CN104416568B - 自动工作***及自动行走设备的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动行走设备的控制方法，停靠站具有用于发出超声波信号的发生装置及第一电路，自动行走设备具有用于接收超声波信号的接收装置及第二电路，自动行走设备启动回归时，自动行走设备的控制器根据接收装置的超声波信号接收情况，驱使自动行走设备返回并与停靠站对接；控制器根据侦测端子处的电性参数确认对接是否成功。如此实现了自动行走设备快速自动返回并与停靠站精准对接，且能有效判断对接成功，提高了充电效率。本发明还提供了一种自动工作***。

Description

自动工作***及自动行走设备的控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动工作***及自动行走设备的控制方法。

背景技术

随着计算机技术和人工智能技术的不断进步，类似于智能机器人的自动工作***已经开始慢慢的走进人们的生活。三星、伊莱克斯等公司均开发了全自动吸尘器并已经投入市场。这种全自动吸尘器通常体积小巧，集成有环境传感器、自驱***、吸尘***、电池和充电***，能够无需人工操控，自行在室内巡航，在能量低时自动返回停靠站，对接并充电，然后继续巡航吸尘。同时，哈斯科瓦纳等公司开发了类似的自动割草机，其能够自动在用户的草坪中割草、充电，无需用户干涉。由于这种自动工作***一次设置之后就无需再投入精力管理，将用户从清洁、草坪维护等枯燥且费时费力的家务工作中解放出来，因此受到极大欢迎。

请参照图1，现有的自动行走设备10在由边界线13围成的封闭区域内工作，当其电量较低或其他原因需要返回到停靠站20时，自动行走设备10跨过边界线13，并沿边界线13顺时针或逆时针返回停靠站20。

然而当自动行走设备10本来就位于距离停靠站20较近的某些位置时，如图1中自动行走设备10所处的位置，自动行走设备10返回时寻找最接近的边界线13，并按逆时针返回停靠站20，返回路线不合理且浪费电能。另外，自动行走设备10停靠站20对接充电时可能无法判断是否对接成功，因此有必要对现有的自动行走设备及停靠站进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种快速自动返回并与停靠站对接，且能判断对接成功的自动工作***及自动行走设备的控制方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种自动行走设备的控制方法，用于控制所述自动行走设备返回停靠站、与所述停靠站对接并确认对接，所述停靠站具有用于发出超声波信号的发生装置及第一电路，所述自动行走设备具有用于接收超声波信号的接收装置及第二电路，所述第一电路包括第一组端子及能量提供单元，所述第二电路包括第二组端子、能量存储单元及控制器，所述第一电路或者第二电路具有电性参数侦测单元，所述第一组端子和第二组端子对接时第一电路与第二电路电性连接，所述控制方法包括以下步骤：所述自动行走设备启动回归时，所述控制器根据所述接收装置的超声波信号接收情况，控制所述自动行走设备返回所述停靠站并驱使第二组端子与第一组端子对接；所述能量存储单元或能量提供单元提供侦测能量；所述电性参数侦测单元侦测第一组端子或第二组端子处的电性参数并将电性参数输出给所述控制器；所述控制器中存储有预定的电性参数，当接收到的电性参数与预定的电性参数匹配时，所述控制器确认第一组端子与第二组端子对接成功。

优选地，所述发生装置包括至少两个发出不同的超声波信号的发生器，所述至少两个发生器的发射角部分重叠，从而将所述发生装置的发射范围划分为若干子区域，所述控制器根据所述接收装置接收的超声波信号控制所述自动行走设备移动到特定的子区域，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器控制所述自动行走设备朝向所述停靠站行走。

优选地，所述发生器数量为大于或等于三的奇数，其中位于最中间为中间发生器，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器根据接收到的中间发生器的超声波信号控制所述自动行走设备朝向停靠站行走，并使得第二组端子与第一组端子对接。

优选地，所述电性参数为电压值、电流值或预设的规律变化的信号。

优选地，所述第二组端子包括两个第二端子，所述第二电路还包括跨接电路，所述跨接电路连接于两个第二端子之间。

优选地，所述第二电路还包括连接于所述能量存储单元与第二组端子之间的开关模块，在第一组端子与第二组端子对接前所述开关模块断开，所述控制器在确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述开关模块导通，此时所述能量提供单元通过第一组端子及第二组端子对所述能量存储单元进行充电。

优选地，所述停靠站还具有主控单元，所述主控单元确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述能量提供单元输出高于所述侦测能量的充电能量以对所述能量存储单元进行充电。

优选地，所述发生装置的功率小于0.5瓦特。

本发明还提供一种自动工作***，包括停靠站及自动行走设备，所述停靠站具有用于发出超声波信号的发生装置及第一电路，所述自动行走设备具有用于接收超声波信号的接收装置及第二电路，所述第一电路包括第一组端子及能量提供单元，所述第二电路包括第二组端子、能量存储单元及控制器，所述控制器根据所述接收装置的超声波信号接收情况，控制所述自动行走设备返回所述停靠站并驱使第二组端子与第一组端子对接，所述能量存储单元或能量提供单元提供侦测能量，所述第一电路或者第二电路具有电性参数侦测单元，当所述第一组端子和第二组端子对接时，第一电路与第二电路通过第一组端子和第二组端子电性连接；所述侦测电路还包括电性参数侦测单元，所述电性参数侦测单元侦测第一组端子或第二组端子处的电性参数并将电性参数输出给所述控制器，所述控制器中存储有预定的电性参数，当接收到的电性参数与预定的电性参数匹配时，所述控制器确认第一组端子与第二组端子对接成功。

优选地，所述发生装置包括至少两个发出不同的超声波信号的发生器，所述至少两个发生器的发射角部分重叠，从而将所述发生装置的发射范围划分为若干子区域，所述控制器根据所述接收装置接收的超声波信号控制所述自动行走设备移动到特定的子区域，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器控制所述自动行走设备朝向所述停靠站行走。

优选地，所述发生器数量为大于或等于三的奇数，其中位于最中间为中间发生器，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器根据接收到的中间发生器的超声波信号控制所述自动行走设备朝向停靠站行走，并使得第二组端子与第一组端子对接。

优选地，所述电性参数为电压值、电流值或预设的规律变化的信号。

优选地，所述第二组端子包括两个第二端子，所述第二电路还包括跨接电路，所述跨接电路连接于两个第二端子之间。

优选地，所述第二电路还包括连接于所述能量存储单元与第二组端子之间的开关模块，在第一组端子与第二组端子对接前所述开关模块断开，所述控制器在确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述开关模块导通，此时所述能量提供单元通过第一组端子及第二组端子对所述能量存储单元进行充电。

优选地，所述停靠站还具有主控单元，所述主控单元确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述能量提供单元输出高于所述侦测能量的充电能量以对所述能量存储单元进行充电。

优选地，所述发生装置的功率小于0.5瓦特。

本发明的有益效果为：实现自动行走设备快速自动返回并与停靠站对接，且能有效判断对接成功，提高了充电效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是现有的自动行走设备返回停靠站的示意图。

图2是本发明自动工作***的较佳实施方式的示意图。

图3是图2中的自动行走设备及停靠站的方框示意图。

图4是图3中的第一电路与第二电路的方框示意图

图5是图2中的停靠站的示意图。

图6是本发明自动工作***的较佳实施方式中自动行走设备由单信号覆盖区域进入双重信号重叠区域的示意图。

图7是本发明自动工作***的较佳实施方式中自动行走设备在双重信号重叠区域进行方向调整的示意图。

图8是本发明自动工作***的较佳实施方式中自动行走设备处于双重信号重叠区域的示意图。

图9是本发明自动工作***的较佳实施方式中自动行走设备离开双重信号重叠区域时进行方向调整的示意图。

图10是本发明自动工作***的较佳实施方式中自动行走设备朝向停靠站前进的示意图。

图11是本发明自动工作***的较佳实施方式中自动行走设备沿两个发生器之间的中垂线前进的示意图。

图12是本发明自动工作***的另一较佳实施方式中自动行走设备由单信号覆盖区域进入双重信号重叠区域的示意图。

图13是本发明自动工作***的另一较佳实施方式中自动行走设备由双重信号重叠区域进入三重信号重叠区域的示意图。

图14是本发明自动工作***的另一较佳实施方式中自动行走设备在三重信号重叠区域进行方向调整的示意图。

图15是本发明自动工作***的另一较佳实施方式中自动行走设备在三重信号重叠区域的示意图。

图16是本发明自动工作***的另一较佳实施方式中自动行走设备由三重信号重叠区域进入单信号覆盖区域的示意图。

图17是本发明自动工作***的另一较佳实施方式中自动行走设备朝向停靠站前进的示意图。

图18是本发明自动行走设备的控制方法的流程示意图。

其中，

10、100、自动行走设备；20、200、停靠站；13、130、边界线；

210、发生装置；220、第一电路；12、第一端子；

14、第二端子；62、第三端子；64、第四端子；

16、能量提供单元；110、接收装置；120、第二电路；

66、能量存储单元；68、控制器；18、主控单元；

19、第一电流检测单元；121、存储能量检测单元；122、开关模块；

123、跨接电路；69、第二电流检测单元；A、第一发生器；

B、第二发生器；C、第三发生器；m、空白区域；

a、第一信号覆盖区域；b、第二信号覆盖区域；c、第三信号覆盖区域；

ab、第一重叠区域；ac、第二重叠区域；bc、第三重叠区域；

abc、第四重叠区域；150、第一接收器；160、第二接收器；

1、自动工作***；

具体实施方式

参照图2所示，本发明提供一种自动工作***及自动行走设备的控制方法。本发明自动工作***1包括自动行走设备100及停靠站200。自动行走设备100在由边界线130围成的预设工作范围内行走，停靠站200位于边界线130上，用于供自动行走设备100在不工作时停靠。停靠站200可对自动行走设备100进行充电。本实施方式中，自动行走设备100为自动割草机。

参照图3，自动工作***1的停靠站200上设有发生装置210及第一电路220。发生装置210发出具有一定频率或振幅的第一超声波信号。由于超声波信号在空气中传播时衰减比较严重，因此发生装置210具有有限的发射范围。所述第一电路220包括第一组端子及能量提供单元16，所述能量提供单元16可通过所述第一组端子输出能量。第一组端子包括第一端子12及第二端子14。

所述自动工作***1的自动行走设备100具有用于接收超声波信号的接收装置110及第二电路120，所述第二电路120包括第二组端子、能量存储单元66及控制器68。能量存储单元66存储能量并提供能量驱动所述自动行走设备100行走及工作。第二组端子包括第三端子62及第四端子64。

所述自动行走设备100启动回归时，所述控制器68根据所述接收装置110的超声波信号接收情况，控制所述自动行走设备100返回所述停靠站200并使得第三端子62及第四端子64分别与第一端子12及第二端子14对接。

所述能量存储单元66或能量提供单元16提供侦测能量，当所述第一端子12及第二端子14分别和第三端子62及第四端子64对接时，第一电路220与第二电路120通过第一组端子和第二组端子电性连接形成侦测电路。

请参考图4，在本发明的较佳实施方式中，所述侦测电路的第一电路220包括能量提供单元16、主控单元18、第一电性参数侦测单元、第一端子12及第二端子14。本实施方式中，第一电性参数侦测单元为第一电流检测单元19，第一电流检测单元19连接于能量提供单元16与第二端子14之间，主控单元18连接于能量提供单元16与第一电流检测单元19之间。能量提供单元16通过第一端子12及第二端子14输出侦测能量。

所述侦测电路的第二电路120包括能量存储单元66、控制器68、存储能量检测单元121、开关模块122、跨接电路123、第二电性参数侦测单元、第三端子62及第四端子64。本实施方式中，第二电性参数侦测单元为第二电流检测单元69，跨接电路123具有电阻或电感等阻抗电子元件。

开关模块122连接于第二组端子62与能量存储单元66之间，跨接电路123连接于第二组端子62与第四端子64之间。第二电流检测单元69连接于第四端子64与能量存储单元66之间。控制器68连接于开关模块122与第二电流检测单元69之间。存储能量检测单元121连接于能量存储单元66与控制器68之间。其他实施方式中，开关模块122与第二电流检测单元69的位置可以互换，或者开关模块122与第二电流检测单元69均连接于第二组端子62与能量存储单元66之间，或者开关模块122与第二电流检测单元69均连接于第四端子64与能量存储单元66之间。所述跨接电路123包括二极管及电阻。

在第一组端子和第二组端子对接前，所述开关模块122断开。当第一组端子和第二组端子对接时，所述能量提供单元16、第一电流检测单元19、第一端子12、第二端子14、第三端子62及第四端子64、第二电流检测单元69及跨接电路123形成闭合回路。此时第一电流检测单元19及第二电流检测单元69均检测回路的侦测电流。

控制器68存储有预定的电流值，控制器68接收到第二电流检测单元69的输出信号后，若所述输出信号表示侦测电流达到预定的电流值则确认第一组端子和第二组端子对接成功，之后控制开关模块122导通以做好充电准备。

主控单元18存储有预定的电流值，主控单元18接收到第一电流检测单元19的输出信号后，若所述输出信号表示侦测电流达到预定的电流值则确认第一组端子和第二组端子对接成功，之后控制能量提供单元16输出高于所述侦测能量的充电能量，并通过第一组端子和第二组端子对自动行走设备100的能量存储单元66进行充电。充电前的第一端子12及第二端子14处的检测能量低于充电时的充电能量，可达到省电的效果且降低了使用者误接触第一端子12及第二端子14而导致的触电危险。

其他实施方式中，能量提供单元16也可直接输出侦测能量以对能量存储单元66进行充电。此时第一电路220中的主控单元18及第一电流检测单元19可省去。

存储能量检测单元121侦测能量存储单元66的能量，控制器68在能量存储单元66的能量达到一定值时控制开关模块122断开，停止充电。

在本发明的另一较佳实施方式中，主控单元18或控制器68通过侦测电压确认第一组端子和第二组端子对接成功。具体为：侦测电路具有第一电压侦测单元（图未示）及第二电压侦测单元（图未示），第一电压侦测单元连接于第一端子12及第二端子14之间，第二电压侦测单元连接于第三端子62及第四端子64之间，主控单元18接收第一电压侦测单元的输出信号，控制器68接收第二电压侦测单元的输出信号。主控单元18及控制器68存储有预定的电压值，若所述输出信号表示侦测电压达到预定的电压值，则主控单元18或控制器68确认第一组端子和第二组端子对接成功。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述自动行走设备100通过第二组端子中的一个发出预设的规律变化的信号，如具有一定频率的方波信号，所述第一电路220具有跨接在第一组端子之间的跨接电路，当第二组端子与第一组端子对接时，所述自动行走设备100通过第二组端子中的另一个接收该方波信号的频率，从而确认对接。

请同时参考图2及图5，停靠站200上的第一端子12及第二端子14面向自动行走设备100的工作范围且水平平行设置。发生装置210包括水平间隔设置于停靠站200上的第一发生器A及第二发生器B。第一发生器A发出第一超声波信号，第二发生器B发出不同于第一超声波信号的第二超声波信号。本实施方式中，所述发生装置的功率小于0.5瓦特。

第一发生器A及第二发生器B的发射角部分重叠，使得发生装置210的发射范围具有重叠的信号覆盖区域，从而将停靠站200附近区域分为若干子区域：单信号覆盖区域、双重信号重叠区域及空白区域m。单信号覆盖区域包括仅覆盖第一超声波信号的第一信号覆盖区域a及仅覆盖第二超声波信号的第二信号覆盖区域b。双重信号重叠区域为覆盖第一超声波信号及第二超声波信号的第一重叠区域ab。其中，双重信号重叠区域及空白区域m位于停靠站200的第一端子12及第二端子14的正前方。

请再次参考图2，接收装置110具有至少两个接收角度范围。本实施方式中，接收装置包括第一接收器150及第二接收器160，第一接收器150及第二接收器160朝向不同的方位，使得两者的信号接收角度范围不相交或部分相交。本实施方式中，自动行走设备100的前端中部向前突出，第一接收器150及第二接收器160分别设置于自动行走设备100前端沿纵向中轴线的左右两侧。如此，第一接收器150及第二接收器160的信号接收角度范围部分相交。第一接收器150主要接收从自动行走设备100左侧及前方传来的超声波信号，第二接收器160主要接收从自动行走设备100右侧及前方传来的超声波信号。其他实施方式中，接收装置110也可仅具有第一接收器150，第一接收器150转动连接于自动行走设备100上，从而具有至少两个接收角度范围。

控制器根据第一接收器150的信号接收情况及第二接收器160的信号接收情况控制自动行走设备100的行走方向并进入特定的子区域，特别是与停靠站200正对的第一重叠区域ab。之后控制器根据第一接收器150的信号接收情况及第二接收器160的信号接收情况控制自动行走设备100朝向停靠站200行走。如此使得自动行走设备100就近返回停靠站200，避免自动行走设备100绕远路进行回归，提高了自动行走设备100返回停靠站200的效率，提高了自动行走设备100与停靠站200的对接几率。

如图2所示，自动行走设备100需返回或首次接收到超声波信号时，控制器控制自动行走设备100先旋转一周进行初始位置判断，以确定当前所属子区域。若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110仅接收到第一超声波信号，则控制器68判断当前区域为第一信号覆盖区域a；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110仅接收到第二超声波信号，则控制器68判断当前区域为第二信号覆盖区域b；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110接收到第一超声波信号及第二超声波信号，则控制器68判断当前区域为第一重叠区域ab；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110没有接收到任何信号，控制器68控制自动行走设备100继续按照预定路线或随机路线行走。

若自动行走设备100的初始位置为第一信号覆盖区域a，控制器68控制自动行走设备100旋转，直到仅第一接收器150接收到第一超声波信号，如图6所示。以此时自动行走设备100的朝向为行走方向，控制自动行走设备100进入第一重叠区域ab。同理，自动行走设备100的初始位置为第二信号覆盖区域b时，控制器68控制自动行走设备100旋转，直到仅第二接收器160接收到第二超声波信号，并以此时自动行走设备100的朝向为行走方向。

请参考图7，自动行走设备100由第一信号覆盖区域a进入到第一重叠区域ab时，第一接收器150接收到第一超声波信号及第二超声波信号，控制器68控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150、第二接收器160均接收到超声波信号且所述第一接收器150、第二接收器160中的任意一个同时接收到第一超声波信号及第二超声波信号，如此使得自动行走设备100面向停靠站200。

同理，自动行走设备100由第二信号覆盖区域b进入到第一重叠区域ab时，第二接收器160接收到第一超声波信号及第二超声波信号，控制器控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150、第二接收器160均接收到超声波信号且所述第一接收器150、第二接收器160中的任意一个同时接收到第一超声波信号及第二超声波信号。

第一接收器150、第二接收器160均接收到超声波信号且所述第一接收器150、第二接收器160中的任意一个同时接收到第一超声波信号及第二超声波信号的情况包括以下几种：第一接收器150、第二接收器160均接收到第一超声波信号及第二超声波信号，即自动行走设备100完全位于第一重叠区域ab内且面向停靠站200；第一接收器150仅接收到第一超声波信号，第二接收器160接收到第一超声波信号及第二超声波信号，即自动行走设备100位于第二发生器B左侧的信号边界处，自动行走设备100将沿着第二发生器B左侧的信号边界前进，如图8所示；第一接收器150接收到第一超声波信号及第二超声波信号，第二接收器160仅接收到第二超声波信号，即自动行走设备100位于第一发生器A右侧的信号边界处，自动行走设备100将沿着第一发生器A右侧的信号边界前进。

若自动行走设备100的初始位置为第一重叠区域ab，控制器68控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150、第二接收器160均接收到第一超声波信号及第二超声波信号。

请参考图9，当自动行走设备100即将离开第一重叠区域ab并进入空白区域m时，若第一接收器150没有接收到任何信号，控制器68控制自动行走设备100逆时针旋转，直到第一接收器150接收到第一超声波信号或第二接收器160接收不到超声波信号，使得自动行走设备100正对停靠站200，如图10所示。在空白区域m，控制器维持自动行走设备100的行走方向。由于第一端子12及第二端子14水平平行设置，自动行走设备100能可靠地与停靠站200对接。

同理，若自动行走设备100即将离开第一重叠区域ab并进入空白区域m时，若第二接收器160没有接收到任何信号，控制器68则控制自动行走设备100顺时针旋转，直到第二接收器160接收到第二超声波信号或第一接收器150接收不到超声波信号。此后，控制器68维持自动行走设备100的行走方向，直至自动行走设备100在空白区域m中与停靠站200对接。

请参考图11，自动行走设备100进入空白区域m的一种特例为：自动行走设备100沿第一发生器A与第二发生器B之间的中垂线前进，第一接收器150及第二接收器160将同时接收不到任何信号，此时控制器控制自动行走设备100直线前进，直至自动行走设备100与停靠站200对接。

自动行走设备100在发生器覆盖范围内的初始位置判断、进入区域判断及控制方式如表1所示：

表1

以上控制方法也可以拓展到具有大于两个的偶数个发生器的情况。

请参考图12，为了进一步提高自动行走设备100与停靠站200的对接几率，发生装置还包括第三发生器C，第三发生器C位于第一发生器A与第二发生器B之间。第三发生器C发出不同于第一超声波信号及第二超声波信号的第三超声波信号。

第一发生器A、第二发生器B及第三发生器C的发射角均部分重叠，使得发生装置210的发射范围具有重叠的信号覆盖区域，从而将停靠站200附近区域分为若干子区域：单信号覆盖区域、双重信号重叠区域及三重信号重叠区域。

单信号覆盖区域包括仅覆盖第一超声波信号的第一信号覆盖区域a、仅覆盖第二超声波信号的第二信号覆盖区域b及仅覆盖第三超声波信号的第三信号覆盖区域c。双重信号重叠区域包括：覆盖第一超声波信号及第三超声波信号的第二重叠区域ac、覆盖第二超声波信号及第三超声波信号的第三重叠区域bc。三重信号重叠区域为覆盖第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号的第四重叠区域abc。其中，三重信号重叠区域及第三信号覆盖区域c位于停靠站200的第一端子12及第二端子14的正前方。

本实施方式中，自动工作***通过三种超声波信号引导自动行走设备100向特定的子区域移动，特别是与停靠站200正对的子区域。之后控制自动行走设备100移向停靠站200，并在与停靠站200正对的子区域与停靠站200对接。如此，使得自动行走设备100就近返回停靠站200，避免自动行走设备100绕远路进行回归，提高了自动行走设备100返回停靠站200的效率。由于与停靠站200正对的三重信号重叠区域远小于覆盖第一超声波信号及第二超声波信号的第一重叠区域ab，进一步提高了自动行走设备100与停靠站200的对接几率。

具体地，当自动行走设备100需返回或首次接收到超声波信号时，控制器68控制自动行走设备100先旋转一周进行初始位置判断，以确定当前所属子区域。

若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110仅接收到第一超声波信号，则控制器68判断当前区域为第一信号覆盖区域a；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110仅接收到第二超声波信号，则判断当前区域为第二信号覆盖区域b；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110仅接收到第三超声波信号，则判断当前区域为第三信号覆盖区域c；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110仅接收到第一超声波信号及第三超声波信号，则判断当前区域为第二重叠区域ac；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110仅接收到第二超声波信号及第三超声波信号，则判断当前区域为第三重叠区域bc；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置110接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号，则判断当前区域为第四重叠区域abc；若自动行走设备100旋转一周后，接收装置没有接收到任何信号，控制器控制自动行走设备100继续按照预定路线或随机路线行走。

若自动行走设备100的初始位置为第一信号覆盖区域a时，控制器68控制自动行走设备100旋转，直到仅第一接收器150接收到第一超声波信号，从而确定行走方向。同理，自动行走设备100的初始位置为第二信号覆盖区域b时，控制器68控制自动行走设备100旋转，直到仅第二接收器160接收到第二超声波信号，从而确定行走方向。

请参考图13，自动行走设备100由第一信号覆盖区域a进入到第二重叠区域ac时，第一接收器150接收到第一超声波信号及第三超声波信号，控制器68控制自动行走设备100，使得第一接收器150接收到第一超声波信号及第三超声波信号、第二接收器160接收不到信号。同理，自动行走设备100由第二信号覆盖区域b进入到第三重叠区域bc时，第二接收器160接收到第二超声波信号及第三超声波信号，控制器控制自动行走设备100，使得第二接收器160接收到第二超声波信号及第三超声波信号、第一接收器150接收不到信号。

请参考图14，自动行走设备100由第二重叠区域ac进入第四重叠区域abc时，第一接收器150接收到第三超声波信号及第二超声波信号。控制器控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150、第二接收器160均接收到超声波信号且所述第一接收器150、第二接收器160中的任意一个同时接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号，如此使得自动行走设备100面向停靠站200。

同理，自动行走设备100由第三重叠区域bc进入第四重叠区域abc时，第二接收器160接收到第三超声波信号及第一超声波信号。控制器控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150、第二接收器160均接收到超声波信号且所述第一接收器150、第二接收器160中的任意一个同时接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号，如此使得自动行走设备100面向停靠站200。

第一接收器150、第二接收器160均接收到超声波信号且所述第一接收器150、第二接收器160中的任意一个同时接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号的情况包括以下几种：第一接收器150、第二接收器160均接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号；第一接收器150接收到第一超声波信号及第三超声波信号，第二接收器160接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号，即自动行走设备100位于第二发生器B左侧的信号边界处，自动行走设备100将沿着第二发生器B左侧的信号边界前进，如图15所示；第一接收器150接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号，第二接收器160接收到第二超声波信号及第三超声波信号，即自动行走设备100位于第一发生器A右侧的信号边界处，自动行走设备100将沿着第一发生器A右侧的信号边界前进。

请参考图16，当自动行走设备100由第四重叠区域abc进入第三信号覆盖区域c时，若第一接收器150仅接收到第三超声波信号，控制器控制自动行走设备100逆时针旋转，直到第二接收器160仅接收到第三超声波信号，如图17所示。此后，控制器维持自动行走设备100的行走方向，直至自动行走设备100与停靠站200对接。

同理，若第二接收器160仅接收到第三超声波信号，控制器控制自动行走设备100顺时针旋转，直到第一接收器150仅接收到第三超声波信号。此后，控制器维持自动行走设备100的行走方向，直至自动行走设备100与停靠站200对接。

自动行走设备100由第四重叠区域abc进入第三信号覆盖区域c的一种特例为：自动行走设备100沿第一发生器A与第二发生器B之间的中垂线前进，第一接收器150及第二接收器160将同时仅接收到第三超声波信号，此时控制器控制自动行走设备100直线前进，直至自动行走设备100与停靠站200对接。

若自动行走设备100的初始位置为第二重叠区域ac，控制器控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150接收到第一超声波信号及第三超声波信号、第二接收器160接收不到信号。同理，若自动行走设备100的初始位置为第三重叠区域bc，控制器控制自动行走设备100旋转，直到第二接收器160仅接收到第二超声波信号及第三超声波信号、第一接收器150接收不到信号。

若自动行走设备100的初始位置为第四重叠区域abc，控制器控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150、第二接收器160均接收到第一超声波信号、第二超声波信号及第三超声波信号。

若自动行走设备100的初始位置为第三信号覆盖区域c时，控制器控制自动行走设备100旋转，直到第一接收器150及第二接收器160均接收到第三超声波信号。此后，控制器维持自动行走设备100的行走方向，直至自动行走设备100与停靠站200对接。

本实施例中，自动行走设备100在发生器覆盖范围内的初始位置判断、进入区域判断及控制器控制方式如表2所示：

表2

以上控制方法也可以拓展到具有大于三个的奇数个发生器的情况。

本发明还提供了一种自动行走设备100的控制方法，停靠站200具有用于发出超声波信号的发生装置210及第一电路220，所述自动行走设备100具有用于接收超声波信号的接收装置110及第二电路120，所述第一电路220包括第一端子12、第二端子14及能量提供单元16，所述第二电路120包括第三端子62、第四端子64、能量存储单元66及控制器68。

请参考图18，上述方法包括以下步骤：

步骤S1：控制器68在自动行走设备100启动回归时，根据所述接收装置110的超声波信号接收情况，控制所述自动行走设备100返回所述停靠站200并使得第一组端子和第二组端子对接。

步骤S2：所述能量存储单元66或能量提供单元16提供侦测能量，当所述第一组端子和第二组端子对接时，第一电路220与第二电路120通过第一组端子和第二组端子电性连接形成侦测电路。

步骤S3：侦测第一组端子和第二组端子处的侦测电压，或者侦测流经第一组端子和第二组端子的侦测电流。

步骤S4：判断侦测电流是否达到预定的电流值，或侦测电压是否达到预定的电压值。是则进入步骤S5，否则进步步骤S6。

步骤S5：所述控制器68确认第一组端子和第二组端子对接成功。

步骤S6：所述控制器68确认第一组端子和第二组端子对接不成功。

本发明自动工作***及自动行走设备的控制方法根据所述接收装置110的超声波信号接收情况，控制所述自动行走设备100返回所述停靠站200并使得第三端子62及第四端子64分别与第一端子12及第二端子14对接；通过侦测流经端子的电流，或者检测端子处的电压来确认自动行走设备100与停靠站是否对接成功。如此使得自动行走设备100能够就近快速返回停靠站200并与停靠站200精准对接，且能有效判断对接成功，提高了充电效率。

本领域技术人员可以想到的是，本发明自动工作***中的具体结构及自动行走设备的控制方法可以有很多的变化形式，但其采用技术方案的主要技术特征与本发明相同或相似，均应涵盖于本发明保护范围内。

Claims (14)

1.一种自动行走设备的控制方法，用于控制所述自动行走设备返回停靠站、与所述停靠站对接并确认对接，所述停靠站具有用于发出超声波信号的发生装置及第一电路，所述自动行走设备具有用于接收超声波信号的接收装置及第二电路，所述第一电路包括第一组端子及能量提供单元，所述第二电路包括第二组端子、能量存储单元及控制器，所述第一电路或者第二电路具有电性参数侦测单元，所述第一组端子和第二组端子对接时第一电路与第二电路电性连接，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

所述发生装置包括至少两个发出不同的超声波信号的发生器，所述至少两个发生器的发射角部分重叠，从而将所述发生装置的发射范围划分为若干子区域；

所述自动行走设备启动回归时，所述控制器根据所述接收装置接收的超声波信号控制所述自动行走设备移动到特定的子区域，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器控制所述自动行走设备朝向所述停靠站行走，控制所述自动行走设备返回所述停靠站并驱使第二组端子与第一组端子对接；

所述能量存储单元或能量提供单元提供侦测能量；

所述电性参数侦测单元侦测第一组端子或第二组端子处的电性参数并将电性参数输出给所述控制器；及

所述控制器中存储有预定的电性参数，当接收到的电性参数与预定的电性参数匹配时，所述控制器确认第一组端子与第二组端子对接成功。

2.根据权利要求1所述的自动行走设备的控制方法，其特征在于：所述发生器数量为大于或等于三的奇数，其中位于最中间为中间发生器，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器根据接收到的中间发生器的超声波信号控制所述自动行走设备朝向停靠站行走，并使得第二组端子与第一组端子对接。

3.根据权利要求1所述的自动行走设备的控制方法，其特征在于：所述电性参数为电压值、电流值或预设的规律变化的信号。

4.根据权利要求1所述的自动行走设备的控制方法，其特征在于：所述第二组端子包括两个第二端子，所述第二电路还包括跨接电路，所述跨接电路连接于两个第二端子之间。

5.根据权利要求4所述的自动行走设备的控制方法，其特征在于：所述第二电路还包括连接于所述能量存储单元与第二组端子之间的开关模块，在第一组端子与第二组端子对接前所述开关模块断开，所述控制器在确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述开关模块导通，此时所述能量提供单元通过第一组端子及第二组端子对所述能量存储单元进行充电。

6.根据权利要求1所述的自动行走设备的控制方法，其特征在于：所述停靠站还具有主控单元，所述主控单元确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述能量提供单元输出高于所述侦测能量的充电能量以对所述能量存储单元进行充电。

7.根据权利要求1所述的自动行走设备的控制方法，其特征在于：所述发生装置的功率小于0.5瓦特。

8.一种自动工作***，包括停靠站及自动行走设备，其特征在于：所述停靠站具有用于发出超声波信号的发生装置及第一电路，所述自动行走设备具有用于接收超声波信号的接收装置及第二电路，所述第一电路包括第一组端子及能量提供单元，所述第二电路包括第二组端子、能量存储单元及控制器，所述发生装置包括至少两个发出不同的超声波信号的发生器，所述至少两个发生器的发射角部分重叠，从而将所述发生装置的发射范围划分为若干子区域，所述控制器根据所述接收装置接收的超声波信号控制所述自动行走设备移动到特定的子区域，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器控制所述自动行走设备朝向所述停靠站行走，控制所述自动行走设备返回所述停靠站并驱使第二组端子与第一组端子对接，所述能量存储单元或能量提供单元提供侦测能量，所述第一电路或者第二电路具有电性参数侦测单元，当所述第一组端子和第二组端子对接时，第一电路与第二电路通过第一组端子和第二组端子电性连接；所述电性参数侦测单元侦测第一组端子或第二组端子处的电性参数并将电性参数输出给所述控制器，所述控制器中存储有预定的电性参数，当接收到的电性参数与预定的电性参数匹配时，所述控制器确认第一组端子与第二组端子对接成功。

9.根据权利要求8所述的自动工作***，其特征在于：所述发生器数量为大于或等于三的奇数，其中位于最中间为中间发生器，当所述自动行走设备位于特定的子区域时，所述控制器根据接收到的中间发生器的超声波信号控制所述自动行走设备朝向停靠站行走，并使得第二组端子与第一组端子对接。

10.根据权利要求8所述的自动工作***，其特征在于：所述电性参数为电压值、电流值或预设的规律变化的信号。

11.根据权利要求8所述的自动工作***，其特征在于：所述第二组端子包括两个第二端子，所述第二电路还包括跨接电路，所述跨接电路连接于两个第二端子之间。

12.根据权利要求11所述的自动工作***，其特征在于：所述第二电路还包括连接于所述能量存储单元与第二组端子之间的开关模块，在第一组端子与第二组端子对接前所述开关模块断开，所述控制器在确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述开关模块导通，此时所述能量提供单元通过第一组端子及第二组端子对所述能量存储单元进行充电。

13.根据权利要求8所述的自动工作***，其特征在于：所述停靠站还具有主控单元，所述主控单元确认第一组端子与第二组端子对接成功后，控制所述能量提供单元输出高于所述侦测能量的充电能量以对所述能量存储单元进行充电。

14.根据权利要求8所述的自动工作***，其特征在于：所述发生装置的功率小于0.5瓦特。