CN108634872A - 自移动清洁机器人*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自移动清洁机器人***，包括清洁机器人和便携式基座，清洁机器人包括、用于在清洁机器人行进的所有方向上接收光信号的光接收器、控制单元，便携式基座上设置有用于朝向外部发射定向第一、二光束的第一、二光发射器，第一、二光发射器分别具有限定第一、二光束覆盖范围的第一、二光信号区域，第一、二光信号区域之间具有第一间隙区域，第一间隙区域的最大宽度小于等于机器人主体的外径；控制单元内预设一时间阈值，一旦光接收器所接受的光信号在第一、二管信号之间变换且信号变换时间间隔小于等于时间阈值时，控制单元即判断出清洁机器人越过第一间隙区域。本案的自移动清洁机器人方便了用户对机器人的工作范围进行管理。

Description

自移动清洁机器人***
技术领域
本发明涉及一种自移动清洁机器人***。
背景技术
目前，自移动清洁机器人被广泛使用，如吸尘用的吸尘机器人、擦地机器人等，这些清洁机器人在工作时，需要被限定在一个局限的范围内或在一定时间内被限定在一个范围内移动以执行工作。如家用的清洁机器人，其在完成一个房间的清洁后，会通过房间门移动至另一个房间，如用户不希望该机器人在未完成该房间的清洁后即进入另一房间，通常的解决方案是关闭房间门以使该清洁机器人被限定在该房间内工作。但是关闭房间门会使得用户进出房间受到影响，而且有时忘记关闭房门，则会影响使用。
公开号为CN1241080C的中国专利中公开了一种用于机器人的定位和制约的方法及***，该***包括：一便携式障碍信号传送器,该便携式障碍信号传送器主要沿一轴传送信号;一可移动的机器人,可使一旦检测到该障碍信号即行回避该障碍信号。该定位和制约***中，由于采用了便携式障碍信号传送器，使得用户可以在例如房间门的位置形成一道人工“障碍”，机器人只要检测到该障碍即行回避，从而有效的阻止了机器人穿过该房间门移动到外侧。但是，由于该便携式障碍信号传送器向外发射的信号具有方向性，这样势必要求用户在摆放该便携式障碍信号传送器时，需要将其贴边放置，而且该便携式障碍信号传送器中在所发射的定向行光信号的内外两侧，其均是无信号状态，与之配套使用的机器人无法知晓机器人闯过光信号区域时是从内向外移动还是从外向内移动，从而影响用户利用该便携式障碍信号传送器给与机器人增设其他功能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种智能化程度高的自移动清洁机器人***。
为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：一种自移动清洁机器人***，包括：
清洁机器人，其能够自主在地面上行进并在行进过程中执行清洁工作，所述的清洁机器人包括机器人主体、用于在所述清洁机器人行进的所有方向上接收光信号的光接收器、用于驱动所述的清洁机器人行进的驱动机构以及控制单元，所述的光接收器、所述的驱动机构均与所述的控制单元相信号连接；
至少一个便携式基座，其能够支撑在一平面上，所述的便携式基座上设置有用于朝向所述基座***发射定向第一光束的第一光发射器和用于朝向所述基座***外部发射定向第二光束的第二光发射器，所述的第一光发射器具有限定所述第一光束覆盖范围的第一光信号区域，所述的第二光发射器具有限定所述第二光束覆盖范围的第二光信号区域，所述的第一光信号区域包括用于限定所述第一光束的光束角的第一侧边界和第二侧边界，所述的第二光信号区域包括用于限定所述第二光束的光束角的第三侧边界和第四侧边界，所述的第一侧边界和第三侧边界相邻近且二者之间具有一第一间隙区域，所述第一间隙区域的最大宽度小于等于所述机器人主体的外径；当所述的清洁机器人行进到所述的第一光信号区域内时，所述的光接收器能够接收到所述的第一光束信号；当所述的清洁机器人行进到所述的第二光信号区域内时，所述的光接收器能够接收到所述的第二光束信号；当所述的清洁机器人行进到所述的第一间隙区域内时，所述的光接收器接收不到所述的第一、二光束信号；
其中，所述的控制单元内预设一时间阈值，一旦所述的光接收器从能接收到所述的第一光信号变换到能接收到第二光信号或者从能接收到所述的第二光信号变换到能接收到第一光信号并且信号变换时间间隔小于等于所述的时间阈值时，所述的控制单元即判断出所述的清洁机器人越过所述的第一间隙区域。
上述技术方案中，优选的，所述的第一侧边界和第三侧边界大致平行，所述的第一间隙区域呈窄条状。
上述技术方案中，优选的，所述的第二侧边界和第四侧边界相邻近且二者之间形成一第二间隙区域。
上述技术方案中，优选的，所述的第二侧边界和第四侧边界大致平行，所述的第二间隙区域呈窄条状。
上述技术方案中，优选的，所述的控制单元，用于如果判断出所述的清洁机器人越过所述的第一间隙区域，则控制所述的清洁机器人改变行进方向。
上述技术方案中，优选的，所述的第一光束的光束角为大于等于90°小于180°。
上述技术方案中，优选的，所述的第二光束的光束角为大于等于90°小于180°。
上述技术方案中，优选的，所述的第一光发射器和第二光发射器均安装在所述基座的侧壁面上。
上述技术方案中，优选的，所述的便携式基座上设置有用于向所述基座***发射360°全向第三光信号的第三光发射器，所述的第三光发射器具有限定所述第三光信号覆盖范围的第三光信号区域，所述的第三光信号区域的半径小于所述的第一光信号区域和第二光信号区域的半径，当所述的清洁机器人行进到所述的第三光信号区域内时，所述的光接收器能够接收到所述的第三光信号；所述的控制单元，用于如果所述的光接收器接收到所述的第三光信号时，则控制所述的清洁机器人改变行进方向。
本发明与现有技术相比获得如下有益效果：本案的自移动清洁机器人***在工作时，清洁机器人在便携式基座的“协助”下，不会随意的进入到“禁区”内，从而方便了用户对机器人的工作范围进行管理。
附图说明
附图1为本发明实施例提供的一种自移动清洁机器人***的工作示意图；
附图2为本发明实施例提供的一种清洁机器人的构成示意图；
附图3为本发明实施例提供的一种便携式基座的立体示意图；
附图4为本发明实施例提供的一种便携式基座的光信号覆盖示意图；
附图5为本发明另一个实施例提供的一种便携式基座的立体示意图；
附图6为本发明另一个实施例提供的一种便携式基座的光信号覆盖示意图；
附图7为本发明另一个实施例提供的一种自移动清洁机器人***的工作示意图。
具体实施方式
为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
首先参照图1，其示意性示出了可实施本公开实施例的自移动清洁机器人***的示例性布局。该例中，自移动清洁机器人***可以包括清洁机器人100和一对便携式基座200。清洁机器人100能够自主在地面上行进并在行进过程中执行清洁工作。便携式基座200能够支撑在任意一平面上，具有“指示器”和“虚拟墙壁”设置功能，其能够给清洁机器人100分隔清洁区域也能够指示清洁机器人100不进入到某一“禁区”内作业，即便携式基座200能够指引清洁移动人100在指定区域或移动到指定区域内进行清洁工作。
如图2所示，清洁机器人100包括机器人主体101、用于在清洁机器人行进的所有方向（即360°方向）上接收光信号的光接收器102、用于驱动机器人本体移动的驱动机构103以及控制单元104，光接收器102与控制单元104相信号连接。光接收器102从外部获取光信号信息，并随时反馈给控制单元104的进行处理。驱动机构103与控制单元104相信号连接，驱动机构103由控制单元104控制工作。
如图3、4所示，该基座200上设置有用于朝向基座***发射定向第一光束的第一光发射器202、用于朝向基座***发射定向第二光束的第二光发射器203以及用于向基座***发射360°全向第三光信号的第三光发射器204，第一光发射器202和第二光发射器203均安装在基座200的侧壁面201上，第三光发射器203安装在基座200的顶部。本例中，第一光束和第二光束的光束角均为120°。第一光发射器202具有限定第一光束范围的第一光信号区域R1，第一光信号区域R1包括用于限定第一光束的光束角的第一侧边界L1和第二侧边界L2。第二光发射器203具有限定第二光束范围的第二光信号区域R2。第二光信号区域R2包括用于限定第二光束的光束角的第三侧边界L3和第四侧边界L3。第一侧边界L1和第三侧边界L3相邻近并且大致平行，第一侧边界L1和第三侧边界L3之间具有呈窄条状的间隙区域G1，间隙区域G1的最大宽度小于机器人主体101的外径。第三光发射器203具有限定第三光信号覆盖范围的第三光信号区域R3。清洁机器人100行进到第一光信号区域R1内时，机器人主体101上的光接收器102仅能够接收到第一光束信号；当清洁机器人100行进到第二光信号区域R2内时，机器人主体101上的光接收器102仅能够接收到第二光束信号；当清洁机器人100行进到间隙区域G1内时，机器人主体101上的光接收器102收不到第一、二光信号；当清洁机器人100行进到第三光信号区域R3内时，光接收器102能够接收到第三光信号
控制单元104内预设一时间阈值T0，一旦光接收器102从能检测到第一光信号（既机器人处于第一光信号区域R1内）变换到能检测到第二光信号（既机器人处于第二光信号区域R2内）并且信号变换的时间间隔t小于等于时间阈值T0时，控制单元104即判断出机器人本体101越过间隙区域G1。
当机器人本体101越过间隙区域G1时，如果此时便携式基座200的功能设置是“虚拟墙壁”，则清洁机器人100上的控制单元104在判断机器人本体101越过间隙区域G1时，控制单元104将立即控制清洁机器人100掉头。
本例中，当机器人本体101移动到第三光信号区域R3内时，清洁机器人100上的控制单元104在判断机器人本体101即将碰撞到基座200，控制单元104将控制清洁机器人100改变行进方向并朝着远离基座200的方向移动。第三光发射器204能够在基座200周围形成一“电子围栏”，从而避免清洁机器人100在移动过程中碰撞到基座200。
继续如图1所示，此为将一对基座200和2000分别放置在房间300与房间400之间以及房间300与房间500之间的门禁处，此时清洁机器人100仅被允许在房间300内行径。该实施例中，放置在房间300与房间400之间门禁处的基座200的第一光发射器朝向房间300内侧发射第一光束形成第一光信号区域R1，第二光发射器202朝向房间400内侧发射第二光束形成第二光信号区域R2，第一光信号区域R1和第二光信号区域R2之间的间隙区域G1将对准房间300与房间400之间的门禁区域；另一个放置在房间300与房间500之间门禁处的基座2000的第一光发射器朝向房间500内侧发射第一光束形成第一光信号区域R1’，第二光发射器朝向房间300内侧发射第二光束形成第二光信号区域R2’ ，第一光信号区域R1’和第二光信号区域R2’之间的间隙区域G1’将对准房间300与房间500之间的另一门禁区域。当清洁机器人100在房间内移动并达到第一光信号区域R1处时，光接收器102能够接收到第一光信号，随着机器人的移动，当机器人100的光接收器102变换到能够接收第二光信号时，说明机器人100已经移动到第二光信号区域R2处，此时光接收器102接收到的光信号在第一、二光信号之间发生变换，机器人的控制单元104将对该次信号变换的间隔时间进行计时，如果信号变换的时间间隔小于等于时间阈值T0，则说明机器人100已经越过间隙区域G1或者G1’，此时机器人中的控制单元由于设定程序被设定成不允许越过门禁而到房间外侧移动，机器人将改变行径方向以避免进入“禁区”400或500内。该例中，当机器人上的光接收器接收到的光信号在第一、二光信号之间发生变换，而信号变换的时间间隔远大于时间阈值T0，则说明清洁机器人从靠近一个基座移动到另一个基座附近，此信息也能够帮助控制单元了解清洁机器人在当前清洁区域的移动路径，从而方便了控制单元对后续移动进行规划。
如图5所示，此为便携式基座的另一种实施例，此示例中，该基座200”上设置有用于朝向基座***发射定向第一光束的第一光发射器202”、用于朝向基座***发射定向第二光束的第二光发射器203”以及用于向基座***发射360°全向第三光信号的第三光发射器204”，第一光发射器202”和第二光发射器203”均安装在基座200”的侧壁面201”上并且二者相背离设置。如图6所示，第一光束和第二光束的光束角大致为180°，第一光发射器202”具有限定第一光束范围的第一光信号区域R1”，第一光信号区域R1”包括用于限定第一光束的光束角的第一侧边界L1”和第二侧边界L2”，第二光发射器203”具有限定第二光束范围的第二光信号区域R2”，第二光信号区域R2’包括用于限定第二光束的光束角的第三侧边界L3”和第四侧边界L4”。第一侧边界L1”和第三侧边界L3”相邻近并且大致平行，第一侧边界L1”和第三侧边界L3”之间具有呈窄条状的第一间隙区域G1”，第一间隙区域G1”的最大宽度小于等于机器人主体201”的外径。第二侧边界L2”和第四侧边界L4”相邻近并且大致平行，第二侧边界L2”和第四侧边界L4”之间具有呈窄条状的第二间隙区域G2”，第二间隙区域G2”的最大宽度也小于等于机器人主体201”的外径。本例中，第一间隙区域G1”和第二间隙区域G2”相对称设置。当清洁机器人行进到第一光信号区域R1”内时，机器人主体上的光接收器将能够接收到第一光束信号；当清洁机器人行进到第二光信号区域R2”内时，机器人主体上的光接收器能够接收到第二光束信号；当清洁机器人行进到第一间隙区域G1”或第二间隙区域G2”内时，机器人主体上的光接收器收不到第一、二光信号；当清洁机器人行进到第三光信号区域R3”内时，光接收器能够接收到第三光信号。
如图7所示，此为将基座200”放置在待区域300”与待禁区域400”的交界处，此时清洁机器人100”不被允许越过交界处进入到待禁区域400”，即机器人100”仅能在区域300”内行径。将基座200”放置在彼交界处的中间位置，基座200”开启后形成的第一间隙区域G1”和第二间隙区域G2”分别沿着交界处延伸从而使得在区域400”和区域500”之间形成“识别区”，机器人100’在移动过程中，一旦越过第一间隙区域G1”或第二间隙区域G2”， 机器人100”上的光接收器将检测到的光信号从第一光信号变换到第二光信号，机器人上的控制单元将对信号变换的时间间隔进行计时，一旦变换时间间隔t”小于等于时间阈值T0时，控制单元即判断出机器人越过第一间隙区域G1”或第二间隙区域G2”，机器人100”将改变行进方向，从而离开待禁区域。当然，如果机器人的光接收器进入到第三光信号区域R3”内时，机器人也将执行转向步骤。
当然，基座200”有时也可以作为边界“制约”之用，如在附图7所示的例中，假设区域400”不是禁止区域，而是待清洁区域，设置便携式基座200”能够将一个“大面积清洁区域”分隔成多个“小区域”进行分别清洁，便携式基座200”能够将清洁机器人100限定在区域300”内一段时间后再放行进入到区域400”内，这样将使得区域300”能够被清洁机器人充分清洁。
因此，本案的基座200除了作为“门禁”使用之外，还可以作为将大区域分隔成若干小区的划界之用，而作为划界之用时，其能够帮助机器人提高地面覆盖率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自移动清洁机器人***，其特征在于：包括：
清洁机器人，其能够自主在地面上行进并在行进过程中执行清洁工作，所述的清洁机器人包括机器人主体、用于在所述清洁机器人行进的所有方向上接收光信号的光接收器、用于驱动所述的清洁机器人行进的驱动机构以及控制单元，所述的光接收器、所述的驱动机构均与所述的控制单元相信号连接；
至少一个便携式基座，其能够支撑在一平面上，所述的便携式基座上设置有用于朝向所述基座***发射定向第一光束的第一光发射器和用于朝向所述基座***发射定向第二光束的第二光发射器，所述的第一光发射器具有限定所述第一光束覆盖范围的第一光信号区域，所述的第二光发射器具有限定所述第二光束覆盖范围的第二光信号区域，所述的第一光信号区域包括用于限定所述第一光束的光束角的第一侧边界和第二侧边界，所述的第二光信号区域包括用于限定所述第二光束的光束角的第三侧边界和第四侧边界，所述的第一侧边界和第三侧边界相邻近且二者之间具有一第一间隙区域，所述第一间隙区域的最大宽度小于等于所述机器人主体的外径；当所述的清洁机器人行进到所述的第一光信号区域内时，所述的光接收器能够接收到所述的第一光束信号；当所述的清洁机器人行进到所述的第二光信号区域内时，所述的光接收器能够接收到所述的第二光束信号；当所述的清洁机器人行进到所述的第一间隙区域内时，所述的光接收器接收不到所述的第一、二光束信号；
其中，所述的控制单元内预设一时间阈值，一旦所述的光接收器从能接收到所述的第一光信号变换到能接收到第二光信号或者从能接收到所述的第二光信号变换到能接收到第一光信号并且信号变换时间间隔小于等于所述的时间阈值时，所述的控制单元即判断出所述的清洁机器人越过所述的第一间隙区域。
2.根据权利要求1所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的第一侧边界和第三侧边界大致平行，所述的第一间隙区域呈窄条状。
3.根据权利要求1所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的第二侧边界和第四侧边界相邻近且二者之间形成一第二间隙区域。
4.根据权利要求3所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的第二侧边界和第四侧边界大致平行，所述的第二间隙区域呈窄条状。
5.根据权利要求1所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的控制单元，用于如果判断出所述的清洁机器人越过所述的第一间隙区域，则控制所述的清洁机器人改变行进方向。
6.根据权利要求1所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的第一光束的光束角为大于等于90°小于180°。
7.根据权利要求1所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的第二光束的光束角为大于等于90°小于180°。
8.根据权利要求1所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的第一光发射器和第二光发射器均安装在所述基座的侧壁面上。
9.根据权利要求1所述的自移动清洁机器人***，其特征在于：所述的便携式基座上设置有用于向所述基座***发射360°全向第三光信号的第三光发射器，所述的第三光发射器具有限定所述第三光信号覆盖范围的第三光信号区域，所述的第三光信号区域的半径小于所述的第一光信号区域和第二光信号区域的半径，当所述的清洁机器人行进到所述的第三光信号区域内时，所述的光接收器能够接收到所述的第三光信号；所述的控制单元，用于如果所述的光接收器接收到所述的第三光信号时，则控制所述的清洁机器人改变行进方向。
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