專利名稱：帶有機(jī)載操縱桿傳感器的機(jī)器人設(shè)備和相關(guān)運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有機(jī)載操縱桿傳感器的機(jī)器人設(shè)備。為了在避開(kāi)障礙物物的情況下執(zhí)行功能型任務(wù)，與使用機(jī)載操縱桿傳感器探測(cè)阻擋和其它障礙物物和機(jī)器人設(shè)備的相應(yīng)工作相結(jié)合本發(fā)明具有特殊應(yīng)用，下面就此進(jìn)行說(shuō)明。但是，應(yīng)理解，本發(fā)明也能夠修改用于其他用途。例如，操縱桿傳感器可以與機(jī)器人設(shè)備的壁跟蹤操作結(jié)合。
背景技術(shù)：
目前，一些移動(dòng)機(jī)器人裝置包括復(fù)雜的懸架和連接系統(tǒng)，在裝置的外殼與障礙物接觸時(shí)它們驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)多觸點(diǎn)傳感器。但是，這些裝置一般太復(fù)雜，昂貴，在多類機(jī)器人設(shè)備中使用較不靈活。幾項(xiàng)專利公開(kāi)了這樣的移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備。
例如，一類移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備包括機(jī)器人接觸屏蔽裝置，它包括由安裝在底部部件上至少一個(gè)外殼支持部件支撐的外殼，和檢測(cè)向外殼施加外力的傳感器裝置。該傳感器裝置具有帶中心的底部傳感器部分和垂直部件。該底部傳感器部分固定在底部部件上。該垂直部件固定在外殼上。垂直部件在底部傳感器部分的中心上。向外殼施加的外力使得外殼相對(duì)于底部部件平移，底部傳感器部分檢測(cè)垂直部件相對(duì)于底部傳感器部分中心的位移，并產(chǎn)生輸出，它表示施加的外力的方向和程度至少之一。
另一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備是自動(dòng)的移動(dòng)表面處理裝置，具有底盤，通過(guò)懸架安裝在底盤的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，和可移動(dòng)安裝到底盤的基本剛性的外殼。懸架包括在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和底盤之間的彈性部件，使得在外殼被預(yù)定力推向支撐表面時(shí)，彈性部件壓縮，允許驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)并且外殼和/或底盤接觸支撐表面。在底盤中多個(gè)長(zhǎng)形開(kāi)口內(nèi)容納的多個(gè)長(zhǎng)形的彈性支撐件支撐外殼。碰撞探測(cè)傳感器的無(wú)源部分安裝到外殼的中心部分。非滑動(dòng)下邊緣部件可移動(dòng)地安裝到外殼上，以調(diào)節(jié)在非滑動(dòng)下邊緣部件和支撐表面之間的間隙。
因此，特別需要一種避開(kāi)障礙物和/或跟蹤墻壁或其他阻擋的裝置，它比機(jī)器人設(shè)備的以前設(shè)計(jì)較不復(fù)雜、較廉價(jià)、和較堅(jiān)固耐用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮在機(jī)器人設(shè)備中使用操縱桿傳感器，以探測(cè)阻擋和其他障礙物，以及克服上述問(wèn)題和其他問(wèn)題中的至少一個(gè)相關(guān)運(yùn)行方法。
在一個(gè)方面，提供一種機(jī)器人設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，該機(jī)器人設(shè)備包括殼體；操縱桿傳感器，它安裝到所述殼體，并配置成提供在機(jī)人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域和接觸障礙物時(shí)變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)的信號(hào)；控制器，安裝到所述殼體，并適合接收該一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，其中控制器至少部分地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)，確定障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和與該表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面的方向，并至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制機(jī)器人設(shè)備；牽引裝置，安裝到所述殼體并與控制器連通，其中牽引裝置在該表面區(qū)域上推進(jìn)該機(jī)器人設(shè)備；和緩沖器，它在x-y平面上限定用于機(jī)器人設(shè)備的至少前部分和后部分的周緣，其中緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人設(shè)備包括殼體；操縱桿傳感器，它安裝到殼體上，并配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域時(shí)和接觸障礙物時(shí)提供改變的一個(gè)和多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；控制器，它安裝到殼體上，并適于接收一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)，其中控制器至少部分地根據(jù)該一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)確定障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和與該表面區(qū)域相應(yīng)的x-y平面的方向，并至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制機(jī)器人設(shè)備的移動(dòng)，以響應(yīng)與障礙物的接觸移離該障礙物，和繼續(xù)穿過(guò)該表面區(qū)域，避開(kāi)障礙物；牽引裝置，它安裝在殼體并與控制器連通，其中牽引裝置在該表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備；和緩沖器，它在x-y平面上限定機(jī)器人設(shè)備的周緣，其中緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
在另一方面，提供一種控制機(jī)器人設(shè)備以便在穿過(guò)表面區(qū)域時(shí)執(zhí)行所需任務(wù)的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括步驟a)提供機(jī)器人設(shè)備，機(jī)器人設(shè)備包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到所述殼體上并適合接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的控制器；安裝到殼體上并與控制器連通的牽引裝置；安裝到殼體上并與控制器連通的功能裝置；以及在與表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面上限定機(jī)器人設(shè)備的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；b)向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力；c)選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式；d)啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行；e)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制牽引裝置以便在所述表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備；f)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制功能裝置以便執(zhí)行所需任務(wù)；g)至少部分地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)，確定何時(shí)機(jī)器人設(shè)備接觸障礙物、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向；和h)至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制機(jī)器人設(shè)備的移動(dòng)，以便響應(yīng)與障礙物的接觸移離障礙物，和繼續(xù)穿過(guò)該表面區(qū)域，使得避開(kāi)障礙物。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括步驟a)提供機(jī)器人設(shè)備，機(jī)器人設(shè)備包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到所述殼體上并適合接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的控制器；安裝到殼體上并與控制器連通的牽引裝置；安裝到殼體上并與控制器連通的功能裝置；以及在與所述表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面上限定用于機(jī)器人設(shè)備的至少前部和后部的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；b)向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力；c)選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式；d)啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行；e)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制牽引裝置以便在所述表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備；f)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制功能裝置以便執(zhí)行所需任務(wù)；g)確定何時(shí)機(jī)器人設(shè)備接觸障礙物、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向；和h)響應(yīng)與障礙物的接觸控制機(jī)器人設(shè)備。
在又另一方面，提供一種在跨越表面區(qū)域時(shí)執(zhí)行所需任務(wù)的機(jī)器人設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人設(shè)備包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸相關(guān)障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到殼體上的牽引裝置；安裝到殼體上的功能裝置；用于向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力的第一控制裝置；用于選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式的第二控制裝置；用于啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行的第三控制裝置；安裝到殼體上并適于接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的處理裝置，與第一、第二、和第三控制裝置、牽引裝置、和功能專制連通，以便i)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制牽引專制，以在所述表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備，ii)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式，控制功能裝置執(zhí)行所需任務(wù)，iii)確定機(jī)器人設(shè)備何時(shí)與障礙物接觸、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和與所述表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面的方向，以及iv)響應(yīng)與障礙物的接觸控制機(jī)器人設(shè)備；和在所述x-y平面上限定用于機(jī)器人設(shè)備的至少前部和后部的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人設(shè)備包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸相關(guān)障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到殼體上的牽引裝置；安裝到殼體上的功能裝置；在與表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面上限定機(jī)器人設(shè)備的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；用于向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力的第一控制裝置；用于選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式的第二控制裝置；用于啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行的第三控制裝置；安裝到殼體上并適于接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的處理裝置，與牽引裝置、功能裝置、以及第一、第二、和第三控制裝置連通，以便i)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制牽引裝置，以在所述表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備，ii)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式，控制功能裝置執(zhí)行所需任務(wù)，iii)至少部分地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)，確定機(jī)器人設(shè)備何時(shí)與障礙物接觸、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和所述x-y平面的方向，以及iv)至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制機(jī)器人設(shè)備的移動(dòng)，以響應(yīng)與障礙物的接觸移離障礙物、并繼續(xù)穿過(guò)所述表面區(qū)域，以避開(kāi)所述障礙物。
閱讀和理解在此提供的說(shuō)明將使得本領(lǐng)域技術(shù)人員明了本發(fā)明的效果和優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合以下附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明帶有機(jī)載操縱桿傳感器并裝配清掃機(jī)功能的機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例的分解透視圖；圖2是與圖1的機(jī)器人設(shè)備相關(guān)的污物斗組件的實(shí)施例的分解透視圖；圖3是與圖1機(jī)器人設(shè)備相關(guān)的主印刷電路板(PCB)組件的分解透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明帶有機(jī)載操縱桿傳感器并設(shè)有清掃和/或真空除塵的刷輥的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明帶有機(jī)載操縱桿傳感器并設(shè)有清掃和/或真空除塵的刷輥的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；圖6是裝有開(kāi)/關(guān)控制、探測(cè)阻擋和其他障礙物的操縱桿傳感器和探測(cè)地面條件缺失的地面?zhèn)鞲衅鞯谋景l(fā)明機(jī)器人設(shè)備的工作狀態(tài)示意圖；圖7-10是裝有檢測(cè)阻擋和其他障礙物的操縱桿傳感器以及探測(cè)地面條件缺失的地面?zhèn)鞲衅鞯谋景l(fā)明機(jī)器人設(shè)備主控制的流程圖；圖11-13是與根據(jù)本發(fā)明機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例相關(guān)的對(duì)各種中斷和錯(cuò)誤狀態(tài)進(jìn)行處理的中斷處理例行程序的流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明帶有機(jī)載操縱桿傳感器并裝有進(jìn)行清掃機(jī)功能的機(jī)器人設(shè)備另一實(shí)施例的分解透視圖；圖15是與圖14的機(jī)器人設(shè)備相關(guān)的控制/指示器PCB組件的分解透視圖；圖16-18是根據(jù)本發(fā)明裝有電源、模式和啟動(dòng)控制的機(jī)器人設(shè)備的工作和控制的流程圖；圖19是帶有在正常中心位置示出的機(jī)載操縱桿傳感器的本發(fā)明機(jī)器人設(shè)備的實(shí)施例的局部剖視圖；圖20是帶有例如接觸障礙物造成處于歪斜位置的機(jī)載操縱桿傳感器的本發(fā)明機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例的局部剖視圖；圖21是與圖1的機(jī)器人設(shè)備類似的機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例的電氣方框圖；圖22是圖14的機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例電氣方框圖；圖23是與圖14機(jī)器人設(shè)備類似的機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例的電氣方框圖；圖24是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例的剖視圖，示出在正常中心位置的上緩沖器制動(dòng)器；和圖25是圖24的緩沖器制動(dòng)器的實(shí)施例的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式
雖然結(jié)合附圖描述本發(fā)明，但是附圖是為了說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。應(yīng)理解，除了附圖和相關(guān)描述提供的那些以外，本發(fā)明可以采取各種組件和組件設(shè)置的形式，和各種步驟和步驟安排的形式。在附圖中，相同的標(biāo)記表示相同的元件。
參照?qǐng)D1，裝有機(jī)器人清掃機(jī)功能的機(jī)器人設(shè)備10的實(shí)施例包括基部12和固定到基部12的基部蓋14。污物斗組件16容納在基部蓋14和基部12中。緩沖器18在基部蓋14上浮動(dòng)。第一和第二牽引裝置以及第一和第二清潔裝置安裝在基部12上，第一和第二牽引裝置可以是第一和第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20，21，第一和第二清潔裝置可以是第一和第二刷輥組件22，23。替代地，例如，牽引裝置可以是輪組件，它與一個(gè)或多個(gè)附加旋轉(zhuǎn)/平衡輪組件或滾結(jié)合工作。替代地，例如，清潔裝置也可以是靜止或振動(dòng)的刷或帶有可更換的拖把布的拖把頭系統(tǒng)。第一和第二電池包24、第一和第二電動(dòng)機(jī)26，27、和第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28，29能夠安裝到基部12上。另外，第一、第二、第三和第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34和主印刷電路板(PCB)組件36也能夠安裝到基部12。例如，上述元件能夠安裝在基部蓋14和基部12之間。開(kāi)關(guān)組件38能夠安裝在基部蓋14和緩沖器18之間，開(kāi)關(guān)觸發(fā)機(jī)構(gòu)伸向緩沖器18。第一、第二、第三和第四緩沖器彈簧40能夠由基部12中的突起、插口、柱、或突出部接收，穿過(guò)基部蓋14向緩沖器18延伸，并且能夠由緩沖器18上的相應(yīng)突起、插口、柱或突出部接收。在替換的實(shí)施例中，緩沖器18能夠由多部分形成，例如，兩個(gè)半部分或四個(gè)四分之一部分。
第一驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20能夠包括驅(qū)動(dòng)帶/履帶42、第一和第二驅(qū)動(dòng)帶輪44以及第一和第二驅(qū)動(dòng)銷軸46。驅(qū)動(dòng)帶/履帶42繞著第一和第二驅(qū)動(dòng)帶輪44裝配。每個(gè)驅(qū)動(dòng)銷軸46由相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)帶輪44接收，并向基部12延伸。在每個(gè)驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20中的第一和第二驅(qū)動(dòng)銷軸46從側(cè)部和/或底部由基部接收。同樣，第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件21能夠包括驅(qū)動(dòng)帶/履帶43、第一和第二驅(qū)動(dòng)帶輪以及第一和第二驅(qū)動(dòng)銷軸47。
如果希望，每個(gè)刷輥組件22，23能夠包括刷輥桿組件46、通過(guò)刷輥桿組件46的中心延伸的刷輥軸48、在刷輥桿組件46的一端的刷輥鏈輪50、設(shè)置在刷輥軸48相對(duì)端上的第一和第二端刷軸承52、和裝配到軸承52的第一和第二端帽54。第一和第二刷輥組件22，23能夠從底部由基部接收。第一和第二噴嘴護(hù)板56裝配在刷輥組件22上，將污物和灰塵引向污物斗組件16。第一和第二底部托架58安裝到緩沖器18，在緩沖器18接觸障礙物時(shí)，與在基部12中的各空腔配合以引導(dǎo)和限制基部12相對(duì)于緩沖器18的水平移動(dòng)。
第一刷輥帶60能夠在第一刷輥組件22上從第一刷輥電動(dòng)機(jī)28向刷鏈輪50延伸。同樣，第二刷輥帶61能夠在第二刷輥組件23上從第二刷輥電動(dòng)機(jī)29向刷鏈輪延伸。第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28和29能夠被驅(qū)動(dòng)在相反方向旋轉(zhuǎn)刷輥組件22，使得兩個(gè)刷輥組件22將污物和灰塵向污物斗組件16內(nèi)引導(dǎo)。刷輥電動(dòng)機(jī)28，29可以是變速的、可反向的、和獨(dú)立控制的。例如，刷輥電動(dòng)機(jī)28，29可以被反向以從污物路徑取出阻塞物。
第一驅(qū)動(dòng)帶62能夠從在第一驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20內(nèi)的第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26向驅(qū)動(dòng)帶輪44之一延伸。同樣，第二驅(qū)動(dòng)帶63能夠在第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件21內(nèi)的第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)27向驅(qū)動(dòng)帶輪45之一延伸。在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26，27上可變速的、可反向的、和獨(dú)立控制的。例如，第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26，27可同時(shí)以不同速度運(yùn)行，并可以同時(shí)在不同方向被驅(qū)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)器人設(shè)備10。在替換的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)輪可連接到獨(dú)立控制的致動(dòng)器，并與驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)合提供轉(zhuǎn)向。
在圖1的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)組件38包括第一和第二開(kāi)關(guān)64，65、第一和第二開(kāi)關(guān)彈簧66、AC電源充電插口68和開(kāi)關(guān)保持器70。第一和第二開(kāi)關(guān)彈簧66分別裝配在與第一和第二開(kāi)關(guān)64，65相關(guān)的觸發(fā)機(jī)構(gòu)上。第一和第二彈簧66和相關(guān)的觸發(fā)機(jī)構(gòu)指向緩沖器18。開(kāi)關(guān)保持器70容納第一和第二開(kāi)關(guān)64，65和AC電源充電插口68。左開(kāi)關(guān)蓋72位于緩沖器18頂部上，使得在左開(kāi)關(guān)蓋72被按壓時(shí)第一開(kāi)關(guān)64被觸發(fā)。在它被松開(kāi)后，相關(guān)的開(kāi)關(guān)彈簧66使得左開(kāi)關(guān)蓋72返回它的正常位置。類似地，右開(kāi)關(guān)蓋74位于緩沖器18頂部上，使得在右開(kāi)關(guān)蓋74被按壓時(shí)第二開(kāi)關(guān)65被觸發(fā)。同樣，在它被松開(kāi)后，相關(guān)的開(kāi)關(guān)彈簧66使得右開(kāi)關(guān)蓋74返回它的正常位置。如果希望的話，三色指示器76(如三色發(fā)光二級(jí)管LED)能夠設(shè)在基部12上，提供關(guān)于開(kāi)關(guān)64，65觸發(fā)和機(jī)器人設(shè)備10的運(yùn)行其它方面相關(guān)的各種指示。
在另一實(shí)施例中，污物斗組件16可用真空/污物斗組件602(圖21)代替，它將機(jī)器人設(shè)備10從機(jī)器人清掃設(shè)備轉(zhuǎn)換成機(jī)器人真空除塵器。刷輥組件22，23在機(jī)器人真空除塵器中是任選的。在另一實(shí)施例中，機(jī)器人設(shè)備10(如機(jī)器人清掃設(shè)備或真空除塵器)可以裝有僅第一刷輥組件22，而不是上述的兩個(gè)刷輥組件22，23。作為另一實(shí)施例，機(jī)器人設(shè)備10可以裝有地面拖把模件，以代替刷輥組件22，23和污物斗組件16。地面拖把模件可以包括帶有可更換的拖布的拖把頭系統(tǒng)。在其它實(shí)施例中，地面拖把模件也可以包括清潔流體分配系統(tǒng)。
參照?qǐng)D2，污物斗組件16的實(shí)施例能夠包括接收污物斗盤80的污物斗殼體78。污物斗盤80能夠滑動(dòng)到殼體78中并鎖定在位。蓋82裝配在污物殼體78的頂上。為了取出污物斗盤80，帶有污物斗閂鎖86的污物斗把手84能夠安裝到蓋82的頂上。在觸發(fā)該閂鎖后，污物斗閂鎖彈簧88將污物斗閂鎖86還原到它的正常位置。在所述的實(shí)施例中，在污物斗組件16被安裝并且機(jī)器人設(shè)備10(圖1)被啟動(dòng)時(shí)，污物斗盤80收集污物和灰塵。通過(guò)取下污物斗組件16、觸發(fā)污物斗閂鎖86以釋放污物斗盤80、從污物斗組件16取下污物斗盤80并向廢物容器中傾倒污物斗盤80，可以將污物斗盤80清空。
在另一實(shí)施例中，污物斗組件16不包括污物斗盤80。而是，污物斗殼體78具有連接到污物斗閂鎖86的收集門。在此實(shí)施例中，在污物斗組件16被安裝并且機(jī)器人設(shè)備10運(yùn)行時(shí)，污物斗殼體78收集污物和灰塵。通過(guò)取下污物斗組件16、并觸發(fā)污物斗閂鎖86以打開(kāi)門，能夠清空污物斗殼體78。
參照?qǐng)D3，主PCB組件36的實(shí)施例包括主板90和安裝到主板90上的操縱桿傳感器組件92。操縱桿傳感器組件92包括帶有軸95的操縱桿傳感器94、和帶有裝配在軸95上的套筒97的頭部96。在所述的實(shí)施例中，操縱桿傳感器94可以是具有與軸95相關(guān)的彈簧觸發(fā)返回中心特征的兩軸電位計(jì)。操縱桿傳感器94能夠提供從軸95的中心位置約±25度的位移行程。例如，Noble USA，Inc.of Rolling Meadows，Illinois制造的型號(hào)為XVL161的操縱桿可用作操縱桿傳感器。當(dāng)然，也能夠使用任何適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)操縱桿。在另一實(shí)施例中，頭部96可適于通過(guò)圓柱形空腔(圖19和20)直接裝配在操縱桿傳感器94的軸95上。
參照?qǐng)D21，機(jī)器人設(shè)備10(圖1)的電氣方框圖600顯示第一和第二電池包24可以向開(kāi)關(guān)組件38的第一開(kāi)關(guān)64提供電源。例如，第一開(kāi)關(guān)64與左開(kāi)關(guān)蓋72(圖1)相關(guān)，并用于電源開(kāi)關(guān)。在第一開(kāi)關(guān)64閉合時(shí)，電源可以分配到第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26、第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28、和主PCB組件36。主PCB組件36也可以與開(kāi)關(guān)組件38(如，第二開(kāi)關(guān)65與右開(kāi)關(guān)蓋74相關(guān)(圖1))的第二開(kāi)關(guān)65、第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)26，27、第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)28，29、第一、第二、第三和第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34和三色指示器76連通。例如，第二開(kāi)關(guān)65的功能是結(jié)合啟動(dòng)和模式選擇開(kāi)關(guān)。主PCB組件36可以根據(jù)第二開(kāi)關(guān)65的觸發(fā)長(zhǎng)度和/或順序、來(lái)自第一、第二、第三和第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34的信號(hào)的狀態(tài)、和/或來(lái)自主PCB組件36內(nèi)的操縱桿傳感器92(圖3)的狀態(tài)信號(hào)，控制第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26，27、第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28，29以及三色指示器76。
電氣方框圖600也示出，機(jī)器人設(shè)備10(圖1)可以包括任選的帶有抽吸電動(dòng)機(jī)604的真空/污物斗組件602。在機(jī)器人設(shè)備10(圖1)中設(shè)置真空/污物斗組件602時(shí)，刷輥組件22，23(圖1)和相應(yīng)的刷輥電動(dòng)機(jī)28，29是任選的。在此實(shí)施例中，主PCB組件36也可以與抽吸電動(dòng)機(jī)連通。與其它電動(dòng)機(jī)相同，主PCB組件36可以根據(jù)第二開(kāi)關(guān)觸發(fā)的長(zhǎng)度和/或順序、來(lái)自第一、第二、第三和第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34的信號(hào)狀態(tài)、和/或來(lái)自主PCB組件36內(nèi)的操縱桿傳感器92(圖3)的狀態(tài)信號(hào)控制抽吸電動(dòng)機(jī)604。
參照?qǐng)D4，機(jī)器人設(shè)備100的另一實(shí)施例包括上殼體102、呈履帶驅(qū)動(dòng)組件104形式的驅(qū)動(dòng)裝置、刷輥組件106、前緩沖器108、后緩沖器110和操作桿傳感器組件112。在此實(shí)施例中，上殼體102在內(nèi)殼體上浮動(dòng)，并通過(guò)適當(dāng)?shù)囊阎B接與操縱桿傳感器組件112連接，使得上殼體102的移動(dòng)引起從操縱桿傳感器組件112向上延伸的軸的偏斜。所述的機(jī)器人設(shè)備100能夠用作機(jī)器人清掃設(shè)備。當(dāng)然，它也可以裝配抽吸電動(dòng)機(jī)604(圖21)，用作機(jī)器人真空除塵器。在機(jī)器人真空除塵器的配置中刷輥組件106是任選的。
參照?qǐng)D5，機(jī)器人設(shè)備20的另一實(shí)施例包括固定的剛性外殼122、履帶驅(qū)動(dòng)組件124、刷輥組件126、和多個(gè)壓力傳感器組件128。每個(gè)壓力傳感器組件128能夠包括壓力傳感器130、密封的可充氣的緩沖器132和互連空氣管134。密封可充氣緩沖器132沿固定的外殼122的外邊緣設(shè)置。所述的機(jī)器人設(shè)備120的實(shí)施例用作機(jī)器人清掃設(shè)備。與前面的實(shí)施例相同，抽吸電動(dòng)機(jī)604(圖21)可以加到此實(shí)施例上，將該機(jī)器人清掃設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人真空除塵器。在機(jī)器人真空除塵器的配置中刷輥組件126是任選的。
參照?qǐng)D1、3和6，示例的狀態(tài)圖140辨別了機(jī)器人設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。一般，機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行包括移動(dòng)控制(如第一和第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件22，23)和清潔設(shè)施的控制(如第一和第二刷輥組件22，23)。更具體地，響應(yīng)第一和第二開(kāi)關(guān)64，65的某些觸發(fā)以及第一、第二、第三或第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34和操縱桿傳感器組件92的某些狀態(tài)的探測(cè)，主PCB組件36控制第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26，27以及第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28，29的運(yùn)行。例如，第一開(kāi)關(guān)66可以是功能為主電源開(kāi)關(guān)的兩位閂鎖按鈕開(kāi)關(guān)。因此，壓下左開(kāi)關(guān)蓋72引起第一開(kāi)關(guān)的交替觸發(fā)，以開(kāi)關(guān)主電源。在主電源接通時(shí)，例如，三色指示器76可以亮紅燈。相反，在主電源關(guān)閉時(shí)，三色指示器燈熄滅。
第二開(kāi)關(guān)65可以是用于在機(jī)器人設(shè)備的各種工作模式之間選擇的瞬時(shí)兩位按鈕開(kāi)關(guān)。因此，在按壓右開(kāi)關(guān)蓋74以觸發(fā)第二開(kāi)關(guān)時(shí)，主PCB組件36探測(cè)到每個(gè)觸發(fā)，并可以在短觸發(fā)和長(zhǎng)觸發(fā)之間分辯。例如，第二開(kāi)關(guān)的單個(gè)短觸發(fā)可以引起機(jī)器人設(shè)備啟動(dòng)正常運(yùn)行(如一個(gè)刷旋轉(zhuǎn))，并引起三色指示器亮綠色。在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的兩個(gè)或多個(gè)短觸發(fā)可引起機(jī)器人設(shè)備啟動(dòng)深度清潔運(yùn)行(如兩個(gè)刷旋轉(zhuǎn))。第二開(kāi)關(guān)的單一長(zhǎng)觸發(fā)可以開(kāi)始第一特殊類型的運(yùn)行，如以預(yù)先選擇的方式進(jìn)行窄范圍局部(spot)清潔工作。預(yù)定時(shí)間內(nèi)的兩個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)觸發(fā)可以引起機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始以第二特定模式運(yùn)行，如較寬范圍和/或不同預(yù)選模式，以進(jìn)行局部清潔操作。主PCB組件36可以適于探測(cè)短和長(zhǎng)觸發(fā)的組合，啟動(dòng)以任何特定模式的正常清潔或深度清潔。另外，在運(yùn)行過(guò)程中第二開(kāi)關(guān)的單個(gè)短觸發(fā)可用于停止當(dāng)前工作模式。當(dāng)然，可以實(shí)施對(duì)操作人員合適并且主PCB可分辯的任何序列的短和長(zhǎng)觸發(fā)。類似地，主板可分辯的觸發(fā)的各種時(shí)段可以是控制不同運(yùn)行的基礎(chǔ)。
在所述的實(shí)施例中，緩沖器18在緩沖器彈簧40上在基部蓋14上方浮動(dòng)。也就是說(shuō)，彈性偏壓裝置(如緩沖器彈簧40)將緩沖器18與基部蓋14和基部12分開(kāi)，使得緩沖器18能夠相對(duì)于基部蓋14和基部12移動(dòng)。在緩沖器18和基部12之間的唯一的剛性連接是操縱桿傳感器組件92。在緩沖器18上的凸起或插口容納操作桿傳感器組件92的頭部96。在機(jī)器人設(shè)備移動(dòng)和緩沖器118接觸阻擋或其它障礙物時(shí)，緩沖器18通常阻止機(jī)器人設(shè)備10的其它組件相對(duì)于緩沖器18繼續(xù)移動(dòng)。這使得頭部96和從操縱桿傳感器94伸出的軸95移動(dòng)。主PCB組件36根據(jù)來(lái)自操縱桿傳感器94與軸95的移動(dòng)相應(yīng)的信號(hào)探測(cè)與障礙物的接觸?；?2或基部蓋14可以包括限制緩沖器18移動(dòng)的制動(dòng)器，使得它不能夠移動(dòng)到與操縱桿傳感器94相關(guān)的軸95的移動(dòng)范圍外。在所述實(shí)施例中，安裝到緩沖器18的底部托架58與在基部12中的各空腔配合，引導(dǎo)和限制基部12相對(duì)于緩沖器18的水平移動(dòng)，使得在緩沖器18接觸到障礙物時(shí)，這種移動(dòng)不超過(guò)軸95的范圍。在另一實(shí)施例中，緩沖器18能夠由多個(gè)部分形成，例如，兩個(gè)半部分或四個(gè)四分之一部分。
如果希望，地面?zhèn)鞲衅?4可以是帶有發(fā)射器和相應(yīng)的探測(cè)器的紅外線傳感器。發(fā)射器具有向下指向諸如帶/履帶組件20的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置前方位置的表面或地面的發(fā)射場(chǎng)。探測(cè)器具有與相應(yīng)發(fā)射器的發(fā)射場(chǎng)相交的視場(chǎng)，使得能夠在機(jī)器人設(shè)備例如被懸掛在凹陷中或沿樓梯滾落之前探測(cè)到地面狀態(tài)的離開(kāi)邊緣和缺失。
參照?qǐng)D6，狀態(tài)圖140示出機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行。例如，在機(jī)器人設(shè)備接通電源并觸發(fā)啟動(dòng)控制后運(yùn)行開(kāi)始。然后，機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始向前移動(dòng)。通過(guò)與它們接觸探測(cè)到障礙物，如家具、雜物、墻壁和其它障礙物。在探測(cè)到障礙物時(shí)，機(jī)器人設(shè)備或后退或旋向以離開(kāi)障礙物。例如，機(jī)器人設(shè)備也避免下臺(tái)階和前進(jìn)到凹陷中，否則它就不能從這些地方逃逸以繼續(xù)正常移動(dòng)。
在狀態(tài)142，機(jī)器人設(shè)備關(guān)閉(即，關(guān)閉主電源和/或沒(méi)有觸發(fā)啟動(dòng)控制)。主電源開(kāi)關(guān)的觸發(fā)和控制開(kāi)關(guān)的一個(gè)或多個(gè)短觸發(fā)引起從關(guān)狀態(tài)(狀態(tài)142)到開(kāi)狀態(tài)144的“開(kāi)/關(guān)鈕”轉(zhuǎn)換，在開(kāi)狀態(tài)144機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始向前移動(dòng)。從向前狀態(tài)(狀態(tài)144)，主電源開(kāi)關(guān)的觸發(fā)將關(guān)掉機(jī)器人設(shè)備、或控制開(kāi)關(guān)的短觸發(fā)將制動(dòng)機(jī)器人設(shè)備引起向“關(guān)”狀態(tài)(狀態(tài)142)的“開(kāi)/關(guān)”轉(zhuǎn)變。類似地，如果在暫停發(fā)生之前機(jī)器人設(shè)備沒(méi)有開(kāi)始向前移動(dòng)，存在從向前狀態(tài)(狀態(tài)144)向關(guān)狀態(tài)(狀態(tài)142)的“暫?！鞭D(zhuǎn)變。
如果操縱桿傳感器探測(cè)到與障礙物接觸，存在從向前狀態(tài)(狀態(tài)144)向機(jī)器人設(shè)備退回一個(gè)小量的狀態(tài)146的“任何碰撞”的轉(zhuǎn)變。類似地，如果任何地面?zhèn)鞲衅鹘M件探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，存在著從向前狀態(tài)(狀態(tài)144)向機(jī)器人設(shè)備向后移動(dòng)較大距離的狀態(tài)148的“離開(kāi)邊緣”轉(zhuǎn)變。
操縱桿傳感器能夠探測(cè)相對(duì)于表示緩沖器外周的參考系統(tǒng)的接觸障礙物的方向。例如，如果使用羅盤面參考系統(tǒng)，正常向前移動(dòng)被識(shí)別為北，與障礙物接觸的緩沖器外周的點(diǎn)也被識(shí)別為北。從該參考點(diǎn)，能夠辨別在緩沖器周圍的東北、東、東南、南和西南、西和西北接觸。接觸的較高分辨率也是可能的。而且，也能夠采用其它的參考系統(tǒng)，如時(shí)鐘面參考系統(tǒng)或360度參考系統(tǒng)。另外，能夠?qū)ρ刂煌杀鎰e方向接觸的障礙物實(shí)施其它的控制響應(yīng)。
參照?qǐng)D6，從狀態(tài)146，如果從東北或東探測(cè)到接觸，“東北或東的碰撞”將機(jī)器人設(shè)備轉(zhuǎn)變到開(kāi)始小左轉(zhuǎn)的狀態(tài)150。當(dāng)在西北或西方向探測(cè)到障礙物時(shí)，它使得從小后退狀態(tài)向機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始小右轉(zhuǎn)的“西北或西碰撞”轉(zhuǎn)變。如果操縱桿傳感器探測(cè)到在北方向與障礙物接觸，那么發(fā)生從小后退狀態(tài)(狀態(tài)146)向狀態(tài)154的“頭部碰撞”轉(zhuǎn)變，并且進(jìn)行一個(gè)隨機(jī)選擇的向左或右在60到120度之間的轉(zhuǎn)向。當(dāng)在150、152、或154的任何轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)過(guò)程中，如果地面?zhèn)鞲衅魈綔y(cè)到地面狀態(tài)缺失，則發(fā)生向猛烈后退狀態(tài)(狀態(tài)148)的“離開(kāi)邊緣”轉(zhuǎn)變。否則，在小左轉(zhuǎn)、小右轉(zhuǎn)、或隨機(jī)轉(zhuǎn)向完成時(shí)，存在回到向前狀態(tài)(狀態(tài)144)的正常轉(zhuǎn)變。
從猛烈后退狀態(tài)(狀態(tài)148)，如果右側(cè)前方地面?zhèn)鞲衅魈綔y(cè)到地面狀態(tài)缺失，則存在向機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始45度左轉(zhuǎn)的狀態(tài)156的“右傳感器后退”的轉(zhuǎn)變。類似地，如果前方左側(cè)地面?zhèn)鞲衅魈綔y(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么存在從猛烈后退狀態(tài)(狀態(tài)148)到機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始45度右轉(zhuǎn)的狀態(tài)158的“左傳感器后退”的轉(zhuǎn)變。如果兩個(gè)前側(cè)傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么存在從猛烈后退狀態(tài)(狀態(tài)148)到機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始90度右轉(zhuǎn)的狀態(tài)160的“兩個(gè)傳感器后退”的轉(zhuǎn)變。在完成轉(zhuǎn)向狀態(tài)156、158或160時(shí)，存在回到向前狀態(tài)144的正常轉(zhuǎn)變。
在猛烈后退狀態(tài)(狀態(tài)148)，如果在暫停期結(jié)束之前機(jī)器人設(shè)備不向后移動(dòng)，那么存在向機(jī)器人設(shè)備停止進(jìn)入錯(cuò)誤狀態(tài)的狀態(tài)162的“暫停”轉(zhuǎn)變。類似地，如果其它錯(cuò)誤狀態(tài)被探測(cè)到，如在刷電動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上的過(guò)電流狀態(tài)，一個(gè)中斷使得機(jī)器人設(shè)備轉(zhuǎn)到中斷/錯(cuò)誤處理的狀態(tài)164，并發(fā)生從狀態(tài)164向機(jī)器人設(shè)備停止的狀態(tài)162的“錯(cuò)誤”轉(zhuǎn)變。為關(guān)閉機(jī)器人設(shè)備觸發(fā)主電源開(kāi)關(guān)引起從錯(cuò)誤狀態(tài)(狀態(tài)162)向關(guān)閉狀態(tài)(狀態(tài)142)的轉(zhuǎn)變。
參照?qǐng)D7-10，在觸發(fā)主電源開(kāi)關(guān)的步驟202，開(kāi)始用于機(jī)器人設(shè)備的主控制的程序200。接著，初始化主板，三色指示器燈亮，指示施加了電源(如亮綠燈)(步驟204)。在步驟206，程序等待控制或啟動(dòng)鈕被按壓。一旦啟動(dòng)鈕被按壓，程序確定是否啟動(dòng)鈕仍在被按壓(步驟208)。如果啟動(dòng)鈕仍在被按壓，在步驟210，程序確定是否啟動(dòng)鈕已被按壓長(zhǎng)時(shí)間?？梢匝b備機(jī)器人設(shè)備提供一個(gè)或多個(gè)局部清潔運(yùn)行模式。例如，在第一局部清潔模式可以是清潔3英尺×3英尺或5英尺×5英尺的表面面積的預(yù)定移動(dòng)圖案。如果啟動(dòng)鈕已被按壓長(zhǎng)時(shí)間，程序使得三色指示器亮，指示選擇了局部清潔運(yùn)行(如黃色燈亮)，并設(shè)定局部清潔標(biāo)記(步驟212)。否則，程序前進(jìn)到步驟208。在步驟208，在程序確定啟動(dòng)鈕還沒(méi)有被按壓時(shí)，程序前進(jìn)到建立運(yùn)行時(shí)間的步驟214。接著，刷輥電動(dòng)機(jī)被打開(kāi)(步驟216)。如果包括附加的運(yùn)行模式，可以使用與步驟206-212類似的附加循環(huán)。例如，如果正常運(yùn)行是運(yùn)行一個(gè)刷輥電動(dòng)機(jī)，可以探測(cè)到啟動(dòng)鈕的第二短觸發(fā)，以便切換到用兩個(gè)刷輥電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的深度清潔運(yùn)行。另外，通過(guò)啟動(dòng)鈕的第二長(zhǎng)觸發(fā)可以實(shí)施另一局部清潔模式。第二局部清潔模式可以清潔較大的或較小的區(qū)域和/或使用與第一局部清潔模式不同的預(yù)定模式。
參照?qǐng)D8，在步驟218，程序確定是否必須處理例外。這些例外包括探測(cè)到托起狀態(tài)(如機(jī)器人設(shè)備被托起)、電池不足狀態(tài)、過(guò)電流狀態(tài)和暫停狀態(tài)。如果存在要處理的例外，程序停止所有的電動(dòng)機(jī)和使得三色指示器亮，顯示一個(gè)錯(cuò)誤狀態(tài)(如紅燈亮，可能閃耀)(步驟220)。接著在步驟222，程序等待控制或啟動(dòng)鈕被長(zhǎng)時(shí)間按壓。在長(zhǎng)時(shí)間按壓?jiǎn)?dòng)鈕時(shí)，機(jī)器人設(shè)備復(fù)位，程序前進(jìn)到步驟218，以評(píng)估和處理例外。
在步驟218，如果沒(méi)有要程序的例外，程序繼續(xù)到步驟224，啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的向前移動(dòng)。在步驟226，程序確定是否存在對(duì)向前移動(dòng)的阻礙。如果不存在，在步驟228，程序檢查是否任何例外要求處理。因此，如果沒(méi)有例外要求處理，在步驟230，程序檢查是否設(shè)定局部清潔標(biāo)記。如果設(shè)定局部清潔標(biāo)記，機(jī)器人設(shè)備根據(jù)預(yù)定模式進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)動(dòng)(步驟232)，以進(jìn)行局部清潔運(yùn)行。如果沒(méi)有設(shè)定局部清潔標(biāo)記，那么機(jī)器人設(shè)備回到步驟226。在步驟228，如果存在要處理的例外，程序回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。
在步驟226，如果存在向前移動(dòng)的阻礙，清除局部清潔標(biāo)記(步驟234)。接著，程序確定是否所有四個(gè)下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失(步驟236)。如果所有四個(gè)下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么機(jī)器人設(shè)備可能已被托起，并設(shè)定托起的例外標(biāo)記(步驟238)。在所有下降傳感器沒(méi)有探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序確定是否東北和西北的下降傳感器都探測(cè)到地面狀態(tài)缺失(步驟240)，如圖9所示。如果東北和西北的下降傳感器都探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序引起機(jī)器人設(shè)備沿著完全后退的方向移動(dòng)(步驟242)。接著，程序確定是否東南或西南下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失(步驟244)。如果東南或西南下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序以一(1)補(bǔ)充下降計(jì)數(shù)器。接著，程序確定是否下降計(jì)數(shù)器等于四(4)(步驟248)。在下降計(jì)數(shù)器等于4時(shí)，設(shè)定履帶錯(cuò)誤例外標(biāo)記(步驟250)，程序回到帶有例外狀態(tài)的步驟218，這將最終引起機(jī)器人設(shè)備的停止。另外，如果在步驟248下降計(jì)數(shù)器不等于4，那么程序回到步驟218，以評(píng)估處理例外。
在步驟244，如果東南或西南下降傳感器都沒(méi)有探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序前進(jìn)到步驟252。這里，程序確定是否西北和東北下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失。如果西北和東北下降傳感器沒(méi)有探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，然后，如在步驟254所示，機(jī)器人設(shè)備向左轉(zhuǎn)以便東北下降傳感器探測(cè)地面狀態(tài)缺失，或向右轉(zhuǎn)以便西北下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，并且程序回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。如果沒(méi)有例外被識(shí)別，那么程序最終切換到向前移動(dòng)。如果在步驟252西北和東北下降傳感器都探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序回到步驟242，開(kāi)始完全后退。
參照?qǐng)D9，在步驟240，如果東北和西北下降傳感器不是都探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序確定是否東北或西北下降傳感器任何一個(gè)探測(cè)到地面狀態(tài)缺失(步驟256)。如果東北或西北下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么機(jī)器人設(shè)備沿著完全后退方向移動(dòng)(步驟258)。接著，程序確定是否東南或西南下降傳感器任何一個(gè)探測(cè)到地面狀態(tài)缺失(步驟260)。如果東南或西南下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序以一(1)遞增下降計(jì)數(shù)器(步驟262)。接著，程序確定是否下降計(jì)數(shù)器等于四(4)(步驟264)。如果下降計(jì)數(shù)器等于4，程序設(shè)定軌道錯(cuò)誤例外標(biāo)記(步驟266)，并回到帶有例外狀態(tài)的步驟218，它降最終引起機(jī)器人設(shè)備停機(jī)。當(dāng)在步驟264下降計(jì)數(shù)器不等于4時(shí)，程序回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。如果沒(méi)有任何例外被識(shí)別，程序最終切換到向前移動(dòng)。
在步驟260，如果東南或西南下降傳感器都沒(méi)有探測(cè)到地面條件失去，程序確定是否東北或西北下降傳感器任何一個(gè)探測(cè)到地面狀態(tài)缺失(步驟268)。如果東北或西北下降傳感器都沒(méi)有探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序確定是否東北下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失(步驟270)。如果東北下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么機(jī)器人設(shè)備右轉(zhuǎn)(步驟272)，并回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。但是，如果在步驟270東北下降傳感器沒(méi)有探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么機(jī)器人設(shè)備左轉(zhuǎn)(步驟274)，并且程序回到步驟218，評(píng)估處理例外。在步驟268，如果東北或西北下降傳感器探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序回到步驟258，開(kāi)始完全后退。
在步驟256，如果東北或西北下降傳感器都沒(méi)有探測(cè)到地面狀態(tài)缺失，那么程序確定是否向前時(shí)間大于例如兩秒(步驟276)。如果向前時(shí)間大于兩秒，那么程序清除軌道錯(cuò)誤標(biāo)記和下降計(jì)數(shù)器(步驟278)，并前進(jìn)到步驟280(圖10)。在步驟276，如果向前時(shí)間不小于兩秒，那么程序前進(jìn)到步驟280，而不清除軌道錯(cuò)誤標(biāo)記或下降計(jì)數(shù)器。
參照?qǐng)D10，在步驟280，程序確定是否羅盤被設(shè)定為北。如果羅盤是設(shè)定為北，程序確定是否應(yīng)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)存在短的向前移動(dòng)。如果存在短的向前移動(dòng)，那么機(jī)器人設(shè)備做出與最后轉(zhuǎn)向同方向的小轉(zhuǎn)彎(步驟284)，并回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。如果當(dāng)前的狀態(tài)顯示不應(yīng)有短向前移動(dòng)，那么機(jī)器人設(shè)備做出隨機(jī)的轉(zhuǎn)向(步驟286)并回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。在步驟280，如果羅盤不讀出北，程序前進(jìn)到步驟288，確定是否羅盤讀出東北、東或東南。如果是，機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始小的隨機(jī)右轉(zhuǎn)(步驟290)，并回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。在另一方面，如果羅盤不讀出東北、東或東南，那么程序到步驟292，并確定是否羅盤讀出西北、西、西南或南。如果是，機(jī)器人設(shè)備開(kāi)始小的隨機(jī)左轉(zhuǎn)(步驟294)，并回到步驟218，以評(píng)估和處理例外。如果否，程序就回到步驟218，以評(píng)估處理例外。
參照?qǐng)D11-13，在步驟302中斷處理例行程序300開(kāi)始。程序確定是否標(biāo)量值等于0(步驟304)。如果標(biāo)量值等于0，程序更新它的計(jì)時(shí)器(如運(yùn)行時(shí)間、定點(diǎn)時(shí)間、向前時(shí)間、反向時(shí)間、計(jì)時(shí)器0、計(jì)時(shí)器1)(步驟306)。如果標(biāo)量值不是0，程序確定是否控制或啟動(dòng)鈕被按壓(步驟308)。如果啟動(dòng)鈕被按壓，程序確定是否長(zhǎng)標(biāo)記等于1(步驟310)。在長(zhǎng)標(biāo)記不等于1時(shí)，程序?qū)⒂?jì)數(shù)器遞增1(步驟312)。接著，程序確定是否計(jì)數(shù)器等于1秒(步驟314)。如果是，長(zhǎng)標(biāo)記被設(shè)定為1(步驟316)。
在步驟308，如果啟動(dòng)鈕未被按壓，程序設(shè)定長(zhǎng)標(biāo)記等于0，并且長(zhǎng)計(jì)數(shù)器等于0(步驟318)，并前進(jìn)到步驟320。在步驟310，如果長(zhǎng)標(biāo)記等于1，程序到步驟320。在步驟314，如果計(jì)數(shù)器不等于1秒，程序直接到步驟320。
在步驟320，程序遞增電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器。接著，程序確定是否電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于十(10)(步驟322)。如果電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于10，程序?qū)㈦妱?dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器設(shè)定等于0(步驟324)。另一方面，如果電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器不等于十(10)，那么程序到步驟326。
參照?qǐng)D12，在步驟326，程序確定是否左電動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)。如果是，程序確定是否電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于左設(shè)定點(diǎn)(步驟328)。如果電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器不大于左設(shè)定點(diǎn)，程序設(shè)定左電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等于合適方向(步驟330)，并到步驟336。如果電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于左設(shè)定點(diǎn)，程序設(shè)定電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等于關(guān)閉(步驟332)并到步驟336。在步驟326，如果左電動(dòng)機(jī)未被啟動(dòng)，程序設(shè)定左電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器等于關(guān)閉(步驟334)，并到步驟336。
在步驟330、332、或334后，程序確定是否右電動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)(步驟336)。如果是，程序確定是否該電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于右設(shè)定點(diǎn)(步驟338)。如果不是，程序設(shè)定右電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等于合適方向(步驟340)，并到步驟346。如果電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于右設(shè)定點(diǎn)，那么程序設(shè)定電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等于關(guān)閉(步驟342)，并到步驟346(圖13)。在步驟336，如果右電動(dòng)機(jī)未被啟動(dòng)，程序設(shè)定右電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等于關(guān)閉(off)(步驟344)，并到步驟346。
參照?qǐng)D13，在步驟340、342、或344后，程序確定是否刷電動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)(步驟346)。如果是，程序確定是否該電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于刷設(shè)定點(diǎn)(步驟348)。在電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器不大于刷設(shè)定點(diǎn)時(shí)，程序設(shè)定刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器等于開(kāi)(on)(步驟350)，并到步驟356。但是，如果電動(dòng)機(jī)計(jì)數(shù)器大于刷設(shè)定點(diǎn)，那么程序設(shè)定電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器等于關(guān)閉(步驟352)，并到步驟356。在步驟346，如果刷電動(dòng)機(jī)未被啟動(dòng)，程序設(shè)定刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等于關(guān)閉(off)(步驟354)，并到步驟356。
在步驟350、352或354后，程序更新操縱桿傳感器和電動(dòng)機(jī)電流傳感器的所有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)信道(步驟356)。接著，程序更新隨機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)(步驟358)。在步驟360，程序更新LED閃光燈。此時(shí)，中斷程序結(jié)束(步驟362)。
參照?qǐng)D14，在此示出本發(fā)明另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備實(shí)施例。在此實(shí)施例中，相同的組件用帶有后綴(’)的相同數(shù)碼標(biāo)記，新組件用新標(biāo)記。機(jī)器人設(shè)備10’裝備成機(jī)器人清掃設(shè)備，并包括基部12’和固定到基部12’的基部蓋14’。污物斗組件16’由基部蓋14’和基部12’容納。緩沖器18’在基部蓋14’上浮動(dòng)。如第一和第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20’，21’的第一和第二牽引裝置以及如第一和第二刷輥組件22’，23’的第一和第二清潔裝置安裝在基部12’上。替代地，例如，牽引裝置可以是與一個(gè)或多個(gè)另外旋轉(zhuǎn)\平衡輪組件或輥結(jié)合的輪組件。替代地，例如，清潔裝置可以是靜止的或振動(dòng)刷、或帶有可更換的拖把布的拖把頭部系統(tǒng)。電池包24’、第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’，27’以及第一和第二刷輥28‘，29’能夠安裝到基部12’上。另外，第一、第二、第三和第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34’和主PCB組件36’能夠安裝到基部12’上。例如，上述元件能夠安裝在基部蓋14’和基部12’之間。第一、第二、第三和第四緩沖器彈簧40能夠由在基部12’中的突起、插口、柱或突出部容納，通過(guò)基部蓋14’向緩沖器18’延伸，并能夠由在緩沖器18’上的相應(yīng)突起、插口、柱或突出部容納。在另一個(gè)實(shí)施例中，緩沖器18’能夠由多個(gè)部分形成，例如兩個(gè)半部分或四個(gè)四分之一部分。
第一驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20’能夠包括驅(qū)動(dòng)帶/履帶42’、第一和第二驅(qū)動(dòng)帶輪44’、和第一和第二驅(qū)動(dòng)軸銷46’。驅(qū)動(dòng)帶/履帶42’裝配在第一和第二驅(qū)動(dòng)帶輪44’周圍。每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸銷46’由相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)帶輪44’容納，并向基部12’延伸。在每個(gè)驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20’中的第一和第二驅(qū)動(dòng)軸銷46’從側(cè)部和/或底部由基部12’容納。同樣地，第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件21’能夠包括驅(qū)動(dòng)帶/履帶43’、第一和第二驅(qū)動(dòng)帶輪45’、和第一和第二驅(qū)動(dòng)軸銷47’。
如果希望，每個(gè)刷輥組件22’，23’能夠包括刷輥桿組件46’、穿過(guò)刷輥桿組件46’的中心刷輥軸48’、在刷輥桿組件的一端的刷輥鏈輪50’、在刷輥軸48’的相對(duì)端的第一和第二刷軸承52’、和裝配到刷軸承52’上的第一和第二端帽54’。第一和第二刷輥組件22’，23’能夠從底部由基部12’容納。噴嘴護(hù)板56’裝配在刷輥組件上，以向污物斗組件16’引導(dǎo)污物和灰塵。第一和第二底部托架58’安裝到緩沖器18’上，與基部12’中的空腔配合，以便在緩沖器接觸障礙物時(shí)引導(dǎo)和限制基部12’相對(duì)于緩沖器18’的水平移動(dòng)。
第一刷輥帶60’能夠在第一刷輥組件22上從第一刷輥電動(dòng)機(jī)28’向刷鏈輪50’延伸。同樣，第二刷輥帶61’能夠在第二刷輥組件23’上從第二刷輥電動(dòng)機(jī)29’向刷鏈輪延伸。第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28’和29’能夠被驅(qū)動(dòng)在相反方向旋轉(zhuǎn)刷輥組件22’，使得兩個(gè)刷輥組件22’將污物和灰塵向污物斗組件16’內(nèi)引導(dǎo)。刷輥電動(dòng)機(jī)28’，29’可以是變速的、可反向的、和獨(dú)立控制的。例如刷輥電動(dòng)機(jī)28’，29’可以反向以從污物路徑取出阻塞物。
第一驅(qū)動(dòng)帶62’能夠從在第一驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20’內(nèi)的第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’向驅(qū)動(dòng)帶輪44’之一延伸。同樣，第二驅(qū)動(dòng)帶63’能夠從在第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件21’內(nèi)的第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)27’向驅(qū)動(dòng)帶輪45’之一延伸。在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’，27’是可變速的、可反向的、和獨(dú)立控制的。例如，第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’，27’可同時(shí)以不同速度運(yùn)行，并可以同時(shí)在不同方向被驅(qū)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)器人設(shè)備10’。在替換的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)輪連接到獨(dú)立控制的致動(dòng)器，并結(jié)合驅(qū)動(dòng)裝置提供轉(zhuǎn)向。
參照?qǐng)D14，搬運(yùn)把手402通過(guò)左搬運(yùn)把手夾404和右搬運(yùn)把手夾406固定到基部蓋14’。搬運(yùn)把手402使得使用者能夠提升和搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)備10’。安全微型開(kāi)關(guān)408可以由安全開(kāi)關(guān)座410容納。安全開(kāi)關(guān)座410可以安裝在基部蓋14’或基部12’，并設(shè)置成使得在污物斗組件16’正確地安裝在機(jī)器人設(shè)備10’內(nèi)時(shí)觸發(fā)安全微型開(kāi)關(guān)408。例如，污物斗組件16’可包括與在安全微型開(kāi)關(guān)408上的觸發(fā)機(jī)構(gòu)相應(yīng)的突起或肋條。污物斗組件16’可通過(guò)在基部蓋14’或基部12’中的導(dǎo)向部被接收并夾緊在位，以將它固定到基部12’和/或基部蓋14’上?？刂?指示器PCB蓋412可安裝到基部12’，以在基部12’和基部蓋14’之間固定控制/指示器PCB組件414，使開(kāi)關(guān)觸發(fā)機(jī)構(gòu)從控制/指示器PCB組件414向緩沖器18’延伸。第一和第二電池包觸點(diǎn)416可安裝到基部12’，并位于與在電池包24’上的相應(yīng)端子接觸。緩沖器支撐環(huán)418可沿下部安裝到緩沖器18’上，以使得緩沖器增強(qiáng)和在與障礙物接觸時(shí)減少?gòu)澢?br> 污物斗組件16’的一個(gè)實(shí)施例包括污物斗頂部420、螺釘422、污物斗搬運(yùn)把手424、污物斗門428和污物斗殼體430。污物斗頂部420可用螺釘422固定到污物斗殼體430上。污物斗搬運(yùn)把手424可以任何合適方式固定到污物斗組件16’。污物斗搬運(yùn)把手424例如允許使用者從機(jī)器人設(shè)備10’中提升污物斗組件16’、搬運(yùn)和保持污物斗組件16’、并將污物斗組件下降到機(jī)器人設(shè)備10’中。污物斗門428可安裝到污物斗殼體430，例如沿著上旋轉(zhuǎn)側(cè)，并例如沿下栓鎖側(cè)由已知的栓鎖機(jī)構(gòu)關(guān)閉。
在所述的實(shí)施例中，在污物斗組件16’安裝并且機(jī)器人設(shè)備10’運(yùn)行時(shí)，污物斗殼體430收集污物和灰塵。安全微型開(kāi)關(guān)408適于探測(cè)污物斗組件16’正確安裝的時(shí)間，并對(duì)正常運(yùn)行起安全互鎖作用。例如，香港的Defond制造的DMC-115型微型開(kāi)關(guān)可用于該安全微型開(kāi)關(guān)408。一般，在安全微型開(kāi)關(guān)408未被觸發(fā)時(shí)電動(dòng)機(jī)將被停用。例如，如果污物斗組件16’未被正常安裝，與移動(dòng)和清潔相關(guān)的電動(dòng)機(jī)被停用。通過(guò)從機(jī)器人設(shè)備10’取下污物斗組件16’、打開(kāi)污物斗門428和傾倒污物組件16’，使得裝在其中的污物通過(guò)與打開(kāi)的污物斗門428相應(yīng)的污物斗殼體430的開(kāi)口被引導(dǎo)到廢物容器中，能夠?qū)⑽畚锒窔んw430清空。
在替換的實(shí)施例中，污物斗組件16’可用真空/污物斗組件722(圖23)，它將機(jī)器人設(shè)備10’從機(jī)器人清掃設(shè)備轉(zhuǎn)換成機(jī)器人真空除塵器。刷輥組件22’，23’在機(jī)器人真空除塵器中是任選的。在另一實(shí)施例中，機(jī)器人設(shè)備10’(如機(jī)器人清掃設(shè)備或真空除塵器)可以裝有僅第一刷輥組件22’，而不是上述的兩個(gè)刷輥組件22’，23’。作為另一實(shí)施例，機(jī)器人設(shè)備10‘可以裝有地面拖把模件，以代替刷輥組件22’，23’和污物斗組件16’。地面拖把模件可以包括帶有可更的拖布的拖把頭部系統(tǒng)。在其它實(shí)施例中，地面拖把模件也可以包括清潔流體分配系統(tǒng)。
參照?qǐng)D15，控制/指示器PCB組件414可包括模式鈕432、源鈕434、動(dòng)鈕436、第一、第二、第三開(kāi)關(guān)彈簧438。第一，第二和第三彈簧438分別與模式、電源和啟動(dòng)鈕432，434和436相關(guān)。開(kāi)關(guān)彈簧438安裝在開(kāi)關(guān)座架440中。開(kāi)關(guān)座架440適于裝配在與電源鈕434相關(guān)的閂鎖鈕開(kāi)關(guān)442、和分別與模式和啟動(dòng)鈕432，436相關(guān)的第一和第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444，445上。通過(guò)壓下電源鈕434可觸發(fā)栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)442。第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444可通過(guò)壓下模式鈕432觸發(fā)。第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)445可通過(guò)壓下驅(qū)動(dòng)鈕436觸發(fā)。開(kāi)關(guān)彈簧438可彈性地偏壓鈕432，434，436，以在相應(yīng)的鈕被釋放后將它們返回到正常位置。
控制/指示器PCB組件414也可包括第一和第二黃色指示器446，447(如黃色LED)、綠色指示器448(如綠色LED)、以及第一和第二紅色指示器(如紅色LED)450，451。每個(gè)指示器446，448，449，450，451由間隔件插口452容納?？刂?指示器板454可容納開(kāi)關(guān)座架440、栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)442、第一和第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444，445、間隔件插口452、4插腳線-板的端板456、8插腳線-板端板458、和AC電源充電器插口。
在機(jī)器人設(shè)備10’被完全組裝時(shí)，在所述的實(shí)施例中，在控制/指示器PCB組件414上的鈕423，434，436通過(guò)緩沖器18’的剖開(kāi)區(qū)域從機(jī)器人設(shè)備10’的頂部可接近。類似地，在所述的實(shí)施例中，在控制/指示器PCB組件414上的指示器446，447，448，450，451通過(guò)緩沖器18’剖開(kāi)的區(qū)域露出，能夠從具有機(jī)器人設(shè)備10’的頂部部分的視場(chǎng)的透射見(jiàn)到。
參照?qǐng)D22，機(jī)器人設(shè)備10’的電氣方框圖700(圖14)顯示，電池包24’可以向第一和第二電池包觸點(diǎn)416提供電源。例如，第一電池包觸點(diǎn)416可進(jìn)一步向控制/指示器組件414的栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)442提供電源。栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)442例如是與電源鈕434相關(guān)的(圖15)，并用作電源開(kāi)關(guān)。在栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)442閉合時(shí)，電源可分配到第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’，27’、第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28’，29’、在主PCB組件36’的控制器704上的調(diào)壓器電路702、和在控制/指示器PCB組件414中的調(diào)壓器電路706。調(diào)壓器電路702將調(diào)整的電源分配到控制器702的其他電路/組件，如處理器708、驅(qū)動(dòng)器電路710、信號(hào)調(diào)節(jié)器電路712、刷輥電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路714、和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路716。調(diào)壓器電路706將調(diào)整的電源分配到控制/指示器PCB組件414的其他電路/組件，如第一和第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444，445、黃色指示器446，447、綠色指示器448、和紅色指示器450，451。
處理器708也可以與主PCB組件36’的操縱桿傳感器92’、安全微型開(kāi)關(guān)408、控制/指示器PCB組件414的第一和第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444，445(如第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444與模式鈕432相關(guān)(圖15)，第二瞬時(shí)按鈕445與啟動(dòng)鈕436相關(guān)(圖15))、驅(qū)動(dòng)器電路710、信號(hào)調(diào)節(jié)電路712、刷輥電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路714、和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路716。驅(qū)動(dòng)器電路710驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制控制/指示器組件414的指示器446，447，448，450，451。信號(hào)調(diào)節(jié)電路712提供電源，并調(diào)節(jié)來(lái)自第一、第二、第三和第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34’的檢測(cè)信號(hào)。刷輥電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路714驅(qū)動(dòng)信號(hào)獨(dú)立控制第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28’，29’。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路716驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便在任一方向獨(dú)立控制第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’，27’。第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444例如功能為模式選擇鈕。第二瞬時(shí)按鈕445例如為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。控制器704可根據(jù)第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444觸發(fā)、第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)445觸發(fā)的長(zhǎng)度和/或順序、來(lái)自第一、第二、第三、第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34’的信號(hào)的狀態(tài)、來(lái)自主PCB組件36’內(nèi)的操縱桿傳感器92’的狀態(tài)信號(hào)、和/或安全微型開(kāi)關(guān)408的信號(hào)的狀態(tài)，控制第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’，27’、第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28’，29’、和指示器446，447，448，450，451。
參照?qǐng)D6、14和15，示例的狀態(tài)圖140標(biāo)出了機(jī)器人設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)。一般，機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行包括移動(dòng)控制(如第一和第二驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20’，21’)和清潔設(shè)施控制(如第一和第二刷輥組件22’，23’)。具體地，響應(yīng)在控制/指示器PCB組件414上的開(kāi)關(guān)442，444，445的某些觸發(fā)、和由第一、第二、第三、和第四地面?zhèn)鞲衅鹘M件34’和操縱桿傳感器92’進(jìn)行的某些狀態(tài)探測(cè)，主PCB組件16’控制第一和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’，27’以及第一和第二刷輥電動(dòng)機(jī)28’，29’的運(yùn)行。栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)442例如可是兩位栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)，它的功能是主電源開(kāi)關(guān)。因此，壓下電源鈕434引起栓鎖按鈕開(kāi)關(guān)442的交替觸發(fā)，以開(kāi)關(guān)主電源。在主電源初始接通時(shí)，例如，綠色指示器448亮。綠色指示器亮也可以表示，選擇默認(rèn)缺省和正常模式，如用第一刷輥組件22’清潔。相反，在主電源關(guān)閉時(shí)，該指示器熄滅。
第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444可以用于在設(shè)備10’的各種運(yùn)行模式之間選擇。因此，在按壓模式鈕432以觸發(fā)第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444時(shí)，主PCB組件36’探測(cè)每個(gè)觸發(fā)，并可以在短觸發(fā)和長(zhǎng)觸發(fā)之間辨別。例如，第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444的單個(gè)短觸發(fā)可以引起機(jī)器人設(shè)備10’在正?；蛉笔∧Ｊ?如一個(gè)刷輥運(yùn)行)與深度清潔運(yùn)行(如兩個(gè)刷輥運(yùn)行)之間切換它的運(yùn)行模式。也即，如果機(jī)器人設(shè)備10’當(dāng)前在正常或缺省模式，那么一個(gè)短觸發(fā)引起機(jī)器人設(shè)備切換到深度清潔模式。相反，如果機(jī)器人設(shè)備10‘當(dāng)前在深度清潔模式，一個(gè)短觸發(fā)引起它切換到正?；蛉笔∧Ｊ?。在深度清潔模式被選擇時(shí)，第一黃色指示器446可以亮，并且綠色指示器448熄滅。
第一瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)444的單一長(zhǎng)觸發(fā)可以引起機(jī)器人設(shè)備10’切換到第一特定模式，如以預(yù)選方式進(jìn)行的窄范圍局部清潔運(yùn)行。在第一特定模式被選擇時(shí)，第二黃色指示器447可以亮。在正?；蛏疃惹鍧嵢魏我粋€(gè)中可以用第一特定模式。因此，在選擇第一特定模式時(shí)，第二黃色指示器447可以與綠色指示器448或第一黃色指示器446一同亮。
在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的兩個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)觸發(fā)可引起機(jī)器人設(shè)備10’切換到第二特定模式，如用于局部清潔運(yùn)行的較寬范圍和/或不同預(yù)選模式。在第二特定模式被選擇時(shí)，第一紅色指示器450可以亮。第二特定模式可以用在正?；蛏疃惹鍧嵞Ｊ饺魏我粋€(gè)中。因此，在選擇第二特定模式時(shí)，第一紅色指示器450可與綠色指示器448和第一黃色指示器446一起亮。
主PCB組件36’可用于短和長(zhǎng)觸發(fā)的任何適當(dāng)?shù)慕M合，以產(chǎn)生以任何特定模式進(jìn)行的初始正常清潔或深度清潔。當(dāng)然，可以實(shí)施適合操作人員并可由主PCB組件16’辨別的短或長(zhǎng)觸發(fā)的任何順序。類似地，主PCB板可識(shí)別的觸發(fā)的各種時(shí)段可以是用于控制不同運(yùn)行的基礎(chǔ)。
另外，第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)445的觸發(fā)在當(dāng)前選擇的運(yùn)行模式中的機(jī)器人設(shè)備10’的啟動(dòng)運(yùn)行與停止運(yùn)行之間切換。也即，如果機(jī)器人設(shè)備10’當(dāng)前是打開(kāi)的，但是沒(méi)有運(yùn)行，第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)445的觸發(fā)引起機(jī)器人設(shè)備10’啟動(dòng)運(yùn)行。相反，如果機(jī)器人設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行，第二瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)445的觸發(fā)引起它停止運(yùn)行。在運(yùn)行被啟動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)26’和刷輥電動(dòng)機(jī)28’由主PCB組件36’根據(jù)當(dāng)前選擇的運(yùn)行模式控制。
如上所述，機(jī)器人設(shè)備10’也可以包括探測(cè)如電動(dòng)機(jī)過(guò)電流狀態(tài)、暫停、在該設(shè)備被托起時(shí)、和低電池狀態(tài)等的錯(cuò)誤的組件(未示出)。在探測(cè)到低電池狀態(tài)時(shí)，主PCB組件36’停止機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行，可以是第一紅指示器450亮，并且熄滅綠和黃色指示器448和446。此時(shí)，操作人員能夠在標(biāo)準(zhǔn)AC公用電源插口和AC電源充電插口460之間連接適當(dāng)?shù)倪m配器，給電池包24’充電。替代地，設(shè)計(jì)機(jī)器人設(shè)備10’可以設(shè)計(jì)成使用DC電源充電，并包括DC電源充電插口以代替AC電源充電插口460。此時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)的AC公用電源插口與DC電源充電插口之間可連接合適的AC/DC轉(zhuǎn)換器，給電池包24’充電。當(dāng)然，另一個(gè)任選是在DC電源和DC電源充電插口之間連接適當(dāng)?shù)倪m配器。
在探測(cè)到其他類型的錯(cuò)誤時(shí)，主PCB組件36’停止機(jī)器人設(shè)備10’的運(yùn)行，并可以使第二紅指示器450亮、和使得其他的指示器446，448，450熄滅。替代地，通過(guò)使第二紅指示器450以及其他指示器446，448，450的一個(gè)或多個(gè)照亮，主PCB組件36’可在其他的錯(cuò)誤狀態(tài)之間區(qū)別。通過(guò)與第二紅指示器450一起亮的指示器的各種結(jié)合中閃亮一個(gè)或多個(gè)指示器，主PCB組件36’可以進(jìn)一步在錯(cuò)誤狀態(tài)類型之間區(qū)別。
參照?qǐng)D16，用于機(jī)器人設(shè)備的主控制的程序500在電源鈕被觸發(fā)的步驟502開(kāi)始。接著，用選擇的正常(即，缺省)模式(如單個(gè)刷輥運(yùn)行)初始化主板，并亮綠色指示器，以顯示施加了電源并選擇了正常模式(步驟504)。在點(diǎn)“a”，多個(gè)控制回路同時(shí)確定選擇另一模式的時(shí)間和觸發(fā)啟動(dòng)鈕的時(shí)間。
例如，在步驟506，程序確定短預(yù)定時(shí)間按壓模式鈕的時(shí)間。如果是，運(yùn)行模式在正常模式和深度清潔模式(如兩個(gè)刷輥運(yùn)行)之間切換(步驟508)。也即，如果當(dāng)前選擇了正常模式，那么模式被切換到深度清潔模式，反之亦然。在當(dāng)前的選擇模式切換到深度清潔時(shí)，綠指示器熄滅，第一黃色指示器亮。相反，在當(dāng)前選擇的模式切換到正常時(shí)，第一黃指示器熄滅，綠指示器亮。在步驟508完成后，程序回到點(diǎn)“a”。如果模式鈕未被按壓短預(yù)定時(shí)間，那么程序保持在點(diǎn)“a”。
在步驟510，程序確定一次長(zhǎng)預(yù)定時(shí)間按壓模式鈕的時(shí)間。如果是，第一局部清潔模式被選擇，第二黃色指示器亮，程序回到點(diǎn)“a”(步驟512)。如果模式鈕未被一次長(zhǎng)時(shí)間按壓，程序保持在點(diǎn)“a”。
在步驟514，程序確定何時(shí)模式鈕兩次長(zhǎng)預(yù)定時(shí)間被按壓。如果是，第二局部清潔模式被選擇，第一紅指示器亮，程序回到點(diǎn)“a”(步驟516)。如果模式鈕未被兩次長(zhǎng)預(yù)定時(shí)間按壓，程序保持在點(diǎn)“a”。
參照?qǐng)D17，點(diǎn)“a”也延伸到步驟518，此時(shí)，程序確定何時(shí)驅(qū)動(dòng)鈕被按壓。如果是，程序前進(jìn)到步驟520，在此確定運(yùn)行時(shí)間。如果啟動(dòng)鈕未被按壓，程序保持在點(diǎn)“a”。
在完成步驟520后，程序確定是否正常模式被選擇(步驟522)。如果是，一個(gè)刷輥電動(dòng)機(jī)被接通(步驟524)，否則，因?yàn)樯疃惹鍧嵄贿x擇兩個(gè)刷輥電動(dòng)機(jī)被接通(步驟526)。在步驟528，程序確定是否必須處理例外。這些例外包括探測(cè)到托起狀態(tài)(即，機(jī)器人設(shè)備被托起)、電池不足狀態(tài)、過(guò)電流狀態(tài)、和暫停狀態(tài)。如果存在要處理的例外，程序停止所有的電動(dòng)機(jī)、并使得預(yù)定指示器或指示器的結(jié)合以連續(xù)或閃爍方式亮，以顯示探測(cè)到的具體的例外狀態(tài)(步驟530)。接著，在步驟532，程序確定是否按壓了啟動(dòng)鈕以停止或復(fù)位機(jī)器人設(shè)備。如果是，程序停止刷輥電動(dòng)機(jī)，并回到點(diǎn)“a”，選擇了正?；蛉笔∧Ｊ讲⑹沟镁G指示器亮(步驟534)，否則程序等待啟動(dòng)鈕在步驟532被按壓。
參照?qǐng)D18，如果在步驟528不存在要程序的例外，程序500到步驟536，確定是否選擇了第一局部清潔模式。如果沒(méi)有選擇第一局部清潔模式，程序確定是否選擇了第二局部清潔模式(步驟538)。如果沒(méi)有選擇第二局部清潔模式，程序到步驟540，并啟動(dòng)使用傳感器以避開(kāi)障礙物的向前移動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有選擇特殊化的清潔模式。如果第一局部清潔模式被選擇，從步驟536，程序前進(jìn)到步驟542，啟動(dòng)按照第一預(yù)定模式的向前移動(dòng)，進(jìn)行局部清潔，例如三平方英尺面積的局部清潔。如果第二局部清潔模式被選擇，從步驟538，程序前進(jìn)到步驟544，并啟動(dòng)按照第二預(yù)定模式的向前移動(dòng)，進(jìn)行例如五平方英尺面積的局部清潔。
使用傳感器以避開(kāi)在被清潔的區(qū)域內(nèi)的障礙物，沿特殊預(yù)定模式的第一和/或第二預(yù)定模式的向前移動(dòng)可被調(diào)節(jié)。另外，如果在以這些特殊清潔模式被清潔的區(qū)域內(nèi)傳感器探測(cè)到障礙物，那么機(jī)器人設(shè)備可以將狀況作為例外處理，并停止清潔運(yùn)行，直到操作人員能夠介入并如步驟528-534所示的復(fù)位或再啟動(dòng)該裝置。可以與在圖8-10的步驟224-294中說(shuō)明的相同方式，控制為避開(kāi)障礙物在步驟540，542，544過(guò)程中的向前移動(dòng)。
在步驟540，542，和544之后的任何點(diǎn)上，操作人員可以通過(guò)按壓?jiǎn)?dòng)鈕，停止或復(fù)位機(jī)器人設(shè)備。在步驟546，程序確定何時(shí)為了停止或復(fù)位機(jī)器人設(shè)備按壓?jiǎn)?dòng)鈕。如果是，程序停止刷輥電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，回到點(diǎn)“a”，正常的或缺省的模式被選擇，并且亮綠指示器(步驟548)，否則在步驟540，542或544程序繼續(xù)當(dāng)前的清潔運(yùn)行。
與在圖1示出的上述實(shí)施例相同，在圖14的實(shí)施例中，緩沖器18’在緩沖器彈簧40’上在基部蓋14’上方浮動(dòng)。也就是說(shuō)，彈性偏壓裝置(如緩沖器彈簧40’)將緩沖器18’與基部蓋14’和基部12’分開(kāi)，使得緩沖器18’能夠相對(duì)于基部蓋14’和基部12’移動(dòng)。在緩沖器18’和基部12’之間唯一的剛性連接是操縱桿傳感器組件92’。在緩沖器18’上的凸起或插口97’(圖19和20)容納操作桿傳感器組件92’的頭部96’。在機(jī)器人設(shè)備10’移動(dòng)并且緩沖器18’接觸阻擋或其它障礙物時(shí)，緩沖器18’移動(dòng)。這使得頭部96’移動(dòng)從操縱桿傳感器94’伸出的頭部96’。主PCB組件36’根據(jù)與軸95’的移動(dòng)相應(yīng)的操縱桿傳感器94’的信號(hào)，探測(cè)到與障礙物接觸?；?2’或基部蓋14’可以包括限制緩沖器18’移動(dòng)的制動(dòng)器，使得它不能夠移動(dòng)到與操縱桿傳感器94’相關(guān)的軸95的移動(dòng)范圍外。在所述實(shí)施例中，安裝到緩沖器18’的底部托架58’與在基部12’中的各空腔配合，引導(dǎo)和限制基部12’相對(duì)于緩沖器18’的水平移動(dòng)，使得在緩沖器18’接觸到障礙物時(shí)，這種移動(dòng)不超過(guò)軸95’的范圍。在另一實(shí)施例中，緩沖器18’能夠由多個(gè)部分形成，例如，兩個(gè)半部分或四個(gè)四分之一部分。
參照?qǐng)D19和20，機(jī)器人設(shè)備10’的局部剖視圖示出，在機(jī)器人設(shè)備10’接觸障礙物時(shí)，操縱桿傳感器94’的示例性的“之前”和“之后”狀態(tài)。圖19反映出”之前”狀態(tài)，圖20反映出”之后”狀態(tài)。在這兩個(gè)圖中也示出基部12’、基部蓋14’、緩沖器18’、驅(qū)動(dòng)帶/履帶組件20’、刷輥組件22’、主PCB組件36’、噴嘴護(hù)板56’、和底部托架58’。如圖所示，底部托架58’被安裝到緩沖器18’上，底部托架58’的水平表面區(qū)域通常與基部12’的水平表面滑動(dòng)接觸。應(yīng)注意，在緩沖器18’與障礙物接觸時(shí)，緩沖器18’和底部托架58’停止橫向移動(dòng)，而機(jī)器人設(shè)備10’的基部12’和其他組件繼續(xù)橫向移動(dòng)。
在接觸障礙物時(shí)，基部12’的水平表面跨越底部托架58’的相應(yīng)水平面滑動(dòng)，并且基部12’的垂直表面接近底部托架58’的相應(yīng)垂直表面。在這發(fā)生時(shí)，在操縱桿傳感器94’的頭部96’上的從緩沖器18’向下伸的突起或插口97’引起從操縱桿傳感器94’向上伸的軸95’在障礙物的相對(duì)方向偏斜。這改變從操縱桿傳感器94’發(fā)出的信號(hào)，使得主PCB組件36’能夠停止機(jī)器人設(shè)備10’的移動(dòng)并開(kāi)始適當(dāng)?shù)乃惴?，以移?dòng)離開(kāi)并試圖避開(kāi)障礙物。基部12’和其他組件可以繼續(xù)移動(dòng)，而緩沖器18’和底部托架58’相對(duì)靜止，直到基部12’的垂直表面區(qū)域的一部分接觸底部托架58’的垂直表面的相應(yīng)部分。如果在主PCB組件36’停止機(jī)器人設(shè)備10’的向前移動(dòng)之前這些垂直表面接觸，基部12’停止跨過(guò)底部托架58’的水平表面的滑動(dòng)。能夠限制在基部12’與底部托架58’之間的相對(duì)移動(dòng)。例如，在圖中所示的實(shí)施例中，相對(duì)移動(dòng)能夠近似為0.2英寸。
相對(duì)移動(dòng)的量取決于底部托架58’和上述基部12’的垂直表面與水平表面形成的基部12’中的相應(yīng)空腔的形狀。每個(gè)底部托架58’與基部12’的相應(yīng)空腔配合，使得緩沖器18’和基部12’之間的相對(duì)移動(dòng)對(duì)于在任何方向與障礙物接觸是大體一致的。在圖1的機(jī)器人設(shè)備10的基部12和底部托架58之間的移動(dòng)以上述相同的方式被導(dǎo)向和限制。
參照?qǐng)D24和25，在此示出另一限制在機(jī)器人設(shè)備10’中的緩沖器18’相對(duì)于基部12’和基部蓋14’移動(dòng)的技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)技術(shù)可用于代替圖19和20所示的技術(shù)。在另一實(shí)施例中，可以一起實(shí)施這兩項(xiàng)技術(shù)。在又一實(shí)施例中，這個(gè)技術(shù)可用于限制緩沖器18’的水平移動(dòng)，圖19和20的技術(shù)可實(shí)施僅將緩沖器18’可移動(dòng)地安裝到基部12’。在這個(gè)替代的實(shí)施例中，在基部12‘中的空腔不必形成用于底部托架58’的制動(dòng)器。因此，相對(duì)于底部托架的空腔大小、形狀和相互關(guān)系要求較小的精確度。
參照?qǐng)D24，機(jī)器人設(shè)備10’的剖視圖示出基部12’、基部蓋14’和緩沖器18’。突起和插口456可以從緩沖器18’向下向基部蓋14’延伸。相應(yīng)的插口、柱、突起、或突出部458可以從基部蓋14’向上向緩沖器18’延伸。在緩沖器18’安裝時(shí)，突起部458可以伸入到插口456中。在機(jī)器人設(shè)備接觸障礙物時(shí)，這限制緩沖器相對(duì)于基部12’和基部蓋14’的水平移動(dòng)。如圖所示，水平移動(dòng)可以限制到0.201英寸，使得在操縱桿傳感器94’上的軸95’(圖20)不被推到超過(guò)移動(dòng)的運(yùn)行范圍。第二插口/突起部組在圖24中示出，與插口456和突起458相對(duì)。第二和其他插口/突起組是任選的。
參照?qǐng)D25，在此機(jī)器人設(shè)備10’的局部剖視圖示出，從不同的透射的基部蓋14’、緩沖器18’、插口456和突起部458的更近的圖。注意，示出正常位置，插口456環(huán)繞突起部458，使得突起部458大體在插口內(nèi)居中。
雖然就一定實(shí)施例說(shuō)明了清潔設(shè)備，但是在閱讀和理解上述的說(shuō)明時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠明了不同的替換和修改。上述說(shuō)明是為了說(shuō)明而不是限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明包括在權(quán)利要求及其等同物內(nèi)的所有替代、修改或變化。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人設(shè)備，包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸相關(guān)障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到殼體上并與控制器連通的推進(jìn)機(jī)構(gòu)，其中推進(jìn)機(jī)構(gòu)在所述表面區(qū)域上移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備；在與機(jī)器人設(shè)備所在表面對(duì)應(yīng)的x-y平面上限定用于機(jī)器人設(shè)備的至少前部和后部的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到所述殼體上并適合從操縱桿傳感器接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的控制器，其中，控制器至少部分地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)確定相關(guān)障礙物相對(duì)于x-y平面的方向，并至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制推進(jìn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，所述一個(gè)和多個(gè)檢測(cè)信號(hào)以至少表示障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向的方式改變。
3.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器可移動(dòng)地固定到殼體上，以在緩沖器接觸障礙物時(shí)，允許緩沖器至少在x-y平面上相對(duì)殼體移動(dòng)預(yù)定距離。
4.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器由多個(gè)部分形成。
5.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括容納在殼體中并與控制器可操作地連通的刷輥組件，其中控制器控制刷輥組件的運(yùn)行；和可取下地容納在殼體中的污物斗組件，用于在刷輥組件被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
6.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括由殼體可取下地容納的真空/污物斗組件，真空/污物斗組件包括與控制器可操作地連通的抽吸電動(dòng)機(jī)；以及與噴嘴和抽吸電動(dòng)機(jī)可操作地連通的污物斗組件，以在抽吸電動(dòng)機(jī)被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
7.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，該操縱桿傳感器包括兩軸電位計(jì)操縱桿，它包括彈簧致動(dòng)返回中心的軸；和安裝到所述軸上的頭部。
8.如權(quán)利要求7的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器包括向著殼體定向的插口，插口的移動(dòng)大體與緩沖器的移動(dòng)一致，并且其中操縱桿傳感器設(shè)置在殼體上，使得該頭部的至少一部分位于插口內(nèi)，以便在機(jī)器人設(shè)備與障礙物接觸時(shí)，操縱桿傳感器上的軸被移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括置于殼體與緩沖器之間的多個(gè)緩沖器彈簧，用于將緩沖器與殼體隔開(kāi)，并相對(duì)于殼體朝著預(yù)定正常位置彈性地偏壓緩沖器；和固定到緩沖器上的多個(gè)托架，用于可移動(dòng)地將緩沖器固定到殼體上、并允許緩沖器相對(duì)于殼體在x-y平面上受限制的移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器包括向著殼體定向的至少一個(gè)插口，插口的移動(dòng)大體與緩沖器的移動(dòng)一致，其中殼體包括設(shè)置在殼體上的相應(yīng)突起，使得至少一部分突起位于相關(guān)的插口內(nèi)，其中每個(gè)插口和突起組合至少在x-y平面上限制緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)。
11.一種機(jī)器人設(shè)備，包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸相關(guān)障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到殼體上并與控制器連通的推進(jìn)機(jī)構(gòu)，其中推進(jìn)機(jī)構(gòu)在所述表面區(qū)域上移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備；在與機(jī)器人設(shè)備所在表面對(duì)應(yīng)的x-y平面上限定機(jī)器人設(shè)備的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到所述殼體上并適合接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的控制器，其中，控制器至少部分地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)確定相關(guān)障礙物相對(duì)于x-y平面的方向，并至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制推進(jìn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，以響應(yīng)與相關(guān)障礙物的接觸移離相關(guān)障礙物、并繼續(xù)穿過(guò)所述表面區(qū)域，以避開(kāi)所述相關(guān)障礙物。
12.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，所述一個(gè)和多個(gè)檢測(cè)信號(hào)以至少表示障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向的方式改變。
13.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器可移動(dòng)地固定到殼體上，以在緩沖器接觸障礙物時(shí)，允許緩沖器至少在x-y平面上相對(duì)殼體移動(dòng)預(yù)定距離。
14.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器由多個(gè)部分形成。
15.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括容納在殼體中并與控制器可操作地連通的刷輥組件，其中控制器控制刷輥組件的運(yùn)行；和可取下地容納在殼體中的污物斗組件，用于在刷輥組件被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
16.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括由殼體可取下地容納的真空/污物斗組件，真空/污物斗組件包括與控制器可操作地連通的抽吸電動(dòng)機(jī)；以及與抽吸電動(dòng)機(jī)和表面區(qū)域可操作地連通的污物斗組件，以在抽吸電動(dòng)機(jī)被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
17.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，該操縱桿傳感器包括兩軸電位計(jì)操縱桿，它包括彈簧致動(dòng)返回中心的軸；和安裝到所述軸上的頭部。
18.如權(quán)利要求17的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器包括向著殼體定向的插口，插口的移動(dòng)大體與緩沖器的移動(dòng)一致，并且其中操縱桿傳感器設(shè)置在殼體上，使得該頭部的至少一部分位于插口內(nèi)，以便在機(jī)器人設(shè)備與障礙物接觸時(shí)，操縱桿傳感器上的軸被移動(dòng)。
19.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括置于殼體與緩沖器之間的多個(gè)緩沖器彈簧，用于將緩沖器與殼體隔開(kāi)，并相對(duì)于殼體朝著預(yù)定正常位置彈性地偏壓緩沖器；和固定到緩沖器上的多個(gè)托架，用于可移動(dòng)地將緩沖器固定到殼體上、并允許緩沖器相對(duì)于殼體在x-y平面上受限制的移動(dòng)。
20.如權(quán)利要求11的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器包括向著殼體定向的至少一個(gè)插口，插口的移動(dòng)大體與緩沖器的移動(dòng)一致，其中殼體包括設(shè)置在殼體上的相應(yīng)突起，使得至少一部分突起位于相關(guān)的插口內(nèi)，其中每個(gè)插口和突起組合至少在x-y平面上限制緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)。
21.一種控制機(jī)器人設(shè)備以便在穿過(guò)表面區(qū)域時(shí)執(zhí)行所需任務(wù)的方法，所述方法包括步驟a)提供機(jī)器人設(shè)備，機(jī)器人設(shè)備包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到所述殼體上并適合接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的控制器；安裝到殼體上并與控制器連通的牽引裝置；安裝到殼體上并與控制器連通的功能裝置；以及在與表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面上限定機(jī)器人設(shè)備的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；b)向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力；c)選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式；d)啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行；e)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制牽引裝置以便在所述表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備；f)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制功能裝置以便執(zhí)行所需任務(wù)；g)至少部分地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)，確定何時(shí)機(jī)器人設(shè)備接觸障礙物、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向；和h)至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制機(jī)器人設(shè)備的移動(dòng)，以便響應(yīng)與障礙物的接觸移離障礙物。
22.如權(quán)利要求21的方法，其特征在于，還包括步驟以至少表示障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向的方式改變所述一個(gè)和多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
23.如權(quán)利要求21的方法，其特征在于，機(jī)器人設(shè)備還包括置于殼體和緩沖器之間的多個(gè)緩沖器彈簧，用于將緩沖器與殼體隔開(kāi)，所述方法還包括步驟相對(duì)于殼體朝著預(yù)定正常位置彈性地偏壓緩沖器。
24.如權(quán)利要求23的方法，其特征在于，還包括步驟當(dāng)機(jī)器人設(shè)備移離障礙物時(shí)，朝著預(yù)定正常位置彈性地偏壓緩沖器。
25.如權(quán)利要求21的方法，其特征在于，還包括步驟至少部分地根據(jù)障礙物的方向，繼續(xù)跨越所述表面以便避開(kāi)障礙物。
26.如權(quán)利要求21的方法，其特征在于，還包括步驟在所述表面上進(jìn)行抽吸。
27.一種控制機(jī)器人設(shè)備以便在穿過(guò)表面區(qū)域時(shí)執(zhí)行所需任務(wù)的方法，所述方法包括步驟a)提供機(jī)器人設(shè)備，機(jī)器人設(shè)備包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到所述殼體上并適合接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的控制器；安裝到殼體上并與控制器連通的牽引裝置；安裝到殼體上并與控制器連通的功能裝置；以及在與所述表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面上限定用于機(jī)器人設(shè)備的至少前部和后部的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；b)向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力；c)選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式；d)啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行；e)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制牽引裝置以便在所述表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備；f)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制功能裝置以便執(zhí)行所需任務(wù)；g)確定何時(shí)機(jī)器人設(shè)備接觸障礙物、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向；和h)響應(yīng)與障礙物的接觸控制機(jī)器人設(shè)備。
28.如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，還包括步驟以至少表示障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向的方式改變所述一個(gè)和多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
29.如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，機(jī)器人設(shè)備還包括置于殼體和緩沖器之間的多個(gè)緩沖器彈簧，用于將緩沖器與殼體隔開(kāi)，所述方法還包括步驟相對(duì)于殼體朝著預(yù)定正常位置彈性地偏壓緩沖器。
30.如權(quán)利要求29的方法，其特征在于，還包括步驟當(dāng)機(jī)器人設(shè)備移離障礙物時(shí)，朝著預(yù)定正常位置彈性地偏壓緩沖器。
31.如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，功能裝置包括由殼體容納并與控制器可操作地連通的刷輥組件，以及由殼體容納以便在刷輥組件被驅(qū)動(dòng)時(shí)接收和收集污物和灰塵的污物斗組件。
32.如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，功能裝置包括由殼體可取下地容納的真空/污物斗組件，所述真空/污物斗組件包括與控制器可操作地連通的抽吸電動(dòng)機(jī)，以及與所述表面區(qū)域和抽吸電動(dòng)機(jī)可操作地連通的污物斗組件，以在抽吸電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)接收和收集污物和灰塵。
33.一種在跨越表面區(qū)域時(shí)執(zhí)行所需任務(wù)的機(jī)器人設(shè)備，包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸相關(guān)障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到殼體上的推進(jìn)機(jī)構(gòu)；安裝到殼體上的清潔元件；用于向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力的第一控制裝置；用于選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式的第二控制裝置；用于啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行的第三控制裝置；安裝到殼體上并適于接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的處理裝置，與第一、第二、和第三控制裝置、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、和清潔元件連通，以便i)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制推進(jìn)機(jī)構(gòu)，以在所述表面區(qū)域上移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備，ii)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式，控制清潔元件執(zhí)行所需任務(wù)，iii)確定機(jī)器人設(shè)備何時(shí)與障礙物接觸、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和與所述表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面的方向，以及iv)響應(yīng)與障礙物的接觸控制機(jī)器人設(shè)備；和在所述x-y平面上限定用于機(jī)器人設(shè)備的至少前部和后部的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
34.如權(quán)利要求33的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括用于以至少表示障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向的方式改變所述一個(gè)和多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的裝置。
35.如權(quán)利要求33的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括用于相對(duì)于殼體朝著預(yù)定正常位置偏壓緩沖器的彈性部件。
36.如權(quán)利要求33的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，清潔元件包括容納在殼體中并與控制器可操作地連通的刷輥組件；和可取下地容納在殼體中的污物斗組件，用于在刷輥組件被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
37.如權(quán)利要求33的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，清潔元件包括由殼體可取下地容納的真空/污物斗組件，真空/污物斗組件包括與控制器可操作地連通的抽吸電動(dòng)機(jī)；以及與抽吸電動(dòng)機(jī)和表面區(qū)域可操作地連通的污物斗組件，以在抽吸電動(dòng)機(jī)被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
38.如權(quán)利要求33的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器可移動(dòng)地固定到殼體上，以在緩沖器接觸障礙物時(shí)，允許緩沖器至少在x-y平面上相對(duì)殼體移動(dòng)預(yù)定距離。
39.如權(quán)利要求33的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器由多個(gè)部分形成。
40.如權(quán)利要求33的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器包括向著殼體定向的至少一個(gè)插口，插口的移動(dòng)大體與緩沖器的移動(dòng)一致，其中殼體包括設(shè)置在殼體上的相應(yīng)突起，使得至少一部分突起位于相關(guān)的插口內(nèi)，其中每個(gè)插口和突起組合至少在x-y平面上限制緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)。
41.一種在跨越表面區(qū)域時(shí)執(zhí)行所需任務(wù)的機(jī)器人設(shè)備，包括殼體；安裝到所述殼體上的操縱桿傳感器，所述操縱桿傳感器配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域并接觸相關(guān)障礙物時(shí)提供變化的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；安裝到殼體上的牽引裝置；安裝到殼體上的功能裝置；在與表面區(qū)域?qū)?yīng)的x-y平面上限定機(jī)器人設(shè)備的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；用于向機(jī)器人設(shè)備提供動(dòng)力的第一控制裝置；用于選擇機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行模式的第二控制裝置；用于啟動(dòng)機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)行的第三控制裝置；安裝到殼體上并適于接收所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的處理裝置，與牽引裝置、功能裝置、以及第一、第二、和第三控制裝置連通，以便i)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式控制牽引裝置，以在所述表面區(qū)域上推進(jìn)機(jī)器人設(shè)備，ii)至少部分地根據(jù)所選擇的運(yùn)行模式，控制功能裝置執(zhí)行所需任務(wù)，iii)至少部分地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)，確定機(jī)器人設(shè)備何時(shí)與障礙物接觸、以及至少障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和所述x-y平面的方向，以及iv)至少部分地根據(jù)障礙物的方向控制機(jī)器人設(shè)備的移動(dòng)，以響應(yīng)與障礙物的接觸移離障礙物、并繼續(xù)穿過(guò)所述表面區(qū)域，以避開(kāi)所述障礙物。
42.如權(quán)利要求41的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括用于以至少表示障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和x-y平面的方向的方式改變所述一個(gè)和多個(gè)檢測(cè)信號(hào)的裝置。
43.如權(quán)利要求41的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，還包括用于相對(duì)于殼體朝著預(yù)定正常位置彈性地偏壓緩沖器的裝置。
44.如權(quán)利要求41的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，功能裝置包括容納在殼體中并與控制器可操作地連通的刷輥組件；和可取下地容納在殼體中的污物斗組件，用于在刷輥組件被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
45.如權(quán)利要求41的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，功能裝置包括由殼體可取下地容納的真空/污物斗組件，真空/污物斗組件包括與控制器可操作地連通的抽吸電動(dòng)機(jī)；以及與抽吸電動(dòng)機(jī)和表面區(qū)域可操作地連通的污物斗組件，以在抽吸電動(dòng)機(jī)被運(yùn)行時(shí)接收和收集污物和灰塵。
46.如權(quán)利要求41的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器可移動(dòng)地固定到殼體上，以在緩沖器接觸障礙物時(shí)，允許緩沖器至少在x-y平面上相對(duì)殼體移動(dòng)預(yù)定距離。
47.如權(quán)利要求41的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器由多個(gè)部分形成。
48.如權(quán)利要求41的機(jī)器人設(shè)備，其特征在于，緩沖器包括向著殼體定向的至少一個(gè)插口，插口的移動(dòng)大體與緩沖器的移動(dòng)一致，其中殼體包括設(shè)置在殼體上的相應(yīng)突起，使得至少一部分突起位于相關(guān)的插口內(nèi)，其中每個(gè)插口和突起組合至少在x-y平面上限制緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)。
全文摘要
提供帶有操縱桿傳感器的機(jī)器人設(shè)備和相關(guān)運(yùn)行方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該機(jī)器人設(shè)備包括殼體；配置成在機(jī)器人設(shè)備穿過(guò)表面區(qū)域和接觸障礙物時(shí)提供變化的檢測(cè)信號(hào)的操縱桿傳感器；適合接收所檢測(cè)信號(hào)的控制器，其中控制器根據(jù)所檢測(cè)信號(hào)確定障礙物相對(duì)于機(jī)器人設(shè)備和對(duì)應(yīng)于所述表面區(qū)域的x－y平面的方向，并根據(jù)障礙物的方向控制機(jī)器人設(shè)備；牽引裝置；在所述x－y平面上限定用于機(jī)器人設(shè)備的至少前部和后部的周緣的緩沖器，其中，緩沖器與操縱桿傳感器可操作地連通，使得緩沖器相對(duì)于殼體的移動(dòng)改變操縱桿傳感器提供的所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
文檔編號(hào)G05D1/02GK1683120SQ200510063799
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者馬克·E·賴因德?tīng)?申請(qǐng)人:皇家器具有限公司