器人遇到各種情況做出相對應的處理對策。

另一方面，本發(fā)明還提供掃地機器人防跌落方法，如圖3所示為本發(fā)明提供的掃地機器人防跌落方法的實施例示意圖，該方法包括：

步驟501，防跌落檢測單元檢測2到所述機器人處于不同的狀態(tài)，包括正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)；

步驟502，控制單元接收防跌落檢測單元2檢測到的所述機器人處于不同的狀態(tài)的信息，生成相應的不同的控制信息發(fā)送給行走單元3和清潔單元4；

步驟503，行走單元3和清潔單元4根據所述不同的控制信息帶動所述機器人執(zhí)行相應的工作模式。

進一步的，防跌落檢測單元2包括在所述機器人本體1底部的前進方向的前端以及左右兩端三個位置分別紅外信號傳感器201、202、203，紅外信號傳感器包括成對設置紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置。

步驟501，防跌落檢測單元2檢測到所述機器人處于不同的狀態(tài)的方法包括：

步驟501a，所述紅外發(fā)射裝置發(fā)射垂直地面的紅外信號，所述紅外接收裝置接收由地面反射的所述紅外信號，當所述紅外接收裝置接收信號突然消失或變化比較大時，將三個紅外接收裝置的接收信號數(shù)據發(fā)送給所述控制單元；

步驟501b，所述控制單元根據接收的所述三個紅外接收裝置的信號數(shù)據判斷所述機器人處于正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)包括：

如圖4所示，為本發(fā)明提供的紅外發(fā)射裝置發(fā)射的信號波形實施例示意圖，所述紅外發(fā)射裝置發(fā)射的信號波形為方波。

通過調試治具(固定離地高度、白色地面)矯正后，使所屬機器人的三個紅外接收裝置在同一地面接收到的數(shù)據保持一致，先將異常的數(shù)據進行濾波處理(即固定頻率下發(fā)射紅外導通和關閉對接收紅外燈的數(shù)據分別記憶處理)。

如圖5所示，為本發(fā)明提供的掃地機器人處于正常狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖。當所述三個紅外接收裝置的信號數(shù)據同時保持相同的波形變化，即呈現(xiàn)與所述紅外發(fā)射裝置發(fā)射的信號數(shù)據波形相對應的波形，判斷所述機器人機器處于正常狀態(tài)；

如圖6所示，為本發(fā)明提供的掃地機器人處于離地狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖，當三個紅外接收裝置201、202、203的信號數(shù)據511、512、513同時處于最大時，判斷所述機器人機器處于離地狀態(tài)；

如圖7所示，為本發(fā)明提供的掃地機器人處于一側跌落狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖，例如當紅外接收裝置202的信號數(shù)據512在設定時間內一直大于其他兩個信號數(shù)據511和513，并且紅外接收裝置202的信號數(shù)據512已經達到最大值，判斷機器人在紅外接收裝置202，即前方一側處于跌落狀態(tài)；同理可推出左右側的跌落狀態(tài)。

如圖8所示，為本發(fā)明提供的掃地機器人處于一側懸架狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖，當紅外接收裝置202的信號數(shù)據512在設定時間內一直大于其他兩個信號數(shù)據511和513，并且紅外接收裝置202的信號數(shù)據512有一定的波動幅度，判斷機器人在紅外接收裝置202，即前方一側處于懸架狀態(tài)；同理可推出左右側的跌落狀態(tài)。

進一步的，步驟501，防跌落檢測單元檢測2到所述機器人處于不同的狀態(tài)還包括切換地面材質狀態(tài)，和跨越間隙或圓孔狀態(tài)；

如圖9所示，是本發(fā)明提供的掃地機器人處于一側切換地面材質狀態(tài)時紅外接收裝置接收波形實施例示意圖，當切換到不同材質地面時，顏色越深的地面接收的紅外信號越弱，反之越強。

當?shù)谌t外信號傳感器的信號數(shù)據發(fā)生變化，且變化時間小于設定最小值(例如小于72毫秒)，判斷所述第三紅外信號傳感器的一側處于跨越間隙或圓孔狀態(tài)。

進一步的，步驟503，行走單元3和清潔單元4根據所述不同的控制信息帶動所述機器人執(zhí)行相應的工作模式，包括：

當判斷處于正常述機器人處于正常以及跨越間隙或圓孔狀態(tài)，所述機器人執(zhí)行正常模式，所述行走單元正常行走，所述清潔單元正常清掃；

當判斷所述述機器人處于離地狀態(tài)，所述機器人啟動報警程序發(fā)出報警信號，所述行走單元停止行走，所述清潔單元停止清掃；

當判斷所述機器人其中一側處于懸架狀態(tài)，所述機器人啟動自動脫困模式，所述行走單元轉向行走，所述清潔單元正常清掃；

當判斷所述機器人其中一側處于跌落狀態(tài)，所述機器人啟動退回模式，所述行走單元向相反方向行走一段時間后轉向行走，所述清潔單元停止清掃在轉向行走后正常清掃。

當判斷處于正常述機器人處于切換地面狀態(tài)，所述機器人執(zhí)行切換清掃模式，所述行走單元正常行走，所述清潔單元切換清掃模式，例如從地板切換到地磚切換為強力清掃模式。

可見本發(fā)明提供的掃地機防跌落方法，通過設置防跌落檢測單元2，用于檢測所述機器人處于不同的狀態(tài)，包括正常、離地、懸架以及跌落狀態(tài)，從而機器人根據不同的執(zhí)行相應的不同工作模式，避免了機器人在遇到各種不同的跌落狀況只會進行后退的情況發(fā)生，使得本發(fā)明提供的機器人具有根據不同跌落狀況做出最恰當?shù)姆磻墓δ?，避免由于頻繁的后退反應造成的工作效率低；進一步通過設置三個紅外信號傳感器，可以分別連接到三個檢測端口，從而可以分辨單個方向的跌落裝狀況，進而控制機機器人遇到各種情況做出相對應的處理對策，提高了掃地機的工作效率。

所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特征之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現(xiàn)，并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節(jié)中提供。

另外，為簡化說明和討論，并且為了不會使本發(fā)明難以理解，在所提供的附圖中可以示出或可以不示出與集成電路(ic)芯片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以以框圖的形式示出裝置，以便避免使本發(fā)明難以理解，并且這也考慮了以下事實，即關于這些框圖裝置的實施方式的細節(jié)是高度取決于將要實施本發(fā)明的平臺的(即，這些細節(jié)應當完全處于本領域技術人員的理解范圍內)。在闡述了具體細節(jié)(例如，電路)以描述本發(fā)明的示例性實施例的情況下，對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下或者這些具體細節(jié)有變化的情況下實施本發(fā)明。因此，這些描述應被認為是說明性的而不是限制性的。

盡管已經結合了本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明進行了描述，但是根據前面的描述，這些實施例的很多替換、修改和變型對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。例如，其它存儲器架構(例如，動態(tài)ram(dram))可以使用所討論的實施例。

本發(fā)明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛范圍之內的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。