CN103284662B - 清扫***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清扫***及其控制方法。该清扫***，包括一引导物体以及一扫地机器人。引导物体具有一磁铁模块，用以形成一磁场。扫地机器人包括，一操作模块、一第一感测模块以及一控制模块。操作模块根据一控制信号，进行一清洁任务以及一移动任务。第一感测模块根据该磁场，产生一第一检测信号。控制模块根据第一检测信号，产生控制信号，用以调整清洁任务以及移动任务的至少一个的效能。
Description
技术领域
本发明涉及一种清扫***，特别是涉及一种具有扫地机器人的清扫***。
背景技术
清洁地板是一种相当费力的工作。为了改善清洁地板所花费的时间，发展出许多清洁装置，如扫把、抹布…等。然而，使用者仍需手持清洁装置，方能进行清洁动作，因此，现有的清洁装置并未降低使用者的不便。
随着科技的进步，电子产品的种类愈来愈多，其中机器人(robot)就是其中一种。以扫地机器人为例，其可自动进行清洁动作，而不需使用者操作，因此逐渐取代现有的清洁装置。一般而言，现有的做法是利用至少一虚拟墙(virtual wall)，限制扫地机器人的清扫区域，并利用一基地台(docking station)，对扫地机器人充电。然而，若扫地机器人无法准确地得知虚拟墙或基地台或其他无线导引装置的位置，将导致扫地机器人误碰撞到虚拟墙或是无法即时回到基地台充电。
发明内容
本发明提供一种清扫***，包括一引导物体以及一扫地机器人。引导物体具有一磁铁模块，用以形成一磁场。扫地机器人包括，一操作模块、一第一感测模块以及一控制模块。操作模块根据一控制信号，进行一清洁任务以及一移动任务。第一感测模块根据该磁场，产生一第一检测信号。控制模块根据第一检测信号，产生控制信号，用以调整清洁任务以及移动任务的至少一个的效能。
本发明还提供一种控制方法，适用于一扫地机器人，包括，设置一磁铁模块于一引导物体中，用以形成一磁场；检测磁场，并根据检测结果产生一第一检测信号；根据第一检测信号，控制扫地机器人的一清洁任务及一移动任务的至少一个的效能。
为使本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的清扫***的示意图。
图2为本发明的控制方法的一可能实施例。
图3为本发明的控制方法的另一可能实施例。
附图符号说明
100：清扫***；
110：引导物体；
130：扫地机器人；
111：磁铁模块；
113：铷铁硼磁铁；
131：操作模块；
132：感测模块；
133：控制模块；
134：清洁刷；
135、136：滚轮；
137：吸尘口；
S210~S230、S310~S350：步骤。
具体实施方式
图1为本发明的清扫***的示意图。如图所示，清扫***100包括一引导物体110以及一扫地机器人130。在本实施例中，引导物体110具有一磁铁模块111，用以形成一磁场。在一可能实施例中，磁铁模块111包括至少一铷铁硼磁铁113。
本发明并不限定引导物体110的功用。在本实施例中，引导物体110可引导扫地机器人130。在一可能实施例中，引导物体110为一虚拟墙，用以限定扫地机器人130的移动方向。在另一可能实施例中，引导物体110为一充电基地台或无线导引装置，用以引导扫地机器人130回到充电基地台进行充电动作或无线控制程序。
扫地机器人130包括一操作模块131、一感测模块132以及一控制模块133。操作模块131根据一控制信号，进行一清洁任务以及一移动任务。本发明并不限定操作模块131的构成元件，只要能够进行清洁及移动任务的元件，均可设置在操作模块131之中。在本实施例中，操作模块131包括一清洁刷134以及滚轮135、136及吸尘口137。清洁刷134及吸尘口137用以进行一清洁任务。滚轮135及136用以进行一移动任务。
感测模块132根据磁铁模块111所产生的磁场，产生一检测信号。在本实施例中，感测模块132设置于扫地机器人130的侧面，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，只要能够感测磁场的位置，均可设置感测模块132。另外，本发明亦不限定感测模块132的内部架构。在一可能实施例中，感测模块132包括一指南针感测器(compass sensor)、一霍尔感测器(Hall sensor)、一陀螺仪及一加速规(g sensor)的至少一个。
控制模块133根据感测模块132所产生的检测信号，产生一控制信号予操作模块131，用以调整操作模块131所进行的清洁任务以及移动任务的至少一个的效能。
举例而言，控制模块133根据感测模块132所产生的检测信号，控制滚轮135及136的转速、转向，用以停止或开始扫地机器人130的移动，或是调整扫地机器人130的移动速度(加速或减速)或移动方向(回转或巡航)。
另外，控制模块133更可根据感测模块132所产生的检测信号，控制清洁刷134的转速或是吸尘口137的吸力、空气流量，用以调整扫地机器人130的清扫效能。
在本实施例中，当扫地机器人130接近引导物体110时，感测模块132便可感测到强烈的磁场。相反地，当扫地机器人130远离引导物体110时，感测模块132便无法感测到磁场，或是只能感测到微小的磁场。因此，根据感测模块132所产生的检测信号，便可得知引导物体110的所在位置。
在一可能实施例中，若引导物体110作为一虚拟墙时，则扫地机器人130在接近引导物体110时，控制模块133便根据感测模块132所产生的检测信号，规划扫地机器人130的移动路径，也就是控制滚轮135及136的转速及转向。
在另一可能实施例中，若引导物体110作为一充电基地台时，则当扫地机器人130内的一储能模块(如电池，未显示)的一电能小于一预设值时，控制模块133控制滚轮135及136往引导物体110移动。由于引导物体110具有磁铁模块111，因此，藉由感测模块132的检测，扫地机器人130可准确地得知引导物体110的位置，并朝向引导物体110而移动。
在其它实施例中，不论引导物体110的角色为何，控制模块133可根据感测模块132所产生的检测信号，得知目前扫地机器人130的状态。举例而言，当感测模块132所产生的检测信号的变化小于一预设值，并且持续超过一预设时间时，表示扫地机器人130一直待在同一地点不动，如机器人卡住或空转。在此例中，控制模块133可控制滚轮135及136的转向，使得扫地机器人130以摇摆的方式移动。
另外，控制模块133亦可利用声音或光线的效果，呈现扫地机器人130的使用状态。举例而言，当扫地机器人130卡住时，控制模块133驱动一蜂鸣器(未显示)，用以发出警示讯息，或是点亮警示灯，好让使用者即时得知并排除异常状态。
为了让扫地机器人130以最适当的方式移动，在一可能实施例中，扫地机器人130还包括一感测模块137。感测模块137根据扫地机器人130的外部环境，产生一检测信号。控制模块133根据感测模块137所产生的检测信号，调整操作模块131的清洁任务以及移动任务至少一个的效能。
举例而言，若控制模块133根据感测模块132所产生的检测信号，得知扫地机器人130被卡住，控制模块133可调整滚轮135及136的转向，用以使扫地机器人130以摇摆的方式移动，再根据感测模块137所产生的检测信号，调整扫地机器人130的移动路径，使扫地机器人130脱离卡住状态。
本发明并不限定感测模块137的内部架构。在一可能实施例中，感测模块137包括一光感测器(photo sensor)，根据扫地机器人130周围的一反射光，产生检测信号。在另一可能实施例中，感测模块137包括一声音感测器，如超音波感测器(ultrasonic sensor)，根据扫地机器人130周围的一反射声波，产生检测信号。此外,可以感测无线信号的感测模块以及导引装置都是可能的实施例。
图2为本发明的控制方法的一可能实施例。首先，设置一磁铁模块于一引导物体中，用以形成一磁场(步骤S210)。在一可能实施例，可将至少一铷铁硼磁铁设置于引导物体中，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，可设置其它种类的磁铁于引导物体中。
检测引导物体的磁场，并根据检测结果，产生一检测信号(步骤S220)。在一可能实施例中，是利用一指南针感测器、一霍尔感测器、一陀螺仪及一加速规的至少一个检测磁场。
根据检测信号，控制一扫地机器人的一清洁任务及一移动任务的至少一个的效能(步骤S230)。在一可能实施例中，藉由控制扫地机器人的清洁刷的转速、吸尘口的吸力或空气流量，便可达到控制扫地机器人的一清洁任务的目的。另外，藉由控制扫地机器人的滚轮的转速及转向，便可达到控制扫地机器人的一移动任务的目的。
图3为本发明的控制方法的另一可能实施例。图3相似图2，不同之处在于图3多了步骤S340及S350。由于图3的步骤S310~S330与图2的步骤S210~S230相同，故不再赘述。
在步骤S340中，判断步骤S220所产生的检测信号的变化是否小于一预设值，并且持续超过一预设时间。当步骤S220所产生的检测信号的变化小于一预设值，并且持续超过一预设时间时，表示扫地机器人可能被卡住。因此，检测扫地机器人的一外部环境，并根据检测结果调整扫地机器人的清洁任务及一移动任务的至少一个(步骤S350)。
举例而言，当扫地机器人卡住时，可先调整扫地机器人的移动任务，使扫地机器人以一摇摆方式移动，再利用另一感测模块检测扫地机器人的外部环境，并根据检测结果调整扫地机器人的行进路径，使得扫地机器人离开卡住状态。另外，得知扫地机器人卡住后，可先暂停清洁任务，待卡住状态解除后，再开始清洁任务。
在一可能实施例中，步骤S350是利用一光感测器检测扫地机器人的外部环境的一反射光。在另一可能实施例中，步骤S350是利用一声音感测器，检测扫地机器人的外部环境的一反射声波。
当步骤S220所产生的检测信号的变化未小于一预设值，或是持续的时间未超过一预设时间时，表示扫地机器人正常运作，因此，回到步骤S320，继续根据磁场的变化，控制扫地机器人。另外，在步骤S350后，亦回到步骤S320，继续检测磁场的变化。
除非另作定义，在此所有词汇(包含技术与科学词汇)均属本发明所属技术领域中具有通常知识者的一般理解。此外，除非明白表示，词汇于一般字典中的定义应解释为与其相关技术领域的文章中意义一致，而不应解释为理想状态或过分正式的语态。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。
Claims (11)
1.一种清扫***，包括：
一引导物体，具有一磁铁模块，用以形成一磁场；以及
一扫地机器人，包括：
一操作模块，根据一控制信号，进行一清洁任务以及一移动任务；
一第一感测模块，根据该磁场，产生一第一检测信号；以及
一控制模块，根据该第一检测信号，产生该控制信号，用以调整该清洁任务以及该移动任务的至少一个的效能，
其中该扫地机器人还包括：
一第二感测模块，根据该扫地机器人的一外部环境，产生一第二检测信号，其中当该第一检测信号的变化小于一预设值，并且持续超过一预设时间时，该控制模块根据该第二检测信号，调整该清洁任务以及该移动任务至少一个的效能。
2.如权利要求1所述的清扫***，其中该引导物体为一虚拟墙。
3.如权利要求1所述的清扫***，其中该引导物体为一充电基地台。
4.如权利要求1所述的清扫***，其中该引导物体为一无线导引装置。
5.如权利要求3所述的清扫***，其中该操作模块包括多个滚轮，用以进行该移动任务，该扫地机器人还包括一储能模块，当该储能模块的一电能小于一预设值时，该控制模块控制该多个滚轮往该充电基地台移动。
6.如权利要求1所述的清扫***，其中该第一感测模块包括一指南针感测器、一霍尔感测器、一陀螺仪及一加速规的至少一个。
7.如权利要求1所述的清扫***，其中该第二感测模块包括一光感测器，根据该外部环境的一反射光，产生该第二检测信号。
8.如权利要求1所述的清扫***，其中该第二感测模块包括一声音感测器，根据该外部环境的一反射声波，产生该第二检测信号。
9.如权利要求1所述的清扫***，其中该第二感测模块包括一无线感测器，根据该外部环境的一无线讯号，产生该第二检测信号。
10.如权利要求1所述的清扫***，其中该磁铁模块包括至少一铷铁硼磁铁。
11.一种控制方法，适用于一扫地机器人，包括：
设置一磁铁模块于一引导物体中，用以形成一磁场；
检测该磁场，并根据检测结果，产生一第一检测信号；
根据该第一检测信号，控制该扫地机器人的一清洁任务及一移动任务的至少一个的效能；以及
当该第一检测信号的变化小于一预设值，并且持续超过一预设时间时，检测该扫地机器人的一外部环境，产生一第二检测信号，根据该第二检测信号，调整该清洁任务以及该移动任务的至少一个的效能。
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