CN105792720A - 清洁机器人及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有改善的行进性能的清洁机器人及其控制方法。所述清洁机器人通过利用运动指令或传感器信息检测诸如“被挤住状态”、“被抬起状态”或“被物体绊住状态”的被卡住状态，并且通过利用能够改变清洁机器人的总高度的轮结构快速脱离因各种行进状况而导致的被卡住状态。另外，在清洁机器人进入被卡住状态之前预测被卡住状态的风险度和类型，从而清洁机器人可预先处理被卡住状态。清洁机器人可根据预测的被卡住状态的风险度通过迅速减速或快速停止来脱离被卡住状态，清洁机器人可通过利用用于选择适合于被卡住状态的类型的脱离方法的信息有效地处理被卡住状态。

Description

清洁机器人及其控制方法
技术领域
本公开的实施例涉及一种具有改善的行进性能的清洁机器人及其控制方法。
背景技术
通常，清洁机器人是无需用户操作而在将要清洁的区域自主地行进时从地板表面吸入诸如灰尘的异物以清扫将要清洁的区域的装置。
清洁机器人设置有位于主体的下部两侧的用于行进的一对驱动轮以及用于支撑主体以允许清洁机器人的主体在将要清洁的区域中向前运动、向后运动或旋转的至少一个脚轮。在清洁机器人在其中行进的将要清洁的区域中，可能存在诸如台阶(门槛)、具有倾斜表面的对象和一件家具等障碍物。
诸如清洁机器人的包括具有低的高度的主体的机器人可能会进入障碍物的狭窄空间(例如，床或沙发下面的空间)，使得清洁机器人的上部被挤住(在下文中，称为“被挤住状态)、或者清洁机器人的底表面会被形成在地板上的结构或凹槽绊住、或者清洁机器人会爬上障碍物，使得清洁机器人的驱动轮被抬起(在下文中，称为“被抬起状态”)。因此，清洁机器人经常进入不能行进的状态(在下文中，称为“被卡住状态”)。此外，清洁机器人可能被诸如将要清洗的床上用品或衣物的柔软物体卡住，使得清洁机器人被物体绊住(在下文中，称为“被物体绊住状态”)，从而导致被卡住状态。
发明内容
技术问题
在传统的清洁机器人中，不安装用于感测诸如“被挤住状态”、“被抬起状态”或“被物体绊住状态”的传感器，或者，仅仅在“被抬起状态”下的一个车轮接触地板时，通过应用使用弹簧的悬架来使空转车轮突出。
然而，由于传统的清洁机器人依靠弹簧的力，因此，当车轮被抬起时不会获得足够的接触力，并且即使在车轮接触地板之后仍难以脱离障碍物。由于车轮垂直地突出，因此不可能脱离侧部的被挤住状态。此外，由于传统的清洁机器人未提供减小总高度(从地板到主体的顶部的长度)的功能，因此传统的清洁机器人不能脱离其上部被挤住的状态。
目前正研究的机器人可通过利用高精密位置估计和图像信息等来实时估计机器人的电流状态，从而确定被卡住状态。然而，这些技术不适于诸如清洁机器人的高度、重量和制造成本受限的相对小且低成本的机器人。此外，在理解当前情况之后，由于传统地用于清洁机器人的通过使用车轮驱动单元的电流传感器感测被卡住状态的方法不能应用于各种情况，因此不适于在理解当前状况之后处理被卡住状态。由于仅仅在与地板平行的天花板上存在足够的特征点时，才使通过使用天花板相机来同时定位和地图构建(SLAM)的位置识别技术运行，因此其在清洁机器人在被卡住状态下倾斜或清洁机器人进入家具下面的空间等时是不可靠的。
解决问题的技术方案
因此，本公开的一方面提供一种清洁机器人及其控制方法，所述清洁机器人能够通过利用运动指令或传感器信息检测诸如“被挤住状态”、“被抬起状态”或“被物体绊住状态”的被卡住状态。
本公开的另一方面提供一种清洁机器人及其控制方法，所述清洁机器人具有能够脱离在各种行进状况下引起的被卡住状态的改善的轮结构。
本公开的另一方面提供一种清洁机器人及其控制方法，所述清洁机器人能够通过利用从适合于小型清洁机器人的传感器获得的传感器信息以及在预定时间段内获得的关于周围环境的机器人指令/信息来检测清洁机器人处于被卡住状态，并对被卡住状态进行分类。
本公开的另一方面提供一种清洁机器人及其控制方法，所述清洁机器人能够在清洁机器人进入被卡住状态之前预测被卡住状态的风险度和类型并提供适合于被卡住状态的脱离方法，以预先处理被卡住状态。
本发明的其他方面将在下面的描述中部分地阐述，部分地通过下面的描述将是清楚的，或者可通过发明的实践而获知。
根据本公开的一方面，一种清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的驱动单元。所述驱动单元包括：多个电机，产生驱动力；多个轮，连接到所述多个电机中的一个电机，并通过从所述多个电机中的所述一个电机接收到的驱动力而旋转；驱动框架，用于支撑所述多个轮，从所述多个电机中的另一电机接收驱动力，并进行旋转以改变所述多个轮的位置。
所述多个电机可包括：第一电机，用于使所述多个轮旋转以使主体运动；第二电机，用于使驱动框架旋转以控制主体的高度。
第二电机可与第一电机垂直地安装以使驱动框架绕旋转轴旋转。
所述清洁机器人还可包括用于将第二电机的驱动力传输给驱动框架的齿轮单元。齿轮单元包括：蜗杆，在结合到第二电机的状态下旋转；倾斜齿轮，使驱动框架根据蜗杆的旋转而绕旋转轴旋转。
驱动框架可结合到倾斜齿轮，齿轮单元还可包括在蜗杆与倾斜齿轮之间传输第二电机的驱动力的连接齿轮。
倾斜齿轮的旋转轴可与第一电机的旋转轴同轴地对齐。
所述多个轮可包括：主轮，被驱动以使主体运动；子轮，在被安装在比主轮更向内的内部的状态下被驱动。
主轮和子轮可被对准以沿不同的方向行进。
所述清洁机器人还可包括用于测量流经第二电机的电流的电流传感器，电流传感器可在驱动框架旋转时检测子轮是否接触地板或者子轮是否被限制。
根据本公开的另一方面，一种清洁机器人包括：主体；驱动单元，用于使主体运动；输入单元，输入用于清洁机器人的运动指令；编码器，测量根据输入的运动指令运动的驱动单元的运动；位置传感器，测量清洁机器人的运动；控制器，通过利用根据输入的运动指令获取的位置值、基于编码器的测量值计算的清洁机器人的位置值以及基于位置传感器的传感器信息计算的清洁机器人的位置值确定清洁机器人的行进状态。驱动单元包括轮组件和驱动框架，所述轮组件包括主轮和子轮，所述驱动框架可旋转以改变轮组件的位置。
驱动单元还可包括用于传输驱动力的第一电机和第二电机，主轮和子轮可连接到第一电机并通过从第一电机接收到的驱动力而旋转，驱动框架可通过从第二电机接收到的驱动力而旋转以改变轮组件的位置。
编码器可安装在第一电机中，以测量第一电机根据用于清洁机器人的运动指令的运动量。
位置传感器可以是测量清洁机器人已经实际运动的距离的光流传感器。
可在主体中安装有至少一个位置传感器。
控制器可在确定清洁机器人处于不能行进的被卡住状态时驱动第二电机以使包括轮组件在内的驱动框架旋转。
所述清洁机器人还可包括用于感测流经第二电机的电流的电流传感器。当在驱动框架旋转的过程中检测到流经第二电机的电流改变时，控制器可使驱动框架停止旋转。
所述清洁机器人还可包括用于感测流经第二电机的电流的电流传感器。当在第二电机中检测到过电流时，控制器使驱动框架改变为沿相反的方向旋转。
所述清洁机器人还可包括用于测量清洁机器人的倾斜度的倾角传感器，控制器基于编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度，基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度，并通过利用清洁机器人的计算的角度和清洁机器人的测量的角度确定清洁机器人的行进状态。
倾角传感器可以是用于测量清洁机器人已经实际运动的角度的陀螺仪传感器。
控制器可通过在预定时间段内检测清洁机器人的计算的位置或角度与清洁机器人的测量的位置或角度之间的差来确定清洁机器人是否处于不能行进的被卡住状态。
根据本公开的又一方面，提供一种控制清洁机器人的方法，所述清洁机器人包括主体和驱动单元，所述驱动单元包括轮组件和驱动框架，所述轮组件包括主轮和子轮，所述驱动框架支撑轮组件并且能够旋转以改变轮组件的位置，所述方法包括：通过编码器测量根据输入的运动指令运动的驱动单元的运动来计算清洁机器人已经运动的位置或角度；通过传感器测量清洁机器人的运动；通过利用清洁机器人的计算的位置或角度以及清洁机器人的测量的位置或角度来确定清洁机器人的行进状态。
所述传感器可包括：位置传感器，测量清洁机器人已经实际运动的距离；倾角传感器，测量清洁机器人已经实际运动的角度。
可通过在预定时间段内检测清洁机器人的计算的位置或角度与清洁机器人的测量的位置或角度之间的差来确定清洁机器人是否处于不能行进的被卡住状态，从而执行确定清洁机器人的行进状态的步骤。
驱动框架可在确定清洁机器人处于不能行进的被卡住状态时旋转。
当在驱动框架旋转时在使驱动框架旋转的电机中感测到电流的改变时，使驱动框架停止旋转。
当在驱动框架旋转时在使驱动框架旋转的电机中感测到过电流时，使驱动框架改变为沿相反的方向旋转。
根据本公开的另一方面，一种清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的驱动单元，所述清洁机器人还可包括：输入单元，输入用于清洁机器人的运动指令；倾角传感器，测量根据输入的运动指令运动的清洁机器人的倾斜度；控制器，通过利用角度值来确定清洁机器人的被卡住状态，其中，通过基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度来获得所述角度值。
驱动单元还可包括用于将驱动力传输给主体的左侧和右侧的左驱动电机和右驱动电机，清洁机器人还可包括第一编码器和第二编码器，第一编码器安装在左驱动电机中以测量左驱动电机的通过用于清洁机器人的运动指令产生的运动量，第二编码器安装在右驱动电机中以测量右驱动电机的通过用于清洁机器人的运动指令产生的运动量。
倾角传感器可以是用于测量清洁机器人已经实际运动的倾斜度值的陀螺仪传感器。
控制器可基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度，基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度，并通过利用清洁机器人的计算的角度与清洁机器人的测量的角度之间的差确定清洁机器人的被卡住状态。
控制器可基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2，基于倾角传感器的传感器信息计算清洁机器人已经运动的倾斜度值变化值B，并且通过利用计算的第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2以及计算的倾斜度值变化值B来确定清洁机器人的被卡住状态的风险度和类型。
当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个大于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值(Bth1＝±3°)时，控制器可确定清洁机器人处于低风险的“被抬起状态”。
控制器可使驱动电机迅速减速以使清洁机器人能够脱离低风险的“被抬起状态”并提供适合于脱离“被抬起状态”的信息。
当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值(Bth1＝±3°)时，控制器可确定清洁机器人处于低风险的上部“被挤住状态”。
控制器可使驱动电机迅速减速以使清洁机器人能够脱离低风险的上部“被挤住状态”并提供适合于脱离上部“被挤住状态”的信息。
控制器可通过检测在预定时间段内清洁机器人的计算的角度与清洁机器人的测量的角度之间的差来确定清洁机器人的被卡住状态。
控制器可在第一时间段t1内基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的第一编码器变化值A1t1和第二编码器变化值A2t1、基于倾角传感器的传感器信息计算清洁机器人已经运动的倾斜度值变化值B并且通过利用计算的第一编码器变化值A1t1和第二编码器变化值值A2t1以及计算的倾斜度值变化值B来确定清洁机器人的被卡住状态的风险度和类型。
当第一编码器变化值A1t1和第二编码器变化值A2t1中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器可确定清洁机器人处于低风险的“被物体绊住状态”。
控制器可使驱动电机迅速减速以使清洁机器人能够脱离低风险的“被物体绊住状态”并提供适合于脱离“被物体绊住状态”的信息。
当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个指示空转状态并且倾斜度值变化值B大于第二倾斜度阈值(Bth2＝tan-1(2r/h))时，控制器可确定清洁机器人处于高风险的“被抬起状态”。
控制器可使驱动电机迅速停止以使清洁机器人能够脱离高风险的“被抬起状态”并提供适合于脱离“被抬起状态”的信息。
当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)且大于第二编码器阈值Ath2并且倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值(Bth1＝±3°)时，控制器确定清洁机器人处于高风险的上部“被挤住状态”。
控制器可使驱动电机迅速停止以使清洁机器人能够脱离高风险的上部“被挤住状态”并提供适合于脱离上部“被挤住状态”的信息。
控制器可在第二时间段t2内基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的第一编码器变化值A1t2和第二编码器变化值A2t2，基于倾角传感器的传感器信息计算清洁机器人已经运动的倾斜度值变化值B。并且通过利用计算的第一编码器变化值A1t2和第二编码器变化值A2t2以及计算的倾斜度值变化值B来确定清洁机器人的被卡住状态的风险度和类型。
当第一编码器变化值A1t2和第二编码器变化值A2t2中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器可确定清洁机器人处于高风险的“被物体绊住状态”。
控制器可使驱动电机迅速停止以使清洁机器人能够脱离高风险的“被物体绊住状态”并提供适合于脱离“被物体绊住状态”的信息。
根据本公开的另一方面，一种清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的左驱动单元和右驱动单元，所述清洁机器人还包括：输入单元，输入用于清洁机器人的运动指令；第一编码器和第二编码器，测量根据输入的运动指令运动的左驱动单元和右驱动单元的运动；控制器，通过利用角度值来确定清洁机器人的被卡住状态，其中，通过基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度来获得所述角度值。
所述清洁机器人还包括用于测量清洁机器人的倾斜度的倾角传感器，控制器通过利用通过基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度所获得的角度值以及通过基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度所获得的角度值来确定清洁机器人的被卡住状态。
根据本公开的另一方面，提供一种控制清洁机器人的方法，所述清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的左驱动单元和右驱动单元，所述方法包括：通过利用第一编码器和第二编码器测量根据输入的运动指令运动的左驱动单元和右驱动单元的运动来计算清洁机器人已经运动的角度；通过利用倾角传感器测量清洁机器人已经运动的角度；通过利用清洁机器人的计算的角度和清洁机器人的测量的角度确定清洁机器人不能行进的被卡住状态。
发明的有益效果
根据所述清洁机器人及其控制方法，所述清洁机器人能够通过利用运动指令或传感器信息检测诸如“被挤住状态”、“被抬起状态”或“被物体绊住状态”的被卡住状态，并且通过利用能够改变清洁机器人的总高度的轮结构迅速地脱离以各种行进状况导致的被卡住状态。
另外，所述清洁机器人可通过利用从适合于小型清洁机器人的传感器获得的传感器信息以及在预定时间段内获得的关于周围环境的机器人指令/信息来检测清洁机器人处于被卡住状态，并对被卡住状态进行分类，以有效地处理各种被卡住状态。
此外，可在清洁机器人进入被卡住状态之前预测被卡住状态的风险度和类型以预先处理被卡住状态。清洁机器人可根据预测的被卡住状态的风险度通过迅速减速或快速停止并且利用用于选择适合于预测的被卡住状态的类型的脱离方法的信息，从而根据被卡住状态的风险度和类型有效地处理被卡住状态。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面将会变得清楚且更加易于理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的一个实施例的清洁机器人的构造的透视图；
图2是示出根据本公开的一个实施例的清洁机器人的仰视图；
图3是示出根据本公开的一个实施例的驱动单元的外观的透视图；
图4是沿图3的A-A线截取的驱动单元的截面图；
图5是示出图3的驱动单元的分解透视图；
图6是示出根据本公开的一个实施例的驱动电机的力传输齿轮的透视图；
图7是示出根据本公开的实施例的倾斜电机的力传输齿轮的透视图；
图8是根据本公开的一个实施例的用于确定清洁机器人的被卡住状态的控制框图；
图9A和图9B是示出根据本公开的一个实施例的控制清洁机器人的行进的方法的流程图；
图10是示出根据本公开的一个实施例的以正常行进模式行进的清洁机器人的主视图；
图11是示出图10的清洁机器人的侧视图；
图12是详细地示出图10和图11中示出的主轮和子轮的位置的图；
图13是示出根据本公开的一个实施例的子轮突出以脱离被卡住状态(诸如“被抬起状态”)的清洁机器人的主视图；
图14是示出图13的清洁机器人的侧视图；
图15是详细地示出图13和图14中示出的主轮和子轮的位置的图；
图16是示出根据本公开的一个实施例的清洁机器人的总高度降低以脱离被卡住状态(诸如，“被挤住状态”)的清洁机器人的主视图；
图17是示出图16的清洁机器人的侧视图；
图18是详细地示出图16和图17中示出的主轮和子轮的位置的图；
图19是示出根据本公开的一个实施例的清洁机器人卡在台阶上的被卡住状态的图；
图20是示出图19的清洁机器人中的子轮向下突出以脱离被卡住状态的图；
图21是示出根据本公开的一个实施例的清洁机器人卡在台阶上的另一被卡住状态的图；
图22是示出图21的清洁机器人中的子轮向下突出以脱离被卡住状态的图；
图23是在根据本公开的另一实施例的清洁机器人中用于预测被卡住状态的控制框图；
图24的(a)部分至(d)部分示出了根据本公开的另一实施例的清洁机器人的“被抬起状态”；
图25的(a)部分和(b)部分示出了根据本公开的另一实施例的清洁机器人的“被挤住状态”；
图26示出了根据本公开的另一实施例的清洁机器人的“被物体绊住状态”；
图27是示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人进入被卡住状态的风险度的曲线图；
图28是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人的低风险的“被抬起状态”的方法的流程图；
图29是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人的低风险的上部“被挤住状态”的方法的流程图；
图30是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人的低风险的“被物体绊住状态”的方法的流程图；
图31是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人的高风险的“被抬起状态”的方法的流程图；
图32是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人的高风险的上部“被挤住状态”的方法的流程图；
图33是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人的高风险的“被物体绊住状态”的方法的流程图。
具体实施方式
现在，将详细描述本公开的实施例，其示例在附图中示出，在附图中，相同的标号始终指示相同的元件。
图1是示出根据本公开的一个实施例的清洁机器人的构造的透视图。图2是示出根据本公开的一个实施例的清洁机器人的仰视图。
参照图1和图2，根据本公开的实施例的清洁机器人1包括：主体10，限定清洁机器人1的外观；盖20，覆盖主体10的上部；刷装置30和40，用于清扫或驱散将要清洁的区域上的灰尘；电力单元50，用于供应驱动电力以驱动主体10；驱动单元100，用于使主体10运动。
主体10限定清洁机器人1的外观的同时支撑安装在其中的各个部件。
刷装置30和40包括：主刷装置30，设置为与形成在主体10的底部的吸入口11邻近，以清扫或驱散灰尘，从而提高灰尘吸入效率；侧刷装置40，安装在主体10的前部的相对侧，以将清洁机器人1在其上行进的地板上的灰尘清扫到吸入口11。
主刷装置30可包括：鼓型可旋转刷单元31，与吸入口11邻近并具有与吸入口11对应的长度，以按照滚轴方式相对于地板旋转，从而清扫或去除地板上的灰尘；刷电机32，使刷单元向前旋转或向后旋转。
刷单元31包括滚轴33和刷34。滚轴33被构造为刚体、可旋转地结合到主体10并通过刷电机32驱动。端盖安装在滚轴33的两端上以防止异物进入刷电机32。刷34可由弹性材料形成并被植入到滚轴33中。在清洁机器人1行进时，刷34与滚轴33一起驱动以清扫底板上的灰尘或异物。
侧刷装置40以预定间隔安装在主体10的前部的相对侧，并且分别包括刷41，刷41清扫底板上的未被主刷装置30清扫的灰尘并且在平行于底板旋转时将灰尘引向吸入口11。
电力单元50包括电池，以在电连接到驱动单元100的第一电机140(在下文中，称为驱动电机，见图3)和第二电机150(在下文中，称为倾斜电机，见图3)、用于使主刷装置30旋转的刷电机32以及用于驱动主体10的其他驱动装置的状态下，将驱动电力供应给他们。电池可以是可二次充电式电池。当主体10在完成清洁操作之后连接到对接站(未示出)时，电池可在对接站进行再次充电。
驱动单元100可设置在主体10的中央的两侧，并使主体10在清洁操作过程中执行运动操作，诸如向前运动、向后运动和旋转。
两个驱动单元100可根据控制器的指令分别向前旋转或向后旋转(这将稍后进行描述)，以使清洁机器人1向前运动或向后运动或旋转。例如，两个驱动单元100可向前旋转或向后旋转以使清洁机器人1向前行进或向后行进。可选地，可通过使右驱动单元100向前旋转同时使左驱动单元100向后旋转而使清洁机器人1基于前方向左旋转。相反，可通过使左驱动单元100向前旋转同时使右驱动单元100向后旋转而使清洁机器人1基于前方向右旋转。
在下文中，将示例性地描述基于主体10的向前运动方向位于右侧的驱动单元100，除非另外说明，否则对其的描述也适合于基于主体10的向前运动方向位于左侧的驱动单元100。稍后将参照图3至图5详细地描述驱动单元100。
脚轮60可旋转地安装在主体10的前部，使得脚轮60的角度根据清洁机器人1在其上运动的地板的状况而改变。脚轮60用于稳定清洁机器人1的姿势并防止清洁机器人1倒下。脚轮60支撑清洁机器人1，并且可以是滚轮或脚轮形状的轮。
同时，虽然根据当前的实施例的脚轮60安装在主体10的前部，然而，本公开的实施例不限于此，即使当脚轮60安装在主体10的后部或安装在主体10的前部和后部二者上时，也可实现相同的目的和效果。
另外，主体10可包括：编码器211，用于测量根据用户的运动指令驱动的驱动单元100的运动量；位置传感器212，用于测量清洁机器人的实际运动量；倾角传感器213。稍后将参照图8详细地描述编码器211、位置传感器212和倾角传感器213。
主体10还可包括接触传感器和接近传感器以感测障碍物。例如，安装在主体10的前部的缓冲器(未示出)可用于感测诸如墙的障碍物，安装在主体10的底部的红外传感器(或超声传感器)可用于感测诸如楼梯的障碍物。
图3是示出根据本公开的一个实施例的驱动单元的外观的透视图。图4是沿图3的A-A线截取的驱动单元的截面图。图5是示出图3的驱动单元的分解透视图。
参照图3至图5，驱动单元100包括：驱动框架110；主轮120，被驱动以用于清洁机器人1的正常行进模式；子轮130，被驱动以增大清洁机器人1的总高度从而脱离侧部被挤住状态；驱动电机140，设置在驱动框架110的一侧以将电力传输给主轮120和子轮130；倾斜电机150，与驱动电机140垂直地设置以使整个驱动框架110相对于旋转轴倾斜；齿轮单元160，设置在倾斜电机150与驱动框架110之间以将倾斜电机150的驱动力传输给驱动框架110。
驱动框架110可包括：第一框架111，接收倾斜电机150的驱动力，以绕旋转轴旋转；第二框架112，设置在主轮120的外部并结合到第一框架111；第三框架13，设置在主轮120的内部并结合到第二框架112。
在第一框架111中布置有力传输齿轮114，其中，力传输齿轮114利用接收到的驱动电机140的驱动力在彼此啮合的状态下旋转。
力传输齿轮114在彼此啮合的状态下被第一框架111可旋转地支撑，并连接到与驱动电机140的旋转轴141结合的驱动齿轮142，以将驱动电机140的驱动力传输给主轮120和子轮130。
另外，第三框架113防止异物渗透到驱动框架110中。
主轮120包括：轮121，与将要清洁的区域的地板表面直接接触以执行主体10的行进；驱动轴122，固定到轮121以使轮121旋转。
另外，主轮120设置在主体10的中央的两侧以使清洁机器人1以正常行进模式行进。
此外，主轮120在被驱动的同时具有总高度调节功能，并且可降低清洁机器人1的总高度。
子轮130包括：轮131，在清洁机器人1的不能行进状态(被卡住状态)下接触地板表面以使清洁机器人1运动(脱离)；驱动轴132，固定到轮131以使轮131旋转。
另外，子轮130相对于主轮120更向内地安装在内部以使清洁机器人1离开(脱离)不能行进状态。
此外，由于子轮130基于向前运动方向相对于主轮120更向内大约25mm地设置在内部，因此与履带型相比，当主轮120中的一个在清洁机器人1行进的过程中沿侧方向下落时可更有效地恢复力。
子轮130不与主轮120的行进方向的线相同的线对齐。
驱动电机140结合到第一框架111的外侧，驱动电机140是将驱动力传输给主轮120和子轮130的DC电机。驱动电机140的驱动力通过连接到驱动齿轮的力传输齿轮114同时传输给主轮120的驱动轴122和子轮130的驱动轴132，以同时驱动主轮120和子轮130。同时，主轮120和子轮130被设计为具有相同的驱动速度。
倾斜电机150结合到第一框架111的外部，倾斜电机150是与驱动电机140垂直地对齐以减小空间并使整个驱动框架110相对于旋转轴倾斜的DC电机。倾斜电机150的驱动力通过齿轮单元160传输到第一框架111以使整个驱动框架110旋转。
齿轮单元160包括：蜗杆(wormgear)161，结合到倾斜电机150以在小的区域中实现大的减速比；蜗轮(wormwheel)162，连接到蜗杆161；倾斜齿轮163，根据蜗杆161的旋转使整个驱动框架110绕旋转轴旋转；连接齿轮164，用于使蜗轮162与倾斜齿轮163连接。
蜗杆161可在相同的区域中实现最大减速比并防止反向可驱动性。
倾斜齿轮163是连接到第一框架111的具有120度的正齿轮，通过蜗杆161接收倾斜电机50的驱动力以使驱动框架1110绕旋转轴165旋转。倾斜齿轮163的旋转轴165与驱动电机140的旋转轴141同轴。
图6是根据本公开的一个实施例的驱动电机的力传输齿轮的透视图。
参照图6，当向驱动电机140供应电力时，驱动电机140旋转。因此，结合到驱动电机140的旋转轴141的驱动齿轮142旋转，驱动电机140的驱动力通过连接到驱动齿轮142的力传输齿轮114被传输到主轮120的驱动轴122和子轮130的驱动轴132，从而同时驱动主轮120和子轮130。
由于子轮130在清洁机器人1以正常行进模式行进时处于升起状态，因此仅主轮120接触将要清洁的区域的地板，以使主体10执行行进操作(诸如，向前运动、向后运动和旋转)。
图7是根据本公开的一个实施例的倾斜电机的力传输齿轮的透视图。
参照图7，当向倾斜电机150供应电力时，倾斜电机150旋转。因此，结合到倾斜电机150的蜗杆161旋转，蜗轮162和连接齿轮164根据蜗杆161的旋转而旋转，从而使倾斜齿轮163旋转。当倾斜齿轮163旋转时，整个驱动框架110通过连接到倾斜齿轮163的第一框架111而旋转，从而改变子轮130的位置。
当清洁机器人1处于不能行进的被卡住状态时，子轮130的位置可根据被卡住状态的类型而改变，从而主轮120和子轮130选择性地或同时接触将要清洁的区域的地板，以使清洁机器人1脱离被卡住状态并执行行进操作(诸如，向前运动、向后运动或旋转)。
图8是根据本公开的一个实施例的用于确定清洁机器人的被卡住状态的控制框图。
参照图8，根据本公开的实施例的清洁机器人1还可包括：输入单元200，用于从用户接收运动指令；传感器单元210，用于检测与清洁机器人1在其上行进的将要清洁的区域有关的各种信息；控制器220，根据来自输入单元200的运动指令和传感器单元210的传感器信息确定清洁机器人1的不能行进状态(被卡住状态)，并控制倾斜电机150以脱离被卡住状态；驱动电机140，用于根据来自控制器220的驱动指令驱动主轮120和子轮130；倾斜电机150，用于根据来自控制器220的脱离指令改变子轮130的位置。
输入单元200包括位于主体10的上部上的多个按钮或遥控器(未示出)，以从用户接收用于清洁机器人1的运动指令或清洁指令，并将输入的信息发送给控制器220。
传感器单元210可包括：编码器211，用于测量根据用户的运动指令而旋转的驱动电机140的运动量；位置传感器212，用于测量清洁机器人1已经实际运动的距离；倾角传感器213，用于测量清洁机器人1已经实际运动的角度(方向)；电流传感器214，用于测量流经倾斜电机150的电流。
编码器211安装在驱动电机140上以测量清洁机器人1根据运动指令的运动量，并且可使用通过来自用于清洁机器人1的运动指令的逆运算获得的运动量来替换。
另外，编码器211被构造为根据清洁机器人1的预期运动产生位置变化值，并计算清洁机器人1的预期运动。在该过程中，对根据用于清洁机器人1的运动指令获取的清洁机器人1的距离变化值和角度变化值进行低通滤波(LPF)以补偿***延迟，由编码器211获得的距离变化值和角度变化值进行LPF以去除噪声。由编码器211获得的清洁机器人1的距离变化值和角度变化值优先。然而，当根据运动指令获得的清洁机器人1的距离变化值和角度变化值与由编码器211获得的清洁机器人1的距离变化值和角度变化值明显不同时，使用根据运动指令获得的清洁机器人1的距离变化值和角度变化值来计算清洁机器人1的通过用于清洁机器人1的运动指令而预期的距离变化值和角度变化值。
这是因为，当采用由编码器211获取的信息作为通过用于清洁机器人1的运动指令而预期的运动变化值以获取实际运动的准确信息时，预期运动的值在清洁机器人1的运动受到轮等的被挤住状态的限制时通过使用根据运动指令而计算的清洁机器人1的距离变化值和角度变化值来补偿。
位置传感器212测量清洁机器人1的实际运动量。在没有光时或者即使在天花板上没有特征时也可使用光流传感器。通过光流传感器读取的来自光流传感器的安装位置的位置变化值被转变成清洁机器人1的中心的坐标并被使用。当定位或同时定位与地图构建(SLAM，是检测绝对位置的技术)运行时，也可使用由此估计的位置。因此，可使用通过能够测量清洁机器人1的实际位置的技术估计的清洁机器人1的实际位置计算值。如上所述获得的这些值进行LPF以去除噪声。
另外，位置传感器212可安装在能够测量清洁机器人1的实际运动量的任何位置，并且可安装至少一个位置传感器212。
倾角传感器213(是能够测量清洁机器人1的倾斜度的传感器模块)不仅包括通过使用重力方向直接测量倾斜度的陀螺仪传感器，还包括测量清洁机器人1的倾斜度的三轴加速度传感器与三轴角速度传感器的组合传感器。
倾角传感器213还可包括双轴倾角传感器，所述双轴倾角传感器能够通过测量清洁机器人1的倾斜度和倾斜度变化来检测被卡住的可能性、建立被卡住状态并且测量翻滚/俯仰值(roll/pitch)。
电流传感器214安装在电路中以测量施加到倾斜电机150的负荷(扭矩或电流值)并将测量的值发送给控制器220。
因此，当子轮130的位置改变时，控制器220通过利用电流传感器214测量流经倾斜电机150的电流来检测子轮130是否受到限制，然后最终判断清洁机器人1的被卡住状态。
例如，假设清洁机器人1被卡住，当在下降子轮130的同时流经倾斜电机150的电流异常高时，则控制器220确定子轮130受到限制，并确定清洁机器人1的不能行进的被卡住状态为上部“被挤住状态”。
另一方面，假设清洁机器人1被卡住，当在下降子轮130的同时流经倾斜电机150的电流没有异常高时，则控制器220确定子轮130未受到限制，并确定清洁机器人1的不能行进的被卡住状态为“被抬起状态”。
控制器220(控制清洁机器人1的整个操作)控制驱动电机140以使清洁机器人1根据来自输入单元200的运动指令而行进。
另外，控制器220根据输入单元200的运动指令和传感器单元210的传感器信息来判断清洁机器人1的不能行进状态(被卡住状态)，并控制倾斜电机150以使清洁机器人1脱离被卡住状态。
为此，控制器220包括：第一距离计算单元221，根据来自输入单元200的运动指令估计清洁机器人1将要行进的距离变化值L1；第二距离计算单元222，基于编码器211的测量值计算清洁机器人1已经运动的距离变化值L2；第三距离计算单元223，基于位置传感器212的传感器信息计算清洁机器人1已经运动的距离变化值L3；第一角度计算单元224，基于编码器211的测量值计算清洁机器人已经运动的角度变化值G1；第二角度计算单元225，基于倾角传感器213的传感器信息计算清洁机器人1已经运动的角度变化值G2；第一卡住候选检测单元226，基于通过第一距离计算单元221、第二距离计算单元222和第三距离计算单元223计算的距离变化值L1、L2和L3检测清洁机器人1的不能行进状态；第二卡住候选检测单元227，基于通过第一角度计算单元224和第二角度计算单元225计算的角度变化值G1和G2检测清洁机器人1的不能行进状态；卡住确定单元228，使用通过第一卡住候选检测单元226和第二卡住候选检测单元227检测到的卡住候选来确定清洁机器人1的被卡住状态。
卡住确定单元228还可包括轮受限检测单元229，用于在确定了清洁机器人1的不能行进状态之后，通过利用电流传感器214测量流经倾斜电机150(驱动子轮130)的电流来检测子轮130的受限状态。
清洁单元230驱动主刷和侧刷，从而通过从将要清洁的区域(清洁机器人1根据来自控制器220的驱动指令在其上行进)的地板吸入异物(诸如，灰尘)来执行清洁操作。
存储单元240存储根据用于清洁机器人1的清洁指令以及在清洁机器人1行进时检测到的传感器信息而预先限定的行进图案和行进路径。
存储单元240还可存储将要清洁的区域的地图信息。
在下文中，将描述根据本公开的实施例的清洁机器人及其控制方法的操作和效果。
图9A和图9B是示出根据本公开的实施例的控制清洁机器人的行进的方法的流程图。
参照图9A和图9B，当用户通过输入单元200输入用于清洁机器人1的运动指令时(300)，控制器220接收通过输入单元200输入的运动指令，并通过使用第一距离计算单元221估计清洁机器人1将要行进的距离变化值L1(302)。
然后，控制器220根据运动指令使安装在主体10的相对侧的驱动电机140旋转以使主轮120向前或向后(沿常规方向或反方向)旋转，从而清洁机器人1在地板上沿预定行进图案(直角行进图案或随机行进图案)行进。
这样，编码器211测量根据运动指令旋转的驱动电机140的运动量(驱动电机140的运动距离和运动角度)并将该测量值发送给控制器220(304)。
就这点而言，位置传感器212测量清洁机器人1已经实际运动的距离并将该测量值发送给控制器220(306)，倾角传感器213测量清洁机器人1已经实际运动的角度(方向)并将该测量值发送给控制器220(308)。
因此，控制器220基于编码器211的测量值通过第二距离计算单元222计算清洁机器人1已经运动的距离变化值L2(310)，并基于位置传感器212的传感器信息通过第三距离计算单元223计算清洁机器人1已经运动的距离变化值L3(312)。
因此，控制器220通过第一卡住候选检测单元226基于分别通过第一距离计算单元221、第二距离计算单元222和第三距离计算单元223计算的距离变化值L1、L2和L3检测第一卡住候选(检测清洁机器人1的不能行进状态)(314)。
基于清洁机器人1的瞬时运动量检测第一卡住候选。通过将基于位置传感器212的传感器信息计算的距离变化值L3、基于编码器211的测量值计算的距离变化值L2以及根据运动指令估计的距离变化值L1进行比较和分析来确定清洁机器人1是否处于不能行进状态。
然后，控制器220通过第一角度计算单元224基于编码器211的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度变化值G1(316)，并通过第二角度计算单元225基于倾角传感器213的传感器信息计算清洁机器人1已经运动的角度变化值G2(318)。
因此，控制器220通过第二卡住候选检测单元227基于分别通过第一角度计算单元224和第二角度计算单元225计算的角度变化值G1和G2检测第二卡住候选(检测清洁机器人1的不能行进状态)(320)。
基于清洁机器人1的瞬时角度差检测第二卡住候选。通过将基于倾角传感器213的传感器信息计算的角度变化值G2与基于编码器211的测量值计算的角度变化值G1进行比较以检查角度变化值G1与角度变化值G2之间的差是否大于阈值，来确定清洁机器人1是否处于不能行进状态。
当检测到第一卡住候选和第二卡住候选时，控制器220使用检测到的第一卡住候选和第二卡住候选确定清洁机器人1是否处于不能行进状态(324)。
作为操作324的确定结果，当清洁机器人1处于被卡住状态时，控制器220驱动倾斜电机150以改变子轮130的位置(326)。就这点而言，子轮130的位置运动到直到最低位置的目标位置。
当子轮130的位置改变时，电流传感器214测量流经倾斜电机150的电流并将该测量值发送给控制器220。
因此，控制器220基于由电流传感器214测量的电流通过检测流经倾斜电机150(使子轮130下降)的电流是否异常高来确定子轮130是否受到限制(328)。
作为步骤328的确定结果，当子轮130受到限制时，控制器220确定清洁机器人1进入障碍物的狭窄空间(例如，床或沙发下面的空间)，清洁机器人1的上部被挤住(330)。然后，控制器220降低清洁机器人1的总高度并控制清洁机器人1沿与进入方向相反的方向行进以脱离被卡住状态(332)。
同时，作为操作328的确定结果，当子轮130未受到限制时，控制器220确定清洁机器人1爬上障碍物并且清洁机器人1的主轮120被抬起(340)。然后，控制器220使子轮130向下突出并控制清洁机器人1脱离被卡住状态(342)。
同时，作为操作324的确定结果，当清洁机器人1未处于被卡住状态时，控制器220不驱动倾斜电机150，并控制清洁机器人1使用主轮120以正常行进模式行进(350)。
同时，根据以上给出的描述通过测量流经倾斜电机150的电流来检测子轮130的受限。然而，根据本公开的实施例不限于此，通过使用运动指令值和由安装在倾斜电机150中的编码器获得的测量值来检测子轮130的受限，可实现相同的目的和效果。
图10是示出根据本公开的实施例的以正常行进模式行进的清洁机器人的主视图。图11是示出图10的清洁机器人的侧视图。图12是详细地示出图10和图11中示出的主轮和子轮的位置的图。
参照图10至图12，当清洁机器人1以正常行进模式行进时，清洁机器人1的底表面与地板之间的高度(底盘高度)H1为10mm，子轮130处于被抬起状态。因此，主体10在仅主轮120与将要清洁的区域的地板表面接触的状态下行进。
图13是示出根据本公开的实施例的子轮突出为脱离被卡住状态(诸如“被抬起状态”)的清洁机器人的主视图。图14是示出图13的清洁机器人的侧视图。图15是详细地示出图13和图14中示出的主轮和子轮的位置的图。
参照图13至图15，当清洁机器人1爬上障碍物并且清洁机器人1的底表面被卡住时，清洁机器人1的驱动轮被抬起，导致出现不能行进的被卡住状态。在这种情况下，通过使驱动框架110向下倾斜而使子轮130缓缓地突出来改变子轮130的位置，从而恢复驱动力。
当驱动框架110下降时，主轮120可按照预定角度与地板接触。当倾斜角度为大约20度时，可在主轮120和子轮130同时接触地板的状态下传输驱动力。在这种情况下，主轮120和子轮130具有相同的速度并且与地板具有最大的接触面积，从而有效地脱离大面积障碍物。当倾斜角度大于20度时，子轮130以倾斜状态抬起主轮10，且倾斜角度被限制为80度。这里清洁机器人1的底表面与地板之间的高度H2为55mm(从10mm增加了45mm)。此外，由于子轮130基于向前运动方向比主轮120更向内大约25mm地设置在内部，因此与履带型相比，当主轮120中的一个在清洁机器人1行进时沿侧方向落下时可更有效地恢复力。
当由于空转或未与地板充分接触的主轮120或子轮130接触地板而恢复驱动力时，流经倾斜电机150的电流增大，从而停止突出。当清洁机器人1脱离障碍物后，控制清洁机器人1回到如图10至图12所示的正常行进模式并恢复清洁性能。
图16是示出根据本公开的实施例的清洁机器人的总高度被降低以脱离被卡住状态(诸如，“被挤住状态”)的清洁机器人的主视图。图17是示出图16的清洁机器人的侧视图。图18是详细地示出图16和图17中示出的主轮和子轮的位置的图。
参照图16至图18，当清洁机器人1进入障碍物的狭窄空间(例如，床或沙发下面的空间)时，清洁机器人1的上部被挤住，导致出现不能行进的被卡住状态。当清洁机器人的上部被挤住时，主轮120受到限制，导致出现由编码器211检测到的驱动电机140的受限状态。在被卡住状态下，即使驱动框架110向下倾斜以改变子轮130的位置，驱动框架10也不能运动。因此，过电流流经倾斜电机150并被电流传感器214检测到以确定“被挤住状态”。
在这种情况下，驱动框架110向上倾斜以降低主轮120的总高度。当驱动框架110升起时，主轮120偏离旋转轴并朝并朝清洁机器人1的内侧升起，从而降低清洁机器人1的总高度。这里，清洁机器人1的总高度降低了多达3.5mm，从而清洁机器人1的底表面与地板之间的高度H3为6.5mm(最低底盘高度)。
清洁机器人1通过降低清洁机器人1的总高度并沿与进入方向相反的方向行进而恢复驱动力，从而脱离被卡住状态。
图19是示出根据本公开的实施例的清洁机器人卡在台阶处的被卡住状态的图。图20是示出图19的清洁机器人中的子轮向下突出以脱离被卡住状态的图。
参照图19和图20，当清洁机器人1卡在台阶处且主轮120被抬起时，通过使子轮130向下突出以使子轮130接触将要清洁的区域的地板表面来恢复驱动力。
图21是示出根据本公开的实施例的清洁机器人卡在台阶处的另一被卡住状态的图。图22是示出图21的清洁机器人中的子轮向下突出以脱离被卡住状态的图。
参照图21和图22，当清洁机器人1卡在台阶处且主轮120被抬起时，通过使子轮130向下突出以使子轮130接触将要清洁的区域的地板表面来恢复驱动力。虽然在附图中子轮130突出至最大长度，但清洁机器人1可通过使子轮130突出到足以接触地板的角度(如上所述)来脱离被卡住状态。
在下文中，将参照图23至图27描述在清洁机器人1进入被卡住状态之前预测被卡住状态的风险度和类型以预先处理被卡住状态的方法。
图23是在根据本公开的另一实施例的清洁机器人1中用于预测被卡住状态的控制框图，与参照图8描述的组件相同的组件被赋予相同的标号和相同的术语，并且省略其描述。
参照图23，根据本公开的另一实施例的清洁机器人1还包括：输入单元200，用于从用户接收运动指令；传感器单元210，用于检测与清洁机器人1在其上行进的将要清洁的区域有关的各种信息；控制器220，根据输入单元200的运动指令和传感器单元210的传感器信息检测被卡住状态的风险度和类型，并进行控制以脱离被卡住状态；驱动电机140，用于根据来自控制器220的驱动指令驱动主轮120和子轮130；倾斜电机150，用于根据来自控制器220的脱离指令改变子轮130的位置。
输入单元200包括位于主体10的上部上的多个按钮或遥控器(未示出)，以从用户接收用于清洁机器人1的运动指令或清洁指令，并将输入的信息发送给控制器220。
传感器单元210可包括：第一编码器211-1和第二编码器211-2，用于测量根据来自用户的运动指令而旋转的驱动电机140的运动量；位置传感器212，用于测量清洁机器人1已经实际运动的距离；倾角传感器213，用于测量清洁机器人1已经实际运动的角度(方向)；电流传感器214，用于测量流经倾斜电机150的电流。
第一编码器211-1和第二编码器211-2分别安装在两个驱动单元100(安装于主体10的相对侧)的驱动电机140上，并预测清洁机器人1的被卡住状态的风险度和类型，从而检测主轮120是否被压住或被挤住。
就这点而言，第一编码器211-1安装在左驱动电机140上，第二编码器211-2安装在右驱动电机140上。
位置传感器212被构造为测量清洁机器人1的实际运动量。在没有光时或者即使在天花板上没有特征时也可使用光流传感器。
倾角传感器213(是能够测量清洁机器人1的角度(倾斜度)的传感器模块)通过测量清洁机器人1的角度值(倾斜度值)和角度值(倾斜度值)的变化值来预测被卡住状态的风险度和类型。
电流传感器214安装在电路中以测量施加到倾斜电机150的负荷(扭矩或电流值)并将测量的负荷值发送给控制器220。
控制器220(控制清洁机器人1的整个操作)基于从第一编码器211-1和第二编码器211-2以及倾角传感器213接收到的传感器信息以及预定时间段内获得的关于周围环境的机器人指令/信息来预测清洁机器人1可能进入被卡住状态。
也就是说，控制器220通过使用作为根据第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值计算的清洁机器人1已经运动的角度的角度值以及作为根据倾角传感器213的传感器信息测量的清洁机器人1已经运动的角度的角度值，判断清洁机器人1的被卡住状态。
换句话说，控制器220根据第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度、根据倾角传感器213的传感器信息测量清洁机器人1已经运动的角度并且通过使用清洁机器人1的计算角度与清洁机器人1的测量角度之间的差来判断被卡住状态。
另外，控制器220通过在预定时间段内检测清洁机器人1的计算角度与清洁机器人1的测量角度之间的差来判断清洁机器人1的被卡住状态。
此外，控制器220可在清洁机器人1被卡住之前预测被卡住状态的风险度和类型以预先处理被卡住状态。将参照图28至图33更详细地描述预测被卡住状态的风险度和类型的方法。
另外，控制器220可根据预测的被卡住状态的风险度使清洁机器人1迅速减速或快速停止以使清洁机器人1能够脱离被卡住状态的风险，并且可根据预测的被卡住状态的类型提供用于选择适合于脱离被卡住状态的方法的信息，从而可对被卡住状态的风险度和类型进行有效地处理。
清洁单元230根据来自控制器220的驱动指令而驱动主刷和侧刷，从而通过从清洁机器人1在其上行进的将要清洁的区域的地板吸入异物(诸如，灰尘)来执行清洁操作。
存储单元240存储根据用于清洁机器人1的清洁指令以及在清洁机器人1行进时检测到的传感器信息而预先限定的行进图案和行进路径。
图24至图26示出了根据本公开的另一实施例的清洁机器人1的各种被卡住状态。
清洁机器人1经常发生的被卡住状态包括如下所述的与行进有关的三种状态。
第一，“被抬起状态”是指由于清洁机器人1的底表面被结构体或门槛卡住而出现的不能行进状态，或者是指由于因轮的所有悬架被抬起且清洁机器人1的底表面接触地板而在清洁机器人1的底表面与地板之间产生摩擦而出现的不能行进状态。
第二，上部“被挤住状态”是指清洁机器人1的上部或侧部被挤在高度低的间隙中。
第三，“被物体绊住状态”是指清洁机器人1在行进时爬上柔软物体(诸如，将要清洗的床上用品或衣物)或者被一堆衣物绊住的状态。
图24的(a)部分至(d)部分示出了根据本公开的另一实施例的清洁机器人1的“被抬起状态”。
参照图24的(a)部分至(d)部分，清洁机器人1的“被抬起状态”可被分为下面的四种情况。
图24的(a)部分示出了由于清洁机器人1的主轮120的外部爬上对象而出现的不能行进状态。图24的(b)部分示出了由于物体卡在清洁机器人1的底表面而出现的不能行进状态。图24的(c)部分示出了由于清洁机器人1爬上倾斜的物体而出现的不能行进状态。图24的(d)部分示出了由于清洁机器人1的整个底表面骑在物体上而出现的不能行进状态。
图25的(a)部分和(b)部分示出了根据本公开的另一实施例的清洁机器人1的“被挤住状态”。
图25的(a)部分示出了清洁机器人1的侧部被狭窄的空间(诸如，床或沙发下面的空间)挤住的状态。图25的(b)部分示出了清洁机器人1的前部被狭窄的空间挤住的状态。
参照图25的(a)部分和(b)部分，清洁机器人1的上部的“被挤住状态”是指清洁机器人1的前部或侧部进入狭窄的空间中并且由于清洁机器人1的整个底表面或部分底表面接触地板而不能脱离窄的空间的状态。由于传感器未操作直到清洁机器人1被狭窄的空间挤住，因此出现“被挤住状态”。
图26的(a)部分和(b)部分示出了根据本公开的另一实施例的清洁机器人1的“被物体绊住状态”。
图26的(a)部分示出了清洁机器人1在行进时爬上柔软物体(诸如，将要清洗的床上用品或衣物)的状态。图26的(b)部分示出了清洁机器人1在行进时被柔软物体(诸如，一堆衣物)绊住的状态。
为了预先处理如图24至图26所示的被卡住状态，需要预测被卡住状态的风险。预测被卡住状态的风险指的是即使清洁机器人1未真正处于被卡住状态也检测易于发生被卡住状态的低风险状态或高风险状态。通过使用分别附连到左侧驱动电机和右侧驱动电机140的第一编码器211-1和第二编码器211-2以及倾角传感器213执行预检测。就这点而言，利用通过第一编码器211-1和第二编码器211-2以及倾角传感器213测量的变化值执行被卡住状态的预检测。在预定时间段内检查变化值之后执行预检测。
图27是示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人1进入被卡住状态的风险度的曲线图。在清洁机器人1在被卡住状态下被卡住之前通过使用由倾角传感器213测量的倾斜度值和倾斜度值的变化值预测被卡住状态的风险。
在图27中，用于预测清洁机器人1的被卡住状态的风险度具有两个阶段。也就是说，清洁机器人1的会被卡住的风险度具有两个阶段，即，低风险和高风险。在会被卡住的风险低时，清洁机器人1通过迅速减小行进速度来脱离低风险状态。在被卡住的风险高时，清洁机器人1通过迅速停止主轮120的旋转来脱离高风险状态。
然后，将参照图28和图33描述预测被卡住状态的风险度和类型的方法。
图28是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人的低风险的“被抬起状态”的方法的流程图。
参照图28，当用户通过输入单元200输入用于清洁机器人1的运动指令时(400)，控制器220根据运动指令使安装在主体10的相对侧的驱动电机140旋转以使主轮120向前或向后(沿常规方向或反方向)旋转，从而清洁机器人1在地板上沿预定行进图案(直角行进图案或随机行进图案)行进。
这样，第一编码器211-1和第二编码器211-2测量根据运动指令旋转的左驱动电机和右驱动电机140的运动量(驱动电机140的运动距离和运动角度)并将该测量值发送给控制器220(402)。
就这点而言，倾角传感器213测量清洁机器人1已经实际运动的角度(倾斜度值)并将该测量值发送给控制器220(404)。
因此，控制器220基于第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值计算清洁机器人1已经运动的距离变化值A1和A2(406)，并基于倾角传感器213的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度(即，倾斜度值)变化值B(408)。
因此，控制器220确定第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2是否大于由用户设置的第一编码器阈值Ath1(410)。
由用户设定的第一编码器阈值Ath1可通过下面的等式1来获得。
等式1
Ath1＝V+V*0.06(传感器误差)
在等式1中，V是清洁机器人1在行进时的平均速度，并可通过下面的等式2来计算。
等式2
V＝nkX2π·r/n0[rad/sec]
在等式2中，nk是第一编码器211-1和第二编码器211-2的脉冲数，r是主轮120的半径，n0是第一编码器211-1和第二编码器211-2在轮的转一圈之后的脉冲数。
根据操作410中的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2大于第一编码器阈值Ath1时，控制器220确定由倾角传感器213测量的倾斜度值的变化值B是否大于由用户设置的第一倾斜度阈值Bth1(412)。
由用户设定的第一倾斜度阈值Bth1可通过下面的式等3来计算。
等式3
Bth1＝±3°(传感器误差)
根据操作412中的确定结果，当倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220确定清洁机器人1处于低风险的“被抬起状态”(414)。
总而言之，当第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2大于由用户设置的第一编码器阈值Ath1并且倾斜度值变化值B大于由用户设置的第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220给出清洁机器人1处于低风险的“被抬起状态”的警告。
然后，控制器220使驱动电机140迅速减速以使清洁机器人1能够脱离低风险的“被抬起状态”，并且提供用于选择适合于脱离“被抬起状态”的方法的信息。
同时，根据操作410中的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2不大于第一编码器阈值Ath1时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(416)。
另外，根据操作412的确定结果，当倾斜度值变化值B不大于第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(416)。
图29是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人1的低风险的上部“被挤住状态”的方法的流程图。
参照图29，当用户通过输入单元200输入用于清洁机器人1的运动指令时(500)，控制器220根据运动指令使安装在主体10的相对侧的驱动电机140旋转以使主轮120向前或向后(沿常规方向或反方向)旋转，从而清洁机器人1在地板上沿预定行进图案(直角行进图案或随机行进图案)行进。
这样，第一编码器211-1和第二编码器211-2测量根据运动指令旋转的左驱动电机和右驱动电机140的运动量(驱动电机140的运动距离和运动角度)并将该测量值发送给控制器220(502)。
就这点而言，倾角传感器213测量清洁机器人1已经实际运动的角度值(即，倾斜度值)并将该测量值发送给控制器220(504)。
因此，控制器220基于第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值计算清洁机器人1已经运动的距离变化值A1和A2(506)，并基于倾角传感器213的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度(即，倾斜度值)变化值B(508)。
因此，控制器220确定第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2是否大于由用户设置的第一编码器阈值Ath1(510)。
根据操作510的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2小于第一编码器阈值Ath1时，控制器220确定由倾角传感器213测量的倾斜度值变化值B是否大于由用户设置的第一倾斜度阈值Bth1(512)。
根据操作512的确定结果，当倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220确定清洁机器人1处于低风险的上部“被挤住状态”(514)。
总而言之，当第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1并且倾斜度值变化值B大于由用户设置的第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220给出清洁机器人1处于低风险的上部“被挤住状态”的警告。
然后，控制器220使驱动电机140迅速减速以使清洁机器人1能够脱离低风险的上部“被挤住状态”，并且提供用于选择适合于脱离低风险的上部“被挤住状态”的方法的信息。
同时，根据操作510的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2不小于第一编码器阈值Ath1时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(516)。
另外，根据操作512的确定结果，当倾斜度值变化值B不大于第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(516)。
图30是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人1的低风险的“被物体绊住状态”的方法的流程图。
参照图30，当用户通过输入单元200输入用于清洁机器人1的运动指令时(600)，控制器220根据运动指令使安装在主体10的相对侧的驱动电机140旋转以使主轮120向前或向后(沿常规方向或反方向)旋转，从而清洁机器人1在地板上沿预定行进图案(直角行进图案或随机行进图案)行进。
这样，第一编码器211-1和第二编码器211-2测量根据运动指令旋转的左驱动电机和右驱动电机140的运动量(驱动电机140的运动距离和运动角度)并将该测量值发送给控制器220(602)。
就这点而言，倾角传感器213测量清洁机器人1已经实际运动的角度值(即，倾斜度值)并将该测量值发送给控制器220(604)。
因此，控制器220基于第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度变化值A1t1和A2t1(606)，并基于倾角传感器213的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度(即，倾斜度值)变化值B(608)。
因此，控制器220确定在第一时间段t1期间测量的第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1t1和A2t1之中的至少一个编码器变化值A1t1或A2t1是否小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1(610)。
根据操作610的确定结果，当至少一个编码器变化值A1t1或A2t1小于第一编码器阈值Ath1时，控制器220确定由倾角传感器213测量的倾斜度值变化值B是否大于上部被挤住状态的参照阈值Bs(612)。
根据操作612的确定结果，当倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参照阈值Bs时，控制器220确定清洁机器人1处于低风险的“被物体绊住状态”(614)。
总而言之，当在第一时间段t1期间通过频率校验测量的第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1t1和A2t1之中的至少一个编码器变化值A1t1或A2t1小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1并且倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器220给出清洁机器人1处于低风险的“被物体绊住状态”的警告。
然后，控制器220使驱动电机140迅速减速以使清洁机器人1能够脱离低风险的“被物体绊住状态”，并且提供用于选择适合于脱离“被物体绊住状态”的方法的信息。
同时，根据操作610的确定结果，当在第一时间段t1期间通过频率校验测量的第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1t1和A2t1之中的至少一个编码器变化值A1t1或A2t1不小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(616)。
另外，根据操作612的确定结果，当倾斜度值变化值B不大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(616)。
图31是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人1的高风险的“被抬起状态”的方法的流程图。
参照图31，当用户通过输入单元200输入用于清洁机器人1的运动指令时(700)，控制器220根据运动指令使安装在主体10的相对侧的驱动电机140旋转以使主轮120向前或向后(沿常规方向或反方向)旋转，从而清洁机器人1在地板上沿预定行进图案(直角行进图案或随机行进图案)行进。
这样，第一编码器211-1和第二编码器211-2测量根据运动指令旋转的左驱动电机和右驱动电机140的运动量(驱动电机140的运动距离和运动角度)并将该测量值发送给控制器220(702)。
就这点而言，倾角传感器213测量清洁机器人1已经实际运动的角度值(即，倾斜度值)并将该测量值发送给控制器220(704)。
因此，控制器220基于第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值计算清洁机器人1已经运动的距离变化值A1和A2(706)，并基于倾角传感器213的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度(即，倾斜度值)变化值B(708)。
因此，控制器220确定第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2是否指示主轮120正在空转的空转状态(打开状态)(710)。
根据操作710的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2指示空转状态时，控制器220确定由倾角传感器213测量的倾斜度值变化值B是否大于由用户设定的第二倾斜度阈值Bth2(712)。
由用户设定的第二倾斜度阈值Bth2可通过下面的等式4来计算。
等式4
Bth2＝tan-1(2r/h)
在等式4中，r是主轮120的半径，h是清洁机器人1的底盘高度。
根据操作712的确定结果，当倾斜度值变化值B大于第二倾斜度阈值Bth2时，控制器220确定清洁机器人1处于高风险的“被抬起状态”(714)。
总而言之，当第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2指示空转状态并且倾斜度值变化值B大于由用户设定的第二倾斜度阈值Bth2时，控制器220给出清洁机器人1处于高风险的“被抬起状态”的警告。
然后，控制器220使驱动电机140迅速减速以使清洁机器人1脱离高风险的“被抬起状态”，并且提供用于选择适合于脱离“被抬起状态”的方法的信息。
同时，根据操作710的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2未指示空转状态时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(716)。
另外，根据操作712的确定结果，当倾斜度值变化值B不大于第二倾斜度阈值Bth2时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(716)。
图32是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人1的高风险的上部“被挤住状态”的方法的流程图。
参照图32，当用户通过输入单元200输入用于清洁机器人1的运动指令时(800)，控制器220根据运动指令使安装在主体10的相对侧的驱动电机140旋转以使主轮120向前或向后(沿常规方向或反方向)旋转，从而清洁机器人1在地板上沿预定行进图案(直角行进图案或随机行进图案)行进。
这样，第一编码器211-1和第二编码器211-2测量根据运动指令旋转的左驱动电机和右驱动电机140的运动量(驱动电机140的运动距离和运动角度)并将该测量值发送给控制器220(802)。
就这点而言，倾角传感器213测量清洁机器人1已经实际运动的角度值(即，倾斜度值)并将该测量值发送给控制器220(804)。
因此，控制器220基于第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值计算清洁机器人1已经运动的距离变化值A1和A2(806)，并基于倾角传感器213的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度(即，倾斜度值)变化值B(808)。
因此，控制器220确定第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2是否小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1并大于由用户设置的第二编码器阈值Ath2(810)。
通过使用下面的等式5来计算由用户设定的第二编码器阈值Ath2。
等式5
Ath2＝0+V*0.06(传感器误差)
在等式5中，0是指清洁机器人1在被卡住状态下的速度，V是指清洁机器人1在行进时的平均速度。
根据操作810的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2小于第一编码器阈值Ath1并大于二编码器阈值Ath2时，控制器220确定由倾角传感器213测量的倾斜度值变化值B是否大于由用户设置的第一倾斜度阈值Bth1(812)。
根据操作812的确定结果，当倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220确定清洁机器人1处于高风险的“被挤住状态”(814)。
总而言之，当第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1和A2之中的至少一个编码器变化值A1或A2小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1并大于第二编码器阈值Ath2、并且倾斜度值变化值B大于由用户设置的第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220给出清洁机器人1处于高风险的上部“被挤住状态”的警告。
然后，控制器220使驱动电机140迅速减速以使清洁机器人1脱离高风险的上部“被挤住状态”，并且提供用于选择适合于脱离上部“被挤住状态”的方法的信息。
同时，根据操作810的确定结果，当至少一个编码器变化值A1或A2不小于第一编码器阈值Ath1并且不大于第二编码器阈值Ath2时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(816)。
另外，根据操作812的确定结果，当倾斜度值变化值B不大于第一倾斜度阈值Bth1时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(816)。
图33是示出根据本公开的另一实施例的预测清洁机器人1的高风险的“被物体绊住状态”的方法的流程图。
参照图33，当用户通过输入单元200输入用于清洁机器人1的运动指令时(900)，控制器220根据运动指令使安装在主体10的相对侧的驱动电机140旋转以使主轮120向前或向后(沿常规方向或反方向)旋转，从而清洁机器人1在地板上沿预定行进图案(直角行进图案或随机行进图案)行进。
这样，第一编码器211-1和第二编码器211-2测量根据运动指令旋转的左驱动电机和右驱动电机140的运动量(驱动电机140的运动距离和运动角度)并将该测量值发送给控制器220(602)。
就这点而言，倾角传感器213测量清洁机器人1已经实际运动的角度值(即，倾斜度值)并将该测量值发送给控制器220(904)。
因此，控制器220基于第一编码器211-1和第二编码器211-2的测量值通过在第二时间段t2期间进行频率校验来计算清洁机器人1已经运动的角度变化值A1t2和A2t2(906)，并基于倾角传感器213的测量值计算清洁机器人1已经运动的角度(即，倾斜度值)变化值B(908)。
因此，控制器220确定通过在第二时间段t2期间进行频率校验测量的第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1t2和A2t2之中的至少一个编码器变化值A1t2或A2t2是否小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1(910)。
根据操作910的确定结果，当至少一个编码器变化值A1t2或A2t2小于第一编码器阈值Ath1时，控制器220确定由倾角传感器213测量的倾斜度值变化值B是否大于上部被挤住状态的参照阈值Bs(912)。
根据操作912的确定结果，当倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参照阈值Bs时，控制器220确定清洁机器人1处于高风险的“被物体绊住状态”(914)。
总而言之，当在第二时间段t2期间通过频率校验测量的第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1t2和A2t2之中的至少一个编码器变化值A1t2或A2t2小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1并且倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器220给出清洁机器人1处于高风险的“被物体绊住状态”的警告。
由于处于高风险的“被物体绊住状态”的清洁机器人1具有比处于低风险的“被物体绊住状态”的清洁机器人1大的风险度，因此，第二时间段t2被设置为小于第一时间段t1。
然后，控制器220使驱动电机140快速停止以使清洁机器人1脱离高风险的“被物体绊住状态”，并且提供用于选择适合于脱离“被物体绊住状态”的方法的信息。
同时，根据操作910的确定结果，当在第一时间段t1期间通过频率校验测量的第一编码器211-1和第二编码器211-2的变化值A1t2和A2t2之中的至少一个编码器变化值A1t2或A2t2不小于由用户设置的第一编码器阈值Ath1时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(916)。
另外，根据操作912的确定结果，当倾斜度值变化值B不大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器220控制清洁机器人1保持以正常行进模式(其中，清洁机器人1通过使驱动电机140旋转而在地板上行进)行进(916)。
虽然已经示出并描述了本公开的一些实施例，但是本领域的技术人员应当认识到，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变。

Claims (51)

1.一种清洁机器人，包括：
主体；
驱动单元，使主体运动；
其中，驱动单元包括：
多个电机，产生驱动力；
多个轮，连接到所述多个电机中的一个电机，并通过从所述多个电机中的所述一个电机接收到的驱动力而旋转；
驱动框架，用于支撑所述多个轮，从所述多个电机中的另一电机接收驱动力，并进行旋转以改变所述多个轮的位置。
2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，所述多个电机包括：
第一电机，用于使所述多个轮旋转以使主体运动；
第二电机，用于使驱动框架旋转以控制主体的高度。
3.根据权利要求2所述的清洁机器人，其中，第二电机与第一电机垂直地安装以使驱动框架绕旋转轴旋转。
4.根据权利要求2所述的清洁机器人，所述清洁机器人还包括用于将第二电机的驱动力传输给驱动框架的齿轮单元，
其中，齿轮单元包括：
蜗杆，在结合到第二电机的状态下旋转；
倾斜齿轮，使驱动框架根据蜗杆的旋转而绕旋转轴旋转。
5.根据权利要求4所述的清洁机器人，其中，驱动框架结合到倾斜齿轮，
齿轮单元还包括在蜗杆与倾斜齿轮之间传输第二电机的驱动力的连接齿轮。
6.根据权利要求4所述的清洁机器人，其中，倾斜齿轮的旋转轴与第一电机的旋转轴同轴地对齐。
7.根据权利要求2所述的清洁机器人，其中，所述多个轮包括：
主轮，被驱动以使主体运动；
子轮，在被安装在比主轮更向内的内部的状态下被驱动。
8.根据权利要求7所述的清洁机器人，其中，主轮和子轮被对准以沿不同的方向行进。
9.根据权利要求7所述的清洁机器人，所述清洁机器人还包括用于测量流经第二电机的电流的电流传感器，
其中，电流传感器检测在驱动框架旋转时子轮是否接触地板或者子轮是否被限制。
10.一种清洁机器人，所述清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的驱动单元，其中，驱动单元包括轮组件和驱动框架，所述轮组件包括主轮和子轮，所述驱动框架能够旋转以改变轮组件的位置，所述清洁机器人还包括：
输入单元，输入用于清洁机器人的运动指令；
编码器，测量根据输入的运动指令而运动的驱动单元的运动；
位置传感器，测量清洁机器人的运动；
控制器，通过利用根据输入的运动指令获取的位置值、基于编码器的测量值计算的清洁机器人的位置值以及基于位置传感器的传感器信息计算的清洁机器人的位置值来确定清洁机器人的行进状态。
11.根据权利要求10所述的清洁机器人，其中，驱动单元还包括用于传输驱动力的第一电机和第二电机，
主轮和子轮连接到第一电机并通过从第一电机接收到的驱动力而旋转，
驱动框架通过从第二电机接收到的驱动力而旋转以改变轮组件的位置。
12.根据权利要求11所述的清洁机器人，其中，编码器安装在第一电机中，以测量第一电机的根据用于清洁机器人的运动指令的运动量。
13.根据权利要求10所述的清洁机器人，其中，位置传感器是测量清洁机器人已经实际运动的距离的光流传感器。
14.根据权利要求10所述的清洁机器人，其中，在主体中安装有至少一个位置传感器。
15.根据权利要求11所述的清洁机器人，其中，控制器在确定清洁机器人处于不能行进的被卡住状态时驱动第二电机以使包括轮组件在内的驱动框架旋转。
16.根据权利要求15所述的清洁机器人，所述清洁机器人还包括用于感测流经第二电机的电流的电流传感器，
其中，当在驱动框架旋转的过程中检测到流经第二电机的电流改变时，控制器使驱动框架停止旋转。
17.根据权利要求15所述的清洁机器人，所述清洁机器人还包括用于感测流经第二电机的电流的电流传感器，
其中，当在第二电机中检测到过电流时，控制器使驱动框架改变为沿相反的方向旋转。
18.根据权利要求10所述的清洁机器人，所述清洁机器人还包括用于测量清洁机器人的倾斜度的倾角传感器，
其中，控制器基于编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度，基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度，并通过利用清洁机器人的计算的角度和清洁机器人的测量的角度确定清洁机器人的行进状态。
19.根据权利要求18所述的清洁机器人，其中，倾角传感器是用于测量清洁机器人已经实际运动的角度的陀螺仪传感器。
20.根据权利要求18所述的清洁机器人，其中，控制器通过在预定时间段内检测清洁机器人的计算的位置或角度与清洁机器人的测量的位置或角度之间的差来确定清洁机器人是否处于不能行进的被卡住状态。
21.一种控制清洁机器人的方法，所述清洁机器人包括主体和驱动单元，所述驱动单元包括轮组件和驱动框架，所述轮组件包括主轮和子轮，所述驱动框架支撑轮组件并且能够旋转以改变轮组件的位置，所述方法包括：
通过编码器测量根据输入的运动指令运动的驱动单元的运动来计算清洁机器人已经运动的位置或角度；
通过传感器测量清洁机器人的运动；
通过利用清洁机器人的计算的位置或角度以及清洁机器人的测量的位置或角度来确定清洁机器人的行进状态。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述传感器包括：
位置传感器，测量清洁机器人已经实际运动的距离；
倾角传感器，测量清洁机器人已经实际运动的角度。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，通过在预定时间段内检测清洁机器人的计算的位置或角度与清洁机器人的测量的位置或角度之间的差来确定清洁机器人是否处于不能行进的被卡住状态，从而执行确定清洁机器人的行进状态的步骤。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，驱动框架在确定清洁机器人处于不能行进的被卡住状态时旋转。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，当在驱动框架旋转时在使驱动框架旋转的电机中感测到电流的改变时，使驱动框架停止旋转。
26.根据权利要求24所述的方法，其中，当在驱动框架旋转时在使驱动框架旋转的电机中感测到过电流时，使驱动框架改变为沿相反的方向旋转。
27.一种清洁机器人，所述清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的驱动单元，所述清洁机器人还包括：
输入单元，输入用于清洁机器人的运动指令；
倾角传感器，测量根据输入的运动指令运动的清洁机器人的倾斜度；
控制器，通过利用角度值来确定清洁机器人的被卡住状态，其中，通过基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度来获得所述角度值。
28.根据权利要求27所述的清洁机器人，其中，驱动单元还包括用于将驱动力传输给主体的左侧和右侧的左驱动电机和右驱动电机，
清洁机器人还包括第一编码器和第二编码器，第一编码器安装在左驱动电机中以测量左驱动电机的通过用于清洁机器人的运动指令产生的运动量，第二编码器安装在右驱动电机中以测量右驱动电机的通过用于清洁机器人的运动指令产生的运动量。
29.根据权利要求28所述的清洁机器人，其中，倾角传感器是用于测量清洁机器人已经实际运动的倾斜度值的陀螺仪传感器。
30.根据权利要求29所述的清洁机器人，其中，控制器基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度，基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度，并通过利用清洁机器人的计算的角度与清洁机器人的测量的角度之间的差确定清洁机器人的被卡住状态。
31.根据权利要求30所述的清洁机器人，其中，控制器基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2，基于倾角传感器的传感器信息计算清洁机器人已经运动的倾斜度值变化值B，并且通过利用计算的第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2以及计算的倾斜度值变化值B来确定清洁机器人的被卡住状态的风险度和类型。
32.根据权利要求31所述的清洁机器人，其中，当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个大于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值(Bth1＝±3°)时，控制器确定清洁机器人处于低风险的“被抬起状态”，
其中，在第一编码器阈值Ath1中，V是指清洁机器人的平均速度。
33.根据权利要求32所述的清洁机器人，其中，控制器使驱动电机迅速减速以使清洁机器人能够脱离低风险的“被抬起状态”并提供适合于脱离“被抬起状态”的信息。
34.根据权利要求31所述的清洁机器人，其中，当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值(Bth1＝±3°)时，控制器确定清洁机器人处于低风险的上部“被挤住状态”，
其中，在第一编码器阈值Ath1中，V是指清洁机器人的平均速度。
35.根据权利要求34所述的清洁机器人，其中，控制器使驱动电机迅速减速以使清洁机器人能够脱离低风险的上部“被挤住状态”并提供适合于脱离上部“被挤住状态”的信息。
36.根据权利要求30所述的清洁机器人，其中，控制器通过检测在预定时间段内清洁机器人的计算的角度与清洁机器人的测量的角度之间的差来确定清洁机器人的被卡住状态。
37.根据权利要求36所述的清洁机器人，其中，控制器在第一时间段t1内基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的第一编码器变化值A1t1和第二编码器变化值A2t1，基于倾角传感器的传感器信息计算清洁机器人已经运动的倾斜度值变化值B，并且通过利用计算的第一编码器变化值A1t1和第二编码器变化值A2t1以及计算的倾斜度值变化值B来确定清洁机器人的被卡住状态的风险度和类型。
38.根据权利要求37所述的清洁机器人，其中，当第一编码器变化值A1t1和第二编码器变化值A2t1中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器确定清洁机器人处于低风险的“被物体绊住状态”，
其中，在第一编码器阈值Ath1中，V是指清洁机器人的平均速度。
39.根据权利要求38所述的清洁机器人，其中，控制器使驱动电机迅速减速以使清洁机器人能够脱离低风险的“被物体绊住状态”并提供适合于脱离“被物体绊住状态”的信息。
40.根据权利要求31所述的清洁机器人，其中，当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个指示空转状态并且倾斜度值变化值B大于第二倾斜度阈值(Bth2＝tan-1(2r/h))时，控制器确定清洁机器人处于高风险的“被抬起状态”，
其中，在第二倾斜度阈值Bth2中，r是指主轮的半径，h是指清洁机器人的底盘高度。
41.根据权利要求40所述的清洁机器人，其中，控制器使驱动电机迅速停止以使清洁机器人能够脱离高风险的“被抬起状态”并提供适合于脱离“被抬起状态”的信息。
42.根据权利要求31所述的清洁机器人，其中，当第一编码器变化值A1和第二编码器变化值A2中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)且大于第二编码器阈值Ath2并且倾斜度值变化值B大于第一倾斜度阈值(Bth1＝±3°)时，控制器确定清洁机器人处于高风险的上部“被挤住状态”，
其中，在第一编码器阈值Ath1中，V是指清洁机器人的平均速度。
43.根据权利要求42所述的清洁机器人，其中，控制器使驱动电机迅速停止以使清洁机器人能够脱离高风险的上部“被挤住状态”并提供适合于脱离上部“被挤住状态”的信息。
44.根据权利要求36所述的清洁机器人，其中，控制器在第二时间段t2内基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的第一编码器变化值A1t2和第二编码器变化值A2t2，基于倾角传感器的传感器信息计算清洁机器人已经运动的倾斜度值变化值B，并且通过利用计算的第一编码器变化值A1t2和第二编码器变化值A2t2以及计算的倾斜度值变化值B来确定清洁机器人的被卡住状态的风险度和类型。
45.根据权利要求44所述的清洁机器人，其中，当第一编码器变化值A1t2和第二编码器变化值A2t2中的至少一个小于第一编码器阈值(Ath1＝V+V*0.06)并且倾斜度值变化值B大于上部被挤住状态的参考阈值Bs时，控制器确定清洁机器人处于高风险的“被物体绊住状态”，
其中，在第一编码器阈值Ath1中，V是指清洁机器人的平均速度。
46.根据权利要求45所述的清洁机器人，其中，控制器使驱动电机迅速停止以使清洁机器人能够脱离高风险的“被物体绊住状态”并提供适合于脱离“被物体绊住状态”的信息。
47.一种清洁机器人，所述清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的左驱动单元和右驱动单元，所述清洁机器人还包括：
输入单元，输入用于清洁机器人的运动指令；
第一编码器和第二编码器，测量根据输入的运动指令运动的左驱动单元和右驱动单元的运动；
控制器，通过利用角度值来确定清洁机器人的被卡住状态，其中，通过基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度来获得所述角度值。
48.根据权利要求47所述的清洁机器人，所述清洁机器人还包括用于测量清洁机器人的倾斜度的倾角传感器，
其中，控制器通过利用通过基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度所获得的角度值以及通过基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度所获得的角度值来确定清洁机器人的被卡住状态。
49.一种控制清洁机器人的方法，所述清洁机器人包括主体以及用于使主体运动的左驱动单元和右驱动单元，所述方法包括：
通过利用第一编码器和第二编码器测量根据输入的运动指令运动的左驱动单元和右驱动单元的运动来计算清洁机器人已经运动的角度；
通过利用倾角传感器测量清洁机器人已经运动的角度；
通过利用清洁机器人的计算的角度和清洁机器人的测量的角度确定清洁机器人不能行进的被卡住状态。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，通过基于第一编码器和第二编码器的测量值计算清洁机器人已经运动的角度、基于倾角传感器的传感器信息测量清洁机器人已经运动的角度并且通过利用清洁机器人的计算的角度与清洁机器人的测量的角度之间的差来执行确定清洁机器人的被卡住状态的步骤。
51.一种清洁机器人，所述清洁机器人被构造为检测被卡住状态并脱离被卡住状态，所述清洁机器人包括：
主体；
右驱动单元，位于主体的右侧并使主体运动，右驱动单元包括右电机和右轮组件，所述右电机和右轮组件被构造为使主体沿向前方向、向后方向、向左方向和向右方向驱动主体，并且也被构造为使主体的位于主体的右侧的底盘高度升高或降低；
左驱动单元，位于主体的左侧并使主体运动，左驱动单元包括左电机和左轮组件，所述左电机和左轮组件被构造为使主体沿向前方向、向后方向、向左方向和向右方向驱动主体，并且也被构造为使主体的位于主体的左侧的底盘高度升高或降低；
多个传感器，检测即将被卡住状态；
控制器，通过调节右驱动单元和左驱动单元的驱动方向和行程中的一个或更多个来控制右驱动单元和左驱动单元以脱离被卡住状态。
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