CN102012705A - 自动清洁装置及其充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种自动清洁装置及其充电方法。自动清洁装置包括机体、驱动机构、导电部、第一光传感器、第二光传感器及控制单元。导电部用以接触充电座以进行充电。第一光传感器及第二光传感器对称地设于机体。第一光传感器及第二光传感器分别用以接收充电座所发射的信号，以取得第一信号强度及第二信号强度。控制单元用以依据第一信号强度及第二信号强度判断行进方向是否朝向充电座。驱动机构用以驱动机体朝向行进方向移动。当行进方向未朝向充电座时，控制单元控制驱动机构驱动机体使行进方向朝向充电座。

Description

自动清洁装置及其充电方法

技术领域

本发明是有关于一种自动清洁装置及其充电方法，且特别是有关于一种可自动引导充电的自动清洁装置及其充电方法。

背景技术

自动清洁装置在电量不足时，会启动引导功能自动回到充电座充电。一般而言，充电座发射红外线信号，经由自动清洁装置的红外线感知器接收并判断出充电座的方位后，朝向充电座的方向行进。

然而，当自动清洁装置往充电座的方向前进的过程中，若离开充电座所发射的红外线信号范围时，自动清洁装置无法立即判断出下一步该往那个方向行进，只能原地转动以尝试进入充电座所发射的红外线信号范围内。这样反复的检测下，耗费了使用者不少宝贵的时间及自动清洁装置的电力。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动清洁装置，通过二个对称于导电部方向设置的光传感器，可明确地判断出充电座的方位，以准确地朝向充电座的方位前进。如此，自动清洁装置可快速地到达充电座并与充电座电性连接以进行充电，节省使用者不少宝贵的时间及自动清洁装置的电力。

根据本发明的一方面，提出一种自动清洁装置。自动清洁装置选择性地与充电座电性连接以进行充电。充电座具有光发射器与充电部。自动清洁装置包括机体、驱动机构、导电部、第一光传感器、第二光传感器及控制单元。驱动机构用以驱动机体朝向行进方向移动。导电部用以接触充电部以进行充电。第一光传感器及第二光传感器对称地设于机体。第一光传感器及第二光传感器分别接收光发射器所发射的信号，以取得第一信号强度及第二信号强度。控制单元电性连接于驱动机构、第一光传感器及第二光传感器。控制单元将第一信号强度减去第二信号强度成为第一参考信号且还据以判断机体的行进方向是否朝向充电部。当行进方向未朝向充电部时，控制单元控制驱动机构驱动机体使行进方向朝向充电部。

根据本发明的另一方面，提出一种充电方法。充电方法用以使自动清洁装置选择性地与充电座电性连接以进行充电。充电座具有光发射器与充电部。充电方法包括以下步骤。接收光发射器所发射的信号，以取得第一信号强度及第二信号强度；将第一信号强度减去第二信号强度而得到第一参考信号；依据第一参考信号，判断自动清洁装置的行进方向是否朝向充电部；若行进方向未朝向充电部时，控制自动清洁装置使行进方向朝向充电部。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为依照本发明较佳实施例的自动清洁装置示意图。

图2所示为第1图中自动清洁装置的功能方块图。

图3所示为依照本发明较佳实施例的充电方法流程图。

图4所示为本实施例的第一、第二及第一参考信号的示意图

图5所示为图1的自动清洁装置的行进方向朝向其它方向的示意图。

图6所示为图5中第一及第二信号强度的示意图。

图7所示为图1的机体的行进方向朝向充电部的示意图。

具体实施方式

以下提出较佳实施例作为本发明的说明，然而实施例所提出的内容，仅为举例说明之用，而绘制的附图为配合说明，并非作为限缩本发明保护范围之用。再者，实施例的图示亦省略不必要的元件，以利清楚显示本发明的技术特点。

请参照图1及图2，图1所示为依照本发明较佳实施例的自动清洁装置示意图，图2所示为图1中自动清洁装置的功能方块图。

如图1所示，自动清洁装置100包括一机体102、一驱动机构104、一导电部106、一第一光传感器108、一第二光传感器110及一控制单元112(示于图2)。其中，第一光传感器108及第二光传感器110例如是红外线传感器。

导电部106设于机体102，用以与充电部126电性连接以进行充电。

驱动机构104包括二驱动轮116及辅助轮118。驱动机构104连接于机体102，以驱动机体102移动，例如是转向或朝向行进方向D1直进。其中，行进方向D1可以是导电部106与充电部126进行充电动作的方向，导电部106可朝向行进方向D1设置。

第一光传感器108及第二光传感器110对称地设于机体102，例如是对称导电部106设于机体102。第一光传感器108位于导电部106的第一侧120，第二光传感器110位于导电部106的第二侧122。其中，第一侧120与第二侧122相对应。

充电座114还包括一光发射器124，例如是红外线发射器，其用以发射红外线信号S。其中，发射方向D2为红外线信号S中强度最强的方向。充电部126可朝向发射方向D2设于充电座114。

如图2所示，控制单元112电性连接于驱动机构104、第一光传感器108、第二光传感器110及导电部106。第一光传感器108及第二光传感器110接收光发射器124所发射的信号，控制单元112可据以判断出充电座114的方位。然后，控制单元112还可控制机体102转向使机体102的行进方向朝向充电座114或继续前进，使导电部106正确且迅速地与充电部126电性连接以进行充电。以下说明自动清洁装置100的充电方法。

请参照图3，其所示为依照本发明较佳实施例的充电方法流程图。

于步骤S302中，请同时参照图1，第一光传感器108及第二光传感器110接收红外线信号S，以取得第一信号强度S1及第二信号强度S2。

依据一般红外线信号的特性，红外线信号S中偏离发射方向D2角度愈大的信号，其信号强度愈弱。此外，发射方向D2二侧的信号强度实质上对称于发射方向D2。在此特性下，由于图1中的第一信号强度S1与发射方向D2间的夹角A1小于第二信号强度S2与发射方向D2间的夹角A2，故第一信号强度S1的强度值大于第二信号强度S2的强度值。

然后，于步骤S304中，控制单元112将第一信号强度S1减去第二信号强度S2成为一第一参考信号S3，如图4所示，其所示为本实施例的第一、第二信号强度及第一参考信号的示意图。

然后，于步骤S306中，控制单元112依据第一参考信号S3，判断机体102的行进方向D1是否朝向充电座114的充电部126。若否，则进入步骤S308；若是，则进入步骤S310。

举例来说，如图4所示，第一信号强度S1的相位及第二信号强度S2的相位相同。当第一信号强度S1大于第二信号强度S2，即自动清洁装置100与充电座114的相对方位如图1所示时，第一参考信号S3的强度值大于零且第一参考信号S3的相位与第一信号强度S1的相位相同。因此，控制单元112可依据第一参考信号S3，明确地判断出行进方向D1与充电座114的相对方位。

然后，于步骤S308中，若机体102的行进方向D1未朝向充电座114的充电部126，则控制单元112可控制驱动机构104驱动机体102往行进方向S1的第一侧120的方向转动，即往图1所示的转动方向D3转动，以使行进方向D1朝向充电部126。

此外，若第一信号强度S1及第二信号强度S2的强度值相差愈大，表示自动清洁装置100的行进方向D1偏离充电部126的角度愈大，即图1的行进方向D1会更往顺时针的方向偏离发射方向D2。此时，第一信号强度S1减去第二信号强度S2所得到的第一参考信号S3的强度值亦会愈强。因此，控制单元112可控制驱动机构104驱动机体102往行进方向D1的第一侧120转动的速度愈快。

此外，控制单元112可将第一信号强度S1与第二信号强度S2相加成为第二参考信号(未示出)，并依据第二参考信号可判断出自动清洁装置100相距充电座114的距离。进一步地说，当第二参考信号的强度值愈弱时，表示自动清洁装置100相距充电座114的距离愈远。因此，控制单元112可控制驱动机构104驱动机体102，使行进方向D1朝向充电部126的速度愈快。

综上所述，本实施例的自动清洁装置100可明确判断出充电座114的充电部126的方位，并据以调整行进方向及速度，使行进方向D1准确且快速地朝向充电部126，加速完成导电部106与充电部126之间的电性连接以进行充电。如此，可节省使用者宝贵的时间及自动清洁装置100的电力。

请参照图5，其所示为图1的自动清洁装置的行进方向朝向其它方向的示意图。依据一般红外线信号的特性，图5中的第一信号强度S4与发射方向D2间的夹角A3大于第二信号强度S5与发射方向D2间的夹角A4，故第一信号强度S4的强度值小于第二信号强度S5强度值。

请参照图6，其所示为图5中第一及第二信号强度的示意图。第一信号强度S4的相位及第二信号强度S5的相位相同。当第一信号强度S4小于第二信号强度S5，即当自动清洁装置100与充电座114的相对方位如图5所示时，第一参考信号S6的强度值大于零且第一参考信号S6的相位与第一信号强度S4的相位相异，例如是相差180度。因此，控制单元112可依据第一参考信号S6，明确地判断出行进方向D1与充电座114的相对方位。如此一来，控制单元112可控制驱动机构104驱动机体102往行进方向S1的第二侧122的方向转动，即往图5所示的转动方向D4转动，以使行进方向D1朝向充电部126。

此外，若第一信号强度S4及第二信号强度S5的强度值相差愈大，表示自动清洁装置100的行进方向D1偏离充电部126的角度愈大，即图5的行进方向D1会更往逆时针的方向偏离发射方向D2。第一信号强度S4减去第二信号强度S5所得到的第一参考信号S6的强度值亦会愈强。因此，控制单元112可控制驱动机构104驱动机体102往行进方向D1的第二侧120转动的速度愈快。

此外，控制单元112可将第一信号强度S4与第二信号强度S5相加成为第二参考信号(未示出)，并依据第二参考信号调整自动清洁装置100往充电座114行进的速度。例如，当第二参考信号的强度值愈弱时，控制单元112可控制驱动机构104驱动机体102，使行进方向D1朝向充电部126的速度愈快。

于步骤S310中，若机体102的行进方向D1已朝向充电座114的充电部126，则控制单元112驱动机体102往行进方向D1直进。

举例来说，请参照图7，其所示为图1的机体的行进方向朝向充电部的示意图。由于行进方向D1朝向充电座114的充电部126，故第一光传感器108及第二光传感器110分别接收到强度实质上相等的第一信号强度S7及第二信号强度S8，因此第一信号强度S7减去第二信号强度S8所得到的第一参考信号(未示出)的强度值实质上等于零。此时，驱动机构104可驱动机体102继续往行进方向D1前进而不转向，使导电部106与充电部126可电性连接以进行充电。

此外，由于机体102的行进方向D1已朝向充电部126，故驱动机构104驱动机体102往行进方向D1直进的速度可加快，可更节省使用者宝贵的时间及自动清洁装置100的电力。举例来说，控制单元112可将图7的第一信号强度S7与第二信号强度S8相加成为第二参考信号(未示出)。当第二参考信号的强度值愈弱时，控制单元112控制驱动机构104驱动机体102往行进方向D1直进的速度愈快。

本发明上述实施例所揭露的自动清洁装置及其充电方法，具有多项优点，列举部份优点说明如下：

(1).第一光传感器及第二光传感器对称地设置于机体，可明确地判断出充电座的方位。

(2).控制单元将第一信号强度减去第二信号强度而得到第一参考信号，并依据第一参考信号调整自动清洁装置的行进方向及速度，以加速完成导电部与充电部之间的电性连接以进行充电，节省使用者宝贵的时间及自动清洁装置的电力。

(3).控制单元将第一信号强度与第二信号强度相加而得到第二参考信号，并依据第二参考信号调整自动清洁装置的行进速度，以加速完成导电部与充电部之间的电性连接以进行充电，节省使用者宝贵的时间及自动清洁装置的电力。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的改变或替换。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (17)

1.一种自动清洁装置，选择性地与充电座电性连接以进行充电，所述充电座具有光发射器与充电部，其特征是，所述自动清洁装置包括：

机体；

驱动机构，用以驱动所述机体朝向行进方向移动；

导电部，用以接触所述充电部以进行充电；

第一光传感器及第二光传感器，对称地设于所述机体，所述第一光传感器及所述第二光传感器分别接收所述光发射器所发射的信号，以取得第一信号强度及第二信号强度；以及

控制单元，电性连接于所述驱动机构、所述第一光传感器及所述第二光传感器，所述控制单元将所述第一信号强度减去所述第二信号强度成为第一参考信号，且据以判断所述机体的所述行进方向是否朝向所述充电部，

其中，当所述行进方向未朝向所述充电部时，所述控制单元控制所述驱动机构驱动所述机体使所述行进方向朝向所述充电部。

2.根据权利要求1所述的自动清洁装置，其特征是，所述第一光传感器位于所述导电部的第一侧，所述第二光传感器位于所述导电部的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对应，

其中，所述第一信号强度的相位及所述第二信号强度的相位相同，所述控制单元还用以当所述第一参考信号的相位与所述第一信号强度的相位相同且所述第一参考信号的强度值大于零时，控制所述驱动机构驱动所述机体往所述第一侧的方向转动。

3.根据权利要求2所述的自动清洁装置，其特征是，所述控制单元还用以当所述第一参考信号的强度值愈强时，控制所述驱动机构驱动所述机体往所述第一侧转动的速度愈快。

4.根据权利要求1所述的自动清洁装置，其特征是，所述控制单元还用以将所述第一信号强度与所述第二信号强度相加而成为第二参考信号，且还用以当所述第二参考信号的强度值愈弱时，控制所述驱动机构驱动所述机体朝向所述行进方向的速度愈快。

5.根据权利要求1所述的自动清洁装置，其特征是，所述第一光传感器位于所述导电部的第一侧，所述第二光传感器位于所述导电部的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对应，

其中，所述第一信号强度的相位及所述第二信号强度的相位相同，所述控制单元还用以当所述第一参考信号的相位与所述第一信号强度的相位相异且所述第一参考信号的强度值大于零时，控制所述驱动机构驱动所述机体往所述第二侧的方向转动，

其中，所述第一参考信号的相位与所述第一信号强度的相位相差180度。

6.根据权利要求5所述的自动清洁装置，其特征是，所述控制单元还用以当所述第一参考信号的强度值愈强时，控制所述驱动机构驱动所述机体往所述第二侧转动的速度愈快。

7.根据权利要求1所述的自动清洁装置，其特征是，所述控制单元还用以当所述第一参考信号的强度值等于零时，控制所述驱动机构驱动所述机体继续朝向所述行进方向前进。

8.根据权利要求7所述的自动清洁装置，其特征是，所述控制单元还用以控制所述驱动机构驱动所述机体朝向所述行进方向快速地前进。

9.根据权利要求1所述的自动清洁装置，其特征是，所述第一光传感器及所述第二光传感器为红外线传感器。

10.一种充电方法，用以使自动清洁装置选择性地与充电座电性连接以进行充电，所述充电座具有光发射器与充电部，其特征是，所述充电方法包括：

接收所述光发射器所发射的信号，以取得第一信号强度及第二信号强度；

将所述第一信号强度减去所述第二信号强度而得到第一参考信号；

依据所述第一参考信号，判断所述自动清洁装置的行进方向是否朝向所述充电部；以及

若所述行进方向未朝向所述充电部，控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部。

11.根据权利要求10所述的充电方法，其特征是，所述第一光传感器及所述第二光传感器对称地设于所述自动清洁装置，所述第一光传感器位于所述导电部的第一侧，所述第二光传感器位于所述导电部的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对应，而所述第一信号强度的相位及所述第二信号强度的相位相同，于控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的所述步骤中还包括：

当所述第一参考信号的相位与所述第一信号强度的相位相同且所述第一参考信号的强度值大于零时，驱动所述自动清洁装置往所述第一侧的方向转动。

12.根据权利要求11所述的充电方法，其特征是，于控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的所述步骤还包括：

当所述第一参考信号的强度值愈强时，驱动所述自动清洁装置往所述第一侧转动的速度愈快。

13.根据权利要求10所述的充电方法，其特征是，于控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的所述步骤中还包括：

相加所述第一信号强度与所述第二信号强度而得到第二参考信号；以及

于控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的所述步骤还包括：

当所述第二参考信号的强度值愈弱时，驱动所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的速度愈快。

14.根据权利要求10所述的充电方法，其特征是，所述第一光传感器及所述第二光传感器对称地设于所述自动清洁装置，所述第一光传感器位于所述导电部的第一侧，所述第二光传感器位于所述导电部的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对应，而所述第一信号强度的相位及所述第二信号强度的相位相同，于控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的所述步骤中还包括：

当所述第一参考信号的相位与所述第一信号强度的相位相异且所述第一参考信号的强度值大于零时，驱动所述自动清洁装置往所述第二侧的方向转动，

其中，所述第一参考信号的相位与所述第一信号强度的相位相差180度。

15.根据权利要求14所述的充电方法，其特征是，于控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的所述步骤还包括：

当所述第一参考信号的强度值愈强时，驱动所述自动清洁装置往所述第二侧转动的速度愈快。

16.根据权利要求10所述的充电方法，其特征是，于控制所述自动清洁装置使所述行进方向朝向所述充电部的所述步骤还包括：

当所述第一参考信号的强度值等于零时，驱动所述自动清洁装置继续往所述行进方向前进。

17.根据权利要求16所述的充电方法，其特征是，于驱动所述自动清洁装置继续往所述行进方向前进的所述步骤还包括：

驱动所述自动清洁装置往所述行进方向快速地前进。

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