CN101196744A - 机器人清洁器系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种机器人清洁器系统。机器人清洁器系统包括：机器人清洁器，其在沿待清洁的表面自动行进时执行清洁操作；以及充电站，可与机器人清洁器连接以对安装在机器人清洁器中的充电电池进行充电。充电站包括设置开关，用于选择性地设置第一门槛高度值。机器人清洁器包括控制单元，用于从充电站接收在充电站处设置的门槛高度值，将接收的门槛高度值存储在存储器中，将在机器人清洁器行进时由机器人清洁器的高度感测器检测到的门槛高度值与存储在存储器中的门槛高度值比较，在检测的门槛高度值等于或小于存储的门槛高度值时，控制机器人清洁器行进并越过门槛，在检测的门槛高度值超过存储的门槛高度值时，控制机器人清洁器在后退和旋转之后行进。

Description

机器人清洁器系统及其控制方法

本申请基于35 U.S.C.§119(a)要求在2006年12月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-122882的优先权，其全部公开一并在此作为参考。

技术领域

本公开总体上涉及机器人清洁器系统。更具体地，本公开涉及一种机器人清洁器系统及其控制方法，在该系统中，机器人清洁器可以在自动行进时对待清洁的表面进行清洁。

背景技术

一般而言，在清洁区域内，机器人清洁器在自动地四处行进时，从待清洁的表面上清除灰尘、污垢等异物，无需用户的操作，从而自动清洁该清洁区域。

这种机器人清洁器具有距离感测器或摄像单元，以清洁该清洁区域，同时确认是否有障碍位于前方、或者确认从其自身到设备或例如安装于墙壁等固定物的距离，从而进行移动以避免碰撞或阻塞。

如上所述的机器人清洁器具有安装在清洁器主体底部的左驱动轮、右驱动轮和驱动轮。轮与驱动电动机分别连接并由驱动电动机驱动。在控制单元的控制下对驱动电动机进行驱动，从而清洁器主体可以改变其行进方向。

此外，在清洁器主体的底部有吸入口。吸入口从待清洁的表面清除异物，如灰尘、污垢等。由安装于清洁器主体内的吸气电动机来提供施加于吸入口的吸力。吸入口与在清洁器主体内形成的分离的灰尘收集室连接。因此，将吸入空气中包含的异物收集到灰尘收集室中，然后从灰尘收集室中移除。如上所述的机器人清洁器在沿预先编程的工作路径行进时对清洁区域进行清洁，或者感测待清洁表面上形成的行进图案，并沿所感测到的行进图案行进。如上所述，当机器人清洁器在自动行进中执行清洁操作时，控制单元检查电池中剩余的电荷量，并确认所检查到的电荷量是否足够。如果确定电池应当充电，则机器人清洁器与位于预定位置的充电站进行通信，以搜索充电站的位置，并向搜索到的位置移动。即，例如，控制单元在向充电站发送和从其接收信号时，搜索充电站的位置，并驱动驱动电动机，以将清洁器主体向充电站移动。机器人清洁器上形成的连接端子与充电站上形成的充电端子连接。当连接端子和充电端子如上所述彼此连接时，控制单元执行充电模式，直至电池完全充电为止。此时，机器人清洁器待机，同时停止其它模式，如清洁模式、轮驱动模式等。

此外，在韩国专利No.635828中公开的机器人清洁器具有以下功能：用“部分区域”或“整个房屋”对清洁区域进行设置，然后根据所设置的区域来执行清洁操作。在这种情况下，机器人清洁器检测在房间之间形成边界的门槛的高度，以便越过门槛、或不越过门槛而继续向前移动。

然而，通常在将门槛高度值设置为标准高度值(20mm)之后，再从仓库递送机器人清洁器。因此，如果由于用户的房屋结构，用户房屋的门槛高度具有与在机器人清洁器中设置的标准高度值不同的值(例如，30mm)，在将清洁区域设置为“整个房屋”的情况下，当机器人清洁器遇到门槛时，它不会将检测到的门槛确定为门槛，而作为峭壁之类。结果，由于机器人清洁器不会越过门槛，导致问题发生，从而无法根据设置区域顺利地执行该清洁操作。

发明内容

本公开的方案至少针对以上问题和/或缺点，并至少提供以下述优点。由此，本公开的方案是提供一种机器人清洁器系统及其控制方法，使机器人清洁器能够顺利越过门槛，无论门槛高度是否会由于多种房屋结构而发生变化。

根据本公开典型实施例的方案，提供了一种机器人清洁器系统的控制方法，包括：设置门槛高度值，将设置的门槛高度值存储在机器人清洁器的存储器中，将在机器人清洁器行进过程中检测到的门槛高度值与存储的门槛高度值相比较，并沿与比较结果相对应的方向移动机器人清洁器。

优选地但非必要地，所述移动包括：在检测到的门槛高度值等于或小于存储的门槛高度值时，使机器人清洁器行进以越过门槛；以及在检测到的门槛高度值大于存储的门槛高度值时，使机器人清洁器在后退和旋转之后再行进。

所述设置可以包括：通过在用于对机器人清洁器充电的充电站上安装的设置开关，设置门槛高度值。在这种情况下，所述存储可以包括：在机器人清洁器处于充电模式时，将在充电站处设置的门槛高度值传输至机器人清洁器；将传输的门槛高度值与先前存储在机器人清洁器存储器中的门槛高度值相比较；以及用传输的门槛高度值替换先前存储的门槛高度值，并在传输的门槛高度值与先前存储的门槛高度值彼此不一致时，存储传输的门槛高度值。

所述设置可以包括：通过安装在机器人清洁器上的设置开关，设置门槛高度值。

根据本公开典型实施例的另一方案，提供了一种机器人清洁器系统，包括：机器人清洁器，其在沿待清洁的表面自动地四处行进时执行清洁操作；以及充电站，其可与机器人清洁器连接，以对安装在机器人清洁器中的充电电池进行充电。充电站包括设置开关，用于选择性地设置门槛高度值。机器人清洁器的控制单元从充电站接收在充电站处设置的门槛高度值，将接收到的门槛高度值存储在存储器中，将在机器人清洁器行进过程中由机器人清洁器的高度感测器检测到的门槛高度值与存储在存储器中的门槛高度值相比较，在检测到的门槛高度值等于并小于存储的门槛高度值时，控制机器人清洁器越过门槛并同时行进，而在检测到的门槛高度值大于存储的门槛高度值时，控制机器人清洁器在后退和旋转之后行进。

设置开关可以使用双列直插封装式(DIP)开关和旋转式开关。

根据本公开典型实施例的另一方案，提供了一种机器人清洁器系统，包括：机器人清洁器，其在沿待清洁的表面自动地四处行进时执行清洁操作；以及充电站，其可与机器人清洁器连接，以对安装在机器人清洁器中的充电电池进行充电。该机器人清洁器包括设置开关，用于选择性地设置门槛高度值。机器人清洁器的控制单元将通过设置开关设置的门槛高度值存储在存储器中，将在行进时由机器人清洁器的高度感测器检测到的门槛高度值与存储在存储器中的门槛高度值进行比较，在检测到的门槛高度值等于并小于存储的门槛高度值时，控制机器人清洁器越过门槛并同时行进，而在检测到的门槛高度值大于存储的门槛高度值时，控制机器人清洁器在后退和旋转之后行进。

在这种情况下，设置开关可以使用双列直插封装式(DIP)开关和旋转式开关。

附图说明

通过参照附图详细描述典型实施例，本公开的以上方案和其它特征将更加明显，附图中：

图1是例示了根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统的示意框图；

图2是例示了正要越过门槛的机器人清洁器的示意图；

图3是例示了根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统的机器人清洁器充电或行进时的控制过程的流程图；

图4是例示了根据本公开第二典型实施例的机器人清洁器系统的示意框图；以及

图5是例示了根据本公开第二典型实施例的机器人清洁器系统的机器人清洁器充电或行进时的控制过程的流程图。

在全部附图中，相同的绘图参考数字应理解为表示相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述根据本公开典型实施例的机器人清洁器系统及其控制方法。图1是例示了根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统的示意框图，图2是例示了正要越过门槛的机器人清洁器的示意图。

首先，参照图1对根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统的机器人清洁器10和充电站20进行如下说明。

机器人清洁器10具有连接端子11，所述连接端子11与充电站20的充电端子(未示出)相对应。配置连接端子11，从而使一对连接端子暴露在外部。此外，机器人清洁器10具有存储器12、充电电池13、高度感测器14、障碍感测器15、灰尘收集驱动单元16、发送和接收单元17、轮驱动单元18和控制单元19。

存储器12通常由只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)构成。存储器12存储在控制单元30自动控制机器人清洁器10时所需的多种数据，例如，清洁时间、清洁区域、清洁图案等。此外，存储器12存储从充电站20传输来的用户房屋门槛的高度值。由于高度值可以改变，所以优选存储在RAM中。

向提供驱动电功率的充电电池13充以特定量的电荷。因此，控制单元19在必要时检测充电电池13中的剩余电量，决定是否应当对充电电池13充电，然后控制机器人清洁器10执行预定充电模式。

如图2所示，高度感测器14安装在机器人清洁器10的前底部以面对待清洁的表面30。高度感测器14测量与待清洁表面30的距离。此外，高度感测器14可以检测在待清洁表面30上形成的特定标记。因此，高度感测器14用于确认清洁区域或行进路径。可以使用光发射和接收感测器作为这种高度感测器14。

障碍感测器15安装在机器人清洁器10的侧面，更优选地，安装在放置连接端子11的机器人清洁器10的前部。障碍感测器15用于检测位于行进方向或机器人清洁器10前方的障碍或墙，以及检测与障碍或墙的距离。可以使用光发射和接收感测器作为这种障碍感测器15。

上述由感测器14和15感测到的信号传输至控制单元19。控制单元19通过将传输的信号与存储在存储器12中的参考数据相比较，获得与机器人清洁器10的状态、位置等有关的信息，并通过使用获得的信息来控制机器人清洁器10。

灰尘收集驱动单元16提供对清洁区域内的待清洁表面30进行清洁的吸力。灰尘收集驱动单元16可以包括灰尘收集电动机。

发送和接收单元17用于通过与安装在充电站20中的发送和接收单元(未示出)进行通信来搜索充电位置。此外，发送和接收单元17用于向由用户操作的遥控器发送信号并从其接收信号。由此，可以对机器人清洁器10进行遥控。

在控制单元19的控制下驱动轮驱动单元18，所述轮驱动单元18选择性地驱动安装在机器人清洁器10底部的左和右驱动轮10a。轮驱动单元18可以由分别与左和右驱动轮10a连接的步进电动机构成。图2的参考数字10b表示辅助轮，不向该辅助轮传送驱动力。

除了如上所述的充电端子以及发送和接收单元之外，充电站20还具有设置开关21，所述设置开关21可以通过用户输入来选择性地设置门槛高度值。设置开关21可以是双直插封装式(DIP)开关。用户可以通过对DIP开关上形成的多个操作末端进行组合，设置多种门槛高度值(例如，10mm、20mm、25mm、30mm等)。可选地，为了更加精细和容易地设置门槛高度值，可以采用通过旋转改变电路连接的旋转式开关。因此，如果在产品递送时已在机器人清洁器10的存储器21中将门槛高度值存储为20mm，而用户房屋的门槛高度值是25mm，则用户可以通过使用设置开关21，再次根据房屋门槛高度值来自由地设置门槛高度值。此外，如果用户搬入其中门槛具有不同高度值的新房中，则他或她可以通过使用设置开关21再次根据房屋门槛高度值来简单地设置门槛高度值。由此，机器人清洁器10可以四处行进，同时顺利地越过门槛31。

以下参照图3对上述根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统的控制方法进行说明。图3是例示了根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统的机器人清洁器充电或行进时的控制过程的流程图。

首先，用户将机器人清洁器10与充电站20停靠在一起，从而使其与充电站20电连接，然后通过操作充电站20的设置开关21来设置门槛高度值(S1)。将如上所述设置的门槛高度值传输至机器人清洁器10的存储器12(S2)。接下来，控制单元19将设置的门槛高度值与先前存储在机器人清洁器10的存储器12中的门槛高度值进行比较(S3)。如果先前存储的门槛高度值与设置的门槛高度值彼此不一致，则控制单元19从存储器12中删除先前存储的门槛高度值，然后将设置的门槛高度值存储在存储器12中(S4)。

另一方面，如果机器人清洁器10处于充电模式(S5)，则机器人清洁器10对充电电池13充电(S6)。在完成充电电池13的充电之后，机器人清洁器10改变到行进模式，从而离开充电站20，并在沿待清洁的表面行进时执行清洁操作(S7)。在行进中，如果机器人清洁器10遇到门槛31，则继续移动直至将其前部放在门槛31上。然后，控制单元19将高度感测器14连续检测到的来自待清洁表面30的高度与存储在存储器12中的门槛高度值进行比较(S8)，并根据比较结果来控制机器人清洁器10执行不同的操作。即，如果由高度感测器14检测到的、门槛31上的高度感测器14与待清洁表面30之间的距离h(见图2)等于或小于存储在存储器12中的门槛高度值，则控制单元19确定机器人清洁器10越过门槛31，并控制轮驱动单元18向前驱动，从而机器人清洁器10继续沿前进方向移动，完全越过门槛31(S9)。相反，如果距离h超过存储在存储器12中的门槛高度值，则控制单元19确定机器人清洁器10处于峭壁处，并控制轮驱动单元18向后驱动，以使机器人清洁器10沿与前进方向相反的方向移动，然后控制轮驱动单元18，以使机器人清洁器10在旋转特定角度之后行进(S10)。

当机器人清洁器10在沿待清洁表面行进时执行清洁操作时，控制单元19测量电荷量，即，预定时间段内充电电池13的电压，作为测量结果，如果检测到应该对充电电池13充电的预定电压，则控制机器人清洁器10返回充电站20，并对充电电池13充电(S6)。

因此，机器人清洁器10可以四处行进，同时顺利地越过门槛31，如果遇到峭壁，则改变行进方向，从而防止其跌落峭壁并毁坏。

图4是例示了根据本公开第二典型实施例的机器人清洁器系统的示意框图。

根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统配置为将设置开关安装在充电站20上。然而，如图4所示，根据本公开第二典型实施例的机器人清洁器系统配置将设置开关安装在机器人清洁器10上。由于除设置开关21之外，第二典型实施例机器人清洁器系统的构造与第一典型实施例机器人清洁器系统的构造相同，所以为清楚和简明，省略其详细描述。

在第二典型实施例的机器人清洁器系统中，由于设置开关21直接安装在机器人清洁器10上，所以如果通过设置开关21设置门槛高度值，则设置的门槛高度值直接存储在机器人清洁器10的存储器12中。在这种情况下，如果存储器12中存在先前存储的门槛高度值，则将它删除，并将通过设置开关21最新设置的门槛高度值作为替代存储。此时，可以省略将最新设置的门槛高度值与先前存储的门槛高度值进行比较的过程。

以下参照图5，对上述根据本公开第二典型实施例的机器人清洁器系统的控制方法进行说明。图5是例示了根据本公开第二典型实施例的机器人清洁器系统的机器人清洁器充电或行进时的控制过程的流程图。

用户通过操作设置开关21，设置门槛高度值(S21)。如上所述设置的门槛高度值直接传输至存储器12，并在删除先前存储在存储器12中的门槛高度值之后，将设置的门槛高度值存储在存储器12中(S22)。

以与根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统中相同的方式来执行操作S23～S29，即从确定充电模式的步骤至检测到充电请求(即，应该对充电电池13充电的预定电压)的步骤。为清楚和简明，将省略对以上操作的详细描述。

因此，与在充电站20处设置门槛高度值的根据本公开第一典型实施例的机器人清洁器系统不同，根据本公开第二典型实施例的机器人清洁器系统可以直接向机器人清洁器10设置门槛高度值，从而使系统易于使用并因而改善了其便捷性。

从以上描述中显而易见，根据本公开的典型实施例，机器人清洁器系统及其控制方法允许用户通过设置开关来容易地设置她或他房屋门槛的高度值。因此，根据本公开典型实施例的机器人清洁器系统及其控制方法的有利之处在于，即使在根据用户的房屋结构而具有不同门槛高度的环境下，机器人清洁器仍可以自由地越过门槛以在房间之间顺利移动。

虽然示出并描述了本公开的典型实施例以举例说明本公开的原理，但是本公开并不限于这些特定的典型实施例。应该理解，在不背离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以作出多种修改和改变。因此，应当认为这些修改、改变及其等同物全部包括在本公开的范围之内。

Claims (9)

1.一种控制机器人清洁器的方法，包括：

设置第一门槛高度值；

将所述第一门槛高度值存储在机器人清洁器的存储器中；

将在机器人清洁器行进过程中检测到的第二门槛高度值与所述第一门槛高度值相比较；以及

沿与比较结果相对应的方向，移动机器人清洁器。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述移动步骤包括：

当所述第二门槛高度值等于或小于所述第一门槛高度值时，使机器人清洁器行进以越过门槛；

当所述第二门槛高度值大于所述第一门槛高度值时，使机器人清洁器后退并旋转；以及

使机器人清洁器行进。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述设置步骤包括：通过安装在用于对机器人清洁器充电的充电站上的设置开关，设置所述第一门槛高度值。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述存储步骤包括：

传输所述第一门槛高度值；

将所述第一门槛高度值与先前存储在机器人清洁器存储器中的第三门槛高度值相比较；

用所述第一门槛高度值替换所述第三门槛高度值；以及

当所述第一门槛高度值与所述第三门槛高度值彼此不一致时，存储所述第一门槛高度值。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述设置步骤包括：通过安装在机器人清洁器上的设置开关，设置第一门槛高度值。

6.一种机器人清洁器系统，包括：

机器人清洁器，其在沿待清洁的表面自动行进时执行清洁操作；以及

充电站，其可与机器人清洁器连接，以对安装在机器人清洁器中的充电电池进行充电；

其中，所述充电站包括：设置开关，用于选择性地设置第一门槛高度值；

所述机器人清洁器包括：用于接收所述第一门槛高度值的控制单元；用于将所述第一门槛高度值存储在存储器中的控制单元；用于将在行进时由机器人清洁器的高度感测器检测到的第二门槛高度值与所述第一门槛高度值相比较的控制单元；用于在所述第二门槛高度值等于或小于所述第一门槛高度值时控制机器人清洁器行进并同时越过门槛的控制单元；以及用于在所述第二门槛高度值超过所述第一门槛高度值时控制机器人清洁器在后退和旋转之后行进的控制单元。

7.如权利要求6所述的机器人清洁器系统，其中所述设置开关包括双列直插封装式开关和旋转式开关之一。

8.一种机器人清洁器系统，包括：

机器人清洁器，用于在沿待清洁的表面自动行进时执行清洁操作；以及

充电站，其可与机器人清洁器连接，以对安装在机器人清洁器中的充电电池进行充电；

其中，所述机器人清洁器包括：设置开关，用于选择性地设置门槛高度值；

所述机器人清洁器包括：用于存储设置的第一门槛高度值的控制单元；用于将在行进时由机器人清洁器的高度感测器检测到的第二门槛高度值与所述第一门槛高度值相比较的控制单元；用于在所述第二门槛高度值等于或小于所述第一门槛高度值时控制机器人清洁器行进并同时越过门槛的控制单元；以及用于在所述第二门槛高度值超过所述第一门槛高度值时控制机器人清洁器在后退和旋转之后行进的控制单元。

9.如权利要求8所述的机器人清洁器系统，其中，所述设置开关包括双列直插封装式开关和旋转式开关之一。

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