CN212186367U - 用于机器人吸尘器的对接站和机器人清洁*** - Google Patents

用于机器人吸尘器的对接站和机器人清洁*** Download PDF

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Abstract

一种用于机器人吸尘器的对接站和机器人清洁***，该对接站可包括壳体、联接到壳体的至少一个充电触点以及设置在该壳体内的至少三个光学发射器。该至少三个光学发射器可包括：第一光学发射器，该第一光学发射器被配置成在第一发射场内生成第一光学信号；第二光学发射器，该第二光学发射器被配置成在第二发射场内生成第二光学信号；以及第三光学发射器，该第三光学发射器被配置成在第三发射场内生成第三光学信号。第三光学发射器可被设置在第一光学发射器与第二光学发射器之间。第一光学信号、第二光学信号和第三光学信号可彼此不同。第三光学信号可被配置成沿着壳体的方向引导机器人吸尘器。

Description

用于机器人吸尘器的对接站和机器人清洁***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月22日提交的序列号为62/748,807、名为“用于机器人吸尘器的对接站”的美国临时申请以及于2018年12月20日提交的序列号为62/782,651、名为“用于机器人吸尘器的对接站”的美国临时申请的权益，这些美国临时申请通过引用全部并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及一种用于机器人吸尘器的对接站，并且更具体地涉及如下用于机器人吸尘器的对接站，该对接站被配置成生成用于将机器人吸尘器引导至对接站的信号。
背景技术
机器人吸尘器可包括底盘，该底盘具有联接到底盘的一个或多个驱动轮，该一个或多个驱动轮用于使机器人吸尘器在待清洁的表面上移动。一个或多个驱动轮可以由电联接到其上的一个或多个电池供电。随着时间的推移，由一个或多个电池存储的电能可能会下降至阈值以下，这表明机器人吸尘器应当移动到对一个或多个电池进行再充电的位置。例如，机器人吸尘器可以移动到被配置成对一个或多个电池进行再充电的对接站。
对接站可被配置成发射可以被机器人吸尘器检测到的一个或多个信号(例如，光学信号)。机器人吸尘器可以使用所发射的信号导航到对接站。例如，对接站可以发射被配置成重叠的第一导航信号和第二导航信号，并且机器人吸尘器可以被配置成确定是否检测到第一信号、第二信号或检测到第一信号和第二信号这两者。基于该确定结果，机器人吸尘器可以调节其移动方向，使得机器人吸尘器可以与对接站对接。然而，当基于对两个信号的重叠的检测进行对接时，机器人吸尘器可能无法始终获得与对接站的正确对准。这样，机器人吸尘器可能需要进行调节(例如，通过移动)，以便获得正确对准(例如，与对接站充分对准，从而可以对一个或多个电池进行再充电)。
实用新型内容
本公开提出一种用于机器人吸尘器的对接站，该对接站包括：
壳体；
联接到壳体的至少一个充电触点；以及
设置在壳体内的至少三个光学发射器，该至少三个光学发射器包括：
第一光学发射器，该第一光学发射器被配置成在第一发射场内生成第一光学信号；
第二光学发射器，该第二光学发射器被配置成在第二发射场内生成第二光学信号；以及
第三光学发射器，该第三光学发射器被配置成在第三发射场内生成第三光学信号，第三光学发射器被设置在第一光学发射器与第二光学发射器之间，并且第一光学信号、第二光学信号和第三光学信号彼此不同，其中，第三光学信号被配置成沿着壳体的方向引导机器人吸尘器。
第一发射场和第二发射场在检测区域内没有大量的重叠。
第三发射场的至少一部分在第一发射场与第二发射场之间的区域中延伸，该区域对应于机器人吸尘器检测到第三光学信号而没有第一光学信号和第二光学信号的位置。
第一发射场、第二发射场和第三发射场的至少一部分在检测区域的至少一部分中彼此重叠。
对接站进一步包括设置在壳体内的至少三个阴影盒，每个阴影盒对应于第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器中的相应的光学发射器。
第一光学发射器和第二光学发射器相对于第三光学发射器成一角度。
第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器沿着共同的水平平面对准。
第三光学发射器从第一光学发射器和第二光学发射器垂直地偏移。
第一光学发射器和第二光学发射器沿着共同的水平平面对准。
本公开进一步提出一种机器人清洁***，该机器人清洁***包括：
机器人吸尘器，该机器人吸尘器具有至少一个光学接收器；和
对接站，该对接站具有至少一个充电触点和至少三个光学发射器，该至少三个光学发射器包括：
第一光学发射器，该第一光学发射器被配置成在第一发射场内生成第一光学信号；
第二光学发射器，该第二光学发射器被配置成在第二发射场内生成第二光学信号；以及
第三光学发射器，该第三光学发射器被配置成在第三发射场内生成第三光学信号，第三光学发射器被设置在第一光学发射器与第二光学发射器之间，并且第一光学信号、第二光学信号和第三光学信号彼此不同，其中，第三光学信号被配置成沿着对接站的方向引导机器人吸尘器。
第一光学发射场和第二光学发射场在检测区域内没有大量的重叠。
第三发射场的至少一部分在第一发射场与第二发射场之间的区域中延伸，该区域对应于机器人吸尘器检测到第三光学信号而没有第一光学信号和第二光学信号的位置。
第一发射场、第二发射场和第三发射场在检测区域的至少一部分中彼此重叠。
机器人清洁***进一步包括设置在对接站内的至少三个阴影盒，每个阴影盒对应于第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器中的相应的光学发射器。
第一光学发射器和第二光学发射器相对于第三光学发射器成一角度。
第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器沿着共同的水平平面对准。
第三光学发射器从第一光学发射器和第二光学发射器垂直地偏移。
第一光学发射器和第二光学发射器沿着共同的水平平面对准。
当至少一个光学接收器检测到第一光学信号或第二光学信号中的一个光学信号时，使机器人吸尘器朝向第三光学信号移动。
当至少一个光学接收器检测到第三光学信号时，使机器人吸尘器跟随第三光学信号，直到机器人吸尘器接合对接站，使得机器人吸尘器电联接到至少一个充电触点。
附图说明
通过阅读以下结合附图做出的详细描述，将更好地理解这些及其他特征和优点，在附图中：
图1A是与本公开的实施例一致的对接站和机器人吸尘器的示意性示例。
图1B是与本公开的实施例一致的对接站和机器人吸尘器的另一示意性示例。
图1C是与本公开的实施例一致的对接站和机器人吸尘器的另一示意性示例。
图2是与本公开的实施例一致的对接站的透视图，该对接站可以是图1B 的对接站的示例。
图3是与本公开的实施例一致的发送器阴影盒壳体的透视图，该发送器阴影盒壳体能够与图2的对接站一起使用。
图4是与本公开的实施例一致的被配置为将第一调制信号和第二调制信号进行组合以生成第三调制信号的电路的电路图，该电路可以与图2的对接站一起使用。
图5是与本公开的实施例一致的发送器阴影盒壳体的示意图，该发送器阴影盒壳体能够与例如图1B的对接站一起使用。
图6是与本公开的实施例一致的发送器阴影盒的示意图，该发送器阴影盒能够与例如图1B的对接站一起使用。
图7示出了与本公开的实施例一致的用于图6的发送器阴影盒壳体的发射场的示例。
图8示出了与本公开的实施例一致的圆筒形发送器阴影盒的透视图，该圆筒形发送器阴影盒能够与例如图1B的对接站一起使用。
图9示出了与本公开的实施例一致的沿线IX-IX截取的图8的圆筒形发送器阴影盒的横截面图。
图10示出了与本公开的实施例一致的用于图8的发送器阴影盒的发射场的示例。
图11示出了与本公开的实施例一致的用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器被设置在图8的相应的发送器阴影盒内。
图12示出了与本公开的实施例一致的图11的发射器的定向。
图13示出了与本公开的实施例一致的用于三个发射器的发射场的另一示例，每个发射器被设置在图8的相应的发送器阴影盒内。
图14示出了与本公开的实施例一致的图13的发射器的定向。
图15示出了与本公开的实施例一致的圆筒形发送器阴影盒的横截面图，该圆筒形发送器阴影盒能够与例如图1B的对接站一起使用。
图16示出了与本公开的实施例一致的用于图15的发送器阴影盒的发射场的示例。
图17示出了与本公开的实施例一致的用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器被设置在图15的相应的发送器阴影盒内。
图18示出了与本公开的实施例一致的图17的发射器的定向。
图19示出了与本公开的实施例一致的用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器被设置在图15的相应的发送器阴影盒内。
图20示出了与本公开的实施例一致的图19的发射器的定向。
图21示出了与本公开的实施例一致的发送器阴影盒壳体的示意性示例，该发送器阴影盒壳体能够与例如图1C的对接站一起使用。
图22示出了与本公开的实施例一致的图21的发送器阴影盒壳体的示意性示例以及接收器阴影盒壳体的示意性示例，该接收器阴影盒壳体被配置成联接到例如机器人吸尘器。
图23示出了与本公开的实施例一致的处于未对准状态的图21的发送器阴影盒壳体的示意性示例以及图22的接收器盒的示意性示例。
图24示出了与本公开的实施例一致的被配置成发射单个对接信号的对接站的示意性示例。
图25示出了与本公开的实施例一致的具有第一发送器阴影盒、第二发送器阴影盒和第三发送器阴影盒的发送器阴影盒壳体的透视图。
图26示出了与本公开的实施例一致的图25的第一发送器阴影盒、第二发送器阴影盒和第三发送器阴影盒的示例性布置的俯视图。
图27示出了与本公开的实施例一致的用于图26的阴影盒壳体的发射场的示例。
图28示出了与本公开的实施例一致的发送器阴影盒的横截面透视图，该发送器阴影盒可以是图25的第一发送器阴影盒、第二发送器阴影盒和/或第三发送器阴影盒的示例。
图29示出了与本公开的实施例一致的图28的发送器阴影盒的横截面侧视图。
图30是与本公开的实施例一致的发送器阴影盒壳体的透视图。
图31是与本公开的实施例一致的发送器阴影盒壳体的透视图，该发送器阴影盒壳体可以是图30的发送器阴影盒壳体的示例。
图32是与本公开的实施例一致的沿着线XXXII-XXXII截取的图31的发送器阴影盒壳体的横截面透视图。
图33是与本公开的实施例一致的沿着线XXXIII-XXXIII截取的图31的发送器阴影盒壳体的横截面图。
图34是与本公开的实施例一致的与图31的发送器阴影盒壳体对应的发射图案的示例。
图35是与本公开的实施例一致的图34的发射图案的一部分的放大图。
图36是与本公开的实施例一致的发送器阴影盒壳体的透视图，该发送器阴影盒壳体可以是图30的发送器阴影盒壳体的示例。
图37是与本公开的实施例一致的沿着线XXXVII-XXXVII截取的图36的发送器阴影盒壳体的横截面透视图。
图38是与本公开的实施例一致的与图36的发送器阴影盒壳体对应的发射图案的示例。
图39是与本公开的实施例一致的图38的发射图案的放大图。
图40是与本公开的实施例一致的对接站和机器人吸尘器的示意性示例。
图41是与本公开的实施例一致的接收器阴影盒壳体的示例，该接收器阴影盒壳体被配置成与图40的机器人吸尘器一起使用。
图42是与本公开的实施例一致的发送器阴影盒壳体的横截面透视图。
具体实施方式
本公开总体上涉及一种用于机器人吸尘器(例如，机器人真空吸尘器)的对接站。对接站包括壳体、至少三个信号发射器、以及被配置成给机器人吸尘器提供电能的充电触点。至少三个信号发射器被配置成在检测区域内发射信号，该检测区域至少部分地围绕壳体延伸。第一信号发射器和第二信号发射器可被布置在壳体内并且被配置成分别发射第一信号和第二信号。从第一信号发射器和第二信号发射器发射的信号在检测区域内可能不具有大量的重叠(例如，机器人吸尘器无法检测到的重叠)。第三信号发射器可被配置成发射第三信号，该第三信号在检测区域内在第一信号与第二信号之间延伸。第一信号、第二信号和第三信号可以是光学信号、声信号、射频信号和/或任何其他类型的信号。第一信号、第二信号和第三信号可各自具有不同的特性(例如，不同速率的脉冲特性)。
机器人吸尘器可被配置成至少部分地基于对第一信号、第二信号或第三信号的检测而调节其移动路径。对第一信号或第二信号的检测可以使机器人吸尘器朝着第三信号的方向转向。对第三信号的检测(例如，在没有第一信号和第二信号的情况下)可以使机器人吸尘器跟随第三信号，直到机器人吸尘器接合 (例如，接触)对接站。
在一些情况下，对接站可被配置成使得至少在检测区域内，可以检测到第三信号而没有第一信号和第二信号。检测区域的如下部分可被配置成相对于第一发射器和第二发射器的发射场较窄：在该部分中，可以检测到第三信号而没有第一信号和第二信号。例如，第三发射器可被配置成生成窄的发射场和/或第三发射器的发射场可被配置成与第一发射器和第二发射器的发射场的一部分重叠，使得检测区域的如下部分具有所需宽度：在该部分中，可以检测到第三信号而没有第一信号和第二信号。检测区域的宽度的尺寸可以至少部分地基于当机器人吸尘器接合(例如，接触)对接站时机器人吸尘器与对接站之间所需的对准公差，在该检测区域中，可以检测到第三信号而没有第一信号和第二信号。
改善机器人吸尘器与对接站的对准可导致更一致的对接。因此，诸如对机器人吸尘器进行再充电和/或从机器人吸尘器的集尘杯中排放碎屑的操作可更容易实现。例如，在从机器人吸尘器的集尘杯中排放碎屑时，一个或多个排放端口可能需要实现预定的对准，以使集尘杯流体地联接到对接站。
图1A示出了对接站10和机器人吸尘器12的示意性示例。如图所示，对接站10被配置成生成至少一个对接信号14(例如，光学信号(例如由发光二极管生成的红外信号)、声信号(例如由声换能器生成的超声波信号)和/或任何其他类型的信号)。对接信号14被配置成将机器人吸尘器12引导至对接站 10。例如，当机器人吸尘器12检测到对接信号14时，机器人吸尘器12可被配置成跟随对接信号14，直到机器人吸尘器12接合(例如，接触)对接站10，使得例如机器人吸尘器12电联接到对接站10的一个或多个充电触点11。机器人吸尘器12与对接站10的对准(例如，机器人吸尘器12相对于对接站10的定向)可至少部分地基于对接信号14的宽度16。例如，窄的宽度16可导致机器人吸尘器12的轴线18与例如对接信号14的中心轴线13基本上对准，轴线 18平行于机器人吸尘器12的向前行进方向延伸。
在一些情况下，对接站10可被配置成生成从对接站10的两侧延伸的接近信号20。接近信号20可以向机器人吸尘器12指示机器人吸尘器12接近对接站10。这会导致例如机器人吸尘器12进入搜索程序，在该搜索程序中机器人吸尘器12搜索至少一个对接信号14。在一些情况下，接近信号20可以由至少两个发射器生成，每个发射器被设置在对接站10的相对侧上。
在一些情况下，对接站10可被配置成在机器人吸尘器12正在与对接站10 接合(例如，接触)时相对于机器人吸尘器12移动(例如，滑动或枢转)。这样，如果机器人吸尘器12正在沿着未对准的定向(例如，使得机器人吸尘器 12不会电联接到对接站10的定向)靠近对接站10，则对接站10可被配置成移动，以使得机器人吸尘器12仍可以与对接站10对准。在这些情况下，例如仅可使用单个对接信号14。当仅使用单个对接信号14时，对接信号14的宽度16 可以基于对接站10可以移动通过的移动(例如，滑动或枢转)程度。这样，可以增加对接信号14的宽度16，使得机器人吸尘器12可以更容易地对对接信号 14进行定位，而基本上不损害机器人吸尘器12电联接到对接站10的能力。
图1B示出了对接站100和机器人吸尘器102的示意性示例，该对接站100 和机器人吸尘器102可以是图1A的对接站10和机器人吸尘器12的示例。如图所示，对接站100包括壳体104，壳体104具有联接到壳体104的第一光学发射器106(以虚线示出)、第二光学发射器108(以虚线示出)和第三光学发射器110(以虚线示出)。如图所示，第三光学发射器110被设置在第一光学发射器106与第二光学发射器108之间。第一光学发射器106被配置成在第一发射场114内发射第一光学信号112，第二光学发射器108被配置成在第二发射场118内发射第二光学信号116，并且第三光学发射器110被配置成在第三发射场122内发射第三光学信号120。如图所示，第一发射场114和第二发射场 118在对接站100的检测区域124内彼此基本上不重叠(例如，机器人吸尘器 102检测不到任何重叠)。还如图所示，第三发射场122在第一发射场114与第二发射场118之间延伸。第三发射场122可以在检测区域124内与第一发射场 114和第二发射场118中的一个或多个的至少一部分重叠。检测区域124通常可被描述为如下区域：在该区域中，光学信号112、116和120中的一个或多个的信号强度足以被机器人吸尘器102检测到和/或高于预定阈值。
机器人吸尘器102可具有一个或多个传感器126，该一个或多个传感器126 被配置成检测光学信号112、116和/或120中的一个或多个。例如，当传感器 126检测到第二光学信号116时，机器人吸尘器102可被配置成朝向第三发射场122转向(例如，向左转向)。当机器人吸尘器102检测到第三光学信号120 时，机器人吸尘器102可被配置成移动使得传感器126保持(例如，跟随)对第三光学信号120的检测，同时朝向对接站100移动。这样，可以利用第三光学信号120将机器人吸尘器102引导至对接站100。类似地，例如，当传感器 126检测到第一光学信号112时，机器人吸尘器102可被配置成朝向第三发射场122转向(例如，向右转向)，使得机器人吸尘器102可以跟随第三光学信号 120到达对接站100。例如，第三光学信号120可用于将机器人吸尘器引导至对接站100的一个或多个充电触点121，使得机器人吸尘器102可电联接到一个或多个充电触点121。
机器人吸尘器102与对接站100的对准可至少部分地基于第三发射场122 的宽度128。宽度128可至少部分地基于第三发射器110的发射角度α。这样，例如通过减小发射角度α，可以减小检测区域124的如下区域：在该区域中，可以检测到第三光学信号120而没有第一光学信号112和第二光学信号116。当可以检测到第三光学信号120的检测区域124的面积减小时，可以改善机器人吸尘器102与对接站100的对准。例如，当第三发射场122变窄时，可以减小机器人吸尘器102与第三发射场的中心线123的偏差。
在一些情况下，并且如图所示，第一发射场114和第二发射场118可以与第三发射场122的至少一部分重叠。在这些情况下，例如，当机器人吸尘器102 检测到由第一发射场114和第三发射场122的重叠形成的第一重叠区域130时，机器人吸尘器102可以朝向第三发射场122的中心部分转向(例如，向右转向)。通过进一步的示例，当机器人吸尘器102检测到由第二发射场118和第三发射场122的重叠形成的第二重叠区域132时，机器人吸尘器可以朝向发射场122 的中心部分转向(例如，向左转向)。当机器人吸尘器102不再位于第一重叠区域130和第二重叠区域132内并且仍然检测到第三光学信号120时，机器人吸尘器102可以在没有第一信号112和第二信号116的情况下，通过保持对第三光学信号120的检测来朝向对接站100移动。这样，可以通过减小检测区域124 内的机器人吸尘器102不能同时检测到第一光学信号112和/或第二光学信号 116和第三光学信号120的区域来获得与对接站100的更好的对准。因此，可以减小机器人吸尘器102与中心线123的偏差。
图1C示出了对接站134和机器人吸尘器136的示意性示例，该对接站134 和机器人吸尘器136可以是图1A的对接站10和机器人吸尘器12的示例。如图所示，对接站100包括壳体138，壳体138具有第一光学发射器140(以虚线示出)、第二光学发射器142(以虚线示出)和第三光学发射器144(以虚线示出)。第一光学发射器140被配置成在第一发射场148内发射第一光学信号146，第二光学发射器142被配置成在第二发射场152内发射第二光学信号150，并且第三光学发射器144被配置成在第三发射场156内发射第三光学信号154。如图所示，对于检测区域157的至少一部分，第一发射场148、第二发射场152 和第三发射场156各自的至少一部分彼此重叠。检测区域157通常可被描述为如下区域：在该区域中，光学信号146、150和154中的一个或多个的信号强度足以被机器人吸尘器136检测到和/或高于预定阈值。
当机器人吸尘器136检测到第一光学信号146或第二光学信号150而没有第三光学信号154时，机器人吸尘器136被配置成朝向第三发射场156转向。当机器人吸尘器136检测到第三光学信号154时，机器人吸尘器跟随第三光学信号154，直到机器人吸尘器接合(例如，接触)对接站134。换句话说，当机器人吸尘器136检测到第三光学信号154时，机器人吸尘器136不会利用第一光学信号146和第二光学信号150进行导航。通过使第三发射场156的宽度158 的值小于第一发射场148的宽度160的值和/或第二发射场152的宽度162的值，可以改善机器人吸尘器136相对于对接站134的对准。
图2示出了对接站200和机器人真空吸尘器202的透视图，该对接站200 可以是图1B的对接站100的示例，该机器人真空吸尘器202可以是图1B的机器人吸尘器102的示例。如图所示，对接站200被配置成生成左信号204、右信号206和中间(例如，归位)信号208。左信号204、右信号206和中间信号 208中的每一个可以根据相应的调制图案进行调制，使得机器人真空吸尘器202 可以在所生成的信号中的每一个信号之间进行区分。例如，在一些情况下，中间信号208可以被配置成类似如下信号：该信号与如果左信号204和右信号206 在检测区域210内重叠则将生成的信号类似(图4示出了被配置成使用左信号 204和右信号206的调制图案来生成中间信号208的电路的示例)。
如图所示，左信号204和右信号206在围绕对接站200延伸的检测区域210 内不重叠。还如图所示，左信号204和右信号206可以在检测区域210内与中间信号208重叠。这样，机器人吸尘器202到对接站200的导航可至少部分地基于所检测到的信号。
例如，当试图对对接站200进行定位时，机器人真空吸尘器202可被配置成响应于检测到左信号204或右信号206中的一个而沿着中间信号208的方向移动。机器人真空吸尘器202可以通过检测对应于中间信号208与左信号204 或右信号206中的相应一个信号之间的重叠的相应重叠区域209或211来确定机器人真空吸尘器正朝着中间信号208移动。当检测到重叠区域209或211中的相应一个重叠区域时，机器人真空吸尘器202可根据机器人真空吸尘器的当前定向继续移动，直到检测到中间信号208而没有左信号204和右信号206。然后，机器人真空吸尘器202可以使其自身定向为在朝着对接站200的方向上移动。如果检测到中间信号208而没有左信号204和右信号206之后，机器人真空吸尘器202遇到相应的重叠区域209或211，则机器人真空吸尘器202可被配置成沿着远离重叠区域209或211的方向转向。换句话说，机器人真空吸尘器202可以在重叠区域209和211之间来回移动，直到机器人真空吸尘器202 接合(例如，接触)对接站200和/或获得与对接站200大致对准的所需的定向。
如在与对接站200相距2.13米(m)处测量的、在左信号204与右信号206 之间延伸的间隔距离212可以具有在25.4厘米(cm)至66cm的范围内的值。通过进一步的示例，如在与对接站200相距2.13m处测量的间隔距离212可以具有约45.7cm的值。当如在与对接站相距2.13m处测量的间隔距离212为约 45.7cm时，左信号204与右信号206之间的角度β可具有约12.2°的值。
在中间信号208的左边缘与左信号204的右边缘之间延伸的重叠角度μ可具有例如在3°至7°的范围内的值。通过进一步的示例，重叠角度μ可具有约4.7°的值。类似地，在中间信号208的右边缘与右信号206的左边缘之间延伸的重叠角度θ可具有例如在3°至7°的范围内的值。通过进一步的示例，重叠角度θ可具有约4.7°的值。在一些情况下，角度β、重叠角度μ和/或重叠角度θ中的至少两个可测量为基本上相同。
图3示出了设置在对接站200内的发送器阴影盒壳体300的示例的透视图。如图所示，发送器阴影盒壳体300可包括左阴影盒303、右阴影盒305和中间阴影盒307，左阴影盒303限定左发射器发送器室302，右阴影盒305限定右发射器发送器室304，中间阴影盒307限定中间发射器发送器室306。每个室302、304和306被构造成接纳相应的发射器。如图所示，左发射器室302和右发射器室304的至少一部分可被遮光罩308遮盖。遮光罩308被构造成阻挡由左发射器室302和右发射器室304内的相应的发射器生成的光的一部分。通过阻挡所生成的光的一部分，可防止左信号204和右信号206在检测区域210内重叠。
在一些情况下，左发射器和右发射器可被构造成从中间发射器垂直地偏移。例如，中间发射器可被设置在左发射器和右发射器的下方，并且左发射器和右发射器可被设置在共同的水平平面上。在一些情况下，左发射器、右发射器和中间发射器可各自被布置在共同的水平平面上。例如，水平平面可与机器人真空吸尘器202上的一个或多个对应的接收器基本对准。
左室302、右室304和中间室306的内侧壁310对所发射的光可以是反射性的或非反射性的。当内侧壁310是非反射性的时，可以减小室302、304和 306内的内部反射。然而，这样的配置可导致光的至少一部分被扩散，所扩散的光的一部分可能逸出相应的室302、304或306。改变室302、304和306和/ 或遮光罩308的几何形状和/或尺寸可以改变左信号204、右信号206和中间信号208的尺寸和/或形状。
图4示出了被配置成使用对应于左信号204和右信号206的发射器调制图案来生成中间信号208的电路的电路图400。如图所示，该电路包括多个NOR 门402、OR门404以及NPN晶体管406，每个NOR门被配置成接收对应于左信号204或右信号206中的一个的相应调制图案，OR门404被配置成组合调制图案，NPN晶体管406用于对所组合的信号进行反相，反相信号用于生成中间信号208。
图5示出了被配置成与例如图1B的对接站100一起使用的发送器阴影盒壳体500的示意图。如图所示，发送器阴影盒壳体500可包括第一光学发射器 502、第二光学发射器504和第三光学发射器506，其中，第三光学发射器506 被设置在第一光学发射器502与第二光学发射器504之间。随着沿着第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506的发射方向与发送器阴影盒壳体500相距的距离增加，第一光学发射器502的第一中心轴线501可以从第二光学发射器504的第二中心轴线503偏离。换句话说，第一光学发射器502和第二光学发射器504可以沿着偏离方向发射光。
发送器阴影盒壳体500可包括限定发送器室508、510和512的多个阴影盒 507、509和511，发送器室508、510和512被构造成接纳第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506中的相应的光学发射器。室508、 510和512中的每一个可被配置为使发射的光成形和/或引导发射的光。例如，第一室508和第二室510可被配置成分别使由第一光学发射器502和第二光学发射器504发射的光成形和/或分别引导由第一光学发射器502和第二光学发射器504发射的光，使得由第一光学发射器502和第二光学发射器504发射的光在对接站的检测区域514内基本上不重叠(例如，机器人吸尘器检测不到任何重叠)。第三室512可被配置成使由第三光学发射器506发射的光成形和/或引导由第三光学发射器506发射的光，使得由第三光学发射器506发射的光的至少一部分与由第一光学发射器502和第二光学发射器504发射的光的至少一部分重叠。
如图所示，发送器阴影盒壳体500可被配置成使得当从第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506中的每一个发射光时，在检测区域 514内存在对接区域516，该对接区域516在由第一光学发射器502和第二光学发射器504发射的光之间延伸。换句话说，当在该区域中时，机器人吸尘器检测到由第三光学发射器506发射的光而没有由第一光学发射器502和第二光学发射器504发射的光。通过增加由第一光学发射器502和第二光学发射器504 中的一个或多个生成的光与由第三光学发射器506生成的光的重叠，可以使对接区域516的宽度518变窄。当机器人吸尘器跟随由第三光学发射器506生成的光时，可以通过使对接区域516的宽度518变窄来改善机器人吸尘器相对于对接站的对准。在一些情况下，对于检测区域514的大部分(例如，检测区域 514的至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少99％)，宽度518可测量为基本上恒定。
图6示出了发送器阴影盒600的示例(为清晰可见，示出为透明的)，该发送器阴影盒600可被配置成例如与图1B的对接站100一起使用。如图所示，发送器阴影盒600限定至少一个圆筒形发送器室602。圆筒形室602被构造成接纳相应的光学发射器(例如，第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506中的一个)。圆筒形室602的直径604可具有例如约6毫米 (mm)的值，并且圆筒形室602的高度606可具有例如约10mm的值。还如图所示，圆筒形室602可以在发送器阴影盒600内居中。在一些情况下，当多个发送器阴影盒600被包括在阴影盒壳体内时，两个邻近的圆筒形室602的中心之间的间隔距离可具有例如约20mm的值。
图7示出了当发送器阴影盒600由泡沫形成时设置在发送器阴影盒600内的发射器的发射场(或光传播)的示例。该传播的范围被示出为延伸到182.88 厘米(cm)。
图8示出了圆筒形发送器阴影盒800的透视图，该圆筒形发送器阴影盒800 可被配置成与例如图1B的对接站100一起使用。发送器阴影盒800包括圆筒形发送器室802，其中，圆筒形室802的至少一部分被构造成接纳相应的发射器(例如，第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506 中的一个)。在一些情况下，多个圆筒形发送器阴影盒800可被包括在发送器阴影盒壳体内。
如图所示，圆筒形发送器阴影盒800包括第一圆筒形部分804和从第一圆筒形部分804延伸的第二圆筒形部分806，其中，第二圆筒形部分806的直径具有小于第一圆筒形部分804的直径的值。如图所示，第一圆筒形部分804和第二圆筒形部分806可被同心地布置。
图9示出了沿图8的线IX-IX截取的圆筒形发送器阴影盒800的横截面图。如图所示，圆筒形室802可限定第一腔900和第二腔902。第一腔900可被限定在第一圆筒形部分804中并且可被构造成接纳相应的发射器(例如，第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506中的一个)，第二腔 902可被限定在第二圆筒形部分806中并且第二腔902的直径904可具有小于第一腔900的直径906的值，第一腔900的直径906可对应于接纳在第一腔900 中的发射器的直径。第二腔902可被构造成至少部分地使发射器生成的光准直。
如图所示，第一腔900的直径906可具有约5mm的值并且第二腔902的直径904可具有约4mm的值。还如图所示，第一圆筒形部分的直径908可具有约 25mm的值，第二圆筒形部分的直径910可具有约16mm的值，第一圆筒形部分的高度912可具有约8mm的值，并且第二圆筒形部分的高度914可具有约 10mm的值。
图10示出了当发送器阴影盒800由聚甲醛(例如，如杜邦公司以商品名迭尔林(DELRIN)提供以出售的聚甲醛)形成时，设置在发送器阴影盒800内的发射器的发射场(或光传播)的示例。该传播的范围被示出为延伸到182.88cm。
图11示出了用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器以与图12所示的定向对应的定向设置在相应的发送器阴影盒800内。如图12所示，发射器 1200、1202和1204中的每一个彼此间隔开，并且第一发射器1200和第二发射器1202相对于第三发射器1204成一角度。例如，发射器1200、1202和1204 中的每一个可彼此间隔约15mm并且被定向成使得邻近的发射器相对于彼此成约37°的角度。如图11所示，这种构型可导致第三发射器1204的发射场与第一发射器1200和第二发射器1202的相应的发射场之间的间隙1100和/或1102。
图13示出了用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器以与图14所示的定向对应的定向设置在相应的发送器阴影盒800内。如图14所示，发射器 1400、1402和1404中的每一个彼此间隔开，并且第一发射器1400和第二发射器1402相对于第三发射器1404成一角度。例如，第一发射器1400、第二发射器1402和第三发射器1404可彼此间隔约50mm并且被定向成使得邻近的发射器相对于彼此成约18°的角度。如图13所示，这种构型可导致第三发射器1404 的发射场与第一发射器1400和第二发射器1402的相应的发射场之间的重叠区域1300和/或1302。在第一发射器1400的发射场与第二发射器1402的发射场之间延伸的最窄宽度1304可指示机器人吸尘器即将接合(例如，接触)对接站。
图15示出了圆筒形发送器阴影盒1500的横截面图，该圆筒形发送器阴影盒1500可被配置成与例如图1B的对接站100一起使用。发送器阴影盒1500 包括圆筒形发送器室1502，其中，圆筒形室1502的至少一部分被构造成接纳相应的发射器(例如，第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506中的一个)。在一些情况下，多个圆筒形发送器阴影盒1500可被包括在发送器阴影盒壳体内。
如图所示，圆筒形发送器阴影盒1500包括第一圆筒形部分1504和从第一圆筒形部分1504延伸的第二圆筒形部分1506，其中，第二圆筒形部分1506的直径具有小于第一圆筒形部分1504的直径的值。如图所示，第一圆筒形部分 1504和第二圆筒形部分1506可被同心地布置。
还如图所示，圆筒形室1502可限定第一腔1508和第二腔1510。第一腔1508 可被限定在第一圆筒形部分1504中并且可被构造成接纳相应的发射器(例如，第一光学发射器502、第二光学发射器504和第三光学发射器506中的一个)，第二腔1510可被限定在第二圆筒形部分1506中并且第二腔1510的直径1512 可具有小于第一腔1508的直径1514的值，第一腔1508的直径1514可对应于接纳在第一腔1508中的发射器的直径。第二腔1510可被构造成至少部分地使由发射器生成的光准直。
如图所示，第一腔1508的直径1514可具有约5mm的值并且第二腔1510 的直径1512可具有约4mm的值。还如图所示，第一圆筒形部分的直径1516 可具有约25mm的值，第二圆筒形部分的直径1518可具有约16mm的值，第一圆筒形部分的高度1520可具有约8mm的值，并且第二圆筒形部分的高度 1522可具有约5mm的值。
图16示出了当发送器阴影盒1500由聚甲醛(如杜邦公司以商品名迭尔林(DELRIN)提供以出售的聚甲醛)形成时，设置在发送器阴影盒1500内的发射器的发射场(或光传播)的示例。该传播的范围被示出为延伸到182.88cm。
图17示出了用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器以与图18所示的定向对应的定向设置在相应的发送器阴影盒1500内。如图18所示，发射器 1800、1802和1804中的每一个彼此间隔开，并且第一发射器1800和第二发射器1802可相对于第三发射器1804成一角度。例如，第一发射器1800、第二发射器1802和第三发射器1804可彼此间隔约25mm并且被定向成使得邻近的发射器相对于彼此成约45°的角度。如图17所示，这种构型可导致第三发射器1804 的发射场与第一发射器1800和第二发射器1802的相应的发射场之间的间隙1700和/或1702。
图19示出了用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器以与图20所示的定向对应的定向设置在相应的发送器阴影盒1500内。如图20所示，发射器 2000、2002和2004中的每一个彼此间隔开，并且第一发射器2000和第二发射器2002可相对于第三发射器2004成一角度。例如，第一发射器2000、第二发射器2002和第三发射器2004可彼此间隔约12mm并且被定向成使得邻近的发射器相对于彼此成约43°的角度。如图19所示，这种构型可导致第三发射器2004 的发射场与第一发射器2000和第二发射器2002的相应的发射场之间的重叠区域1900和/或1902。
图21示出了能够与例如图1C的对接站134一起使用的发送器阴影盒壳体 2100的示意性示例。如图所示，发送器阴影盒壳体2100包括第一阴影盒2101、第二阴影盒2103和第三阴影盒2105，第一阴影盒2101限定具有第一光学发射器2104的第一发送器室2102，第二阴影盒2103限定具有第二光学发射器2108 的第二发送器室2106，第三阴影盒2105限定具有第三光学发射器2112的第三发送器室2110，其中，第三光学发射器2112被设置在第一光学发射器2104与第二光学发射器2108之间。在一些情况下，第一光学发射器2104、第二光学发射器2108和第三光学发射器2112可沿着共同的水平平面(例如，大致平行于待清洁的表面的平面)布置。
如图所示，第三室2110基本上包围第三光学发射器2112，使得从第三光学发射器2112发射的光穿过被限定在第三室2110中的孔2114。这样，从第三室2110发射的光通常可被描述成准直的。孔2114可具有圆形、长方形、正方形和/或任何其他形状。这样，孔的形状可被构造成使得孔2114遮挡第三光学发射器2112的至少一侧。例如，孔2114的形状可被构造成使得孔2114仅遮挡第三光学发射器2112的两侧(例如，左侧和右侧或者顶侧和底侧)。对第三光学发射器2112的顶侧和底侧的遮挡可以至少部分地确定第三光学发射器2112 的检测距离，并且对第三光学发射器的左侧和右侧的遮挡可以至少部分地确定第三光学发射器2112的发射信号的宽度。
还如图所示，第一室2102和第二室2106分别由第一遮蔽件2116和第二遮蔽件2118至少部分地限定，第一遮蔽件2116和第二遮蔽件2118沿着远离第三室2110的方向延伸。第一遮蔽件2116和第二遮蔽件2118遮挡第一光学发射器 2104和第二光学发射器2108的一部分，使得由第一光学发射器2104和第二光学发射器2108发射的光可具有所需的形状(例如，以便控制由第一发射器2104、第二发射器2108和/或第三发射器2112生成的发射之间的重叠量)。在一些情况下，第一室2102和第二室2106的与第一遮蔽件2116和第二遮蔽件2118相反的一侧可以是敞开的。第一遮蔽件2116和第二遮蔽件2118可被构造成遮挡第一光学发射器2104和第二光学发射器2108的一侧或多侧。例如，第一遮蔽件2116和第二遮蔽件2118可被构造成分别仅遮挡第一光学发射器2104和第二光学发射器2108的两侧(例如，左侧和右侧或者顶侧和底侧)。对第一光学发射器2104和第二光学发射器2108的顶侧和底侧的遮挡可以至少部分地确定第一光学发射器2104和第二光学发射器2108的检测距离，并且对第一光学发射器和第二光学发射器的左侧和右侧的遮挡可以至少部分地确定第一光学发射器2104和第二光学发射器2108的发射信号的宽度。
图22示出了图21的发送器阴影盒壳体2100的示意性示例以及接收器阴影盒壳体2200的示意性示例，该接收器阴影盒壳体2200被配置成联接到例如机器人吸尘器。如图所示，接收器阴影盒壳体2200包括第一光学接收器2202和第二光学接收器2204，该第一光学接收器2202和第二光学接收器2204被配置成接收分别由第一光学发射器2104、第二光学发射器2108和/或第三光学发射器2112生成的第一光学信号2206、第二光学信号2208和/或第三光学信号2210 中的一个或多个光学信号。
如图所示，当接收器阴影盒壳体2200与发送器阴影盒壳体2100对准时，第三光学信号2210可以被第一光学接收器2202和第二光学接收器2204中的每一个检测到。换句话说，当第一光学接收器2202和第二光学接收器2204均检测到第三光学信号2210时，机器人吸尘器可以通过保持对第三光学信号2210 的检测(例如跟随)而以正确对准的方式接合对接站。这样，当检测到第三光学信号2210时，机器人吸尘器不需要确定是否检测到第一光学信号2206和第二光学信号2208。
图23示出了图21的发送器阴影盒壳体2100的示意性示例以及图22的处于未对准状态的接收器阴影盒壳体2200的示意性示例。如图所示，当未对准时，光学接收器2202和2204中仅有一个光学接收器可以检测到第三光学信号2210。在这种情况下，例如，具有联接到其上的接收器阴影盒壳体2200的机器人吸尘器可以沿着使得光学接收器中的另一个光学接收器2202或2204检测到第三光学信号的方向移动。当光学接收器中的另一个光学接收器2202或2204检测到第三光学信号2210时，机器人吸尘器可移动到一定向，以试图通过两个光学接收器2202和2204来实现或保持对第三光学信号2210的检测。这样，机器人吸尘器可以使得接收器阴影盒壳体2200围绕第三光学信号2210振荡，至少直到机器人吸尘器接合对接站和/或获得所需的定向(例如，与第三光学信号2210 的中心轴线对准的定向)。随着第三光学信号2210的宽度2300增加(例如，通过增加孔2114的尺寸)，机器人吸尘器可变得更易于获得如下定向：在该定向上，两个光学接收器2202和2204同时检测到第三光学信号2210。然而，随着宽度2300增加，当机器人吸尘器接合(例如，接触)对接站时，机器人吸尘器相对于对接站的对准可能会降低。
图24示出了对接站2400的示意性示例，该对接站2400可以是图1A的对接站10的示例。对接站2400被配置成发射单个对接信号2404和至少一个接近信号2406。机器人吸尘器2408具有前部信号接收器2410以及第一后部信号接收器2412和第二后部信号接收器2414，机器人吸尘器2408被配置成跟随对接信号2404，直到机器人吸尘器2408接合对接站2400。机器人吸尘器2408在跟随对接信号2404时可以以未对准的定向(例如，相对于对接站2400的定向，其中，机器人吸尘器2408将不电联接到对接站2400)靠近对接站2400。在这些情况下，对接站2400可被配置成响应于机器人吸尘器2408接合对接站2400 而移动(例如，枢转或滑动)。对接站2400的移动可被配置成修正机器人吸尘器2408相对于对接站2400的未对准。
后部接收器2412和2414可用于确定机器人吸尘器2408的姿势。例如，对机器人吸尘器2408的姿势的确定可基于后部接收器2412和2414中的一个或两个是否正在检测接近信号2406。
图25示出了具有第一发送器阴影盒2500、第二发送器阴影盒2502和第三发送器阴影盒2504的阴影盒壳体2501的透视图，该阴影盒壳体2501可被配置成与例如图1B的对接站100一起使用。如图所示，发送器阴影盒2500、2502 和2504中的每一个被设置(或限定)在阴影盒壳体2501内，使得第三发送器阴影盒2504被设置在第一阴影盒2500与第二阴影盒2502之间。换句话说，发送器阴影盒2500、2502和2504通常可被描述为限定在联接到机器人吸尘器或由机器人吸尘器形成的壳体内。发送器阴影盒2500、2502和2504中的每一个被构造成接纳相应的光学发射器，每个光学发射器被配置成发射不同的光学信号。
如图26所述，第一发送器阴影盒2500和第二发送器阴影盒2502可彼此间隔开并且相对于第三发送器阴影盒2504成一角度。例如，并且如图所示，第一阴影盒2500和第二阴影盒2502可被定位成使得对应于第一阴影盒2500和第二阴影盒2502的光学发射器彼此间隔约35mm，并且相对于与第三阴影盒2504 对应的光学发射器成23°的角度。图27示出了用于三个发射器的发射场的示例，每个发射器以与图26所示的定向对应的定向设置在发送器阴影盒2500、2502 和2504中的相应的发送器阴影盒内。
如图27所示，通道2700可以在对应于第一光学发射器的第一发射场2702 与对应于第二光学发射器的第二发射场2704之间延伸。通道2700可对应于与第三光学发射器对应的第三发射场2706的一部分，其中，可以检测到由第三光学发射器发射的信号而没有由第一光学发射器和第二光学发射器发射的信号。对于通道2700的长度2710的大部分，通道2700的宽度2708可以基本上是恒定的。如图所示，通道2700可仅延伸经过检测区域2712的长度的一部分。
图28示出了发送器阴影盒2800的示例的横截面透视图，该发送器阴影盒 2800可以是第一发送器阴影盒2500、第二发送器阴影盒2502和第三发送器阴影盒2504中的一个或多个的示例。如图所示，发送器阴影盒2800包括基部部分2801和准直部分2803。准直部分2803包括圆筒形部分2802和围绕圆筒形部分2802延伸的截头圆锥形部分2804。腔2806被限定在准直部分2803内，该腔2806的形状通常对应于准直部分2803的圆筒形部分2802和截头圆锥形部分2804的形状。孔2808从截头圆锥形部分2804的外表面2810延伸并且延伸到腔2806中。例如，孔2808可以从截头圆锥形部分2804的顶部平坦表面延伸并且延伸到腔2806中。在一些情况下，孔2808可以是圆形孔，其中，孔2808 与光学发射器2812同轴。在这些情况下，圆筒形准直器2814可以从孔2808 沿着光学发射器2812的方向延伸。
如图所示，基部部分2801和准直部分2803被构造成彼此联接。在一些情况下，发送器阴影盒2800可以由单个整体件形成。
还如图所示，基部部分2801被构造成接纳光学发射器2812。例如，基部部分2801可限定用于接纳光学发射器2812的至少一部分的容器2816，并且容器2816被构造成使光学发射器2812相对于例如孔2808对准。在一些情况下，容器2816被构造成使光学发射器2812的中心轴线2818与孔2808的中心轴线 2820对准。例如，容器2816可被构造成使光学发射器2812对准，使得光学发射器2812与孔2808同轴。光学发射器2812的对准可影响光学发射器2812的发射场的形状和/或尺寸。
图29示出了发送器阴影盒2800的横截面图，该横截面图示出了用于由光学发射器2812生成的光学发射2900的示例性反射图案。
图30示出了发送器阴影盒壳体3000的示例的透视图，该发送器阴影盒壳体3000包括限定第一发送器室3004的第一发送器阴影盒3002、限定第二发送器室3008的第二发送器阴影盒3006以及限定第三发送器室3012的第三发送器阴影盒3010。第三阴影盒3010被设置在第一阴影盒3002与第二阴影盒3006 之间。第一阴影盒3002和第二阴影盒3006包括相应的输出孔3014和3016，相应的室3004或3006内的光可穿过该输出孔3014或3016被发射。输出孔3014 和3016包括至少一个尺寸，该尺寸的值小于相应的室3004或3006的对应尺寸。这样，输出孔3014和3016通常可被描述为被构造成使从输出孔发射的光成形。
如图所示，第三阴影盒3010包括光学成形器3018。光学成形器3018被构造成使光成形，使得使用从第三室3012发射的光形成至少两个照明区域。每个照明区域可具有例如不同的强度，使得在距发送器阴影盒壳体3000预定距离处的机器人吸尘器可以仅检测到一个照明区域。
光学成形器3018可包括一个或多个光学屏障3020。例如，光学成形器3018 可包括多个光学屏障3020，该多个光学屏障3020限定光学成形通道3022和在光学成形通道3022的相对侧上的多个光学分散通道3024。光学分散通道3024 通常可被描述为被配置成增加在接近光学阴影盒壳体3000的位置处的光学信号的宽度(当与从光学成形通道3022发射的光在接近阴影盒壳体3000的位置处的宽度相比时)。光学分散通道3024可被配置成使得从光学分散通道3024 发射的光的强度具有低于从光学成形通道3022发射的光的强度的值。这样，从光学分散通道3024发射的光可被配置成使得机器人吸尘器仅在从光学成形通道3022发射的光的检测距离的一部分中检测到从光学分散通道3024发射的光。换句话说，光学成形器3018可被配置成增加从第三阴影盒3010发射的可检测光在接近阴影盒壳体3000的位置处的传播。例如，机器人吸尘器可利用可检测光的增加来确定机器人吸尘器接近对接站。例如，在一些情况下，从第三阴影盒3010发射的接近阴影盒壳体3000和/或对接站的可检测光可以围绕阴影盒壳体3000和/或对接站延伸直至180°。
图31示出了阴影盒壳体3100的俯视透视图，该阴影盒壳体3100可以是图 30的发送器阴影盒壳体3000的示例。为了清楚起见，阴影盒壳体3100的一部分被示出为透明的。如图所示，阴影盒壳体3100包括限定第一发送器室3104 的第一发送器阴影盒3102、限定第二发送器室3108的第二发送器阴影盒3106 以及限定第三发送器室3112的第三发送器阴影盒3110。第一室3104和第二室 3108各自包括第一分隔件3114、第二分隔件3116和第三分隔件3118。第一分隔件3114、第二分隔件3116和第三分隔件3118被配置成使得光可以穿过分隔件3114、3116和3118中的每一个的一部分。这样，第一分隔件3114、第二分隔件3116和第三分隔件3118可被配置成使穿过第一分隔件、第二分隔件和第三分隔件的光成形，以便在从相应的阴影盒3102或3106中发射时具有预定的尺寸和/或形状。
分隔件3114、3116和3118限定第一分散区域3120、第二分散区域3122 和第三分散区域3124。分散区域3120、3122和3124被配置成反射在相应的分散区域3120、3122或3124内的未穿过相应的分隔件3114、3116和3118的光。相应的分散区域3120、3122或3124内的光的反射降低了光的强度，使得从相应的阴影盒3102或3106发射的光的大部分大体上符合由分隔件3114、3116和 3118的使得光可穿过的部分所限定的形状。
如图所示，第三室3112包括光学成形器3126。光学成形器3126可包括一个或多个光学屏障3128。如图所示，光学成形器3126包括多个光学屏障3128，使得光学成形通道3130被限定在光学屏障3128之间。光学成形通道3130被构造成使从第三室3112发射的光成形。在一些情况下，光学成形通道3130可沿着发射方向3134增加宽度。多个光学分散通道3129被设置在光学成形通道 3130的相对侧上。光学分散通道3129被构造成降低从光学分散通道发射的光的强度。光学分散通道3129至少部分地由相应的光学屏障3128的导向表面3132限定。导向表面3132被构造成使得入射在导向表面上的光在第三室3112 内被反射。随着反射次数增加，光的强度降低。例如，导向表面3132可以包括弓形表面，该弓形表面被构造成使光沿着与发射方向3134相反的方向被反射，使得光被反射离开第三室3112的表面，并且反射光的至少一部分可以从第三室 3112发射。
图32是沿着图31的线XXXII-XXXII截取的阴影盒壳体3100的横截面透视图。如图所示，第一分隔件3114、第二分隔件3116和第三分隔件3118各自包括相应的孔3200、3202和3204，由光学发射器3206(例如，发光二极管) 生成的光穿过孔3200、3202和3204。例如，并且如图所示，孔3200、3202和 3204可各自具有圆形形状。每个孔3200、3202和3204的直径的值可以沿着光学发射器3206的发射轴线3208在发射方向上增大。换句话说，第一孔3200 的直径可具有小于第二孔3202的直径的值，并且第二孔3202的直径可具有小于第三孔3204的直径的值。通过包括多个孔3200、3202和3204(每个孔具有不同的直径)，从第三孔3204发射的光可具有发射锥体3203，该发射锥体3203 具有预定的形状和/或尺寸。例如，第一孔3200、第二孔3202和第三孔3204 可被构造成使得发射锥体3203的传播角Φ的范围在0°至180°之间延伸。通过进一步的示例，传播角Φ可具有在15°至55°的范围内的值。这样，可以防止至少从第一阴影盒3102和第二阴影盒3106发射的光在围绕阴影盒壳体3100延伸的检测区域内重叠。
分隔件3114、3116和3118可以以其值例如在2毫米(mm)至5mm的范围内的间隔距离彼此间隔开。通过进一步的示例，分隔件3114、3116和3118 可以以其值约为3.5mm的间隔距离彼此间隔开。
图33示出了沿着图31的线XXXIII-XXXIII截取的阴影盒壳体3100的横截面俯视图。如图所示，孔3200、3202和3204中的每一个孔可包括相应的渐缩区域3300、3302和3304。每个渐缩区域3300、3302和3304沿着与光发射方向相反的方向逐渐缩小(例如，使得孔3200、3202和3204中的每一个孔的直径随着与光学发射器相距的距离的增加而增大)。渐缩区域3300、3302和3304 被构造成使得入射在该渐缩区域上的光在相应的分散区域3120、3122或3124 内被反射，这可以减少背向反射量。光在分散区域3120、3122和3124内的反射降低了反射光的强度，使得反射光不会被机器人吸尘器检测到。这样，从阴影盒3102或3106中的相应的阴影盒发射的光的可检测部分对应于预定的尺寸和/或形状。
在一些情况下，界定分散区域3120、3122和3124的表面可被配置成反射性的(例如，入射到该表面上的光的至少10％、20％、30％或40％被反射)。在其他情况下，界定分散区域3120、3122和3124的表面可被配置成哑光的(例如，入射到该表面上的光的不足10％被反射)。使用反射表面而不是哑光表面可允许对从相应的阴影盒3102和3106发射的光的形状进行更好的控制。
阴影盒3102、3106和3110被布置成使得从第一阴影盒3102和第二阴影盒 3106发射的光沿着从阴影盒壳体3100发射的光的方向发散，并且从第三阴影盒3110发射的光在从第一阴影盒3102发射的光与从第二阴影盒3106发射的光之间延伸。还如图所示，阴影盒3102、3106和3110中的每一个限定光学发射器容器3306、3308和3310。每个光学发射器容器3306、3308和3310被构造成接纳相应的光学发射器的至少一部分。
发射锥体3203的形状和/或尺寸可以至少部分地基于孔3200、3202和3204 中的每一个孔的最小直径、在发射轴线3208与渐缩区域3300、3302和3304 的渐缩表面3305、3307和3309之间测量的锥角γ和/或光发射器的尺寸(例如，所发射的光的直径大于至少第一孔3200的直径)。例如，孔3200、3202和3204 中的每一个孔的最小直径、锥角γ和/或光学发射器3206的尺寸可以影响预定区域内的发射光的强度。这样，调节孔3200、3202和3204中的每一个孔的最小直径、锥角γ和/或光学发射器3206的尺寸可允许调节发射信号的强度分布。
锥角γ可具有例如在0°至180°之间的范围内的值。通过进一步的示例，锥角γ可具有在40°至80°的范围内的值。通过更进一步的示例，锥角γ可具有在 50°至70°的范围内的值。通过更进一步的示例，锥角γ的值可以为60°。
第一孔3200的最小直径可具有例如在4mm至8mm的范围内的值，第二孔3202的最小直径可具有例如在5.5mm至9.5mm的范围内的值，并且第三孔 3204的最小直径可具有例如在7mm至10.5mm的范围内的值。在一些情况下，孔3200、3202和/或3204的最小直径可以是动态可调节的(例如，使用可调节百叶窗)。
虽然孔3200、3202和3204通常被示出为圆形形状，但是孔3200、3202 和3204不限于圆形的。例如，孔3200、3202和/或3204可以是正方形形状、椭圆形形状、八边形形状和/或任何其他形状。虽然渐缩表面3305、3307和3309 通常被示出为沿着远离光学发射器3206的方向发散，但是在一些情况下，渐缩表面3305、3307和3309可沿着远离光学发射器3206的方向会聚。
图34示出了对应于阴影盒壳体3100的发射图案的示例。示出的发射图案被示出为从阴影盒壳体3100延伸1.8288m(或6英尺)。如图所示，间隙3400 在第一信号3402与第二信号3404之间延伸。第一信号3402对应于从第一阴影盒3102发射的光，第二信号3404对应于从第二阴影盒3106发射的光。第三信号3406的至少一部分可以在第一信号3402与第二信号3404之间的间隙3400 内延伸。图35示出了图34的发射图案的放大图，使得可以示出与阴影盒壳体 3100相距不同距离处的间隙3400的宽度。
图36示出了发送器阴影盒壳体3600的俯视透视图，该发送器阴影盒壳体 3600可以是图30的发送器阴影盒壳体3000的示例。为清楚起见，发送器阴影盒壳体3600的一部分被示为透明的。如图所示，发送器阴影盒壳体3600包括限定第一发送器室3604的第一发送器阴影盒3602、限定第二发送器室3608的第二发送器阴影盒3606以及限定第三发送器室3612的第三发送器阴影盒3610。
第一室3604和第二室3608各自包括第一分隔件3614和第二分隔件3616。第一分隔件3614和第二分隔件3616被构造成使得光可以穿过分隔件3614和3616中的每一个分隔件的一部分。这样，第一分隔件3614和第二分隔件3616 可被构造成使穿过第一分隔件和第二分隔件的光成形，以在从相应的阴影盒 3602或3606中发射时具有例如预定的形状和/或尺寸。
第三室3612可包括光学成形器3618。如图所示，该光学成形器包括多个光学屏障3620，使得光学通道3622被限定在多个屏障3620之间。光学通道3622 被构造成使从第三室3612发射的光成形。多个分散通道3623被设置在光学通道3622的相对侧上，并且至少部分地由屏障3620中的相应屏障的导向表面 3624限定。光学分散通道3623被构造成降低从光学分散通道3623发射的光的强度。
图37是沿着图36的线XXXVII-XXXVII截取的发送器阴影盒壳体3600的横截面透视图。如图所示，第一分隔件3614和第二分隔件3616各自包括相应的孔3700和3702，由光学发射器3704(例如，发光二极管)生成的光穿过孔 3700和3702。例如，并且如图所示，孔3700和3702可各自具有圆形形状，其中，孔3700和3702中的每一个孔的直径的值随着与光学发射器3704相距的距离的增加而增大。还如图所示，每个孔3700和3702可包括相应的渐缩区域3706 和3708。
第一孔3700的最小直径可具有例如在2.0mm至10.0mm的范围内的值，并且第二孔3702的最小直径可具有例如在2.5mm至10.5mm的范围内的值。在一些情况下，孔3700和/或3702的最小直径可以是动态可调节的(例如，使用可调节百叶窗)。
虽然孔3700和3702通常以圆形形状被示出，但是孔3700和3702不限于圆形的。例如，孔3700和/或3702可以是正方形形状、椭圆形形状、八边形形状和/或任何其他形状。虽然限定渐缩区域3706和3708的渐缩表面通常被示出为沿着远离光学发射器3704的方向发散，但在一些情况下，这些渐缩表面可以沿着远离光学发射器3704的方向会聚。
图38示出了对应于发送器阴影盒壳体3600的发射图案的示例。示出的发射图案从发送器阴影盒壳体3600延伸六英尺。如图所示，第一间隙3800和第二间隙3802在第一信号3804与第二信号3806之间延伸，第二间隙3802与第一间隙3800间隔开。重叠区域3808可在第一间隙3800与第二间隙3802之间延伸。第三信号3810的至少一部分在第一间隙3800和第二间隙3802内延伸并穿过重叠区域3808，使得机器人吸尘器可以跟随第三信号3810。图39示出了图38的发射图案的放大图，使得可以示出重叠区域3808在各个位置的宽度。
图40是对接站4000和机器人吸尘器4002的示意性示例，该对接站4000 和机器人吸尘器4002可以分别是图1A的对接站10和机器人吸尘器12的示例。如图所示，机器人吸尘器4002包括接收器阴影盒壳体4004(以虚线示出)，该接收器阴影盒壳体4004被构造成具有设置在接收器阴影盒壳体中的一个或多个接收器4006(以虚线示出)。接收器4006被配置成检测由对接站4000发射并在侧面信号4013与4015(例如，左信号与右信号)之间的间隙4011内延伸的中间信号4010。接收器阴影盒壳体的开口宽度4012的尺寸通常可以对应于与间隙4011对应的间隙宽度4014的尺寸。例如，接收器阴影盒壳体的开口宽度4012的尺寸可以基本等于间隙宽度4014的最窄尺寸的值。这种构型可以通过例如限制(例如，防止)由侧面信号4013和4015引起的干扰来使得机器人吸尘器4002能够更准确地跟随中间信号4010。
在一些情况下，机器人吸尘器4002可包括多个接收器阴影盒壳体4004，每个接收器阴影盒壳体都具有一个或多个接收器4006。接收器阴影盒壳体4004 可被设置在机器人吸尘器4002的相对侧上。例如，每个接收器阴影盒壳体4004 可以沿着中心轴线设置，该中心轴线基本上平行于机器人吸尘器4002的向前移动方向延伸。当使用多个接收器阴影盒壳体4004时，机器人吸尘器4002可以使用接收器4006中的一个或多个接收器沿第一方向靠近对接站4000，接收器 4006被设置在接收器阴影盒壳体4004中的一个接收器阴影盒壳体中，并且当到达与对接站4000相距预定距离的位置时，机器人吸尘器4002可被配置成旋转(例如，基本上180°)并沿第二方向(与第一方向基本上相反)移动，并且机器人吸尘器4002使用接收器阴影盒壳体4004中的其他接收器阴影盒壳体的接收器4006中的一个或多个接收器以与对接站4000对准，以便与对接站4000 进入接合(例如，接触)。
在一些情况下，机器人吸尘器4002可包括多个侧面传感器4016(以虚线示出)，该多个侧面传感器4016被设置在接收器阴影盒壳体4004的相对侧上。侧面传感器4016可被配置成基于哪一个或哪些传感器4016检测到例如中间信号4010和/或侧面信号4013和4015来确定机器人吸尘器4002相对于对接站 4000的姿势。
图41示出了接收器阴影盒壳体4100的横截面图，该接收器阴影盒壳体 4100可以是图40的接收器阴影盒壳体4004的示例。如图所示，接收器阴影盒壳体4100包括限定第一接收器室4104的第一接收器阴影盒4102和限定第二接收器室4108的第二接收器阴影盒4106。第一室4104被构造成接纳第一光学接收器4110的至少一部分，并且第二室4108被构造成接纳第二光学接收器4112 的至少一部分。第一室4104和第二室4108可各自至少部分地由相应的导向表面4105和4109限定。导向表面4105和4109可以横向于第一光学接收器4110 和第二光学接收器4112中的相应的光学接收器的接收轴线4111和4113延伸。
如图所示，导向表面4105和4109沿着远离第一光学接收器4110和第二光学接收器4112的方向发散。换句话说，在导向表面4105与4109之间延伸的间隔距离4114的尺寸随着与第一光学接收器4110和第二光学接收器4112相距的距离的增加而增加。间隔距离4114的最大尺寸可例如基本上等于由图40的对接站4000生成的可检测信号的最窄宽度。
如图所示，光学屏障4116将第一室4104与第二室4108间隔开。光学屏障 4116包括光学遮蔽件4118，该光学遮蔽件4118与第一光学接收器4110和/或第二光学接收器4112中的相应的光学接收器间隔开并且至少部分地在第一光学接收器4110和/或第二光学接收器4112中的相应的光学接收器上延伸。这样，光学遮蔽件4118至少部分地在第一室4104和第二室4108中的相应的室内延伸。
图42示出了发送器阴影盒壳体4200的示例的横截面透视图。如图所示，发送器阴影盒壳体4200包括限定第一发送器室4204的第一发送器阴影盒4202、限定第二发送器室4208的第二发送器阴影盒4206以及限定第三发送器室4212 的第三发送器阴影盒4210。如图所示，第三发送器阴影盒4210被设置在第一发送器阴影盒4202与第二发送器阴影盒4206之间。第一发送器阴影盒4202 和第二发送器阴影盒4206各自包括第一分隔件4214、第二分隔件4216和第三分隔件4218。第一分隔件4214、第二分隔件4216和第三分隔件4218中的每一个分隔件包括光可以穿过的孔4220、4222和4224。孔4220、4222和4224可被构造成使穿过孔4220、4222和4224的光成形。
还如图所示，第三发送器阴影盒4206包括第一光学遮蔽件4226和第二光学遮蔽件4228，第一光学遮蔽件4226和第二光学遮蔽件4228各自从第三发送器室4212的相对侧延伸。第一光学遮蔽件4226和第二光学遮蔽件4228延伸到第三发送器室中以限定光学通道4230，光穿过该光学通道4230被发射。如图所示，光学通道4230可以与对应的光学发射器4234的中心轴线4232对准。光学通道4230可被构造成使穿过该光学通道的光成形。
与本公开一致的用于机器人吸尘器的对接站的示例可包括壳体，联接到壳体的至少一个充电触点以及设置在壳体内的至少三个光学发射器。该至少三个光学发射器可包括：第一光学发射器，该第一光学发射器被配置成在第一发射场内生成第一光学信号；第二光学发射器，该第二光学发射器被配置成在第二发射场内生成第二光学信号；以及第三光学发射器，该第三光学发射器被配置成在第三发射场内生成第三光学信号。第三光学发射器可被设置在第一光学发射器与第二光学发射器之间，并且第一光学信号、第二光学信号和第三光学信号可以彼此不同，其中，第三光学信号被配置成沿着壳体的方向引导机器人吸尘器。
在一些情况下，第一发射场和第二发射场在检测区域内可能没有大量的重叠。在一些情况下，第三发射场的至少一部分可以在第一发射场与第二发射场之间的区域中延伸，该区域对应于机器人吸尘器检测到第三光学信号而没有第一光学信号和第二光学信号的位置。在一些情况下，第一发射场、第二发射场和第三发射场的至少一部分可以在检测区域的至少一部分中彼此重叠。在一些情况下，对接站可进一步包括设置在壳体内的至少三个阴影盒，每个阴影盒对应于第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器中的相应的光学发射器。在一些情况下，第一光学发射器和第二光学发射器可相对于第三光学发射器成一角度。在一些情况下，第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器可以沿着共同的水平平面对准。在一些情况下，第三光学发射器可以从第一光学发射器和第二光学发射器垂直地偏移。在一些情况下，第一光学发射器和第二光学发射器可以沿着共同的水平平面对准。
与本公开一致的机器人清洁***的示例可包括机器人吸尘器和对接站，该机器人吸尘器具有至少一个光学接收器，该对接站具有至少一个充电触点和至少三个光学发射器。该至少三个光学发射器可包括：第一光学发射器，该第一光学发射器被配置成在第一发射场内生成第一光学信号；第二光学发射器，该第二光学发射器被配置成在第二发射场内生成第二光学信号；以及第三光学发射器，该第三光学发射器被配置成在第三发射场内生成第三光学信号。第三光学发射器可被设置在第一光学发射器与第二光学发射器之间，并且第一光学信号、第二光学信号和第三光学信号可以彼此不同，其中，第三光学信号被配置成沿着对接站的方向引导机器人吸尘器。
在一些情况下，第一光学发射场和第二光学发射场在检测区域内可能没有大量的重叠。在一些情况下，第三发射场的至少一部分可以在第一发射场与第二发射场之间的区域中延伸，该区域对应于机器人吸尘器检测到第三光学信号而没有第一光学信号和第二光学信号的位置。在一些情况下，第一发射场、第二发射场和第三发射场可以在检测区域的至少一部分中彼此重叠。在一些情况下，机器人清洁***可包括设置在对接站内的至少三个阴影盒，每个阴影盒对应于第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器中的相应的光学发射器。在一些情况下，第一光学发射器和第二光学发射器可相对于第三光学发射器成一角度。在一些情况下，第一光学发射器、第二光学发射器和第三光学发射器可以沿着共同的水平平面对准。在一些情况下，第三光学发射器可以从第一光学发射器和第二光学发射器垂直地偏移。在一些情况下，第一光学发射器和第二光学发射器可以沿着共同的水平平面对准。在一些情况下，当至少一个光学接收器检测到第一光学信号或第二光学信号中的一个光学信号时，可以使机器人吸尘器朝向第三光学信号移动。在一些情况下，当至少一个光学接收器检测到第三光学信号时，可以使机器人吸尘器跟随第三光学信号，直到机器人吸尘器接合对接站，使得机器人吸尘器电联接到至少一个充电触点。
尽管本文的公开内容总体上公开了设置在对接站上的信号发射器和设置在机器人吸尘器上的信号接收器，但是在一些情况下，信号发射器可被设置在机器人吸尘器上，并且信号接收器可被设置在对接站上。在这些情况下，对接站可被配置成将基于从机器人吸尘器发射的信号的移动信号传送到机器人吸尘器，使得机器人吸尘器可以调节机器人吸尘器相对于对接站的位置。这样，可以基于从对接站接收的通信将机器人吸尘器导航到对接站。
虽然本文已经描述了本公开的原理，但是本领域技术人员应理解，该描述仅通过示例做出而非作为对本公开的范围的限制。除了本文所示出和所描述的示例性实施例之外，还考虑其他实施例在本公开的范围内。本领域普通技术人员进行的修改和替换被认为是在本公开的范围内，本公开的范围仅受权利要求的限制。

Claims (20)

1.一种用于机器人吸尘器的对接站，所述对接站包括：
壳体；
联接到所述壳体的至少一个充电触点；以及
设置在所述壳体内的至少三个光学发射器，所述至少三个光学发射器包括：
第一光学发射器，所述第一光学发射器被配置成在第一发射场内生成第一光学信号；
第二光学发射器，所述第二光学发射器被配置成在第二发射场内生成第二光学信号；以及
第三光学发射器，所述第三光学发射器被配置成在第三发射场内生成第三光学信号，所述第三光学发射器被设置在所述第一光学发射器与所述第二光学发射器之间，并且所述第一光学信号、所述第二光学信号和所述第三光学信号彼此不同，其中，所述第三光学信号被配置成沿着所述壳体的方向引导机器人吸尘器。
2.根据权利要求1所述的对接站，其特征在于，所述第一发射场和所述第二发射场在检测区域内没有大量的重叠。
3.根据权利要求2所述的对接站，其特征在于，所述第三发射场的至少一部分在所述第一发射场与所述第二发射场之间的区域中延伸，所述区域对应于所述机器人吸尘器检测到所述第三光学信号而没有所述第一光学信号和所述第二光学信号的位置。
4.根据权利要求1所述的对接站，其特征在于，所述第一发射场、所述第二发射场和所述第三发射场的至少一部分在检测区域的至少一部分中彼此重叠。
5.根据权利要求1所述的对接站，其特征在于，所述对接站进一步包括设置在所述壳体内的至少三个阴影盒，每个阴影盒对应于所述第一光学发射器、所述第二光学发射器和所述第三光学发射器中的相应的光学发射器。
6.根据权利要求1所述的对接站，其特征在于，所述第一光学发射器和所述第二光学发射器相对于所述第三光学发射器成一角度。
7.根据权利要求1所述的对接站，其特征在于，所述第一光学发射器、所述第二光学发射器和所述第三光学发射器沿着共同的水平平面对准。
8.根据权利要求1所述的对接站，其特征在于，所述第三光学发射器从所述第一光学发射器和所述第二光学发射器垂直地偏移。
9.根据权利要求8所述的对接站，其特征在于，所述第一光学发射器和所述第二光学发射器沿着共同的水平平面对准。
10.一种机器人清洁***，所述机器人清洁***包括：
机器人吸尘器，所述机器人吸尘器具有至少一个光学接收器；和
对接站，所述对接站具有至少一个充电触点和至少三个光学发射器，所述至少三个光学发射器包括：
第一光学发射器，所述第一光学发射器被配置成在第一发射场内生成第一光学信号；
第二光学发射器，所述第二光学发射器被配置成在第二发射场内生成第二光学信号；以及
第三光学发射器，所述第三光学发射器被配置成在第三发射场内生成第三光学信号，所述第三光学发射器被设置在所述第一光学发射器与所述第二光学发射器之间，并且所述第一光学信号、所述第二光学信号和所述第三光学信号彼此不同，其中，所述第三光学信号被配置成沿着所述对接站的方向引导所述机器人吸尘器。
11.根据权利要求10所述的机器人清洁***，其特征在于，所述第一光学发射场和所述第二光学发射场在检测区域内没有大量的重叠。
12.根据权利要求11所述的机器人清洁***，其特征在于，所述第三发射场的至少一部分在所述第一发射场与所述第二发射场之间的区域中延伸，所述区域对应于所述机器人吸尘器检测到所述第三光学信号而没有所述第一光学信号和所述第二光学信号的位置。
13.根据权利要求10所述的机器人清洁***，其特征在于，所述第一发射场、所述第二发射场和所述第三发射场在检测区域的至少一部分中彼此重叠。
14.根据权利要求10所述的机器人清洁***，其特征在于，所述机器人清洁***进一步包括设置在所述对接站内的至少三个阴影盒，每个阴影盒对应于所述第一光学发射器、所述第二光学发射器和所述第三光学发射器中的相应的光学发射器。
15.根据权利要求10所述的机器人清洁***，其特征在于，所述第一光学发射器和所述第二光学发射器相对于所述第三光学发射器成一角度。
16.根据权利要求10所述的机器人清洁***，其特征在于，所述第一光学发射器、所述第二光学发射器和所述第三光学发射器沿着共同的水平平面对准。
17.根据权利要求10所述的机器人清洁***，其特征在于，所述第三光学发射器从所述第一光学发射器和所述第二光学发射器垂直地偏移。
18.根据权利要求17所述的机器人清洁***，其特征在于，所述第一光学发射器和所述第二光学发射器沿着共同的水平平面对准。
19.根据权利要求10所述的机器人清洁***，其特征在于，当至少一个光学接收器检测到所述第一光学信号或所述第二光学信号中的一个光学信号时，使所述机器人吸尘器朝向所述第三光学信号移动。
20.根据权利要求19所述的机器人清洁***，其特征在于，当所述至少一个光学接收器检测到所述第三光学信号时，使所述机器人吸尘器跟随所述第三光学信号，直到所述机器人吸尘器接合所述对接站，使得所述机器人吸尘器电联接到所述至少一个充电触点。
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