CN101313829A - 清洁机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清洁机器人，该改进的清洁机器人使用简单的结构感测障碍物。所述清洁机器人包括：机器人主体，包括用于驱动清洁机器人的驱动单元以及用于去除灰尘的清洁单元；缓冲器单元，可动地安装在机器人主体中，用于保护机器人主体以避免由于与障碍物的碰撞而被损坏；传感器单元，在多个方向上可运动地支撑缓冲器单元，以感测缓冲器单元和障碍物的碰撞；控制单元，基于由传感器单元感测到的信号控制驱动单元以避开障碍物。

Description

清洁机器人
技术领域
与本公开一致的设备涉及一种清洁机器人。
背景技术
清洁机器人在没有用户操纵的情况下自动地行进并清洁某区域。
清洁机器人包括：主体；清洁单元，设置在机器人主体中并吸入灰尘；驱动单元，驱动机器人主体；缓冲器单元，保护机器人主体；控制单元，控制机器人主体的驱动。与普通的真空吸尘器一样，清洁单元包括吸入刷、具有过滤器的灰尘收集容器以及吸风电机。
缓冲器单元形成机器人主体的外表面，感测缓冲器单元与障碍物的碰撞的多个障碍物传感器设置在缓冲器单元的内部。所述多个障碍物传感器被设置为接点传感器，所述多个障碍物传感器单独操作以从多个方向感测与障碍物的碰撞。因此，机器人的结构变得非常复杂并且机器人的制造成本变得更高。
缓冲器单元被安装为从机器人主体突出以保护机器人主体。这种突出使清洁机器人看起来不美观，并且当清洁机器人与障碍物碰撞时会导致缓冲器单元被损坏。
发明内容
本公开的示例性实施例解决了至少上述问题和/或缺点以及上面未描述的其它缺点。此外，本公开不需要克服上述缺点，并且本公开的示例性实施例可能不克服上述问题中的任何一个。
本公开提供一种使用简单的结构来感测障碍物的改进的清洁机器人。
本公开的一个示例性实施例的清洁机器人包括：机器人主体，具有用于驱动清洁机器人的驱动单元以及用于去除灰尘的清洁单元；缓冲器单元，可动地安装在机器人主体中，用于保护机器人主体以避免由于与障碍物的碰撞而被损坏；传感器单元，在多个方向上可运动地支撑缓冲器单元，以感测缓冲器单元和障碍物的碰撞；控制单元，基于由传感器单元感测到的信号控制驱动单元以避开障碍物。
所述传感器单元可包括：支撑构件，在多个方向上可运动地支撑缓冲器单元；传感器，感测支撑构件的运动。
所述支撑构件可在多个方向上可运动地大致支撑缓冲器单元的中部。
所述传感器单元可包括通过缓冲器单元被操作的操纵杆型传感器。
所述缓冲器单元可包括：缓冲构件，安装在机器人主体中；保护构件，由弹性材料制成并围绕缓冲构件的外部。
所述缓冲器单元可安装在机器人主体中以突出到机器人主体的外部。
所述缓冲器单元能够基于支撑构件在清洁位置和与障碍物碰撞的位置之间运动。
支撑构件的一端可支撑缓冲构件，支撑构件的另一端被可旋转地插入到被设置在机器人主体中的支撑构件支座中。
所述清洁机器人还可包括行进传感器，该传感器在清洁机器人的行进路径上感测机器人主体的行进距离和障碍物。
所述控制单元可基于由传感器单元感测到的信号控制清洁单元。
根据本公开的另一示例性方面，提供一种清洁机器人，包括：机器人主体，具有能够驱动清洁机器人的驱动单元以及能够去除灰尘的清洁单元；缓冲器单元，被可动地安装在机器人主体中，并能够保护机器人主体以避免由于与障碍物的碰撞而被损坏。
所述缓冲器单元可包括：缓冲构件，安装在机器人主体中；保护构件，由弹性材料制成并围绕缓冲构件的外部。
所述缓冲器单元可安装在机器人主体中，以突出到从机器人主体的外部。
所述清洁机器人还可包括支撑构件，该支撑构件大致支撑缓冲器单元的中部，以使其相对于机器人主体在多个方向上可运动。
所述缓冲器单元能够基于支撑构件在清洁位置和与障碍物碰撞的位置之间运动。
感测缓冲器单元的运动的传感器可被安装在支撑构件中。
附图说明
通过参照附图对本公开的特定示例性实施例进行的描述，本公开的上述和/或其它方面将会更加清楚，其中：
图1是根据本公开的示例性实施例的清洁机器人的示意性透视图；
图2是沿着图1中的线II-II截取的剖视图；
图3是图2的区域A的剖视图；
图4A至图5B是示出缓冲器单元的运动的示意性视图。
具体实施方式
现在将参照附图更加详细地描述本公开的特定示例性实施例。
在下面的描述中，即使在不同的附图中，相同的附图标号也用于相同的元件。提供在说明书中限定的内容，例如详细的构造和元件以帮助全面理解本公开。因此，明显的是，可在没有这种具体限定的内容的情况下实施本公开。此外，不对公知的功能或构造进行详细描述，因为这些公知的功能或构造可能会因不必要的细节而使本公开不清楚。
参照图1和图2，根据本公开的示例性实施例的清洁机器人包括机器人主体10、缓冲器单元20、传感器单元30和控制单元40。
机器人主体10包括用于驱动清洁机器人的驱动单元11以及用于去除灰尘的清洁单元12。
驱动单元11包括驱动电机(未显示)和由驱动力驱动的驱动轮。
清洁单元12包括刷构件(未显示)，该刷构件通过从吸风电机(未显示)产生的吸力而旋转，并安装在吸入口中，以从被清洁表面清洁灰尘。通过吸入口吸入的灰尘在被灰尘分离过滤器分离之后被灰尘收集装置(未显示)收集。
清洁单元12的上述结构与通常的清洁机器人的结构类似，因此为了简洁起见，将省略关于所述结构的详细描述和附图。
行进传感器904围绕机器人主体10的侧面设置。行进传感器904能够将信号发射到外部；能够接收被反射的信号；能够检测清洁机器人1的行进距离；并能够感测清洁机器人1的路径中的障碍物。可安装电池(未显示)以使机器人主体10行进。
缓冲器单元20被安装在机器人主体10中，以保护机器人主体10以避免由于与意外的障碍物碰撞而损坏。即，缓冲器单元20缓冲与意外的障碍物的碰撞而引起的冲击，从而防止机器人主体10损坏。
缓冲器单元20被设计成相对于机器人主体10的行进方向覆盖机器人主体10的前表面和部分侧表面。即，如果机器人主体10基本上是圆板形形状，如图1所示，则缓冲器单元20基本具有半圆环形形状。
缓冲器单元20包括：缓冲构件21，由机器人主体10支撑；保护构件22，保护缓冲构件21。
缓冲构件21被可动地支撑在机器人主体10的适当位置，以当缓冲构件21与障碍物P碰撞时能够运动，如图4A至图5B所示。保护构件22被形成为覆盖缓冲构件21。
考虑到机器人主体10的外观，保护构件22被形成为不从机器人主体10的未设置有缓冲器单元20的后表面和后部侧表面突出。即，缓冲器单元20被插入机器人主体10预定深度，以形成清洁机器人的平滑的外表面。
缓冲构件21由耐冲击的材料制成。一种这样的材料是耐冲击塑料。保护构件22可由在外力(例如冲击)作用下能够变形的弹性材料制成，以保护设置于其中的缓冲构件21。一种这样的材料是橡胶。然而，缓冲构件21的材料和保护构件22的材料不应当限于上述示例。
上述构造的缓冲器单元20可减轻由清洁机器人1与障碍物P的突然碰撞而引起的冲击。因此，机器人主体10可被安全地保护。弹性材料(例如，橡胶)的保护构件22被设置为使得保护构件22防止缓冲构件21被冲击损坏。
传感器单元30通过检测缓冲器单元20的运动来感测缓冲器单元20是否与障碍物碰撞。传感器单元30在清洁机器人1行进的同时感测缓冲器单元20是否与未被行进传感器904检测到的障碍物P碰撞。传感器单元30包括支撑构件31和传感器32，如图2和图3所示。
支撑构件31支撑缓冲构件21以沿着多个方向运动。即，支撑构件31可动地大致支撑缓冲构件21的中部。缓冲构件21基于支撑构件31而运动。
参照图3，机器人主体10被可动地安装在支撑构件31的第一端，支撑构件31的第二端被插入支撑构件支座31a内，该支撑构件支座31a设置在机器人主体10中。支撑构件31的第二端具有球形，从而支撑构件31可基于被插入支撑构件支座31a中的支撑构件31的第二端而多方向地旋转。
缓冲构件21能够在清洁位置(假设当清洁机器人1在清洁表面时)和碰撞位置(假设当清洁机器人1已经与障碍物碰撞)之间运动，缓冲构件21通过与障碍物碰撞而在所述碰撞位置从所述清洁位置脱离。
传感器32感测支撑构件31的运动。支撑构件31和传感器32被设置为通过缓冲构件21的运动而被操作的操纵杆型传感器。
控制单元40基于传感器单元30感测到的信号控制驱动单元11。即，如果传感器单元30在清洁位置感测缓冲器单元20，则控制单元40基于感测到的信号控制驱动单元11，使得机器人主体10沿着被清洁的表面的预定路径进行清洁。
如果传感器单元30感测到缓冲构件21通过缓冲构件21和障碍物的碰撞而运动到碰撞位置，则控制单元40基于感测到的信号控制驱动单元11，以使机器人主体10避免与障碍物碰撞。
如果确定通过控制单元40使机器人主体10避开了障碍物，则机器人主体10通过沿着预定的路径行进进行清洁。图1是清洁机器人1的示意性透视图。清洁机器人1设置有机器人主体10和缓冲器单元20。
参照图1至图3，机器人主体10通过沿着预定路径行进，从而在机器人主体10未与障碍物碰撞的清洁位置从正被清洁的表面上清洁灰尘。
参照图4A至图5B，在机器人主体10行进的同时，如果机器人主体10与未被行进传感器904感测到的意外的障碍物P碰撞，则缓冲构件21基于支撑构件31从清洁位置运动到碰撞位置。
具体地讲，如果障碍物P与机器人主体10的前表面的上部碰撞，则缓冲构件21从清洁位置运动，并沿着支撑构件31沿着B方向改变到碰撞位置，如图4A所示。
如果障碍物P在低于传感器单元30被设置的位置的部分与机器人主体10碰撞，则缓冲器构件21在清洁构件上基于支撑构件31沿着C方向旋转，并运动到碰撞位置。因此，缓冲构件21的相对的端部被提升到上部。
如果障碍物P基于传感器单元30与缓冲构件21的右侧碰撞，如图5A所示，则缓冲构件21从清洁位置运动，并且基于支撑构件31，缓冲构件21的右侧沿着方向D1旋转，缓冲构件21的左侧沿着方向D2旋转。
如果障碍物P基于传感器单元30与缓冲构件21的左侧碰撞，如图5B所示，则基于支撑构件31，缓冲构件21的左侧沿着方向E1旋转，缓冲构件21的右侧沿着方向E2旋转。
如果障碍物P在上述各个位置与缓冲构件21碰撞，则缓冲构件21基于支撑构件31运动，使得支撑构件31与缓冲构件21相关联地运动。因此，传感器32感测支撑构件31的运动，从而可感测到障碍物P是否碰撞到缓冲构件21及出现碰撞的位置。
传感器32的感测信息被提供给控制单元40，并且控制单元40使用感测信息控制驱动单元11。如果缓冲构件21和障碍物P的碰撞信息被传送到控制单元40，则控制单元40控制驱动单元11的驱动方向，以使机器人主体10及其相关联的结构从与障碍物P碰撞的位置运动。
如果障碍物P的碰撞信息被传送到控制单元40，那么控制单元40不仅控制驱动单元11，而且还控制清洁单元12，从而清洁操作可停止，直到机器人主体10避开障碍物P为止。
如果机器人主体10通过控制单元40避开障碍物P，并且缓冲构件21处于清洁位置，则在机器人主体10沿着预定路径行进的同时，控制单元40指示重新进行清洁。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，当障碍物和缓冲器单元20互相碰撞时，操纵杆型的传感器单元30感测缓冲构件21的运动。因此，具有简单结构的机器人主体10可感测并控制与障碍物P的碰撞，而不需要复杂的控制结构。因此，制造清洁机器人1的成本更低。
因为缓冲器单元20被构造成具有平滑的表面，因此清洁机器人1的外观被改善。另外，可设置用于保护缓冲器单元20中的缓冲构件21的弹性材料保护构件，从而可防止由于与障碍物碰撞而损坏。
前述实施例和优点仅是示例性的，并不应被理解为限制本公开。本教导可容易地应用于其它类型的设备。此外，本公开的示例性实施例的描述是解释性的，并不限制权利要求的范围，许多的替换、修改和变化对于本领域技术人员来说是明显的。
本申请要求于2007年5月31日提交到韩国知识产权局的第10-2007-0053270号韩国专利申请的优先权，通过引用将该申请公开的全部内容包含于此。

Claims (16)

1、一种清洁机器人，包括：
机器人主体，包括用于驱动清洁机器人的驱动单元以及用于去除灰尘的清洁单元；
缓冲器单元，可动地安装在机器人主体中，用于保护机器人主体以避免由于与障碍物的碰撞而被损坏；
传感器单元，在多个方向上可运动地支撑缓冲器单元，以感测缓冲器单元和障碍物的碰撞；
控制单元，基于由传感器单元感测到的信号控制驱动单元避开障碍物。
2、如权利要求1所述的清洁机器人，其中，传感器单元包括：
支撑构件，在多个方向上可运动地支撑缓冲器单元；
传感器，感测支撑构件的运动。
3、如权利要求2所述的清洁机器人，其中，支撑构件在多个方向上可运动地大致支撑缓冲器单元的中部。
4、如权利要求1所述的清洁机器人，其中，传感器单元包括通过缓冲器单元被操作的操纵杆型传感器。
5、如权利要求4所述的清洁机器人，其中，缓冲器单元包括：
缓冲构件，安装在机器人主体中；
保护构件，由弹性材料制成并围绕缓冲构件的外部。
6、如权利要求5所述的清洁机器人，其中，缓冲器单元安装在机器人主体中并从其突出。
7、如权利要求5所述的清洁机器人，其中，当缓冲器单元与障碍物碰撞时，缓冲器单元能够在第一位置和第二位置之间绕着支撑构件运动。
8、如权利要求7所述的清洁机器人，其中，支撑构件具有支撑缓冲构件的第一端以及被可旋转地插入到支撑构件支座中的第二端，所述支撑构件支座被设置在机器人主体中。
9、如权利要求1所述的清洁机器人，还包括行进传感器，该行进传感器在清洁机器人的行进路径上感测机器人主体的行进距离和障碍物。
10、如权利要求1所述的清洁机器人，其中，控制单元基于由传感器单元感测到的信号控制清洁单元。
11、一种清洁机器人，包括：
机器人主体，包括能够驱动清洁机器人的驱动单元以及能够去除灰尘的清洁单元；
缓冲器单元，被可动地安装在机器人主体中，并能够保护机器人主体以避免由于与障碍物的碰撞而被损坏。
12、如权利要求11所述的清洁机器人，其中，缓冲器单元包括：
缓冲构件，安装在机器人主体中；
保护构件，由弹性材料制成并围绕缓冲构件的外部。
13、如权利要求12所述的清洁机器人，其中，缓冲器单元安装在机器人主体中，并且，其中缓冲器单元从机器人主体的外表面突出。
14、如权利要求12所述的清洁机器人，还包括支撑构件，该支撑构件大致支撑缓冲器单元的中部，以使其相对于机器人主体在多个方向上运动。
15、如权利要求14所述的清洁机器人，其中，缓冲器单元能够基于支撑构件在清洁位置和与障碍物碰撞的位置之间运动。
16、如权利要求14所述的清洁机器人，还包括传感器，该传感器能够感测被安装在支撑构件中的缓冲器单元的运动。
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