TW201336457A - 清掃系統及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種清掃系統，包括一引導物體以及一掃地機器人。引導物體具有一磁鐵模組，用以形成一磁場。掃地機器人包括，一操作模組、一第一感測模組以及一控制模組。操作模組根據一控制信號，進行一清潔任務以及一移動任務。第一感測模組根據該磁場，產生一第一偵測信號。控制模組根據第一偵測信號，產生控制信號，用以調整清潔任務以及移動任務之至少一者的效能。

Description

清掃系統及其控制方法

本發明係有關於一種清掃系統，特別是有關於一種具有掃地機器人的清掃系統。

清潔地板是一種相當費力的工作。為了改善清潔地板所花費的時間，發展出許多清潔裝置，如掃把、抹布…等。然而，使用者仍需手持清潔裝置，方能進行清潔動作，因此，習知的清潔裝置並未降低使用者的不便。

隨著科技的進步，電子產品的種類愈來愈多，其中機器人(robot)就是其中一種。以掃地機器人為例，其可自動進行清潔動作，而不需使用者操作，因此逐漸取代習知的清潔裝置。一般而言，習知的做法係利用至少一虛擬牆(virtual wall)，限制掃地機器人的清掃區域，並利用一基地台(docking station)，對掃地機器人充電。然而，若掃地機器人無法準確地得知虛擬牆或基地台的位置，將導致掃地機器人誤碰撞到虛擬牆或是無法即時回到基地台充電。

本發明提供一種清掃系統，包括一引導物體以及一掃地機器人。引導物體具有一磁鐵模組，用以形成一磁場。掃地機器人包括，一操作模組、一第一感測模組以及一控制模組。操作模組根據一控制信號，進行一清潔任務以及一移動任務。第一感測模組根據該磁場，產生一第一偵測信號。控制模組根據第一偵測信號，產生控制信號，用以 調整清潔任務以及移動任務之至少一者的效能。

本發明另提供一種控制方法，適用於一掃地機器人，包括，設置一磁鐵模組於一引導物體中，用以形成一磁場；偵測磁場，並根據偵測結果產生一第一偵測信號；根據第一偵測信號，控制掃地機器人的一清潔任務及一移動任務之至少一者的效能。

為讓本發明之特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖為本發明之清掃系統之示意圖。如圖所示，清掃系統100包括一引導物體110以及一掃地機器人130。在本實施例中，引導物體110具有一磁鐵模組111，用以形成一磁場。在一可能實施例中，磁鐵模組111包括至少一銣鐵硼磁鐵113。

本發明並不限定引導物體110的功用。在本實施例中，引導物體110可引導掃地機器人130。在一可能實施例中，引導物體110係為一虛擬牆，用以限定掃地機器人130的移動方向。在另一可能實施例中，引導物體110係為一充電基地台，用以引導掃地機器人130回到充電基地台進行充電動作。

掃地機器人130包括一操作模組131、一感測模組132以及一控制模組133。操作模組131根據一控制信號，進行一清潔任務以及一移動任務。本發明並不限定操作模組131的構成元件，只要能夠進行清潔及移動任務的元件， 均可設置在操作模組131之中。在本實施例中，操作模組131包括一清潔刷134以及滾輪135、136及吸塵口137。清潔刷134及吸塵口137用以進行一清潔任務。滾輪135及136用以進行一移動任務。

感測模組132根據磁鐵模組111所產生的磁場，產生一偵測信號。在本實施例中，感測模組132係設置於掃地機器人130的側面，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，只要能夠感測磁場的位置，均可設置感測模組132。另外，本發明亦不限定感測模組132的內部架構。在一可能實施例中，感測模組132包括一指南針感測器(compass sensor)、一霍爾感測器(Hall sensor)、一陀螺儀及一加速規(g sensor)之至少一者。

控制模組133根據感測模組132所產生的偵測信號，產生一控制信號予操作模組131，用以調整操作模組131所進行的清潔任務以及移動任務之至少一者的效能。

舉例而言，控制模組133根據感測模組132所產生的偵測信號，控制滾輪135及136的轉速、轉向，用以停止或開始掃地機器人130的移動，或是調整掃地機器人130的移動速度(加速或減速)或移動方向(迴轉或巡航)。

另外，控制模組133更可根據感測模組132所產生的偵測信號，控制清潔刷134的轉速或是吸塵口137的吸力、空氣流量，用以調整掃地機器人130的清掃效能。

在本實施例中，當掃地機器人130接近引導物體110時，感測模組132便可感測到強烈的磁場。相反地，當掃地機器人130遠離引導物體110時，感測模組132便無法 感測到磁場，或是只能感測到微小的磁場。因此，根據感測模組132所產生的偵測信號，便可得知引導物體110的所在位置。

在一可能實施例中，若引導物體110作為一虛擬牆時，則掃地機器人130在接近引導物體110時，控制模組133便根據感測模組132所產生的偵測信號，規劃掃地機器人130的移動路徑，也就是控制滾輪135及136的轉速及轉向。

在另一可能實施例中，若引導物體110作為一充電基地台時，則當掃地機器人130內的一儲能模組(如電池，未顯示)的一電能小於一預設值時，控制模組133控制滾輪135及136往引導物體110移動。由於引導物體110具有磁鐵模組111，因此，藉由感測模組132的偵測，掃地機器人130可準確地得知引導物體110的位置，並朝向引導物體110而移動。

在其它實施例中，不論引導物體110的角色為何，控制模組133可根據感測模組132所產生的偵測信號，得知目前掃地機器人130的狀態。舉例而言，當感測模組132所產生的偵測信號的變化小於一預設值，並且持續超過一預設時間時，表示掃地機器人130一直待在同一地點不動，如機器人卡住。在此例中，控制模組133可控制滾輪135及136的轉向，使得掃地機器人130以搖擺的方式移動。

另外，控制模組133亦可利用聲音或光線的效果，呈現掃地機器人130的使用狀態。舉例而言，當掃地機器人 130卡住時，控制模組133驅動一蜂鳴器(未顯示)，用以發出警示訊息，或是點亮警示燈，好讓使用者即時得知並排除異常狀態。

為了讓掃地機器人130以最適當的方式移動，在一可能實施例中，掃地機器人130更包括一感測模組137。感測模組137根據掃地機器人130的外部環境，產生一偵測信號。控制模組133根據感測模組137所產生的偵測信號，調整操作模組131的清潔任務以及移動任務至少一者的效能。

舉例而言，若控制模組133根據感測模組132所產生的偵測信號，得知掃地機器人130被卡住，控制模組133可調整滾輪135及136的轉向，用以使掃地機器人130以搖擺的方式移動，再根據感測模組137所產生的偵測信號，調整掃地機器人130的移動路徑，使掃地機器人130脫離卡住狀態。

本發明並不限定感測模組137的內部架構。在一可能實施例中，感測模組137包括一光感測器(photo sensor)，根據掃地機器人130周圍的一反射光，產生偵測信號。在另一可能實施例中，感測模組137包括一聲音感測器，如超音波感測器(ultrasonic sensor)，根據掃地機器人130周圍的一反射聲波，產生偵測信號。

第2圖為本發明之控制方法之一可能實施例。首先，設置一磁鐵模組於一引導物體中，用以形成一磁場(步驟S210)。在一可能實施例，可將至少一銣鐵硼磁鐵設置於引導物體中，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，可 設置其它種類的磁鐵於引導物體中。

偵測引導物體的磁場，並根據偵測結果，產生一偵測信號(步驟S220)。在一可能實施例中，係利用一指南針感測器、一霍爾感測器、一陀螺儀及一加速規之至少一者偵測磁場。

根據偵測信號，控制一掃地機器人的一清潔任務及一移動任務之至少一者的效能(步驟S230)。在一可能實施例中，藉由控制掃地機器人的清潔刷的轉速、吸塵口的吸力或空氣流量，便可達到控制掃地機器人的一清潔任務的目的。另外，藉由控制掃地機器人的滾輪的轉速及轉向，便可達到控制掃地機器人的一移動任務的目的。

第3圖為本發明之控制方法之另一可能實施例。第3圖相似第2圖，不同之處在於第3圖多了步驟S340及S350。由於第3圖的步驟S310~S330與第2圖的步驟S210~S230相同，故不再贅述。

在步驟S340中，判斷步驟S220所產生的偵測信號的變化是否小於一預設值，並且持續超過一預設時間。當步驟S220所產生的偵測信號的變化小於一預設值，並且持續超過一預設時間時，表示掃地機器人可能被卡住。因此，偵測掃地機器人的一外部環境，並根據偵測結果調整掃地機器人的清潔任務及一移動任務之至少一者(步驟S350)。

舉例而言，當掃地機器人卡住時，可先調整掃地機器人的移動任務，使掃地機器人以一搖擺方式移動，再利用另一感測模組偵測掃地機器人的外部環境，並根據偵測結果調整掃地機器人的行進路徑，使得掃地機器人離開卡住 狀態。另外，得知掃地機器人卡住後，可先暫停清潔任務，待卡住狀態解除後，再開始清潔任務。

在一可能實施例中，步驟S350係利用一光感測器偵測掃地機器人的外部環境的一反射光。在另一可能實施例中，步驟S350係利用一聲音感測器，偵測掃地機器人的外部環境的一反射聲波。

當步驟S220所產生的偵測信號的變化未小於一預設值，或是持續的時間未超過一預設時間時，表示掃地機器人正常運作，因此，回到步驟S320，繼續根據磁場的變化，控制掃地機器人。另外，在步驟S350後，亦回到步驟S320，繼續偵測磁場的變化。

除非另作定義，在此所有詞彙(包含技術與科學詞彙)均屬本發明所屬技術領域中具有通常知識者之一般理解。此外，除非明白表示，詞彙於一般字典中之定義應解釋為與其相關技術領域之文章中意義一致，而不應解釋為理想狀態或過分正式之語態。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧清掃系統

110‧‧‧引導物體

130‧‧‧掃地機器人

111‧‧‧磁鐵模組

113‧‧‧銣鐵硼磁鐵

131‧‧‧操作模組

132‧‧‧感測模組

133‧‧‧控制模組

134‧‧‧清潔刷

135、136‧‧‧滾輪

137‧‧‧吸塵口

S210~S230、S310~S350‧‧‧步驟

第1圖為本發明之清掃系統之示意圖。

第2圖為本發明之控制方法之一可能實施例。

第3圖為本發明之控制方法之另一可能實施例。

100‧‧‧清掃系統

110‧‧‧引導物體

130‧‧‧掃地機器人

111‧‧‧磁鐵模組

113‧‧‧銣鐵硼磁鐵

131‧‧‧操作模組

132‧‧‧感測模組

133‧‧‧控制模組

134‧‧‧清潔刷

135、136‧‧‧滾輪

137‧‧‧吸塵口

Claims (10)

1. 一種清掃系統，包括：一引導物體，具有一磁鐵模組，用以形成一磁場；以及一掃地機器人，包括：一操作模組，根據一控制信號，進行一清潔任務以及一移動任務；一第一感測模組，根據該磁場，產生一第一偵測信號；以及一控制模組，根據該第一偵測信號，產生該控制信號，用以調整該清潔任務以及該移動任務之至少一者的效能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之清掃系統，其中該引導物體係為一虛擬牆。
3. 如申請專利範圍第1項所述之清掃系統，其中該引導物體係為一充電基地台。
4. 如申請專利範圍第3項所述之清掃系統，其中該操作模組包括複數滾輪，用以進行該移動任務，該掃地機器人更包括一儲能模組，當該儲能模組的一電能小於一預設值時，該控制模組控制該等滾輪往該充電基地台移動。
5. 如申請專利範圍第1項所述之清掃系統，其中該第一感測模組包括一指南針感測器(compass sensor)、一霍爾感測器(Hall sensor)、一陀螺儀及一加速規(g sensor)之至少一者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之清掃系統，其中該掃地機器人更包括：一第二感測模組，根據該掃地機器人的一外部環境，產生一第二偵測信號，其中當該第一偵測信號的變化小於一預設值，並且持續超過一預設時間時，該控制模組根據該第二偵測信號，調整該清潔任務以及該移動任務至少一者的效能。
7. 如申請專利範圍第6項所述之清掃系統，其中該第二感測模組包括一光感測器，根據該外部環境的一反射光，產生該第二偵測信號。
8. 如申請專利範圍第6項所述之清掃系統，其中該第二感測模組包括一聲音感測器，根據該外部環境的一反射聲波，產生該第二偵測信號。
9. 如申請專利範圍第1項所述之清掃系統，其中該磁鐵模組包括至少一銣鐵硼磁鐵。
10. 一種控制方法，適用於一掃地機器人，包括：設置一磁鐵模組於一引導物體中，用以形成一磁場；偵測該磁場，並根據偵測結果，產生一第一偵測信號；以及根據該第一偵測信號，控制該掃地機器人的一清潔任務及一移動任務之至少一者的效能。