TW202106221A - 清掃機器人及具有該清掃機器人的機器人系統 - Google Patents

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Abstract

一種清掃機器人包括一主體；一水箱，包含一混濁度感測器和一水位感測器；以及一對轉動拖把，配置以在與地面接觸旋轉的同時，移動該主體。一驅動馬達旋轉該對轉動拖把，並且一噴嘴將水自該水箱供應到該些轉動拖把。一轉動拖把控制器基於來自水箱感測器的訊號，改變該驅動馬達的輸出電流。一控制器基於來自該轉動拖把控制器所接收之該驅動馬達的該輸出電流，判定該水箱是否被污染。

Description

清掃機器人及具有該清掃機器人的機器人系統
本發明係關於一種清掃機器人及一種用於控制該清掃機器人的方法，更具體地，係關於使用旋轉拖把的人工智能清掃機器人的控制方法。
近來，在家庭中對於機器人的使用正在逐漸地增加。此種家用機器人的代表性示例是清掃機器人。清掃機器人是一種移動式的機器人，其自身會行進在特定的區域中，並抽吸積聚在地板上的異物，例如灰塵，以自動地清掃待清掃的空間，或者可以藉由使用轉動拖把來移動，並使用轉動拖把擦拭地板以進行清掃。另外，還可以藉由向轉動拖把供水來擦拭地板。
然而，如果沒有適當地調節供應給轉動拖把的水，則存在有無法適當清掃地板的問題，如同在清掃的地板上殘留過多的水或者用乾拖把擦拭地板一樣。在韓國公開專利第1020040052094號中，揭露了一種能夠進行以水清掃的清掃機器人，同時包括在其外周表面上具有拖把布的拖把輥，以連同灰塵一起擦去噴灑在地板上的蒸汽。此種清掃機器人將蒸汽噴灑在待清掃地板的表面上以進行濕式清掃，並具有用於拖把的布，以擦去噴灑的蒸汽和灰塵。另外，韓國公開專利第20140146702號揭露了一種清掃機器人及其控制方法，該清掃機器人用於判定在清掃機器人內部容納的水是否能夠進行濕式清掃。
然而，由於需要一個單獨模組來偵測具有拖把之清掃機的水箱狀態並發送偵測訊號到主要模組，因此存在成本及設備的問題。
本發明之一目的是提供一種清掃機器人的控制方法，其可以偵測向轉動拖把供水之水箱的供水異常和水的混濁度，並且藉由在水箱中設置各種感測器來提醒使用者。
本發明之另一目的是提供一種清掃機器人的控制方法，其可以藉由控制清掃機器人之轉動拖把的馬達的輸出電流來提醒使用者在水箱中的感測器的偵測結果。
本發明之另一目的是提供一種清掃機器人的控制方法，其可以根據在轉動拖把的馬達的輸出電流的模式中的變化，同時讀取目前水箱的供水是否異常以及水是否混濁。
本發明所揭露並不限於上述的問題，並且本發明所屬技術領域中具通常知識者根據以下描述將清楚地理解未提及的其他問題。
在一態樣中，提供一種清掃機器人，包括：一主體，配置以形成外部形狀；一水箱，配置以容納水並包含複數個感測器，該複數個感測器包括一混濁度感測器和一水位感測器；一對轉動拖把，配置以在與地板接觸旋轉時移動該主體；一驅動馬達，配置以旋轉該對轉動拖把；一噴嘴，配置以將該水箱的水供應給該些轉動拖把；一轉動拖把控制器，配置以控制該噴嘴和該驅動馬達，並根據來自該水箱的該複數個感測器的偵測訊號，改變該驅動馬達的輸出電流；以及一控制器，配置以當該對轉動拖把旋轉時，藉由接收來自該轉動拖把控制器的該驅動馬達的該輸出電流來判定該水箱是否被污染。
該水箱設置有該混濁度感測器，偵測該水箱的壁表面上的水的混濁度。
該水箱設置有該水位感測器，偵測該水箱的壁表面上的水的水位。
該轉動拖把控制器週期性地從該混濁度感測器和該水位感測器接收偵測訊號，並根據偵測訊號改變該驅動馬達的該輸出電流。
當該水位感測器的偵測訊號與前一個期間的偵測訊號相比沒有變化時，該轉動拖把控制器判定供水異常，並改變該驅動馬達的該輸出電流為一第一值。
當該混濁度感測器的偵測訊號大於或等於一閾值時，該轉動拖把控制器判定該水箱中的水被污染並改變該驅動馬達的該輸出電流為一第二值。
該第一值與該第二值彼此不相同。
該第一值與該第二值改變成具有不同的脈衝寬度。
該控制器週期性地接收來自該轉動拖把控制器的該驅動馬達的該輸出電流，並分析該接收的輸出電流的波形，以判定供水是否異常或該水箱是否被污染。
該混濁度感測器包括形成在該水箱的外壁上的一發送單元和形成在該水箱的外壁上的一接收單元，並且該接收單元根據來自該發送單元的超音波訊號的接收值或散射值偵測該水箱中的水的混濁度。
該水位感測器包括形成在該水箱的外壁上的一發光單元和形成在該水箱的外壁上的一光接收單元，該光接收單元面向該發光單元。
該接收單元和該光接收單元由一個模組形成，並將偵測訊號輸出到該轉動拖把控制器。
在另一態樣中，提供一種機器人系統，包括：一清掃機器人，配置以在待清掃區域進行濕式清掃；一伺服器，配置以發送及接收該清掃機器人並進行該清掃機器人的控制；以及一使用者終端，配置以藉由啟動用於與該清掃機器人和該伺服器交互工作的應用程式並控制該清掃機器人來進行對該清掃機器人的控制，其中，該清掃機器人包括：一主體，配置以形成外部形狀；一水箱，配置以容納水並包括複數個感測器，該複數個感測器包括一混濁度感測器和一水位感測器；一對轉動拖把，配置以在與地板接觸旋轉的同時移動該主體；一驅動馬達，配置以旋轉該對轉動拖把；一噴嘴，配置以將該水箱的水供應到該些轉動拖把；一轉動拖把控制器，配置以控制該噴嘴和該驅動馬達，並根據來自該水箱的該複數個感測器的偵測訊號改變該驅動馬達的輸出電流；以及一控制器，配置以當該對旋轉拖把旋轉時，藉由接收來自該轉動拖把控制器之該驅動馬達的該輸出電流，判定該水箱是否被污染。
該水箱包括該混濁度感測器，偵測該水箱中的壁表面上的水的混濁度；以及該水位感測器，偵測該水箱中的水的水位。
該轉動拖把控制器週期性地接收來自該混濁度感測器和該水位感測器的偵測訊號，並根據該些偵測訊號改變該驅動馬達的該輸出電流。
當該水位感測器的偵測訊號與前一個期間的偵測訊號相比沒有變化時，該轉動拖把控制器判定供水異常，並改變該驅動馬達的該輸出電流為 一第一值。當該混濁度感測器的偵測訊號大於或等於一閾值時，該轉動拖把控制器判定該水箱中的水被污染，並改變該驅動馬達的該輸出電流為一第二值。
該第一值和該第二值改變成具有不同的脈衝寬度。
該控制器週期性地接收來自該轉動拖把控制器的該驅動馬達的該輸出電流，並分析該接收的輸出電流的波形，以判定供水是否異常或該水箱是否被污染，並將判定的結果發送至該使用者終端。
該混濁度感測器包括一發送單元，形成在該水箱的外壁上；以及一接收單元，形成在該水箱的外壁上，並且該接收單元根據來自該發送單元的超音波訊號的接收值或散射值，偵測該水箱中的水的混濁度。
該水位感測器包括一發光單元，形成在該水箱的外壁上；以及一光接收單元，形成在該水箱的外壁上，該光接收單元面向該發光單元。
根據本發明之清掃機器人，具有以下一個或多個功效。
本發明在水箱中配備有各種簡單的感測器，可以偵測向轉動拖把供水的水箱的供水異常及水混濁度。
另外，在無需單獨感測訊號處理模組的情況下，藉由控制清掃機器人的轉動拖把的馬達的輸出電流，可以向使用者提醒水箱的感測器的偵測結果，從而降低成本及操作。
另外，根據轉動拖把的馬達的輸出電流的模式變化，可以同時讀取供水異常及水的混濁度，從而促使使用者替換其中的水。
本發明的功效並不限於上述的問題，並且本發明所屬技術領域中具通常知識者將能夠根據申請專利範圍的描述而清楚地理解未提及的其他功效。
10:主體
100:清掃機器人
110:感測器單元、運動偵測單元
120:地板偵測單元
130:儲存單元
140:輸入單元
150:控制器
160:轉動拖把控制器
170:影像獲取單元
2:伺服器
200:充電站
202:水箱殼體
204:殼體正表面
206a,206b:側面
208:殼體上表面
210:殼體下表面
212:殼體後表面
220:開口蓋
222:單獨通道構件
222a:空氣通道
230:排放噴嘴單元
29:終端
3:使用者終端
310:混濁度感測器、發光單元
32:水箱
320:水位感測器、發送單元
330:混濁度感測器、水位感測器、光接收單元、接收單元
34:幫浦
38:驅動馬達
80:轉動拖把
81:第一旋轉板
82:第二旋轉板
89:拖把輥
90:拖把布
91:拖把布
92:拖把布
97,98,99:充電終端
S100~S113:步驟
S114~S126:步驟
S10~S26:步驟
圖1係根據本發明一實施例之包含清掃機器人的清掃機器人系統的結構圖。
圖2係根據本發明一實施例之清掃機器人的立體圖。
圖3係清掃機器人的底視圖。
圖4係清掃機器人的底視圖的另一個狀態圖。
圖5係顯示根據本發明一實施例之形成在清掃機器人的水箱中的感測器。
圖6係顯示根據本發明一實施例之與控制器有關的配置和清掃機器人的控制器的方塊圖。
圖7係顯示本發明之清掃機器人系統的整體操作的流程圖。
圖8係顯示根據本發明一實施例之清掃機器人的轉動拖把控制器的控制方法的流程圖。
圖9係顯示圖8之輸出電流值的示意圖。
圖10係連續於圖8之清掃機器人的控制器的控制方法的流程圖。
下文中所提及之表示諸如“前(F)/後(R)/左(Le)/右(Ri)/上(U)/下(D)”等方向等的定義。這僅是為了參照要清楚理解的圖式來解釋本發明。因此，可以根據放置參考符號的位置來不同地定義方向。
在下文中所提及之構成元件的描述中，所使用諸如“第一”及“第二”之類的前置形容詞用語僅是為了避免構成元件的混淆，並且與順序、重要性、或在構成元件之間的關係皆無關。例如，僅包括第二部件(component)但缺少第一部件的實施例也是可行的。
為了便於說明及清楚起見，圖式中所顯示之每個構成元件的厚度或尺寸可以被放大、省略、或示意性地繪製。每個組成元件的尺寸或面積可能無法完全反映其實際尺寸或面積。
用於描述本發明之結構的角度或方向係基於圖式中所顯示的那些。除非在本發明說明書中清楚地描述了關於本發明的結構之角度或位置關係的參考點，則可以參考相關的圖式。
圖1是根據本發明一實施例之人工智能清掃機器人系統的透視圖。
參見圖1，根據本發明的實施例的機器人系統可以包括至少一個清掃機器人100，用於在諸如房屋之規定場內提供服務。例如，機器人系統可以包括家用清掃機器人100，其在家中與使用者互動並向使用者提供各種形式的娛樂。另外，家用清掃機器人100可以進行在線購物或在線訂購，並可以根據使用者的需求提供支付服務。
較佳地，根據本發明實施例的機器人系統可以包括複數個人工智能清掃機器人100；以及伺服器2，能夠管理及控制複數個人工智能清掃機器人100。伺服器2可以從遠端位置監視及控制複數個清掃機器人100的狀態，並且機器人系統可以使用複數個清掃機器人100更有效地提供服務。
複數個清掃機器人100和伺服器2可以包括通訊模組(圖未顯示)，該通訊模組支援一種或多種通訊標準，以便彼此間的通訊。另外，複數個清掃機器人100和伺服器2可以與PC、移動終端、及另一外部伺服器2進行通訊。
例如，複數個清掃機器人100和伺服器2可以使用諸如IEEE 802.11 WLAN、IEEE 802.15 WPAN、UWB、Wi-Fi、ZigBee、Z-wave、藍牙等的無線通訊技術來實施無線通訊。清掃機器人100可以根據清掃機器人100所預計通訊的其他裝置、或伺服器2的通訊種類而有不同配置。
特別地，複數個清掃機器人100可以透過5G網路以無線的方式與另一個清掃機器人100及/或伺服器2進行通訊。當清掃機器人100透過5G網路實施無線通訊時，即時回應及即時控制是可行的。
使用者可以透過諸如PC或移動終端的使用者終端3確認關於機器人系統中的清掃機器人100的訊息。
伺服器2可以實施為雲端伺服器2，並且雲端伺服器2可以與清掃機器人100緊密連結，以便監視及控制清掃機器人100，並遠端提供各種解決方案及內容。
伺服器2可以儲存及管理從清掃機器人100和其他裝置接收的訊息。伺服器2可以是由清掃機器人100的製造商或由該製造商委託的公司所提供的伺服器2。伺服器2可以是管理及控制清掃機器人100的控制伺服器2。
伺服器2可以共同且統一地控制清掃機器人100，或者可以單獨地控制清掃機器人100。同時，伺服器2可以實施為訊號及功能分散的多個伺服器，或者可以實施為單個集成伺服器。
清掃機器人100和伺服器2可以包括通訊模組(圖未顯示)，該通訊模組支援一種或多種通訊標準，用於彼此間的通訊。
清掃機器人100可以將與空間、物體、及使用有關的資料發送到伺服器2。
此處，與空間及物體的有關資料可以是與清掃機器人100識別之空間和物體的識別有關的資料，或者可以是與由影像獲取單元獲取之空間和物體有關的影像資料。
根據實施例，清掃機器人100和伺服器2可以包括為軟體或硬體形式的人工神經網路(ANN)，該人工神經網路已學會識別下列中的至少一個：使用者、聲音、空間特性、或諸如障礙物的物體的特性。
根據本發明的實施例，清掃機器人100和伺服器2可以包括深度神經網路(DNN)，諸如迴轉神經網路(CNN)、重複神經網路(RNN)、或深度信念網路(DBN)，其已透過深度學習進行訓練。例如，每個清掃機器人100的控制器150可以配備有深度神經網路(DNN)結構，例如迴轉神經網路(CNN)。
伺服器2可以基於從清掃機器人100接收的資料、或由使用者輸入的資料，訓練深度神經網路(DNN)，然後可以將深度神經網路(DNN)結構上的更新資料發送給清掃機器人100。因此，可以更新設置在清掃機器人100中的人工智能深度神經網路(DNN)結構。
與使用有關的資料可以是根據清掃機器人100的使用所獲取的資料。關於使用歷史的資料或透過感測器單元110獲取的感測訊號可以對應於與使用有關的資料。
受過訓練的深度神經網路(DNN)結構可以接收用於識別的輸入資料、可以識別包含在輸入資料中的人、物體、及空間的屬性、並可以輸出識別的結果。
另外，受過訓練的深度神經網路(DNN)結構可以接收用於識別的輸入資料、可以分析及學習與清掃機器人100的使用有關的資料、並可以識別使用模式和使用環境。
同時，與空間、物體、及使用的有關資料可以經由通訊單元發送至伺服器2。
伺服器2可以基於接收的資料訓練深度神經網路(DNN)，且接著可以將深度神經網路(DNN)結構上的更新資料發送至人工智能清掃機器人100，使得清掃機器人更新深度神經網路(DNN)結構。
因此，清掃機器人100可以不斷地變得更加智能，並可以提供隨著使用清掃機器人100而發展的使用者經驗(UX)。
同時，伺服器2可以將關於清掃機器人100的控制和目前狀態的訊息提供給使用者終端，並可以產生及分配用於控制清掃機器人100的應用程式。
此種應用程式可以是應用為使用者終端3的PC應用程式，或者是智慧型手機的應用程式。
例如，可以適用於控制智能家用電器的應用程式，例如SmartThinQ應用程式，其是能同時控制及管理本案申請人的各種電子產品的應用程式。
圖2是根據本發明一實施例之清掃機器人的立體圖；圖3是圖2之清掃機器人的底視圖；以及圖4是圖3之清掃機器人的底視圖的另一狀態圖。
參見圖2至圖4，將簡要描述根據本實施例之透過轉動拖把的旋轉而運動的清掃機器人100的構造。
根據本發明一實施例的清掃機器人100在清潔區域中移動並在行進的期間去除地板上的異物。
另外，清掃機器人100將自充電站200供應的充電電力儲存在電池(圖未顯示)中並行進該清潔區域。
清掃機器人100包括：主體10，進行指定操作；障礙物偵測單元(圖未顯示)，其配置在主體10的前表面上並用於偵測障礙物；以及影像獲取單元170，拍攝一360度影像。主體10包括殼體(圖未顯示)，其形成外部形狀並形成用於容納主體10的部件的空間；轉動拖把80，其可旋轉地設置；拖把輥89，其輔助主體10運動和清掃；以及充電終端99(97、98)，從充電站200供應充電電力。
轉動拖把80設置在殼體中且形成朝向地板表面，並且拖把布配置為可拆卸式的。
轉動拖把80包括第一旋轉板81和第二旋轉板82，以允許主體10透過旋轉沿著地板的區域移動。
當旋轉本實施例的清掃機器人100中所使用的轉動拖把80時，與轉動拖把80的實際旋轉相比，會發生清掃機器人100不移動的滑動，而轉動拖把80可以包括由平行於地板的旋轉軸所驅動的滾動拖把，或由基本上垂直於地板的旋轉軸所驅動的旋轉拖把。
在轉動拖把80包括旋轉拖把的情況下，旋轉旋轉拖把的驅動馬達的輸出電流值可以根據含水量而變化，且含水量包含旋轉拖把的含水比例。含水量是指旋轉拖把含水的程度，且含水量為“0”的狀態是指旋轉拖把不含水的狀態。根據本實施例的含水量可以根據清掃布的重量而設定為包括水的比例。旋轉拖把可以包含與清掃布之重量相同的水，或者可以包含超過清掃布之重量的水。
轉動拖把80中的含水量越高，由水的影響所產生之與底部表面的摩擦力就越大，從而降低旋轉的速度。
驅動馬達38的轉速降低即意味著驅動馬達38的扭矩增大，因此，旋轉旋轉拖把的驅動馬達38的輸出電流增大。
亦即，當含水量增加時，就建立了旋轉旋轉拖把的驅動馬達38的輸出電流因摩擦力增加而增加的關係。
另外，控制器150可以藉由在預定時間內改變驅動馬達38的輸出電流來發送各種訊息。對此的描述將在後續進行。
根據本實施例的清掃機器人100可以進一步包括：水箱32，其配置在主體10的內部並用於儲水；幫浦34，用於將儲存在水箱32中的水供應給轉動拖把80；以及連接軟管，用於形成連接幫浦34和水箱32或連接幫浦34和轉動拖把80的連接流動路徑。
根據本實施例的真空清掃機器人100包括一對轉動拖把80，並且藉由旋轉該對轉動拖把80而移動。
隨著轉動拖把80的第一旋轉板81和該第二旋轉板82繞著旋轉軸旋轉，主體10向前、向後、向左、及向右行進。另外，當第一旋轉板81和第二旋轉板82旋轉時，主體10進行濕式清掃，即透過所附接的拖把布除去地板表面上的異物。
主體10可以包括驅動單元(圖未顯示)，用於驅動第一旋轉板81和第二旋轉板82。該驅動單元可以包括至少一個驅動馬達38。
主體10的上表面可以設置有控制面板，該控制面板包括操作單元(圖未顯示)，該操作單元由使用者接收用於控制清掃機器人100的各種指令。
另外，影像獲取單元170設置在主體10的前表面或上表面。
影像獲取單元170擷取室內區域的影像。
基於由影像獲取單元170擷取的影像，可以偵測主體10周圍的障礙物並監視該室內區域。
影像獲取單元170可以以一特定的角度朝前及上的方向設置，以拍攝移動的清掃機器人的前方及上方。影像獲取單元170還可以包括用於拍攝前方的單獨的照相機。影像獲取單元170可以設置在主體10上方以面對天花板，並且在某些情況下，可以設置複數個照相機。另外，影像獲取單元170可以單獨地設置有用於拍攝地板表面的照相機。
清掃機器人100還可以包括用於獲取目前位置訊息的位置獲取裝置(圖未顯示)。清掃機器人100可以包括GPS及UWB以確定目前的位置。另外，清掃機器人100可以藉由使用影像來確定目前的位置。
主體10包括可再充電的電池(圖未顯示)，並且該電池的充電終端99(97、98)可以連接到商用電源(例如，家庭中的電源插座)、或者主體10可以對接至連接到商用電源的充電站200，從而該充電終端可以透過與充電站的終端29接觸而電性連接到商用電源，且該電池可以透過供應給主體10的充電電力來充電。
可以從電池向構成清掃機器人100的電子部件供電，因此，清掃機器人100可以在清掃機器人100與商用電源電性分離的狀態下自動地移動。
在下文中，將基於清掃機器人100為濕式清掃移動機器人的假設進行描述。但是，清掃機器人100並不限於此，並且應注意的是可以應用在自主地行進一區域時偵測聲音的任何機器人。
圖4係顯示拖把布附接於圖2的移動機器人的一實施例的圖式。
如圖4所示，轉動拖把80包括第一旋轉板81和第二旋轉板82。
第一旋轉板81和第二旋轉板82可以分別設置有附接的拖把布90(91、92)。
轉動拖把80配置成拖把布90(91、92)可以是可拆卸的。轉動拖把80可以具有組裝構件，用於組裝分別設置在第一旋轉板81和第二旋轉板82中的拖把布90(91、92)。例如，轉動拖把80可以設置有魔鬼氈、裝配構件、或其類似物，使得拖把布90(91、92)可以被附接及固定。另外，轉動拖把80還可以包括拖把布框架(圖未顯示)，作為用於將拖把布90(91、92)固定到第一旋轉板81和第二旋轉板82之單獨的輔助裝置。
拖把布90吸水後透過與地板表面的摩擦來去除異物。拖布90較佳是諸如棉織物或棉混紡的材料，但是可以使用任何一特定含水比例或更高比例且具有特定密度的材料，並且該材料並不受限制。
拖把布90形成為圓形。
拖把布90並不限於如圖式所示之形狀，並且可以形成為四邊形、多邊形、或類似物。然而，考慮到第一旋轉板81和第二旋轉板82的旋轉運動，較佳地，第一旋轉板81和第二旋轉板81配置為不干擾第一旋轉板81和第二旋轉板82的旋轉操作的形狀。另外，拖把布90的形狀可以透過單獨設置的拖把布框架而改變為圓形。
轉動拖把80配置成當組裝拖把布90時，拖把布90與地板的表面接觸。考慮到拖把布90的厚度，轉動拖把80配置以根據拖把布90的厚度改變殼體與第一旋轉板81和第二旋轉板82之間的間隔距離。
轉動拖把80可以進一步包括調節殼體與旋轉板81和82之間的間隔距離的構件，以使拖把布90與底部表面接觸在一起，並在第一旋轉板81和第二旋轉板82上朝底部表面產生壓力。
圖5係顯示根據本發明一實施例之形成在清掃機器人水箱中的感測器；以及圖6係顯示根據本發明一實施例之與控制器有關的配置及清掃機器人的控制器的方塊圖。
參見圖5，根據本發明一實施例的清掃機器人100的水箱32包括：水箱殼體202，形成儲存水的空間；開口蓋220，開啟及關閉形成在水箱殼體202(圖未顯示)上側的開口(圖未顯示)；以及排放噴嘴單元230，當水箱32組裝在主體10上時連接至供應噴嘴。
水箱殼體202具有對應於形成在主體10中之水箱的組裝空間的形狀。因此，水箱殼體202可以置入由主體10所形成之組裝空間中或從中移除。
當將水箱32組裝在主體10上時，水箱殼體202可以包括：面對主體10的殼體正表面204；殼體面向主體10兩側的兩個側面206；殼體上表面208；殼體下表面210；以及殼體後表面212，其係向後設置並暴露於外部。
在水箱殼體202的上側，形成向水箱殼體202的內部空間供水而打開的開口(圖未顯示)，且用於打開或關閉該開口的開口蓋220設置在該開口上。 該開口形成在殼體上表面208上，並且開口蓋220設置在其中形成該開口的殼體上表面208上。
在水箱殼體202的上側，形成連通水箱32的內部及外部的空氣通道222a。空氣通道222a可以形成在組裝在水箱殼體202上側上的單獨通道構件222內。
空氣通道222a形成在殼體上表面208上。當水箱32組裝在水箱殼體上時，殼體上表面208可以與水箱殼體的上表面隔開一預定距離。因此，在將水箱32組裝在水箱殼體的狀態下，即使水箱32內的水透過排放噴嘴單元230向水箱32的外部逸出，外部空氣也可以透過空氣通道222a引入空氣至水箱32中。
排放噴嘴單元230設置在殼體正表面204上。排放噴嘴單元230可以沿著偏向殼體正表面04之左側或右側的方向設置。根據本實施例的排放噴嘴單元230從殼體正表面04向左偏移設置。
複數個感測器可以形成在水箱32中。
該複數個感測器包括混濁度感測器310和330以及水位感測器320和330。
混濁度感測器310和330可以設置在水箱32的表面上，並且當水箱32的壁由透光材料形成時，其可以配置在外壁上。例如，其可以設置在殼體之彼此面對的兩個側面206a、206b上。
在混濁度感測器310和330設置在水箱32之外表面的情況下，該感測器包括發光單元310和光接收單元330。
發光單元310是發射一特定波長範圍內之光的光源，並可以包括LED光源。
根據混濁度感測器310和330的測量方法，光接收單元330可以佈置成與發光單元310間隔開。
例如，在混濁度感測器310和330的測量方法係為透射光測量方法的情況下，此係一種當發光單元310設置在水箱32的一側以照射來自發光單元310的光時測量通過水箱32的光量的方法。因此，光接收單元330設置在水箱32對應於發光單元310的相對側。透射光的衰減程度與液體中懸浮物的濃度成反比。儘管此種方法很簡單，但是隨著混濁度的增加，光接收單元330的偵測訊號會呈現指數下降。
同時，當濁度感測器310和330的測量方法是表面散射光測量方法時，其係一種測量散射光的方法，其中當照射到水箱32的光源以90度的角度撞擊到水中的粒子時，該光就會散射出去。該光的強度可以用於判定液體中懸浮物的濃度的比例。
相反地，當混濁度感測器310和330透過一種4束測量方法進行測量時，它們由二個光源及二個偵測器所組成。發光單元和光接收單元係以90度的間隔設置在水箱32的周圍，第一發光單元被打開，而從第二光接收單元傳送的光透過第一光接收單元中的散射光來測量，然後第二發光單元被打開，並透過交替散射來自第二光接收單元的光，偵測從第一光接收單元透射的光。如上所述，藉由以與傳送所散射的光相同的方式測量並獲得在兩個相中所測量的訊號的平均值來測量混濁度。
可以根據從以上三種類型所選擇的方法，自由地應用本發明的混濁度感測器310和330，但是光接收單元330可以一體地配置為能夠與其他感測器一起驅動。
同時，當水位感測器320和330設置在水箱32中時，水位感測器320和330可以是接觸式或非接觸式水位感測器，但是在本發明的情況下，它們可以是非接觸式水位感測器。
作為非接觸式水位感測器，主要可以使用超音波水位感測器，並且作為連續量測用於測量水位之液體表面的方法，藉由利用超音波脈衝使用超音波水位感測器以偵測水位。可以包括用於發射超音波脈衝的發送單元320、以及相對於發送單元320所設置的接收單元330，以接收發射的超音波。
如圖5所示，發送單元320和接收單元330可以彼此面對地佈置在水箱32的外表面206上，水位感測器320的接收單元330及混濁度感測器310和330的光接收單元330可以形成為一個模組。
如上所述，混濁度感測器310和330的光接收單元330以及水位感測器320和330的光接收單元330將所接收的光或超音波轉換成電性訊號，並將該電性訊號發送到轉動拖把控制器160作為偵測訊號。
該偵測訊號可以以無線或有線的方式進行傳輸。
同時，如圖6所示，根據本實施例的清掃機器人100進一步包括運動偵測單元110，當轉動拖把80旋轉時，其根據主體10的標準運動偵測清掃機器 人100的運動。運動偵測單元110可以進一步包括偵測清掃機器人10的轉速的陀螺儀感測器、或偵測清掃機器人100的加速度的加速度感測器。另外，運動偵測單元110可以使用偵測清掃機器人100的移動距離的編碼器(圖未顯示)。
根據本實施例的清掃機器人100還包括轉動拖把控制器160，提供電給旋轉並控制轉動拖把80的驅動馬達38、讀取驅動馬達38的輸出電流、以及將輸出電流發送至控制器150。
轉動拖把控制器160可由進行簡單邏輯的單獨晶片所形成，並可設置在包含驅動馬達38、噴嘴、及幫浦34的轉動拖把模組內。
轉動拖把控制器160根據控制器150的啟動訊號發送用於旋轉驅動馬達38的電流，並根據設定週期讀取驅動馬達38的輸出電流。這就發送至控制器150。
轉動拖把控制器160從形成在水箱32中的複數個感測器讀取感測訊息，並根據感測訊息改變輸出電流，以將其發送至控制器150。
更具體地，混濁度感測器310和330以及水位感測器320和330可以包含在水箱32內，並且混濁度感測器310和330以及水位感測器320和330可以週期性地偵測水箱32的水位及混濁度，並發送至轉動拖把控制器160。
轉動拖把控制器160接收水位偵測訊號及混濁度偵測訊號，並判定供水是否存在異常以及水箱32中的水是否被污染。
轉動拖把控制器160根據判定的結果改變驅動馬達38的輸出電流的模式，並將其發送至控制器150。
控制器150從轉動拖把控制器160接收輸出電流、分析該輸出電流、並判定噴嘴的目前供水狀態和水箱32是否混濁。
意即，控制器150可以根據驅動馬達38的輸出電流的訊息判定清掃機器人100的供水狀態和水箱32中的水是否被污染，並可以提醒使用者。
更具體地，控制器150分析所接收之輸出電流的波形，並根據對應的波形判定供水中是否有異常、水箱32中的水是否有污染、或其是否能正常運作。
此時，藉由根據每個異常改變電流波形的脈衝寬度，來讀取該電流波形的脈衝寬度，使得控制器150可以判定所對應的異常。
對應於每個異常之脈衝寬度的資料可以以檢查表(look-up table)形式儲存在儲存單元130中，但是並不限於此。
控制器150可以藉由提醒使用者終端3或其類似物關於該異常來激起使用者的注意。
同時，清掃機器人100可以進一步包括地板偵測單元120，該地板偵測單元包括懸崖感測器，其偵測待清潔區域中地板上之懸崖的存在。根據本實施例的懸崖感測器可以設置在清掃機器人100的前面部分。另外，根據本實施例的懸崖感測器可以設置在緩衝器的一側。
當包含懸崖感測器時，控制器150可以藉由反射自發光元件發射的光，基於光接收元件所接收之反射的光量，來判定地板的材料，但並不限於此。
根據本實施例的清掃機器人100讀取驅動馬達38的輸出電流值，並僅加入簡單的邏輯來判定目前週期的水箱32是否有被污染的水和噴嘴的噴水異常。
用於輸出電流值的每一資料值都是預先設定的，並可由轉動拖把控制器160和控制器150共享。
根據本實施例的清掃機器人100還可以包括用於輸入使用者指令的輸入單元140。使用者可以透過輸入單元140設定清掃機器人100的驅動方法或轉動拖把80的操作。
另外，清掃機器人100更可以包括通訊單元，並可以根據控制器150的判定結果透過該通訊單元向伺服器2或使用者終端3提供提醒或訊息。
根據本示例性實施例的清掃機器人100包括一對轉動拖把80，並使該對轉動拖把80旋轉和移動。清掃機器人100可以藉由改變該對轉動拖把80的每一個的旋轉方向或旋轉速度，來控制清掃機器人100的行進。
清掃機器人100的直線運動可以藉由使該對轉動拖把80的每一個沿相反的方向旋轉而進行移動。在此種情況下，該對轉動拖把80的每一個的旋轉速度相同，但是旋轉方向不同。清掃機器人100藉由改變該兩個轉動拖把80的旋轉方向，可以向前或向後移動。
另外，清掃機器人100可以藉由沿相同方向旋轉，來使該對轉動拖把80的每一個旋轉。清掃機器人100可以藉由改變該對轉動拖把80的每一個的 旋轉速度而在適當的位置進行旋轉，或者可執行以曲線移動的圓形旋轉。藉由改變清掃機器人100的該對轉動拖把80的每一個的轉速比率，可以調節該圓形旋轉的半徑。
在下文中，將參見圖7至圖10描述根據本實施例之控制清掃機器人的方法。
圖7是根據圖1之本發明的清掃機器人系統的整體操作的流程圖。
參見圖7，在包含根據本發明實施例的清掃機器人100的機器人系統中，清掃機器人100、伺服器2、及使用者終端3彼此進行無線通訊以控制清掃機器人100。
首先，機器人系統的伺服器2產生使用者應用程式，該使用者應用程式可以控制清掃機器人100，並保持在分散式連線的狀態。
使用者終端3可以從線上下載並安裝使用者應用程式(S100)。
藉由執行使用者的應用程式，將會員資格及使用者所擁有的清掃機器人100註冊在該應用程式中，且清掃機器人100與該應用程互相緊密連結。
使用者終端3可為相應的清掃機器人100設定各種功能，更具體地，其可以是清掃週期的設定、用於檢查供水和混濁度的週期設定、以及用於根據該週期提醒判定結果的方法(S110)。
該週期較佳可以為1至10分鐘，且更佳為1至6分鐘。
作為提醒的方法，可以選擇聲音提醒和顯示提醒，且還可以設定提醒週期。
除了在使用者終端3的應用程式上顯示提醒以作為提醒的方法之外，清掃機器人100本身還可以提供提醒以選擇用於引起使用者注意的方法。
使用者終端3透過用於此種設定訊息的應用程式將資料發送至伺服器(S111)，並還透過無線通訊將用於供水和混濁度的檢查週期的資料以及提醒設定訊息發送至清掃機器人100。
接下來，清掃機器人100可以從使用者終端3的應用程式接收清掃開始指令(S112)。此時，來自使用者終端3的應用程式的起始訊息可以發送至伺服器2並儲存在伺服器2中(S113)。
清掃機器人100透過轉動拖把控制器160控制驅動馬達38和幫浦34，以根據所接收的清掃開始指令開始清掃(S114)。
此時，清掃機器人100的控制器150可以藉由讀取旋轉旋轉拖把的驅動馬達38的初始電流值來設定初始值。清掃機器人100可以透過通訊單元將關於測量的初始電流值的訊息發送至伺服器2，並且伺服器2可以將其儲存。
控制器150將控制訊號發送至轉動拖把控制器160，以在旋轉旋轉拖把的同時進行清掃及行進。旋轉拖把根據從由幫浦34驅動的噴嘴注入的水也在包含預定含水量的狀態下進行濕式清掃。
此時，控制器150可以藉由控制旋轉拖把的旋轉方向和旋轉速度進行清掃強度及行進，並在根據清掃區域以預定模式行進的同時進行清掃。
控制器150控制轉動拖把控制器160以每一預定週期地發送旋轉拖把的驅動馬達38的輸出電流。轉動拖把控制器160可以讀取驅動馬達38的輸出電流，並將其週期性地發送至控制器150，且向驅動馬達38供電以驅動驅動馬達38。
此時，轉動拖把控制器160週期性地從水箱32的水位感測器320和330、以及混濁度感測器310和330接收該些偵測訊號，並分析該些偵測訊號以讀取水位變化及混濁度變化(S115)。
轉動拖把控制器160根據所分析的水位變化及混濁度變化改變驅動馬達38的輸出電流的波形，以反應供水操作及水箱32的污染，並將其發送至控制器150(S116)。
控制器150接收根據每個週期所接收之驅動馬達38的輸出電流，並對其進行分析以判定目前的供水操作以及水箱32是否被污染(S117)。
如果所讀出的輸出電流係為供水異常，或者指示水箱32遭污染，則控制器150根據使用者終端3的應用程式提醒清掃機器人100的供水異常或水箱32的污染(S118)。該提醒可以包括聲音及顯示訊號，並可以被週期性地提醒。
控制器150從使用者終端3接收提醒判定訊息(S119)，並藉由停止幫浦34的操作來停止噴嘴的噴水操作，如此可以停止行進或返回到充電站(S120)。
如上所述，每個感測器的偵測訊號週期性地從控制驅動馬達38的轉動拖把控制器160接收並反映在驅動馬達38的輸出電流值中，從而可以提醒目前水箱的汙染及供水的異常。
根據本實施例的機器人系統可以具有如圖1所示的配置，並且當進行如圖8所示之操作的清掃機器人100存在於機器人系統中時，機器人系統100與伺服器2和使用者終端3互相緊密連結，且驅動馬達38的輸出電流值可以用於向使用者提供供水異常及污染的提醒。
此時，關於供水異常及和污染的提醒可以以閃爍的形式週期性地引起使用者的注意。
使用者終端3的應用程式可以將用於清掃機器人100的下一個操作的指令與供水異常及污染的提醒一併導引至使用者。
在下一個操作中，可以透過圖標化促進乾拖把清掃或停止清掃。
當選擇乾拖把清掃時，清掃機器人100停止幫浦34的操作並停止從噴嘴噴水，並且在保持旋轉拖把之旋轉的同時，可以進行乾拖把清掃，該乾拖把清掃可以在乾拖把的情況下將灰塵及其類似物吸附。
同時，當選擇使用者終端3的清掃停止圖標時，清掃機器人100停止幫浦34的操作也停止驅動馬達38的操作，從而停止噴水及旋轉拖把的旋轉。因此，清掃機器人100在操作停止的情況下停在目前的位置。
此時，當根據設定選擇清掃停止圖標時，可以設定成在停止噴水的狀態下旋轉旋轉拖把的同時返回到充電站200。
當顯示關於供水異常及污染的提醒時，使用者選擇上述的操作，並將選擇訊息發送至清掃機器人100。
接收到選擇訊息的清掃機器人100讀取選擇訊息，並根據所讀取的訊息進行操作。
即，當如上所述選擇乾拖把清掃時，旋轉拖把保持旋轉，但是可以停止噴嘴的噴水以進行乾拖把清掃。
該提醒可以包括聲音及顯示訊息並且可以被週期性地提醒。
此時，控制器150可以藉由停止幫浦34的操作來停止噴嘴的噴灑，並且停止行進或返回至充電站200。
圖8係顯示根據本發明一實施例之清掃機器人100的轉動拖把控制器160的控制方法的流程圖；圖9係顯示圖8之輸出電流值的示意圖；以及圖10係顯示連續於圖8之清掃機器人100的控制器150的控制方法的流程圖。
首先，參見圖8，轉動拖把控制器160根據來自控制器150的啟動訊號驅動幫浦34和噴嘴，以將水供應給轉動拖把80(S10)。
此時，轉動拖把控制器160週期性地讀取來自佈置在水箱32中的混濁度感測器和水位感測器(S11、S17)的偵測訊號。
在分析從目前週期讀取的偵測訊號時，當從如圖8所示之水位感測器320和330的偵測訊號比較目前週期的水位與前一週期的水位而沒有改變時，判定操作異常(S12)。
此時，轉動拖把控制器160判定幫浦34或噴嘴的電力是否處於關閉狀態，也就是為乾拖把清掃模式，且當不是乾拖把清掃模式時，判定供水異常(S13)。
當供水異常時，表示幫浦34或噴嘴整體上存在異常。通常地，其還暗示水箱32中的水是否不足(S14)。
同時，當分析目前週期中讀取的偵測訊號時，轉動拖把控制器160從混濁度感測器310和330的偵測訊號中，判定目前週期中所供應之水的混濁度值是否小於閾值(S18)。
即，混濁度值的閾值表示當水箱32中水的混濁度對應於閾值時，以及當混濁度值大於或等於閾值時，無法以水進行清洗的污染狀態，若清潔度異常，則判定水箱32中的水被污染(S19)。
此時，轉動拖把控制器160根據判定的結果改變驅動馬達38的輸出電流的波形(S15)。
改變的週期可以設定為預定值，且僅在相對應之週期中發送至控制器150的同時可以被維持。
此時，轉動拖把控制器160的輸出電流的變化可以如圖9所示。
例如，在沒有異常的正常操作中，驅動馬達38的輸出電流可以表示如圖9(a)所示的連續波形，其中連續輸出預定值的電流，而非輸出脈衝的寬度控制。
輸出電流的絕對值可表示能看出驅動馬達38是否受限的最大值。
此時，當根據轉動拖把控制器160的判定結果判定供水異常時，如圖9(b)所示，其藉由改變為具有第一寬度的脈衝訊號來輸出。
在此種情況下，第一寬度PW1可以滿足50%至70%的脈衝寬度，但並不限於此。
同時，如果根據轉動拖把控制器160的判定結果判定水箱32的混濁度異常，則如圖9(c)所示，其藉由改變為具有第二寬度PW2的脈衝訊號來輸出。
此時，第二寬度PW2不同於第一寬度PW1，並可以具有小於第一寬度PW1的脈衝寬度。
例如，第二寬度PW2比第一寬度PW1小且可以滿足第一寬度PW1之20至30%的脈衝寬度。
轉動拖把控制器160根據目前週期中的判定結果改變驅動馬達38的輸出電流、將其輸出至控制器150、終止該週期的操作、並在下一個週期中重複偵測該偵測訊號(S16)。
同時，如圖10所示，控制器150從轉動拖把控制器160獲得在相對應週期中驅動馬達38之改變的輸出電流(S21)。
此時，輸出電流值被分析以判定目前模式是否存在變化(S22)。
也就是說，判定儲存在儲存單元130中之用於目前模式的資料(S23)，即，其是否為脈衝寬度波形，以及脈衝寬度是否為第一寬度PW1或為第二寬度PW2。
此時，當脈衝寬度確定為第一寬度PW1時，判定供水異常，並向使用者終端3和伺服器2發出供水是否異常的提醒(S26)。
同時，如果脈衝寬度確定為第二寬度PW2(S24)，則表示清潔度異常，即，判定發生了水箱32的污染、終止操作、並且向使用者終端3和伺服器2發出關於清潔度異常的提醒(S25)。
如上所述，在將簡單的感測器組裝到水箱32中之後，轉動拖把控制器160就可以根據感測器的偵測訊號改變電流波形，並將該結果發送至主控制器150，從而可以藉由僅利用驅動馬達38的輸出電流值來判定水箱污染及供水異常，而無需單獨的訊號判定模組及訊號傳輸模組來解決濕式清掃的缺點。
本發明的一些實施例在水箱中配備有各種簡單的感測器。基於來自該些感測器的訊號，可以偵測對於轉動拖把供水之水箱的供水異常及水的渾濁。另外，在無須單獨感測訊號處理模組的情況下，藉由控制清掃機器人的轉 動拖把的驅動馬達的輸出電流，可以向使用者提供水箱的感測器的偵測結果，從而降低了成本及操作。
在上文中，已經顯示出及描述了本發明之較佳實施例，但是本發明所揭露並不限制於上述之特定實施例，並且在不脫離本發明申請專利範圍所請之揭露主旨的情況下，本發明所揭露並不限制於本發明所屬的技術領域。當然，本發明所屬技術領域中具通常知識者可以做出各種修改，並且此些修改不應從本發明的技術思想或前景中被單獨地理解。
32:水箱
80:轉動拖把
81:第一旋轉板
82:第二旋轉板
89:拖把輥
97,98,99:充電終端
100:清掃機器人
160:轉動拖把控制器

Claims (20)

  1. 一種清掃機器人，包括：
    一主體；
    一水箱，包含複數個感測器，該複數個感測器包括一混濁度感測器和一水位感測器，該水箱配置以用於容納水；
    一對轉動拖把，配置以當與一地板接觸旋轉時移動該主體；
    一驅動馬達，配置以使旋轉該對轉動拖把；
    一噴嘴，配置以從該水箱向該些旋轉拖把供水；
    一轉動拖把控制器，配置以控制該噴嘴和該驅動馬達，並基於來自該些感測器的偵測訊號改變該驅動馬達的一輸出電流；以及
    一控制器，配置以基於來自該轉動拖把控制器所接收之該驅動馬達的該輸出電流判定該水箱是否被污染。
  2. 如請求項1所述的清掃機器人，其中該混濁度感測器位於該水箱的一壁表面上，該混濁度感測器配置以偵測該水箱中的水的混濁度。
  3. 如請求項1所述的清掃機器人，其中該水位感測器位於該水箱的一壁表面上，該水位感測器配置以偵測該水箱中的水的水位。
  4. 如請求項1所述的清掃機器人，其中該轉動拖把控制器配置以週期性地從該混濁度感測器和和水位感測器接收該些偵測訊號，並基於該些接收的偵測訊號改變該驅動馬達的該輸出電流。
  5. 如請求項1所述的清掃機器人，其中該轉動拖把控制器配置以當來自該水位感測器的一偵測訊號與來自前一個期間的一偵測訊號相比沒有變化時，判定供水異常，並改變該驅動馬達的該輸出電流為一第一值。
  6. 如請求項5所述的清掃機器人，其中該轉動拖把控制器配置以當來自該混濁度感測器的一偵測訊號大於或等於一閾值時，該轉動拖把控制器判定該水箱中的水被污染，並改變該驅動馬達的該輸出電流為一第二值。
  7. 如請求項6所述的清掃機器人，其中該第一值與該第二值彼此不相同。
  8. 如請求項6所述的清掃機器人，其中該第一值和該第二值具有不同的脈衝寬度。
  9. 如請求項1所述的清掃機器人，其中該控制器配置以週期性地接收來自該轉動拖把控制器的該驅動馬達的該輸出電流，並分析該接收的輸出電流的波形，以判定供水是否異常或該水箱是否被污染。
  10. 如請求項1所述的清掃機器人，其中該混濁度感測器包括設置在該水箱的一外壁上的一發送單元和一接收單元，以及
    其中，該接收單元配置以基於來自該發送單元的一超音波訊號偵測該水箱中的水的混濁度。
  11. 如請求項10所述的清掃機器人，其中該水位感測器包括在該水箱的該外壁上的一發光單元和一光接收單元，以及其中該光接收單元面對該發光單元。
  12. 如請求項11所述的清掃機器人，其中該混濁度感測器的該接收單元和該水位感測器的該光接收單元形成一個模組，且該模組配置以向該轉動拖把控制器輸出一偵測訊號。
  13. 一種機器人系統，包括：
    一清掃機器人，配置以在一清掃區域中進行濕式清掃；
    一伺服器，配置以與該清掃機器人通訊並控制該清掃機器人；以及
    一使用者終端，配置以使用該清掃機器人與該伺服器的交互工作的一應用程式進行對該清掃機器人的控制，
    其中該清掃機器人包括：
    一主體；
    一水箱，包括複數個感測器，該複數個感測器包括一混濁度感測器和一水位感測器，該水箱配置以用於容納水；
    一對轉動拖把，配置以當與一地板接觸旋轉時移動該主體；
    一驅動馬達，配置以旋轉該對轉動拖把；
    一噴嘴，配置以從該水箱向該些轉動拖把供水；
    一轉動拖把控制器，配置以控制該噴嘴和該驅動馬達，並基於來自該水箱的該複數個感測器的偵測訊號改變該驅動馬達的一輸出電流；以及
    一控制器，配置以基於來自該轉動拖把控制器所接收之該驅動馬達的該輸出電流判定該水箱是否被污染。
  14. 如請求項13所述的機器人系統，其中該混濁度感測器位於該水箱的一壁面上，該混濁度感測器配置以偵測該水箱中的水的混濁度，以及
    其中，該水位感測器配置以偵測該水箱中的水的水位。
  15. 如請求項13所述的機器人系統，其中該轉動拖把控制器配置以週期性地從該混濁度感測器和該水位感測器接收該些偵測訊號，並基於該些接收的偵測訊號改變該驅動馬達的該輸出電流。
  16. 如請求項13所述的機器人系統，其中該轉動拖把控制器配置以當來自該水位感測器的一偵測訊號與來自前一個期間的一偵測訊號相比沒有變化時，判定供水異常，並改變該驅動馬達的該輸出電流為一第一值，以及
    其中該轉動拖把控制器配置以當該混濁度感測器的一偵測訊號大於或等於一閾值時，判定該水箱中的水被污染，並改變該驅動馬達的該輸出電流為一第二值。
  17. 如請求項16所述的機器人系統，其中該第一值和該第二值具有不同的脈衝寬度。
  18. 如請求項13所述的機器人系統，其中該控制器配置以(i)週期性地接收來自該轉動拖把控制器的該驅動馬達的該輸出電流；(ii)分析該接收的輸出電流的波形，以判定供水是否異常或該水箱是否被污染；以及(iii)將判定的結果發送至該使用者終端。
  19. 如請求項13所述的機器人系統，其中該混濁度感測器包括在該水箱的一外壁上的一發送單元和一接收單元，以及
    其中，該接收單元配置以基於來自該發送單元的一超音波訊號偵測該水箱中的水的混濁度。
  20. 如請求項13所述的機器人系統，其中該水位感測器包括在該水箱的一外壁上的一發光單元和一光接收單元，該光接收單元面對該發光單元。
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