CN102202550A - 包括感测手柄的机器人真空吸尘器 - Google Patents

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Abstract

一种包括传感器装置的机器人真空吸尘器，传感器装置用于检测与在真空吸尘器的环境中的静止物体的物理接触。真空吸尘器包括用于用手(3)搬运真空吸尘器的手柄(1)。所述手柄(1)可以在第二位置中，其中手柄(1)位于真空吸尘器的主体(4)附近，其中传感器装置检测真空吸尘器操作期间施加于手柄(1)上的力。

Description

包括感测手柄的机器人真空吸尘器
技术领域
本发明涉及一种包括传感器装置的机器人真空吸尘器，传感器装置用于检测与在真空吸尘器环境中的静止物体的物理接触。
背景技术
在US-A-2002/0174506中公开了这样的机器人真空吸尘器。公开中描述的自动真空吸尘器包括可以自动进行日常家庭劳作的技术，以免除人工进行这些重复和耗时的劳作的需求。当真空吸尘器在房间的地板上来回移动时，真空吸尘器可以自动地清洁房间。因此，基于由摄像机或例如声纳传感器或红外传感器的其他观察装置的环境观察可以控制真空吸尘器的路径。此外，传感器装置设置在移动设备的一侧或多侧，以便检测移动设备与室内地板上的静止物体(障碍)之间的物理接触。传感器装置生成适当的控制信号以控制真空吸尘器的行进路径。在US-A-2002/0174506中描述的真空吸尘器包括两个模块，包括真空风扇和垃圾收集舱的主模块，以及由软管连接到主模块的清洁头模块，通过该软管将垃圾从清洁头模块运送到主模块。
移动机器人真空吸尘器必须找到在其环境中围绕静止物体和在其间的行进路径。当移动的真空吸尘器遇到静止物体时，其行进方向必须改变，以避免与静止物体的碰撞。因此，检测与这样的静止物体的物理接触，以改变真空吸尘器的移动方向，例如以相反的方向远离静止物体。
发明内容
通常，期望真空吸尘器可以用手来搬运，以便例如将真空吸尘器拿到待清洁的室内。因此，真空吸尘器可以具有带铰链的手柄。公开的US-A-2006/0137129描述了一种包括手柄的真空吸尘器，手柄可以在第一位置和第二位置之间枢轴转动，其中第一位置中手柄处于基本上竖直的位置以便用手搬运真空吸尘器，第二位置中手柄位于靠近真空吸尘器的主体的位置。
本发明的目的是一种可以用手搬运的机器人真空吸尘器，真空吸尘器包括有效的传感器装置，用于当在待清洁的室内地板上行进时检测与在环境中的静止物体的物理接触。
为了实现该目的，真空吸尘器包括用于用手搬运真空吸尘器的手柄，该手柄可以在第一位置和第二位置之间枢轴转动，其中第一位置中手柄处于基本上竖直的位置以便搬运真空吸尘器，第二位置中手柄位于靠近真空吸尘器的主体的位置，其中所述传感器装置可以检测当手柄位于所述第二位置时施加于手柄上的力。因此，所检测的力可以转换为适当的控制信号以控制真空吸尘器的行进路径。
在所述第二位置中，手柄伸出到真空吸尘器的主体的外侧，使得其可以成形为围绕主体的一部分的检测部件，其在真空吸尘器在地板上行进时与静止物体发生物理接触。因此，其为用于感测这样的物理接触的适当的装置。
传感器装置可以设置在手柄的表面上，但在优选实施例中，传感器装置可以在手柄位于所述第二位置时检测手柄的移动。因此，手柄可以由弹簧或其他弹性装置保持在所述第二位置，其中其可以克服所述弹簧或其他弹性装置的力进行少许移动。这样的移动由传感器装置来感测并且被转换为适当的控制信号以控制真空吸尘器的行进路径。
优选地，传感器装置包括微动开关，用于当手柄位于所述第二位置时检测所述手柄的移动。更为优选地，微动开关设置在可以测量手柄的不同移动的位置处，以便针对手柄的不同移动可以生成适当的控制信号。
在一个优选实施例中，在真空吸尘器的俯视图中，手柄的至少一部分伸出到真空吸尘器的其余部分的外侧。室内的大部分静止物体，例如桌子、椅子、墙壁、门框等，具有靠近地面的垂直表面，使得当其被真空吸尘器碰到时，伸出到真空吸尘器的主体的外侧(在俯视图中)的检测部件将接触这样的物体。
在一个优选实施例中，在真空吸尘器的侧视图中，当手柄位于其第二位置时，手柄的一部分形成真空吸尘器的最高的部分。因此，在真空吸尘器行进到很低的物体下面的情况下，手柄将被向下按压，使得这样的物体的存在及其位置得以检测。
本发明还涉及一种控制机器人真空吸尘器的行进路径的方法，其中，当传感器装置检测到真空吸尘器和在真空吸尘器的环境中的静止物体之间的物理接触时，传感器装置生成控制信号，并且其中真空吸尘器包括用于用手搬运真空吸尘器的手柄，该手柄可以在第一位置和第二位置之间枢轴转动，其中第一位置中手柄处于基本上竖直的位置以便搬运真空吸尘器，第二位置中手柄位于靠近真空吸尘器的主体的位置，其中所述传感器装置检测当手柄位于所述第二位置时施加于手柄上的力。
附图说明
现在借助于对机器人真空吸尘器的实施例的描述进一步阐述本发明，其中参考包括四个图的附图，在附图中：
图1示出了在搬运位置的真空吸尘器；
图2是真空吸尘器的透视图；
图3示出了真空吸尘器的另一个透视图；以及
图4是传感器装置的示意性剖视图。
具体实施方式
图1-图3示出了包括用于搬运设备的带铰链的手柄1的机器人真空吸尘器的实施例。真空吸尘器包括位于设备两侧的两个从动轮2(图中仅示出了一个轮子)。此外，真空吸尘器包括可以围绕垂直轴旋转的小脚轮，以使真空吸尘器可以在任意方向上移动，该小脚轮位于真空吸尘器的下侧，其在图中不可见。通过以预定速度独立地驱动两个轮2，真空吸尘器可以在其操作期间以任意期望的变化方向在室内地面上移动。
图1示出了在竖直位置中的手柄1，以便如图所示可以用手3来搬运真空吸尘器。图2示出了位于第二位置中的手柄，该第二位置即为机器人真空吸尘器在操作期间的位置。图3从另一个方向示出了真空吸尘器。真空吸尘器的手柄1用作真空吸尘器操作期间的检测部件，其中如图2和图3所示，手柄位于其第二位置。手柄1伸出到真空吸尘器的主体4的外侧，使得手柄1可以在真空吸尘器在待清洁的室内地面上行进时与在真空吸尘器的环境中的静止物体发生物理接触。
图3中的箭头5，6，7，8指示了当真空吸尘器在操作期间在地面上行进时静止物体可以碰到手柄1的方向。当真空吸尘器行进到很低的桌子下面时，手柄1将被向下按压，如箭头5所示。如下所述，手柄1向下的移动将由微动开关来检测，其中生成控制信号以改变设备的行进方向，例如为相反的方向。当真空吸尘器向左行进时(在图3中)，与静止物体的碰撞将在由箭头6所指示的方向上推动手柄1。手柄1的移动将由一个或多个微动开关来检测，以便生成适当的控制信号用于改变真空吸尘器的行进方向，从而避开静止物体。
特别地，当真空吸尘器按照弯曲路径行进时，手柄1可能会被静止物体向侧向推动，如箭头7和箭头8所示。真空吸尘器与静止物体的这样的碰撞还由测量手柄1的移动的微动开关来检测，以生成适当的控制信号用于改变设备的行进方向。
图4示出了用于检测手柄1的移动的传感器装置的示意性剖视图。手柄1安装在轴10上并且可以围绕轴10旋转。轴10延伸穿过真空吸尘器的主体4，其中轴10的两端伸出到真空吸尘器的主体4的外侧。手柄1的每端连接到轴10的一端，以实现手柄1和真空吸尘器的其余部分的稳固连接。轴10通过为主体4的一部分的部件11与真空吸尘器的主体4连接。轴10可以相对于部件11向左移动(在图4中)，但其被借助于螺旋弹簧12推向朝右的方向。
如图4所示，当手柄1位于其第二位置时，借助于由弹簧加载的球13将手柄1保持在该位置，该球13与轴10中的对应凹陷相配合。在所述第二位置中，螺旋弹簧14将球13推至该凹陷中，并且当手柄1移动少许离开所述第二位置时，螺旋弹簧14提供的力使手柄1移动回到第二位置。如图1所示，当手柄1位于竖直位置时，球13抵靠在轴10的较高侧处的圆柱表面上。
当机器人真空吸尘器操作时，手柄1用作检测器，用于检测与在移动的真空吸尘器的环境中的静止物体的物理接触，即碰撞。当没有力施加于手柄上时，手柄由螺旋弹簧12和14保持在其第二位置，该弹簧12和14设置在轴10和手柄1的两个端附近。如箭头15所示(图3中由箭头5所示)，在向下的力施加于手柄1上的时刻，手柄1将克服螺旋弹簧14的推动力围绕轴10在顺时针方向上略微旋转。手柄1的这样的移动由微动开关16来检测，该微动开关16附接于真空吸尘器的主体4的外壳17。当激活微动开关16时，生成用于改变真空吸尘器的行进方向的控制信号。
为了检测如箭头19所示(在图3中由箭头6，7，8所示)的手柄1在基本水平面中的移动，将微动开关18设置在手柄1的每个端处。微动开关18还附接于真空吸尘器的主体4的外壳17，并且当手柄1位于第二位置时激活微动开关18。如箭头19所指示的手柄1的移动不激活微动开关18，其中生成控制信号以改变机器人真空吸尘器的行进方向。在手柄1的每一端处的两个微动开关18中的仅一个检测到手柄1的移动的情况下，则存在手柄1的侧向移动，其中可以生成适当的控制信号。
尽管已经在附图和以上说明中图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的；本发明不受限于所公开的实施例。权利要求书中的任何参考标记不构成对本发明的范围的限制。

Claims (7)

1.一种机器人真空吸尘器，包括传感器装置，所述传感器装置用于检测与在真空吸尘器的环境中的静止物体的物理接触，其特征在于，所述真空吸尘器包括用于用手(3)搬运所述真空吸尘器的手柄(1)，所述手柄(1)在第一位置和第二位置之间枢轴转动，其中第一位置中所述手柄(1)处于基本上竖直的位置以便搬运所述真空吸尘器，以及第二位置中所述手柄(1)位于靠近所述真空吸尘器的主体(4)的位置，其中所述传感器装置检测当所述手柄(1)位于所述第二位置时施加于所述手柄(1)上的力。
2.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，所述传感器装置当所述手柄(1)位于所述第二位置时检测所述手柄(1)的移动。
3.根据权利要求2所述的真空吸尘器，其特征在于，所述传感器装置包括微动开关(16，18)，用于检测所述手柄(1)的移动。
4.根据权利要求3所述的真空吸尘器，其特征在于，将所述微动开关(16，18)设置在测量所述手柄(1)的不同移动的位置处。
5.根据任一前述权利要求所述的机器人真空吸尘器，其特征在于，在所述真空吸尘器的俯视图中，所述手柄(1)的至少一部分伸出到所述真空吸尘器的其余部分(4)的外侧。
6.根据权利要求1-4的任一项所述的机器人真空吸尘器，其特征在于，在所述真空吸尘器的侧视图中，当所述手柄(1)位于其第二位置时，所述手柄(1)的一部分形成所述真空吸尘器的最高的部分。
7.一种控制机器人真空吸尘器的行进路径的方法，其中，当传感器装置检测到真空吸尘器和在真空吸尘器的环境中的静止物体之间的物理接触时所述传感器装置生成控制信号，其特征在于所述真空吸尘器包括用于用手(3)搬运所述真空吸尘器的手柄(1)，所述手柄(1)在第一位置和第二位置之间枢轴转动，其中第一位置中所述手柄(1)处于基本上竖直的位置以便搬运所述真空吸尘器，以及第二位置中所述手柄(1)位于靠近所述真空吸尘器的主体(4)的位置，其中所述传感器装置检测当所述手柄(1)位于所述第二位置时施加于所述手柄(1)上的力。
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