DE202017000966U1

DE202017000966U1 - Beweglicher Roboter

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Publication number: DE202017000966U1
Application number: DE202017000966.8U
Authority: DE
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2027-02-23
Also published as: DE202017000966U8

Abstract

Beweglicher Roboter, der ein automatisches Fahren durchführt, wobei der bewegliche Roboter (100) aufweist: einen Hauptkörper (10); eine Antriebseinheit (130) zum Bewegen des Hauptkörpers (10); und eine Reinigungseinheit zum Durchführen der Reinigung auf einer Reinigungsfläche, auf der der Hauptkörper (10) positioniert ist, wobei die Antriebseinheit umfasst: mehrere Bandrollen (132a, 132b, 137a, 137b); einen Motor (131), der mit einer der mehreren Bandrollen verbunden ist, um eine Antriebskraft zu erzeugen; ein drehbares Band (133) in Kontakt mit den mehreren Bandrollen; und ein Halteelement (135), das mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Position einer Bandrolle derart ändert, dass eine Fläche, auf der das Band (133) in Kontakt mit einem Boden oder einem Hindernis ist, größer oder gleich einer Referenzfläche gehalten wird, und wobei der Hauptkörper (10), wenn die Fläche, auf der das Band (133) in Kontakt mit dem Boden oder dem Hindernis ist, oder das Hindernis größer oder gleich der Referenzfläche ist, den Boden oder das Hindernis durchlauft, ohne zu bewirken, dass ein Schlupf zwischen dem Band (133) und dem Boden oder dem Hindernis bewirkt wird.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen beweglichen Roboter und insbesondere einen beweglichen Roboter, der fähig ist, ein Hindernis zu durchlaufen.
Im Allgemeinen wurde ein Roboter für einen industriellen Zweck entwickelt und war verantwortlich für einen Teil der Fabrikautomatisierung. In letzter Zeit wurden Roboteranwendungsfelder ferner erweitert, um medizinische Roboter oder Luftraumroboter zu entwickeln, und Haushaltsroboter, die in normalen Häusern verwendet werden können, wurden ebenfalls hergestellt.
Ein typisches Beispiel für Haushaltsroboter ist ein Reinigungsroboter, der eine Art von Haushaltsgerät zum Durchführen einer Reinigung durch Ansaugen von Umgebungsstaub oder Fremdobjekten ist, während er auf einer vorgegebenen Fläche fährt. Ein derartiger Reinigungsroboter umfasst eine im Allgemeinen wiederaufladbare Batterie und hat einen Hindernissensor, der fähig ist, ein Hindernis während des Fahrens zu meiden, so dass der Reinigungsroboter das Reinigen durchführen kann, während er fährt.
In letzter Zeit wurden Forschungen über das Reinigen hinaus, während Reinigungsroboter einfach selbständig auf der Reinigungsfläche fahren, für die Nutzung von Reinigungsrobotern auf verschiedenen Gebieten, wie etwa dem Gesundheitswesen, intelligenter Haustechnik, Fernsteuerung und ähnlichem aktiv betrieben.
Wenn ein Reinigungsroboter auf einer Reinigungsfläche ein selbständiges Fahren durchführt, kann der Roboter auf verschiedene Hindernisse treffen, die auf einer Reinigungsfläche vorhanden sind, und somit ist ein Algorithmus zur Meidung derartiger Hindernisse erforderlich, wenn selbständiges Fahren und ein Reinigungsbetrieb durchgeführt werden.
Wenn eine Bodenoberfläche der Reinigungsfläche jedoch nicht eben ist, falls die gesamten Bodenoberflächenabschnitte, die nicht eben sind, als Hindernisse erkannt werden, kann eine Reinigungsfläche verringert werden und eine Erkennungsreferenz in Bezug auf ein Hindernis sollte nicht zu streng festgelegt werden.
Wenn der Reinigungsroboter somit einen Abschnitt der Bodenoberfläche durchlauft, ohne einen unebenen Abschnitt der Bodenoberfläche als ein Hindernis zu erkennen, kann wenigstens eines des mehreren Räder nicht in Kontakt mit der Bodenoberfläche kommen, was eine Leerlaufdrehung bewirkt, was es dem Reinigungsroboter unmöglich macht, normal zu fahren.
Auch wenn wenigstens eines der mehreren Räder des Reinigungsroboters vollkommen festgehalten wird, kann der festgehaltene Zustand des Rads lediglich durch eine Ausgangsleistung von einem Motor nicht freigegeben werden.
Somit werden ein Reinigungsroboter zum Lösen eines Leerlaufdrehungsphänomens und eines vollkommenen Festhalteproblems des Rads, die auftreten können, wenn der Reinigungsroboter auf Bodenoberflächen mit verschiedenen Beschaffenheiten läuft, und ein Steuerverfahren dafür benötigt.
Indessen hat ein Reinigungsroboter verschiedene Arten seiner Antriebseinheit und Fahrleistung, und ein Reinigungsroboter kann gemäß den Arten der Antriebseinheit verändert werden.
Im Allgemeinen kann ein Reinigungsroboter ein Hauptantriebsrad, das mit einem getrennt betreibbaren Motor verbunden ist, und ein Hilfsantriebsrad, das einen Reibungskontakt zwischen einer unteren Oberfläche eines Hauptkörpers und einer Bodenoberfläche (Reinigungszieloberfläche) minimiert, haben. Im Allgemeinen können das Hauptantriebsrad und das Hilfsantriebsrad der in einem Reinigungsroboter verwendeten Antriebseinheit eine kreisförmige Form haben.
In letzter Zeit wurde ein Fall, in dem eine Raupe mit einer kreisförmigen Form auf einen Reinigungsroboter angewendet wird, eingeführt. Ein Reinigungsroboter mit einer derartigen Raupenantriebseinheit ist geeignet, um auf einer unebenen Bodenoberfläche zu fahren.
Wenn jedoch der Reinigungsroboter, der die Raupe verwendet, auf ein Hindernis, das er durchlaufen soll, wie etwa eine Schwelle, trifft, kann der Reinigungsroboter das Hindernis nicht richtig durchlaufen und die Antriebseinheit wird von dem Hindernis festgehalten.
Insbesondere kann eine hintere Oberfläche des Roboters aufgrund eines unregelmäßigen Abschnitts der Bodenoberfläche in Kontakt mit der Bodenoberfläche sein und die Antriebseinheit dreht sich in einem schwebenden Zustand leer.
Indessen wird in einem Roboter, der in dem koreanischen Patent mit der Registrierungsnummer 10-1530704 beschrieben ist, ein Winkel zwischen linken und rechten Hilfsraupenmodulen und linken und rechten Hauptraupenmodulen geändert, so dass er einer Höhe oder einer Neigung eines Hindernisses entspricht, um eine Reibungskraft in Bezug auf das Hindernis durch die linken und rechten Hilfsraupen sicherzustellen.
In dem Roboter der verwandten Technik ist es jedoch nicht möglich, eine Reibungskraft in Bezug auf ein Hindernis nur durch die Hauptraupe sicherzustellen, und die auf einer Seitenoberfläche der Hauptraupe installierte Hilfsraupe ist erforderlich. Somit werden die Herstellungskosten des Roboters, um die Hilfsraupe zu installieren, erhöht, und da an die Hilfsraupe getrennt Leistung zugeführt werden sollte, wird der Wirkungsgrad der in dem Roboter verbrauchten Leistung verringert.
Da die Hilfsraupe hinzugefügt wird, wird auch ein Gewicht eines Hauptkörpers des Roboters erhöht, was Unbequemlichkeit für den Benutzer bewirkt.
Auch wenn unter Verwendung der Hilfsraupe wie in dem verwandten Roboter eine Reibungskraft in Bezug auf ein Hindernis sichergestellt wird, kann eine Breite des Hauptkörpers des Roboters übermäßig vergrößert werden, was es für den Roboter schwieriger macht, ein Hindernis zu durchlaufen als für einen Roboter ohne eine derartige Hilfsraupe.
Wenn der Roboter der verwandten Technik ein Hindernis durchlauft, kann auch nur Leistung, die auf die Hilfsraupe übertragen wird, verwendet werden, und die Leerlaufdrehung kann immer noch in der Hauptraupe stattfinden.
Daher ist ein Aspekt der detaillierten Beschreibung, einen Reinigungsroboter bereitzustellen, der fähig ist, zu verhindern, dass wenigstens eines von mehreren Rädern in Kontakt mit dem Boden ist, wodurch die Leerlaufdrehung des wenigstens einen Rads verhindert wird.
Ein anderer Aspekt der detaillierten Beschreibung ist, einen Reinigungsroboter bereitzustellen, der fähig ist, selbst aus einem festgehaltenen Zustand zu entkommen, wenn wenigstens eines von mehreren Rädern von einem Hindernis vollkommen festgehalten wird und sich nicht bewegt.
Ein anderer Aspekt der detaillierten Beschreibung ist, einen Reinigungsroboter bereitzustellen, der fähig ist einen Boden zu durchlaufen, der nicht als ein Umgehungshindernis erkannt wird und der einen gekrümmten Abschnitt hat.
Ein anderer Aspekt der detaillierten Beschreibung ist, einen Reinigungsroboter bereitzustellen, der fähig ist, ein Hindernis unter Verwendung eines vorhandenen Laufkettenrads zu durchlaufen, ohne ein Rad zu dem Reinigungsroboter hinzuzufügen.
Um diese und andere Vorteile gemäß dem Zweck dieser Spezifikation, wie er hier verkörpert und ausführlich beschrieben ist, zu erreichen, wird ein beweglicher Roboter mit einer Raupenantriebseinheit bereitgestellt, die einen Hauptkörper bewegt, während eine Fläche größer oder gleich einer Referenzfläche in Bezug auf einen Boden oder ein Hindernis aufrecht erhalten wird.
Im Detail kann der bewegliche Roboter gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen: einen Hauptkörper; eine Antriebseinheit, die den Hauptkörper bewegt; und eine Reinigungseinheit, die die Reinigung auf einer Reinigungsfläche durchführt, auf der der Hauptkörper positioniert ist.
Die Antriebseinheit kann umfassen: mehrere Bandrollen; einen Motor, der mit einer der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Antriebskraft erzeugt; ein Band, das in Kontakt mit den mehreren Bandrollen gedreht wird; und ein Halteelement, das mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Position der Bandrolle derart ändert, dass eine Fläche, auf der das Band in Kontakt mit einem Boden oder einem Hindernis ist, größer oder gleich einer Referenzfläche gehalten wird.
Insbesondere, wenn die Fläche, auf der das Band in Kontakt mit dem Boden oder dem Hindernis ist, oder das Hindernis größer oder gleich der Referenzfläche ist, kann der Hauptkörper den Boden oder das Hindernis durchlaufen, ohne zu bewirken, dass ein Rutschen zwischen dem Band und dem Boden oder dem Hindernis bewirkt wird.
In einer Ausführungsform kann/können ansprechend darauf, dass eine äußere Kraft auf die Antriebseinheit angewendet wird, eine Länge des Halteelements und/oder eine Position des Halteelements und/oder ein Winkel zwischen dem Halteelement und dem Hauptkörper geändert werden.
In einer Ausführungsform kann der bewegliche Roboter ferner eine Steuerung umfassen, die einen Betrieb der Antriebseinheit und der Reinigungseinheit steuert, wobei das Halteelement eine Position der Bandrolle ansprechend auf die äußere Kraft unabhängig von der Steuerung ändern kann.
In einer Ausführungsform kann das Halteelement aus einem elastischen Material ausgebildet sein und eine Länge des Halteelements kann gemäß einer Änderung in der äußeren Kraft geändert werden.
In einer Ausführungsform kann ein Punkt des Halteelements an dem Hauptkörper befestigt sein, und das Halteelement kann derart installiert sein, dass es auf der Basis des einen Punkts gemäß einer Änderung in der äußeren Kraft drehbar ist.
In einer Ausführungsform kann der bewegliche Roboter ferner umfassen: einen Sensor, der Informationen in Bezug auf den Boden oder das Hindernis abtastet; und eine Steuerung, die die Antriebseinheit auf der Basis der von dem Sensor abgetasteten Informationen steuert.
In einer Ausführungsform kann die Steuerung eine Länge des Halteelements und/oder eine Position des Halteelements und/oder einen Winkel zwischen dem Halteelement und dem Hauptkörper auf der Basis der von dem Sensor abgetasteten Informationen ändern.
In einer Ausführungsform können die von dem Sensor abgetasteten Informationen Informationen in Bezug auf eine Höhe und/oder eine Oberfläche und/oder eine Form eines Hindernisses, das in einer Bewegungsrichtung des Hauptkörpers positioniert ist, umfassen.
In einer Ausführungsform kann der Sensor Informationen in Bezug auf die Spannung des Bands abtasten und die Steuerung kann die Antriebseinheit auf der Basis der von dem Sensor abgetasteten Informationen steuern, um die Spannung des Bands größer oder gleich der Referenzspannung zu halten.
In einer Ausführungsform kann die Antriebseinheit ferner umfassen: ein Federelement, das jeweils mit einem Abschnitt des Haltelements und des Hauptkörpers verbunden ist.
In einer Ausführungsform kann das Halteelement mit jeder der Bandrollen von den mehreren Bandrollen verbunden sein, die einander zugewandt sind.
In einer Ausführungsform kann die Antriebseinheit mehrere Halteelemente umfassen.
Um diese und andere Vorteile gemäß dem Zweck dieser Spezifikation, wie er hier verkörpert und ausführlich beschrieben ist, zu erreichen, umfasst ein beweglicher Roboter: einen Hauptkörper; eine Antriebseinheit, die den Hauptkörper bewegt; und eine Reinigungseinheit, die das Reinigen auf einer Reinigungsfläche, auf der der Hauptkörper positioniert ist, durchführt, wobei die Antriebseinheit umfassen kann: mehrere Bandrollen; einen Motor, der mit einer der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Antriebskraft erzeugt; ein Band, das in Kontakt mit den mehreren Bandrollen angetrieben wird; und ein Halteelement, das mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Position der Bandrolle derart ändert, dass ein Angriffswinkel zwischen dem Band und einem Hindernis derart aufrecht erhalten wird, dass er innerhalb eines vorher festgelegten Winkelbereichs ist, und wenn der Angriffswinkel zwischen dem Band und dem Hindernis in dem vorher festgelegten Winkelbereich enthalten ist, läuft der Hauptkörper durch das Hindernis, ohne zu bewirken, dass ein Rutschen zwischen dem Band und dem Hindernis auftritt.
Um diese und andere Vorteile gemäß dem Zweck dieser Spezifikation, wie er hier verkörpert und ausführlich beschrieben ist, zu erreichen, umfasst ein beweglicher Roboter: einen Hauptkörper; eine Antriebseinheit, die den Hauptkörper bewegt; und eine Reinigungseinheit, die das Reinigen auf einer Reinigungsfläche, auf der der Hauptkörper positioniert ist, durchführt, wobei die Antriebseinheit umfassen kann: mehrere Bandrollen; einen Motor, der mit einer der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Antriebskraft erzeugt; ein Band, das in Kontakt mit den mehreren Bandrollen angetrieben wird; und ein Halteelement, das mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Form eines Polygons, das durch das Band gebildet wird, derart einstellt, dass eine Fläche, auf der das Band mit einem Boden oder einem Hindernis in Kontakt ist, größer oder gleich einer Referenzfläche gehalten wird, wobei der Hauptkörper, wenn die Fläche, auf der das Band mit dem Boden oder dem Hindernis in Kontakt ist, größer oder gleich der Referenzfläche ist, den Boden oder das Hindernis durchlaufen kann, ohne zu bewirken, dass ein Rutschen zwischen dem Band und dem Hindernis auftritt.
Wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wenigstens eines von mehreren Rädern leerläuft, während der Roboter eine Bodenoberfläche mit verschiedenen Beschaffenheiten durchlauft, kann der Roboter dem Leerlaufzustand unter Nutzung einer Antriebskraft unabhängig von dem Hauptrad entkommen.
Auch wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wenigstens eines der mehreren Räder von einem Hindernis festgehalten wird, während der Roboter eine Bodenoberfläche mit verschiedenen Beschaffenheiten durchlauft, kann der Roboter dem festgehaltenen Zustand unter Nutzung einer Antriebskraft unabhängig von dem Hauptrad entkommen.
Da gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auch eine Bewegungsleistung durch über unebene Fläche verbessert werden kann, indem eine einfache Vorrichtung zu der Antriebseinheit hinzugefügt wird, ohne einen getrennten Sensor zu dem Roboter hinzuzufügen, kann die Bewegungsleistung des Roboters mit geringen Kosten erheblich verbessert werden.
Ebenso kann der Roboter mit Rädern sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung leicht über eine unebene Fläche bewegen.
Wenn eine Reinigungsfläche eine unebene Fläche ist, kann auch der Reinigungswirkungsgrad des Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, selbst wenn ein Hindernis auf der Reinigungsfläche vorhanden ist, verbessert werden.
Da der Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Gegensatz zu dem Roboter der verwandten Technik auch ohne ein Hilfsrad ein Hindernis durchlaufen kann, können auch Herstellungskosten und das Gewicht des Roboters verringert werden, und der Leistungswirkungsgrad des Roboters im Vergleich zu dem Roboter der verwandten Technik kann verbessert werden.
Da auch eine Breite des Hauptkörpers verringert wird, kann der Roboter ein Hindernis im Vergleich zu dem Roboter der verwandten Technik leicht durchlaufen.
Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Anmeldung wird aus der hier nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlicher. Jedoch sollte sich verstehen, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, lediglich zur Veranschaulichung gegeben werden, da für Fachleute der Technik verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung offensichtlich werden.
Die begleitenden Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen und die aufgenommen sind und einen Teil dieser Spezifikation bilden, stellen beispielhafte Ausführungsformen dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
In den Zeichnungen:
1A ist eine Konzeptansicht, die eine hintere Oberfläche eines beweglichen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
1B ist ein Blockdiagramm, das Komponenten eines beweglichen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2A bis 2C sind Konzeptansichten, die insbesondere eine Antriebseinheit eines beweglichen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
3A bis 3C sind Konzeptansichten, die insbesondere eine Antriebseinheit eines beweglichen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
4 ist Flussdiagramm, das eine Ausführungsform darstellt, die sich auf ein Steuerverfahren eines beweglichen Roboters gemäß der vorliegenden Offenbarung bezieht.
Nun wird unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen gegeben. Der Kürze der Beschreibung halber werden unter Bezug auf die Zeichnungen die gleichen oder äquivalente Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen versehen und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
1A stellt das Aussehen eines beweglichen Roboters, insbesondere einer hinteren Oberfläche eines beweglichen Roboters, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
Bezug nehmend auf 1A kann ein beweglicher Roboter 100 einen Hauptkörper 10 umfassen, der eingerichtet ist, um beweglich zu sein. Wenn der bewegliche Roboter 100 ein Reinigungsroboter ist, kann der Hauptkörper 10 eine (nicht gezeigte) Reinigungseinheit umfassen, die eine Saugkraft erzeugt.
Eine Antriebseinheit, die fähig ist, den Hauptkörper 10 in eine gewünschte Richtung zu bewegen und den Hauptkörper 10 zu drehen, ist in dem Hauptkörper 10 bereitgestellt. Die Antriebseinheit kann mehrere drehbare Räder umfassen und jedes der Räder kann getrennt gedreht werden und der Hauptkörper 10 kann in eine gewünschte Richtung gedreht werden. Im Detail kann die Antriebseinheit wenigstens ein Hauptantriebsrad 130a, 130b, 130c und 130d und Hilfsräder 130e und 130f umfassen. Zum Beispiel kann der Hauptkörper 10 zwei Hauptantriebsräder 130 umfassen und das Hauptantriebsrad kann auf einer unteren Oberfläche des Hauptkörpers 10 installiert sein
1B stellt Komponenten eines beweglichen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
Wie in 1B dargestellt, kann ein beweglicher Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Kommunikationseinheit 110 und/oder eine Eingabeeinheit 120 und/oder eine Antriebseinheit 130 und/oder eine Abtasteinheit 140 und/oder eine Ausgabeeinheit 150 und/oder eine Leistungsversorgungseinheit 160 und/oder einen Speicher 170 und/oder eine Steuerung 180 und/oder eine Kombination davon umfassen.
Hier sind die in 1B dargestellten Komponenten nicht wesentlich, und ein Reinigungsroboter mit weniger oder mehr Komponenten kann implementiert werden. Hier nachstehend werden die Komponenten beschrieben.
Die Leistungsversorgungseinheit 160 umfasst eine Batterie, die von einer externen Netzstromquelle geladen werden kann, und liefert Leistung an den beweglichen Roboter. Die Leistungsversorgungseinheit 160 kann an jede in dem beweglichen Roboter enthaltene Komponente Leistung zuführen, um Betriebsleistung zuzuführen, die erforderlich ist, damit der bewegliche Roboter sich bewegt oder eine spezifische Funktion ausführt.
Hier kann die Steuerung 180 eine Restleistungskapazität der Batterie abtasten, und wenn die Restleistungskapazität ausreicht, kann die Steuerung den beweglichen Roboter steuern, um sich zu einer Ladestation zu bewegen, die mit einer externen Netzstromquelle verbunden ist, und die Batterie bei Aufnahme eines Ladestroms von der Ladestation aufladen. Die Batterie kann mit einer Batterieabtasteinheit verbunden sein, und eine Restbatteriekapazität und ein Ladezustand können an die Steuerung 180 übermittelt werden. Die Ausgabeeinheit 150 kann durch die Steuerung eine Restbatteriekapazität auf einem Bildschirm anzeigen.
Die Batterie kann in einer tieferen Position der Mitte des Reinigungsroboters positioniert sein oder kann auf einer der linken und rechten Seiten des Reinigungsroboters positioniert sein. In dem letzteren Fall kann der bewegliche Roboter ferner ein Ausgleichsgewicht umfassen, um die Einseitigkeit im Gewicht der Batterie auszugleichen.
Indessen umfasst die Antriebseinheit 130 einen Motor und treibt den Motor an, um linke und rechte Haupträder des Hauptkörpers des beweglichen Roboters in beide Richtungen zu drehen oder den Hauptkörper zu bewegen. Die Antriebseinheit 130 kann den Hauptkörper des beweglichen Roboters vorwärts/rückwärts und nach links/rechts antreiben oder den Hauptkörper des beweglichen Roboters in die Lage versetzen, in einer gekrümmten Weise zu fahren oder sich an seinem Platz zu drehen.
Indessen empfängt die Eingabeeinheit 120 von einem Benutzer verschiedene Steuerbefehle in Bezug auf den Reinigungsroboter. Die Eingabeeinheit 120 kann einen oder mehrere Knöpfe, zum Beispiel einen OK-Knopf, einen Festlegungsknopf und ähnliche umfassen. Der OK-Knopf ist ein Knopf zum Empfangen eines Befehls zum Prüfen von Erfassungsinformationen, Hindernisinformationen, Positionsinformationen und Karteninformationen von dem Benutzer, und der Festlegungsknopf kann ein Knopf zu Festlegen der vorstehend erwähnten Informationsarten durch den Benutzer sein.
Auch kann die Eingabeeinheit 120 einen Eingaberücksetzknopf zum Aufheben einer früheren Benutzereingabe und erneuten Empfangen einer Benutzereingabe, einen Löschknopf zum Löschen einer vorher festgelegten Benutzereingabe, einen Knopf zum Festlegen oder Ändern einer Betriebsart oder einen Knopf zum Empfangen eines Befehls zum Zurückkehren zu der Ladestation umfassen.
Auch kann die Eingabeeinheit 120 in einem oberen Abschnitt des beweglichen Roboters als ein Hardkey, ein Softkey oder ein Berührungsfeld installiert sein. Auch kann die Eingabeeinheit 120 zusammen mit der Ausgabeeinheit 150 eine Form eines Berührungsbildschirms haben.
Indessen kann die Ausgabeeinheit 150 in einem oberen Abschnitt des beweglichen Roboters installiert sein. Ihre Installationsposition oder Installationsform kann verändert werden. Zum Beispiel kann die Ausgabeeinheit 150 einen Batteriezustand oder einen Fahrplan anzeigen.
Auch kann die Ausgabeeinheit Informationen in Bezug auf einen Zustand eines Inneren des beweglichen Roboters, der von dem Sensor 140 erfasst wird, zum Beispiel einen aktuellen Zustand jeder in dem beweglichen Roboter enthaltenen Komponente, ausgeben. Ebenso kann die Ausgabeeinheit 150 externe Zustandsinformationen, Hindernisinformationen, Positionsinformationen und Karteninformationen, die von dem Sensor 140 erfasst werden, auf einem Bildschirm ausgeben. Die Ausgabeeinheit 150 kann als wenigstens eine Vorrichtung von einer Leuchtdiode (LED), einer Flüssigkristallanzeige (LCD), einem Plasmaanzeigefeld (PDP), einer organischen Leuchtdiode (OLED) aufgebaut werden.
Die Ausgabeeinheit 150 kann ferner eine Tonausgabeeinheit umfassen, die einen Betriebsvorgang oder ein Ergebnis des Betriebs des beweglichen Roboters, der von der Steuerung 180 durchgeführt wird, hörbar ausgibt. Zum Beispiel kann die Ausgabeeinheit 150 entsprechend einem von der Steuerung 180 erzeugten Warnsignal einen Warnton nach außen ausgeben.
Hier kann die Tonausgabeeinheit eine Einheit zum Ausgeben eines Tons, wie etwa ein Piepser, ein Lautsprecher und ähnliches, sein, und die Ausgabeeinheit 50 kann Audiodaten oder Nachrichtendaten mit einem vorgegebenen Muster, die in dem Speicher 170 gespeichert sind, durch die Tonausgabeeinheit ausgeben.
Somit kann der bewegliche Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Umgebungsinformationen in Bezug auf einen Fahrbereich auf einem Bildschirm ausgeben oder er kann sie als einen Ton durch die Ausgabeeinheit 150 ausgeben. Auch kann der bewegliche Roboter gemäß einer anderen Ausführungsform Karteninformationen oder Umgebungsinformationen durch die Kommunikationseinheit 110 an eine Endgerätvorrichtung übertragen, so dass die Endgerätvorrichtung einen Bildschirm oder einen Ton ausgeben kann, der durch die Ausgabeeinheit 150 ausgegeben werden soll.
Indessen kann die Kommunikationseinheit 110 mit der Endgerätvorrichtung und/oder einer anderen Vorrichtung, die in einem spezifischen Bereich positioniert ist (die in dieser Offenbarung zusammen mit einem „Haushaltsgerät” verwendet wird), gemäß einem Kommunikationsschema aus Leitungs-, drahtlosen und Satellitenkommunikationsschemata verbunden sein, um Daten zu senden und zu empfangen.
Die Kommunikationseinheit 110 kann Daten an eine andere Vorrichtung, die in einem spezifischen Bereich positioniert ist, senden und von ihr empfangen. Hier kann die andere Vorrichtung jede Vorrichtung sein, solange sie mit einem Netzwerk verbunden ist und Daten senden und empfangen kann. Zum Beispiel kann die andere Vorrichtung eine Vorrichtung, wie etwa eine Klimaanlage, eine Heizvorrichtung, ein Luftreiniger, eine Lampe, ein Fernseher, ein Auto und ähnliches, sein. Ebenso kann die andere Vorrichtung ein Sensor sein, der eine Temperatur, Feuchtigkeit, den Atmosphärendruck, ein Gas und ähnliches abtastet.
Indessen speichert der Speicher 170 ein Steuerprogramm, das den Reinigungsroboter steuert oder antreibt, und dementsprechende Daten. Der Speicher 170 kann Audioinformationen, Bildinformationen, Hindernisinformationen, Positionsinformationen, Karteninformationen und ähnliches speichern. Auch kann der Speicher 170 Informationen in Bezug auf ein Fahrmuster speichern.
Als der Speicher 170 wird gewöhnlich ein nicht-flüchtiger Speicher verwendet. Hier ist der nicht-flüchtige Speicher (NV) (oder NVRAM) eine Speichervorrichtung, die fähig ist, gespeicherte Informationen fortlaufend zu erhalten, selbst wenn keine Leistung an sie angelegt wird. Zum Beispiel kann der Speicher 170 ein ROM, ein Flash-Speicher, eine magnetische Computerspeichervorrichtung (zum Beispiel eine Festplatte oder ein Magnetband), ein optisches Plattenlaufwert, ein magnetischer RMA, ein PRAM und ähnliches sein.
Indessen kann der Sensor 140 einen externen Signalsensor und/oder einen Frontsensor und/oder einen Klippensensor umfassen.
Der externe Signalsensor kann ein externes Signal des beweglichen Roboters abtasten. Der externe Signalsensor kann zum Beispiel ein Infrarotsensor, ein Ultraschallsensor, ein Funkfrequenzsensor und ähnliches sein.
Der bewegliche Roboter kann eine Position und eine Richtung der Ladestation nach Empfang eines Führungssignals, das von der Ladestation erzeugt wird, unter Verwendung des externen Signalsensors prüfen. Hier kann die Ladestation das Führungssignal, das eine Richtung und eine Entfernung anzeigt, derart übertragen, dass der bewegliche Roboter zurück gebracht werden kann. Das heißt, nach Empfang des von der Ladestation gesendeten Signals, kann der bewegliche Roboter eine aktuelle Position bestimmen und eine Bewegungsrichtung für die Rückkehr zu der Ladestation festlegen.
Indessen kann der Frontsensor in einem vorgegebenen Intervall auf einer Vorderseite des beweglichen Roboters, insbesondere entlang einer Außenumfangsoberfläche einer Seitenoberfläche des beweglichen Roboters installiert sein. Der Frontsensor kann auf wenigstens einer Seitenoberfläche des beweglichen Roboters positioniert sein, um ein Hindernis voraus abzutasten. Der Frontsensor kann ein Objekt, insbesondere ein Hindernis, das in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Roboters vorhanden ist, erfassen und kann Erfassungsinformationen an die Steuerung 180 übermitteln. Das heißt, der Frontsensor kann einen Vorsprung, der in einem Bewegungsweg des beweglichen Roboters vorhanden ist, Einrichtungsgegenstände, Möbel, eine Wandoberfläche, eine Wandecke und ähnliches in einem Haus abtasten und entsprechende Informationen an die Steuerung 180 senden.
Der Frontsensor kann zum Beispiel ein Infrarotsensor, ein Ultraschallsensor, ein Funkfrequenzsensor, ein geomagnetischer Sensor und ähnliches sein, und der bewegliche Roboter kann eine Art von Sensor oder zwei oder mehr Arten von Sensoren zusammen als den Frontsensor verwenden.
Zum Beispiel kann im Allgemeinen hauptsächlich der Ultraschallsensor verwendet werden, um ein Hindernis in einem entfernten Bereich abzutasten. Der Ultraschallsensor kann eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit umfassen. Die Steuerung 180 kann dementsprechend, ob eine durch die Sendeeinheit abgestrahlte Ultraschallwelle von einem Hindernis oder ähnlichem reflektiert und von der Empfangseinheit empfangen wird, bestimmen, ob ein Hindernis vorhanden ist, und eine Entfernung zu dem Hindernis unter Verwendung einer Ultraschallwellenausstrahlungszeit und einer Ultraschallwellenempfangszeit berechnen.
Auch kann die Steuerung 180 Informationen in Bezug auf eine Größe eines Hindernisses durch Vergleichen einer von der Sendeeinheit abgestrahlten Ultraschallwelle und einer von der Empfangseinheit empfangenen Ultraschallwelle erfassen. Zum Beispiel kann die Steuerung 180, wenn von der Empfangseinheit eine größere Menge an Ultraschallwellen empfangen wird, bestimmen, dass die Größe des Hindernisses größer ist.
In einer Ausführungsform können mehrere Ultraschallsensoren (zum Beispiel fünf Ultraschallsensoren) auf einer Außenumfangsoberfläche einer Vorderseite des beweglichen Roboters installiert sein. Hier können die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten der Ultraschallsensoren abwechselnd auf der Vorderseite des beweglichen Roboters installiert sein.
Nämlich können die Sendeeinheiten derart angeordnet sein, dass sie von der Mitte der Vorderseite des Hauptkörpers des beweglichen Roboters beabstandet sind, und in diesem Fall können eine oder zwei oder mehr Sendeeinheiten zwischen den Empfangseinheiten angeordnet werden, um einen Empfangsbereich für ein Ultraschallsignal, das von dem Hindernis reflektiert wird, oder ähnliches zu bilden. Aufgrund dieser Anordnung kann ein Empfangsbereich erweitert werden, während die Anzahl von Sensoren verringert wird. Ein Sendewinkel von Ultraschallwellen kann in einem Winkel eines Bereichs aufrecht erhalten werden, der andere Signale nicht beeinträchtigt, um ein Nebensignalphänomen zu verhindern. Auch kann die Empfangsempfindlichkeit der Empfangseinheiten verschieden festgelegt werden.
Auch können die Ultraschallsensoren in einem vorgegebenen Winkel aufwärts installiert werden, so dass die von den Ultraschallsensoren erzeugten Ultraschallwellen nach oben ausgegeben werden, und in diesem Fall, kann ferner ein vorgegebenes Blockierelement bereitgestellt werden, um zu verhindern, dass die Ultraschallwellen nach unten abgestrahlt werden.
Indessen können, wie vorstehend erwähnt, zwei oder mehr Arten von Sensoren als die Frontsensoren verwendet werden, und somit können ein oder mehr Arten von Sensoren von einem Infrarotsensor, einem Ultraschallsensor und einem Funkfrequenzsensor als die Frontsensoren verwendet werden.
Zum Beispiel kann der Frontsensor neben dem Ultraschallsensor einen Infrarotsensor als eine andere Art von Sensor umfassen.
Der Infrarotsensor kann zusammen mit dem Ultraschallsensor auf einer Außenumfangsoberfläche des beweglichen Roboters installiert sein. Der Infrarotsensor kann ebenfalls ein Hindernis, das vor oder auf der Seite des beweglichen Roboters vorhanden ist, abtasten und entsprechende Hindernisinformationen an die Steuerung 180 senden. Das heißt, der Infrarotsensor kann einen Vorsprung, der in einem Bewegungsweg des beweglichen Roboters vorhanden ist, Einrichtungsgegenstände, Möbel, eine Wandoberfläche, eine Wandecke und ähnliches in einem Haus abtasten und entsprechende Informationen an die Steuerung 180 senden. Somit kann der bewegliche Roboter sich innerhalb einer Reinigungsfläche bewegen, ohne mit einem Hindernis zu kollidieren.
Indessen können als der Klippensensor verschiedene Arten von optischen Sensoren verwendet werden, und der Klippensensor kann ein Hindernis des Bodens, der den Hauptkörper des beweglichen Roboters trägt, abtasten.
Das heißt, der Klippensensor kann auf einer hinteren Oberfläche des beweglichen Roboters installiert werden und kann abhängig von einer Art eines beweglichen Roboters in verschiedenen Bereichen installiert werden. Der Klippensensor kann auf einer hinteren Oberfläche des beweglichen Roboters positioniert sein, um ein Hindernis auf dem Boden abzutasten. Der Klippensensor kann wie der Hindernissensor ein Infrarotsensor mit einer lichtemittierenden Einheit und einer Lichtempfangseinheit, ein Ultraschallsensor, ein Funkfrequenzsensor, ein positionsempfindlicher Detektor-(PSD-)Sensor und ähnliches sein.
Zum Beispiel kann jeder der Klippensensoren auf der Vorderseite des beweglichen Roboters installiert sein, und die anderen zwei Klippensensoren können auf einer relativ hinteren Seite installiert sein.
Zum Beispiel kann der Klippensensor ein PSD-Sensor sein oder kann mehrere verschiedene Sensorarten umfassen.
Der PSD-Sensor erfasst die Positionen der kurzen und langen Strecken eines einfallenden Lichts mit einem einzelnen p-n-Übergang unter Verwendung des Oberflächenwiderstands eines Halbleiters. Der PSD-Sensor umfasst einen 1D-PSD-Sensor, der Licht auf einer einzigen Achse erfasst, und einen 2D-PSD-Sensor, der die Position von Licht auf der Oberfläche erfassen kann, und sie haben eine PIN-Fotodiodenstruktur. Der PSD-Sensor ist eine Art von Infrarotsensor, der einen Infrarotstrahl an ein Hindernis sendet und einen Winkel zwischen dem Infrarotstrahl, der an das Hindernis gesendet wird, und einem Infrarotstrahl, der rückgeführt wird, nachdem er von dem Hindernis reflektiert wird, misst, wobei auf diese Weise ein Abstand zwischen ihnen gemessen wird. Das heißt, der PSD-Sensor berechnet unter Verwendung einer Triangulation einen Abstand zu dem Hindernis.
Der PSD-Sensor umfasst eine lichtemittierende Einheit, die Infrarotlicht zu einem Hindernis emittiert, und eine Lichtempfangseinheit, die Infrarotlicht empfängt, das rückgeführt wird, nachdem es von dem Hindernis reflektiert wird. Im Allgemeinen ist der PSD-Sensor als ein Modul ausgebildet. In einem Fall, in dem ein Hindernis unter Verwendung des PSD-Sensors abgetastet wird, kann ungeachtet eines Unterschieds in dem Reflexionsvermögen oder der Farbe des Hindernisses ein stabiler Messwert erhalten werden.
Die Steuerung 180 kann einen Winkel zwischen einem Infrarotlichtemissionssignal, das von dem Klippensensor in Richtung des Bodens abgestrahlt wird, und einem Reflexionssignal, das empfangen wird, nachdem es von dem Hindernis reflektiert wurde, messen, um eine Klippe abzutasten und deren Tiefe zu analysieren.
Indessen kann die Steuerung 180 gemäß einem Bodenzustand der unter Verwendung des Klippensensors abgetasteten Klippe bestimmen, ob der bewegliche Roboter fähig sein kann, eine Klippe zu durchlaufen. Zum Beispiel kann die Steuerung 180 durch den Klippensensor bestimmen, ob eine Klippe vorhanden ist, und eine Tiefe der Klippe bestimmen, und nur, wenn von dem Klippensensor ein Reflexionssignal abgetastet wird, lässt die Steuerung 180 zu, dass der bewegliche Roboter die Klippe durchläuft.
In einem anderen Beispiel kann die Steuerung 180 unter Verwendung des Klippensensors bestimmen, ob der bewegliche Roboter angehoben wird.
Indessen kann ein unterer Kamerasensor auf einer hinteren Oberfläche des beweglichen Roboters bereitgestellt werden und Bildinformationen in Bezug auf eine Unterseite, nämlich den Boden (oder eine Oberfläche, die gereinigt werden soll) während der Bewegung erhalten. Der auf der hinteren Oberfläche bereitgestellte untere Kamerasensor kann als ein unterer Kamerasensor definiert werden und kann auch als ein optischer Durchflusssensor bezeichnet werden. Der untere Kamerasensor kann ein Bild der Unterseite, das von einem darin bereitgestellten Bildsensor eingegeben wird, umwandeln, um ein vorgegebenes Bilddatenformat zu erzeugen. Die erzeugten Bilddaten können in dem Speicher 170 gespeichert werden.
Auch können eine oder mehrere Lichtquellen derart installiert werden, dass sie zu einem Bildsensor benachbart sind. Eine oder mehrere Lichtquellen strahlen Licht in einen vorgegebenen Bereich des Bodens ab, der von dem Bildsensor aufgenommen wird. Nämlich wird in einem Fall, in dem der bewegliche Roboter sich auf einem Reinigungsbereich entlang des Bodens bewegt, ein vorgegebener Abstand zwischen dem Bildsensor und dem Boden aufrecht erhalten, wenn der Boden glatt ist. Andererseits kann der Bildsensor in einem Fall, in dem der bewegliche Roboter sich auf dem Boden bewegt, der uneben ist, aufgrund von Vertiefungen und Vorsprüngen und einem Hindernis des Bodens um einen vorgegebenen Abstand oder mehr von dem Boden weg kommen. In diesem Fall können die eine oder die mehreren Lichtquellen durch die Steuerung 180 derart gesteuert werden, dass eine Menge an abgestrahltem Licht eingestellt werden kann. Die Lichtquellen können eine lichtemittierende Vorrichtung, zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED) oder ähnliches sein, deren Lichtmenge eingestellt werden kann.
Die Steuerung 180 kann eine Position des beweglichen Roboters ungeachtet dessen, ob der bewegliche Roboter rutscht, unter Verwendung des unteren Kamerasensors erfassen. Die Steuerung 180 kann von dem unteren Kamerasensor über die Zeit aufgenommene Bilddaten vergleichen und analysieren, um eine Bewegungsstrecke und eine Bewegungsrichtung zu berechnen und eine Position des beweglichen Roboters auf der Basis der berechneten Bewegungsstrecke und der Bewegungsrichtung berechnen. Durch Verwenden der Bildinformationen bezüglich der Unterseite des beweglichen Roboters unter Verwendung der unteren Kamerasensors kann die Steuerung 180 eine gegen Rutschen beständige Korrektur in Bezug auf eine Position des beweglichen Roboters mit anderen Mitteln durchführen.
Indessen kann ein oberer Kamerasensor installiert werden, um einer Oberseite oder einer Vorderseite des beweglichen Roboters zugewandt zu sein, um Bilder um den beweglichen Roboter herum aufzunehmen. Wenn der bewegliche Roboter mehrere Kamerasensoren umfasst, können die Kamerasensoren in einem oberen Abschnitt oder auf einer Seitenoberfläche des beweglichen Roboters in einem vorgegebenen Abstand oder in einem vorgegebenen Winkel ausgebildet sein.
Indessen kann der obere Kamerasensor derart installiert sein, dass er einer Oberseite oder einer Vorderseite des beweglichen Roboters zugewandt ist, um ein Bild um den beweglichen Roboter herum aufzunehmen. Wenn der bewegliche Roboter mehrere obere Kamerasensoren hat, können die Kamerasensoren in einem vorgegebenen Abstand oder einem vorgegebenen Winkel auf einem oberen Abschnitt oder einer Seitenoberfläche des beweglichen Roboters bereitgestellt sein.
Bezug nehmend auf 2A und 2B kann die Antriebseinheit 130 gemäß der vorliegenden Offenbarung als ein Band oder eine Raupe ausgebildet sein.
Wie in 2A dargestellt, kann die Antriebseinheit 130 einen Motor 131, eine Bandrolle, ein Band 133, ein Halteelement 135 und ein Federelement 134 umfassen.
Im Detail kann die Antriebseinheit 130 mehrere Bandrollen umfassen, und der Motor 131 kann mit einer der mehreren Bandrollen verbunden sein, um eine Antriebskraft zu erzeugen.
Zum Beispiel kann die mit dem Motor 131 verbundene Bandrolle eine feste Bandrolle sein, deren Installationsposition nicht geändert wird. Die mehreren Bandrollen können derart installiert werden, dass sie an einem gewissen Punkt des Hauptkörpers fixiert sind, oder sie können flexibel installiert werden, dass ihre Relativposition in Bezug auf den Hauptkörper geändert wird. Auf diese Weise kann die fest installierte Bandrolle basierend auf einer Bewegungsrichtung des Roboters auf der vorderen Linie oder Abschlusslinie angeordnet werden.
Das Band 133 kann gedreht werden, während es in Kontakt mit den mehreren Bandrollen, die in der Antriebseinheit 130 bereitgestellt sind, ist.
Auch kann das Halteelement 135 mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden sein.
Bezug nehmend auf 2A kann das Halteelement 135 mit einigen der mehreren Bandrollen, die flexibel installiert sind, verbunden werden. Auch kann das Halteelement 135 mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden werden, die nicht mit dem Motor verbunden sind. Auch kann das Halteelement 135 wechselseitig zugewandte Bandrollen verbinden.
In einer Ausführungsform kann das Halteelement 135 eine Position einer Bandrolle derart ändern, dass eine Fläche, auf der das Band 133 in Kontakt mit einem Boden oder einem Hindernis ist, aufrecht erhalten wird, um größer oder gleich einer Referenzfläche zu sein.
Hier ist die Referenzfläche als die minimale Fläche definiert, auf der das Band 133 und ein Boden oder ein Hindernis in Kontakt aufrecht erhalten wird, um kein Rutschen oder Schlupf zwischen dem Band 133 und dem Boden oder dem Hindernis zu bewirken.
Das heißt, wenn die Fläche, auf der das gedrehte Band 133 in Kontakt mit der Bodenoberfläche eines Hindernisses ist, kleiner als die Referenzfläche ist, kann ein Rutschen oder Schlupf zwischen dem Band 133 und der Bodenoberfläche oder dem Hindernis auftreten.
Auch wenn die Fläche, auf der das Band 133 gedreht wird, die in Kontakt mit der Bodenoberfläche eines Hindernisses ist, größer oder gleich der Referenzfläche ist, kann der Roboter die Bodenoberfläche oder das Hindernis in einem Zustand, in dem kein Rutschen zwischen dem Band 133 und der Bodenoberfläche oder dem Hindernis auftritt, durchlaufen.
Somit kann die Referenzfläche eine Fläche sein, auf der das Band 133 des Roboters in Kontakt mit der Bodenoberfläche und dem Hindernis ist, um dem Roboter eine minimale Reibungskraft bereitzustellen, so dass kein Rutschen zwischen dem Band 133 und der Bodenoberfläche oder dem Hindernis auftritt.
In einem Beispiel kann die Referenzfläche durch Multiplizieren eines spezifischen Verhältniswerts mit einem Flächenwert, der durch eine äußere Oberfläche des Bands 133 gebildet wird, definiert werden oder kann als ein vorgegebener absoluter Flächenwert definiert werden.
In einer anderen Ausführungsform kann das Halteelement 135 eine Position der Bandrolle derart ändern, dass ein Angriffswinkel, der zwischen dem Band 133 und einem Hindernis gebildet wird, innerhalb eines vorher festgelegten Winkelbereichs aufrecht erhalten wird.
Gemäß 2C ist der Angriffswinkel θ als ein Winkel definiert, der durch eine virtuelle Linie (V-Linie), die einen Kontaktpunkt (P) zwischen dem Band 133 und einem Hindernis und eine Mitte eines virtuellen Kreises 200 in Kontakt mit einer Oberfläche des Bands 133 verbindet, in Bezug auf den Boden gebildet wird. Eine auf das Band 133 der Antriebseinheit 130 angewendete Reibungskraft kann vergrößert werden, wenn der Angriffswinkel näher an 90 Grad ist.
Wenn der Angriffswinkel, der von dem gedrehten Band 133 in Bezug auf das Hindernis gebildet wird, nicht innerhalb des vorher festgelegten Winkelbereichs ist, kann zwischen dem Band 133 und dem Boden oder dem Hindernis ein Rutschen auftreten.
Wenn der Angriffswinkel, der von dem gedrehten Band 133 in Bezug auf das Hindernis gebildet wird, innerhalb des vorher festgelegten Winkelbereichs ist, kann der Roboter den Boden oder das Hindernis in einem Zustand durchlaufen, in dem kein Rutschen zwischen dem Band 133 und dem Boden oder dem Hindernis auftritt.
In einer anderen Ausführungsform kann das Halteelement 135 eine Form eines Polygons, das durch das Band 133 gebildet wird, derart einstellen, dass eine Fläche, in der das Band 133 in Kontakt mit dem Boden oder dem Hindernis ist, größer oder gleich der Referenzfläche gehalten wird.
In einer anderen Ausführungsform kann das Halteelement 135 eine Position der Bandrolle derart ändern, dass das auf das Band 133 angewendete Drehmoment innerhalb eines Referenzdrehmomentbereichs gehalten wird.
Das Federelement 134 kann mit einem Abschnitt des Halteelements 135 und dem Hauptkörper verbunden sein. Das Federelement 134 kann dazu dienen, einen Dämpfungsbetrieb in Bezug auf die Antriebseinheit 130 gegenüber einem äußeren Stoß durchzuführen, oder kann das Halteelement 135 bewegen.
Eine in 2A dargestellte spezifische Ausführungsform der Antriebseinheit wird unter Bezug auf 2B beschrieben.
Bezug nehmend auf 2B kann die Antriebseinheit 130 eine erste Bandrolle 137a, die mit dem Motor 131 verbunden ist, eine zweite Bandrolle 137b, die der ersten Bandrolle 137a zugewandt ist, und eine dritte Bandrolle 132a und eine vierte Bandrolle 132b, die mit dem Halteelement verbunden sind, umfassen.
Im Detail kann die erste Bandrolle 137a mit dem Motor 131 verbunden werden, um direkt eine Antriebskraft von dem Motor 131 zu erhalten. Die erste Bandrolle 137a kann derart installiert werden, dass sie fest ist.
Auch die zweite Bandrolle 137b, die der ersten Bandrolle 137a zugewandt ist, kann derart installiert werden, dass sie fest ist.
Indessen können die dritten und vierten Bandrollen 132a und 132b, die mit dem Halteelement 135 verbunden sind, derart flexibel installiert werden, dass eine Installationsposition geändert wird.
Das heißt, ansprechend auf eine äußere Kraft, die auf die Antriebseinheit 130 angewendet wird, können eine Länge und eine Position des Halteelements 135 und ein Winkel des Halteelements 135 in Bezug auf den Hauptkörper geändert werden.
Außerdem kann das Halteelement 135 eine Position der Bandrolle ansprechend auf die äußere Kraft unabhängig von der Antriebseinheit 130 und der Steuerung 180, die einen Betrieb der Reinigungseinheit steuert, ändern.
In einer Ausführungsform kann das Halteelement 135 aus einem elastischen Material ausgebildet sein.
In einer anderen Ausführungsform kann das Halteelement 135 derart ausgebildet sein, dass seine Länge geändert wird.
Folglich kann die Länge des Haltelements 135 gemäß einer Änderung in einer äußeren Kraft, die auf die Antriebseinheit 130 angewendet wird, geändert werden. Das heißt, die Länge des Halteelements 135 kann durch eine äußere Kraft unabhängig von einem Steuersignal von der Steuerung 180 passiv geändert werden.
In einer anderen Ausführungsform kann ein Punkt des Halteelements 135 an dem Hauptkörper befestigt sein, und das Halteelement 135 kann derart installiert sein, dass es auf der Basis des einen Punkts des Hauptkörpers drehbar ist. Folglich kann ein Winkel zwischen dem Halteelement 135 und dem Hauptkörper gemäß einer äußeren Kraft, die auf die Antriebseinheit 130 angewendet wird, passiv geändert werden.
In einer anderen Ausführungsform kann eine Länge des Federelements 134 gemäß einer Änderung in einer äußeren Kraft, die auf die Antriebseinheit 130 angewendet wird, geändert werden. Das heißt, eine Länge des Federelements 134 kann durch eine äußere Kraft unabhängig von einem Steuersignal der Steuerung 180 passiv geändert werden. In diesem Fall kann ein Abstand zwischen den dritten und vierten Bandrollen durch das Halteelement 135 fixiert werden.
Wenngleich in 2B nicht gezeigt, kann die Antriebseinheit 130 mehrere Halteelemente 135 haben.
Das heißt, die in 2B dargestellte Antriebseinheit 130 kann vier Bandrollen haben, und in diesem Fall kann die Antriebseinheit 130 ein Halteelement 135 umfassen.
Indessen kann die Antriebseinheit 130 sechs oder mehr Bandrollen haben, und in diesem Fall kann die Antriebseinheit 130 zwei oder mehr Halteelemente 135 umfassen.
Auch kann ein (nicht gezeigtes) Rückstellelement, das eine Rückstellkraft zu einer anfänglichen Installationsposition anwendet, in den Bandrollen oder dem Haltelement der Antriebseinheit 130 bereitgestellt sein. Auch kann ein Begrenzungselement 136, das einen Bewegungsbereich von der anfänglichen Installationsposition begrenzt, in den Bandrollen oder dem Halteelement der Antriebseinheit 130 bereitgestellt sein.
Hier nachstehend wird eine Ausführungsform in Bezug auf einen Betrieb der Antriebseinheit 130, wenn die Antriebseinheit 130 in Kontakt mit einem Hindernis 300 ist, unter Bezug auf 3A und 3B beschrieben.
Bezug nehmend auf 3A kann eine Länge eines Federelements einer ersten Antriebseinheit 130a und einer zweiten Antriebseinheit 130b in Kontakt mit dem Hindernis 300 verschieden zu einer Länge eines Federelements einer dritten Antriebseinheit 130c und einer vierten Antriebseinheit 130d nicht in Kontakt mit dem Hindernis 300 sein.
Das heißt, wie in 3A dargestellt, kann eine Länge des Federelements der ersten Antriebseinheit 130a und der zweiten Antriebseinheit 130b in Kontakt mit dem Hindernis 300 kürzer als die Länge des Federelements der dritten Antriebseinheit 130c und der vierten Antriebseinheit 130d nicht in Kontakt mit dem Hindernis 300 sein.
Spezifische Komponenten der Antriebseinheit 130 in Kontakt mit dem Hindernis 300 sind in 3B dargestellt. Als Referenz ist die Antriebseinheit 130 nicht in Kontakt mit dem Hindernis 300 in der vorstehend beschriebenen 2B dargestellt.
Wenn eine Position des Halteelements 135 von 2B und eine Position des Halteelements 135 von 3B verglichen werden, kann das Halteelement 135 der Antriebseinheit 130 in Kontakt mit dem Hindernis 300 relativ zu dem Halteelement 135 der Antriebseinheit 130 nicht in Kontakt mit dem Hindernis 300 nach oben bewegt werden.
Das heißt, wenn eine äußere Kraft auf die Antriebseinheit 130 angewendet wird, kann eine Position des Halteelements 135 gemäß einer Verringerung einer Länge des Federelements 134 geändert werden.
Gemäß 3C ist der Angriffswinkel θ als ein Winkel definiert, der zwischen einer virtuellen Linie (V-Linie), die einen Kontaktpunkt (P) zwischen dem Band 133 und einem Hindernis und eine Mitte eines virtuellen Kreises 200 in Kontakt mit einer Oberfläche des Bands 133 verbindet, in Bezug auf den Boden gebildet wird. Eine Reibungskraft, die auf das Band 133 der Antriebseinheit 130 angewendet wird, kann vergrößert werden, wenn der Angriffswinkel θ näher an 90 Grad ist.
Wenngleich in 2B und 3B nicht gezeigt, kann ein (nicht gezeigtes) Bindeelement, das die dritten und vierten Bandrollen 132a und 132b und das Begrenzungselement 136 verbindet, auf einer Oberfläche der dritten Bandrolle 132a und der vierten Bandrolle 132b bereitgestellt sein, und ein Bewegungsbereich der dritten und vierten Bandrollen kann durch das Bindeelement begrenzt werden.
Im Detail kann das Begrenzungselement 136 eine Stange sein, die mit den ersten und zweiten Bandrollen, die fest installiert sind, gekoppelt ist, und die dritten und vierten Bandrollen können ein Bindeelement umfassen, das derart ausgebildet ist, dass es eine Hakenform hat, die von dem Begrenzungselement 136 eingefangen werden kann.
Zum Beispiel können eine Richtung, in der das Bindeelement der dritten Bandrolle installiert ist, und eine Richtung, in der das Bindeelement der vierten Bandrolle installiert ist, entgegengesetzt zueinander sein.
Indessen kann die Steuerung 180 einen Betrieb der Antriebseinheit 130 auf der Basis von Informationen in Bezug auf ein Hindernis oder den Boden, die von dem Sensor abgetastet werden, steuern. Zum Beispiel kann der Sensor ein Sichtsensor, wie etwa eine Kamera, sein oder kann ein Ultraschallsensor sein. Auch kann der Sensor in einem anderen Beispiel eine Kamera sein, die 3D-Informationen erzeugt.
Im Detail kann die Steuerung 180 auf der Basis von Informationen, die von dem Sensor abgetastet werden, eine Länge des Halteelements 135 und/oder eine Position des Halteelements 135 und/oder einen Winkel zwischen dem Halteelement 135 und dem Hauptkörper ändern.
Zum Beispiel können die von dem Sensor abgetasteten Informationen Informationen in Bezug auf eine Höhe und/oder eine Oberfläche und/oder eine Form eines Hindernisses, das in einer Bewegungsrichtung des Hauptkörpers positioniert ist, umfassen.
In einer Ausführungsform kann der Sensor Informationen in Bezug auf eine Spannung des Bands abtasten, und in diesem Fall kann die Steuerung 180 die Antriebseinheit 180 auf der Basis der von dem Sensor abgetasteten Informationen steuern, um die Spannung des Bands zu halten, so dass sie größer oder gleich der Referenzspannung ist.
4 stellt eine Ausführungsform in Bezug auf ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs der Antriebseinheit 130 gemäß einem Steuersignal von der Steuerung 180 dar.
Der Sensor des beweglichen Roboters kann in einer Bewegungsrichtung des Roboters positioniert sein oder kann Informationen in Bezug auf ein Hindernis, das in der Nähe des Roboters positioniert ist, abtasten (S401).
Die Steuerung 180 kann auf der Basis von Informationen, die von dem Sensor abgetastet werden, eine Höhe des Hindernisses erfassen (S402).
Auch kann die Steuerung 180 auf der Basis der von dem Sensor abgetasteten Informationen bestimmen, ob die Antriebseinheit 130 in Kontakt mit dem Hindernis ist. Wenn die Antriebseinheit 130 in Kontakt mit dem Hindernis ist, kann die Steuerung 180 einen Winkel zwischen dem Hindernis und der Antriebseinheit 130 erfassen (S403).
Die Steuerung 180 kann die Antriebswelle der Antriebseinheit 130 oder das Haltelement 135 auf der Basis der Höhe des Hindernisses und/oder des erfassten Winkels bewegen (S404).
Wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wenigstens eines von mehreren Rädern leerläuft, während der Roboter eine Bodenoberfläche mit verschiedenen Beschaffenheiten durchläuft, kann der Roboter dem Leerlaufzustand unter Verwendung einer Antriebskraft unabhängig von dem Hauptrad entkommen.
Wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wenigstens eines von mehreren Rädern durch ein Hindernis festgehalten wird, während der Roboter eine Bodenoberfläche mit verschiedenen Beschaffenheiten durchläuft, kann der Roboter dem Festhaltezustand unter Verwendung einer Antriebskraft unabhängig von dem Hauptrad entkommen.
Da gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Bewegungsleistung auf einer unebenen Fläche verbessert werden kann, indem eine einfache Vorrichtung zu der Antriebseinheit hinzugefügt wird, ohne einen getrennten Sensor an dem Roboter anzubringen, kann die Bewegungsleistung des Roboters zu geringen Kosten erheblich verbessert werden.
Auch kann sich der Roboter mit Rädern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung leicht auf einer unebenen Fläche bewegen.
Wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Reinigungsfläche eine unebene Fläche ist, kann der Reinigungswirkungsgrad des Roboters auch verbessert werden, selbst wenn ein Hindernis auf der Reinigungsfläche vorhanden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-1530704 [0015]

Claims

Beweglicher Roboter, der ein automatisches Fahren durchführt, wobei der bewegliche Roboter (100) aufweist: einen Hauptkörper (10); eine Antriebseinheit (130) zum Bewegen des Hauptkörpers (10); und eine Reinigungseinheit zum Durchführen der Reinigung auf einer Reinigungsfläche, auf der der Hauptkörper (10) positioniert ist, wobei die Antriebseinheit umfasst: mehrere Bandrollen (132a, 132b, 137a, 137b); einen Motor (131), der mit einer der mehreren Bandrollen verbunden ist, um eine Antriebskraft zu erzeugen; ein drehbares Band (133) in Kontakt mit den mehreren Bandrollen; und ein Halteelement (135), das mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Position einer Bandrolle derart ändert, dass eine Fläche, auf der das Band (133) in Kontakt mit einem Boden oder einem Hindernis ist, größer oder gleich einer Referenzfläche gehalten wird, und wobei der Hauptkörper (10), wenn die Fläche, auf der das Band (133) in Kontakt mit dem Boden oder dem Hindernis ist, oder das Hindernis größer oder gleich der Referenzfläche ist, den Boden oder das Hindernis durchlauft, ohne zu bewirken, dass ein Schlupf zwischen dem Band (133) und dem Boden oder dem Hindernis bewirkt wird.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 1, wobei ansprechend auf eine äußere Kraft, die auf die Antriebseinheit (130) angewendet wird, eine Länge des Halteelements (135) und/oder eine Position des Halteelements (135) und/oder ein Winkel zwischen dem Halteelement (135) und dem Hauptkörper (10) geändert wird/werden.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 2, der ferner aufweist: eine Steuerung (180), die einen Betrieb der Antriebseinheit (130) und der Reinigungseinheit steuert, wobei das Halteelement (135) eine Position der Bandrolle ansprechend auf die äußere Kraft unabhängig von der Steuerung (180) ändert.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 3, wobei das Halteelement (135) aus einem elastischen Material ausgebildet ist, und eine Länge des Halteelements (135) gemäß einer Änderung in der äußeren Kraft geändert wird.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 3, wobei ein Punkt des Halteelements (135) an dem Hauptkörper (10) befestigt ist, und das Halteelement (135) derart installiert ist, dass es auf der Basis des einen Punkts gemäß einer Änderung in der äußeren Kraft drehbar ist.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 1, der ferner umfasst: einen Sensor (140), der Informationen in Bezug auf den Boden oder das Hindernis abtastet; und eine Steuerung (180), die die Antriebseinheit auf der Basis der von dem Sensor (140) abgetasteten Informationen steuert.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 6, wobei die Steuerung (180) eine Länge des Halteelements (135) und/oder eine Position des Halteelements (135) und/oder einen Winkel zwischen dem Halteelement (135) und dem Hauptkörper (10) auf der Basis der von dem Sensor (140) abgetasteten Informationen ändert.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 7, wobei die von dem Sensor (140) abgetasteten Informationen Informationen in Bezug auf eine Höhe und/oder eine Oberfläche und/oder eine Form eines Hindernisses, das in einer Bewegungsrichtung des Hauptkörpers (10) positioniert ist, umfassen.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 6, wobei der Sensor (140) Informationen in Bezug auf die Spannung des Bands (133) abtastet, und die Steuerung (180) die Antriebseinheit (130) auf der Basis der von dem Sensor (140) abgetasteten Informationen steuert, um die Spannung des Bands (130) größer oder gleich der Referenzspannung zu halten.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinheit (130) ferner ein Federelement (134), das jeweils mit einem Abschnitt des Haltelements (135) und des Hauptkörpers (10) verbunden ist, umfasst.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (135) mit jeder der Bandrollen (132a, 132b) von den mehreren Bandrollen verbunden ist, die einander zugewandt sind.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinheit (130) mehrere Halteelemente (135) umfasst.
Beweglicher Roboter, der ein automatisches Fahren durchführt, wobei der bewegliche Roboter aufweist: einen Hauptkörper (10); eine Antriebseinheit (130) zum Bewegen des Hauptkörpers (10); und eine Reinigungseinheit zum Durchführen der Reinigung auf einer Reinigungsfläche, auf der der Hauptkörper (10) positioniert ist, wobei die Antriebseinheit (130) umfasst: mehrere Bandrollen (132a, 132b, 137a, 137b); einen Motor (131), der mit einer der mehreren Bandrollen verbunden ist, um eine Antriebskraft zu erzeugen; ein drehbares Band (133) in Kontakt mit den mehreren Bandrollen; und ein Halteelement (135), das mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Position einer Bandrolle derart ändert, dass ein Angriffswinkel (θ) zwischen dem Band (133) und einem Hindernis derart aufrecht erhalten wird, dass er innerhalb eines vorher festgelegten Winkelbereichs ist, und der Hauptkörper (10), wenn der Angriffswinkel (θ) zwischen dem Band (133) und dem Hindernis in dem vorher festgelegten Winkelbereich enthalten ist, das Hindernis durchläuft, ohne zu bewirken, dass ein Schlupf zwischen dem Band und dem Hindernis auftritt.
Beweglicher Roboter nach Anspruch 13, wobei der Angriffswinkel (θ) als ein Winkel definiert ist, der durch eine virtuelle Linie, die einen Kontaktpunkt (P) zwischen dem Band (133) und einem Hindernis und eine Mitte eines virtuellen Kreises (200) in Kontakt mit einer Oberfläche des Bands (133) verbindet, in Bezug auf den Boden gebildet wird.
Beweglicher Roboter, der ein automatisches Fahren durchführt, wobei der bewegliche Roboter aufweist: einen Hauptkörper (10); eine Antriebseinheit (130) zum Bewegen des Hauptkörpers (10); und eine Reinigungseinheit zum Durchführen der Reinigung auf einer Reinigungsfläche, auf der der Hauptkörper (10) positioniert ist, wobei die Antriebseinheit (130) umfasst: mehrere Bandrollen (132a, 132b, 137a, 137b); einen Motor (131), der mit einer der mehreren Bandrollen verbunden ist, um eine Antriebskraft zu erzeugen; ein drehbares Band (133) in Kontakt mit den mehreren Bandrollen; und ein Halteelement (135), das mit einigen der mehreren Bandrollen verbunden ist und eine Form eines Polygons, das von dem Band (133) gebildet wird, derart einstellt, dass eine Fläche, auf der das Band (133) in Kontakt mit einem Boden oder einem Hindernis ist, größer oder gleich einer Referenzfläche gehalten wird, wobei der Hauptkörper (10), wenn die Fläche, auf der das Band (133) in Kontakt mit dem Boden oder dem Hindernis ist, oder das Hindernis größer oder gleich der Referenzfläche ist, den Boden oder das Hindernis durchläuft, ohne zu bewirken, dass ein Schlupf zwischen dem Band (133) und dem Boden oder dem Hindernis bewirkt wird.