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Querverweis zu verwandten Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Wirkung der am 2. März 2012 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/606106 und der am 1. August 2012 eingereichten taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 101127709, deren Inhalt hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungssystem und insbesondere ein Reinigungssystem unter Verwendung eines Reinigungsroboters.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Das Reinigen von Fußböden nimmt viel Zeit in Anspruch. Zum Verkürzen der Zeit zum Reinigen eines Fußbodens sind viele Reinigungseinrichtungen entwickelt worden, wie beispielsweise ein Besen, ein Wischer, usw. Die Reinigungseinrichtungen müssen jedoch zum Reinigen manuell betätigt werden. Daher sind herkömmliche Reinigungseinrichtungen unbequem.
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Im Zuge des technischen Fortschritts sind viele elektronische Geräte entwickelt worden, wie beispielsweise Roboter. Betrachtet man beispielsweise einen Reinigungsroboter, so kann der Reinigungsroboter einen Reinigungsvorgang eigenständig durchführen. Ein Benutzer muss den Reinigungsroboter zum Reinigen eines Fußbodens nicht manuell bedienen. Daher werden herkömmliche Reinigungseinrichtungen nach und nach durch Reinigungsroboter ersetzt. In einem herkömmlichen Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsroboters werden allgemein eine virtuelle Wand zum Begrenzen des Fahrweges des Reinigungsroboters und eine Dockingstation zum Aufladen des Reinigungsroboters verwendet. Wenn der Reinigungsroboter keine exakte Position der virtuellen Wand oder der Dockingstation erhalten kann, kann der Reinigungsroboter jedoch mit der virtuellen Wand kollidieren oder sich nicht sofort mit der Dockingstation verbinden.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Gemäß einer Ausführungsform weist ein Reinigungssystem ein Führungsobjekt und einen Reinigungsroboter auf. Das Führungsobjekt weist einen Magnet zum Erzeugen eines Magnetfeldes auf. Der Reinigungsroboter weist ein Betriebsmodul, ein erstes Sensormodul und ein Steuermodul auf. Das Betriebsmodul führt gemäß einem Steuersignal eine Reinigungsfunktion und eine Bewegungsfunktion aus. Das erste Sensormodul erzeugt gemäß dem Magnetfeld ein erstes Erfassungssignal. Das Steuermodul erzeugt gemäß dem ersten Erfassungssignal ein Steuersignal zum Einstellen einer Effizienz der Reinigungsfunktion und/oder der Bewegungsfunktion.
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Nachstehend wird eine exemplarische Ausführungsform eines Steuerverfahrens für einen Reinigungsroboter beschrieben. Ein Magnetmodul zum Erzeugen eines Magnetfeldes ist in einem Führungsobjekt angeordnet. Das Magnetfeld wird erfasst, um ein Erfassungsergebnis zu erzeugen, und gemäß dem Erfassungsergebnis wird ein erstes Erfassungssignal erzeugt. Gemäß dem ersten Erfassungssignal wird die Effizienz der Reinigungsfunktion und/oder der Bewegungsfunktion gesteuert.
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Nachstehend werden Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung und von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht; es zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform eines Reinigungsroboters;
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2 ein schematisches Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerverfahrens; und
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3 ein schematisches Diagramm einer anderen exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerverfahrens.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die folgende Beschreibung stellt die als beste erachtete Technik zum Implementieren der Erfindung dar. Die Beschreibung dient zum Erläutern der allgemeinen Prinzipien der Erfindung und soll nicht im einschränkenden Sinn verstanden werden. Der Umfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform eines Reinigungssystems. Das Reinigungssystem 100 weist ein Führungsobjekt 110 und einen Reinigungsroboter 130 auf. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Führungsobjekt 110 ein Magnetmodul 111 zum Erzeugen eines Magnetfeldes auf. In einer Ausführungsform weist das Magnetmodul mindestens einen NdFeB-Magnet 113 auf.
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Die Erfindung schränkt die Funktion des Führungsobjekts 110 nicht ein. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Führungsobjekt 110 dazu geeignet, den Reinigungsroboter 130 zu führen. In einer Ausführungsform ist das Führungsobjekt 110 eine virtuelle Wand zum Begrenzen des Fahrweges des Reinigungsroboters 130. In einer anderen Ausführungsform ist das Führungsobjekt 110 eine Dockingstation zum Aufladen des Reinigungsroboters 130.
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Der Reinigungsroboter 130 weist ein Betriebsmodul 131, ein Sensormodul 132 und ein Steuermodul 133 auf. Das Betriebsmodul 131 führt gemäß einem Steuersignal eine Reinigungsfunktion und eine Bewegungsfunktion aus. Die Erfindung schränkt die Schaltungsstruktur des Betriebsmoduls 131 nicht ein. Im Betriebsmodul 131 kann ein beliebiges Element enthalten sein, insofern das Element in der Lage ist, eine Reinigungsfunktion oder eine Bewegungsfunktion auszuführen. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Betriebsmodul 131 eine Reinigungsbürste 134, Räder 135, 136 und eine Saugöffnung 137 auf. Die Reinigungsbürste 134 und die Saugöffnung 137 führen eine Reinigungsfunktion aus. Die Räder 135 und 136 führen eine Bewegungsfunktion aus.
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Das Sensormodul 132 erzeugt gemäß dem durch das Magnetmodul 111 erzeugten Magnetfeld ein Erfassungssignal. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Sensormodul 132 an der Seite des Reinigungsroboters 130 angeordnet, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsformen kann das Sensormodul 132 an einer beliebigen Position des Reinigungsroboters 130 angeordnet sein, so lange das Sensormodul 132 in der Lage ist, das Magnetfeld zu erfassen. Außerdem schränkt die Erfindung die Schaltungsstruktur des Sensormoduls 132 nicht ein. In einer Ausführungsform weist das Sensormodul 132 mindestens eine Komponente unter einem Kompasssensor, einem Hall-Sensor, einem Gyroskop und einem G-Sensor auf.
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Das Steuermodul 133 erzeugt gemäß dem ersten Erfassungssignal ein Steuersignal zum Einstellen der Effizienz der Reinigungsfunktion und/oder der Bewegungsfunktion.
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Beispielsweise steuert das Steuermodul 133 die Geschwindigkeit und die Richtung der Räder 135 und 136 zum Stoppen oder Starten des Reinigungsroboters 130 oder zum Einstellen der Bewegungsgeschwindigkeit oder des Fahrweges des Reinigungsroboters 130 gemäß dem durch das Sensormodul 132 erzeugten Erfassungssignal. In einer Ausführungsform kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Reinigungsroboters 130 erhöht oder vermindert werden. In anderen Ausführungsformen steuert das Steuermodul 133 den Reinigungsroboter 130 derart, dass er sich dreht oder umherfährt.
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Außerdem steuert das Steuermodul 133 die Geschwindigkeit der Reinigungsbürste 134 und die Saugleistung oder den Luftdurchsatz der Saugöffnung 137 zum Einstellen der Effizienz der Reinigungsfunktion des Reinigungsroboters 130 gemäß dem durch das Sensormodul 132 erzeugten Erfassungssignal 132.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann, wenn der Reinigungsroboter 130 sich dem Führungsobjekt 110 nähert, das Sensormodul 132 ein starkes Magnetfeld erfassen. Wenn der Reinigungsroboter 130 sich dagegen vom Führungsobjekt 110 entfernt, kann das Sensormodul 132 kein Magnetfeld erfassen oder ein schwaches Magnetfeld erfassen.
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In einer Ausführungsform wird vorausgesetzt, dass das Führungsobjekt 110 eine virtuelle Wand ist. Wenn der Reinigungsroboter 130 sich dem Führungsobjekt 110 nähert, steuert das Steuermodul 133 den Fahrweg des Reinigungsroboters 130 gemäß dem durch das Sensormodul 132 erfassten Erfassungssignal. D.h., das Steuermodul 133 steuert die Geschwindigkeit und die Richtung der Räder 135 und 136.
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In einer anderen Ausführungsform wird vorausgesetzt, dass das Führungsobjekt 110 eine Dockingstation ist. Wenn ein Energiepegel eines (nicht dargestellten) Energiespeichermoduls des Reinigungsroboters 130 kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenpegel, steuert das Steuermodul 133 die Räder 135 und 136 so, dass der Reinigungsroboter sich zum Führungsobjekt 110 bewegt. Das Energiespeichermodul kann eine wiederaufladbare Batterie sein. Der Reinigungsroboter 130 kann die exakte Position des Führungsobjekts 110 gemäß dem durch das Sensormodul 132 erzeugten Erfassungssignal erhalten und sich so bewegen, dass er sich dem Führungsobjekt 110 nähert.
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In einigen Ausführungsformen erhält das Steuermodul 133 den Zustand des Reinigungsroboters 130 gemäß dem durch das Sensormodul 132 erzeugten Erfassungssignal. Wenn eine Zeitdauer, in der eine Änderung des durch das Sensormodul 132 erzeugten Erfassungssignals kleiner ist als ein vorgegebener Wert, eine vorgegebene Zeitdauer überschreitet, stellt dies beispielsweise dar, dass der Reinigungsroboter 130 sich an einem festen Ort befindet. In einer Ausführungsform kann der Reinigungsroboter am festen Ort festsitzen. In diesem Fall steuert das Steuermodul 133 die Richtung der Räder 135 und 136, um den Reinigungsroboter 130 zu rütteln, so dass der Reinigungsroboter den festen Ort verlassen kann.
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Außerdem sendet das Steuermodul 133 einen Audioeffekt oder einen Lichteffekt zum Darstellen des Betriebszustands des Reinigungsroboters 130 aus. Wenn der Reinigungsroboter 130 sich an einem festen Ort befindet, kann das Steuermodul 133 beispielsweise einen (nicht dargestellten) Summer ansteuern, um einen Summton auszugeben, oder ein Warnsignal oder ein Warnlicht ausgeben, um Benutzer zu informieren, so dass die Benutzer unverzüglich feststellen können, dass ein abnormales Ereignis aufgetreten ist, und das abnormale Ereignis beheben können.
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Zum Optimieren des Fahrweges des Reinigungsroboters 130 weist der Reinigungsroboter 130 in einer Ausführungsform ein weiteres Sensormodul 138 auf. Das Sensormodul 138 erzeugt ein anderes Erfassungssignal gemäß einer Außenumgebung des Reinigungsroboters 130. Das Steuermodul 133 stellt die Effizienz der Reinigungsfunktion und/oder der Bewegungsfunktion des Betriebsmoduls 131 gemäß dem durch das Sensormodul 138 erzeugten anderen Erfassungssignal ein.
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Wenn beispielsweise das Steuermodul 133 gemäß dem durch das Sensormodul 132 erzeugten Erfassungssignal erfasst, dass der Reinigungsroboter 130 sich an einer festen Position befindet, stellt das Steuermodul 133 die Richtung der Räder 135 und 136 derart ein, dass der Reinigungsroboter 130 gerüttelt wird, und stellt dann den Fahrweg des Reinigungsroboters 130 gemäß dem durch das Sensormodul 138 erzeugten Erfassungssignal derart ein, dass der Reinigungsroboter 130 die feste Stelle verlässt.
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Die Erfindung schränkt die Schaltungsstruktur des Sensormoduls 138 nicht ein. In einer Ausführungsform weist das Sensormodul 138 einen Fotosensor auf. Der Fotosensor erzeugt ein Erfassungssignal gemäß dem von der Außenumgebung reflektierten Licht. In einer anderen Ausführungsform weist das Sensormodul 138 einen Audiosensor auf, wie beispielsweise einen Ultraschallsensor. Der Audiosensor erzeugt ein Erfassungssignal gemäß einer von der Außenumgebung reflektierten Schallwelle.
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2 zeigt ein schematisches Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerverfahrens. Zunächst wird ein Magnetmodul in einem Führungsobjekt angeordnet, um ein Magnetfeld zu erzeugen (Schritt S210). In einer Ausführungsform wird mindestens ein NdFeB-Magnet im Führungsobjekt angeordnet, die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsformen können andersartige Magnete im Führungsobjekt angeordnet werden.
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Das Magnetfeld wird erfasst (Schritt S220). In einer Ausführungsform wird in Schritt S220 mindestens eine Komponente unter einem Kompasssensor, einem Hall-Sensor, einem Gyroskop und einem G-Sensor zum Erfassen des Magnetfeldes verwendet.
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Die Effizienz einer durch den Reinigungsroboter ausgeführten Reinigungsfunktion und/oder Bewegungsfunktion wird gemäß dem Erfassungssignal gesteuert (Schritt S230). In einer Ausführungsform wird in Schritt S230 die Geschwindigkeit einer Reinigungsbürste 134 oder die Saugleistung oder ein Luftdurchsatz einer Saugöffnung 137 zum Steuern der Reinigungsfunktion des Reinigungsroboters gesteuert. Außerdem werden in Schritt S230 die Geschwindigkeit und die Richtung der Räder des Reinigungsroboters zum Steuern der Bewegungsfunktion gesteuert.
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3 zeigt ein schematisches Diagramm einer anderen exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens. 3 ist mit der Ausnahme, dass Schritte S340 und S350 hinzugefügt sind, 2 ähnlich. Weil den in 3 dargestellten Schritten S310~S330 und den in 2 dargestellten Schritten S210~S230 die gleichen Prinzipien zugrunde liegen, werden die Schritte S310~S330 zur Verkürzung nicht näher beschrieben.
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In Schritt S340 wird bestimmt, ob eine Zeitdauer, in der eine Änderung des in Schritt S320 erzeugten Erfassungssignals kleiner ist als ein vorgegebener Wert, eine vorgegebene Zeitdauer überschreitet. Wenn die Zeitdauer, in der die Änderung des in Schritt S320 erzeugten Erfassungssignals kleiner ist als der vorgegebene Wert, die vorgegebene Zeitdauer überschreitet, bedeutet dies, dass der Reinigungsroboter sich an einer festen Stelle befindet. Daher wird eine Außenumgebung des Reinigungsroboters erfasst, um ein Erfassungsergebnis zu erhalten, und die Effizienz der Reinigungsfunktion und/oder der Bewegungsfunktion wird gemäß dem Erfassungsergebnis eingestellt (Schritt S350).
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Wenn der Reinigungsroboter beispielsweise an einer festen Stelle festsitzt, wird zunächst die Bewegungsfunktion eingestellt, um den Reinigungsroboter zu rütteln. Dann wird ein anderes Sensormodul verwendet, um die Außenumgebung des Reinigungsroboters zu erfassen und ein anderes Erfassungsergebnis zu erzeugen. Der Fahrweg des Reinigungsroboters wird gemäß dem anderen Erfassungsergebnis derart eingestellt, dass der Reinigungsroboter die feste Stelle verlässt. Außerdem wird, wenn der Reinigungsroboter sich an der festen Stelle befindet, die Reinigungsfunktion gestoppt. Nachdem der Reinigungsroboter die feste Stelle verlassen hat, wird die Reinigungsfunktion wieder ausgeführt.
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In einer Ausführungsform wird in Schritt S350 ein Fotosensor verwendet, wobei der Fotosensor von der Außenumgebung des Reinigungsroboters reflektiertes Licht erfasst. In einer anderen Ausführungsform wird in Schritt S350 ein Audiosensor zum Erfassen einer von der Außenumgebung des Reinigungsroboters reflektierten Schallwelle verwendet.
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Wenn die Zeitdauer, in der die Änderung des in Schritt S320 erzeugten Erfassungssignals kleiner ist als der vorgegebene Wert, die vorgegebene Zeitdauer nicht überschreitet, bedeutet dies, dass der Reinigungsroboter sich nicht an einer festen Stelle befindet, sondern normal arbeitet. Daher wird Schritt S320 ausgeführt, um die Änderung des Erfassungssignals zu erfassen und dann die Reinigungsfunktion und/oder die Bewegungsfunktion gemäß dem Erfassungsergebnis zu steuern. Außerdem wird nach Ausführung von Schritt S350 Schritt S320 ausgeführt, um das Magnetfeld zu erfassen.
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Insofern dies nicht ausdrücklich anders erwähnt ist, haben alle hierin verwendeten Ausdrücke (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Ausdrücke) die allgemein durch Fachleute auf dem Fachgebiet, dem die vorliegende Erfindung zugehörig ist, verstandene Bedeutung. Es ist ferner klar, dass Ausdrücke, wie sie beispielsweise in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so interpretiert werden sollten, dass sie die gleiche Bedeutung haben wie im Kontext des relevanten Fachgebiets und nicht in einer idealisierten Form oder in einem übermäßig formalen Sinne interpretiert werden sollen, insofern dies hierin nicht ausdrücklich anders definiert ist.
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Obwohl die Erfindung anhand von Beispielen und bezüglich bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist klar, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist. Sie soll ganz im Gegenteil verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen abdecken (die für Fachleute offensichtlich sind). Daher sollen die beigefügten Ansprüche in ihrem breitesten Sinne interpretiert werden, so dass alle derartigen Modifikationen und ähnlichen Anordnungen darin eingeschlossen sind.
