CN102949149A - 机器人吸尘器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种机器人吸尘器及其控制方法，所述机器人吸尘器具有改进的结构，所述结构在机器人吸尘器的行进不会由于存在于待清洁空间中的障碍物而停止的情况下执行清洁操作。所述机器人吸尘器设置有：主体；多个驱动轮，驱动所述主体；多个驱动轮总成，所述多个驱动轮总成中的每个驱动轮总成包括所述多个驱动轮中的相应一个驱动轮，所述机器人吸尘器的控制方法包括下述步骤：通过感测设置在每个驱动轮总成上的感测体来检测每个驱动轮相对于参考位置的位移；判断所述位移是否在预定的参考范围内；当判断出所述位移偏离所述参考范围时，改变主体的行进路径。

Description

机器人吸尘器及其控制方法

技术领域

下面公开的示例性实施例涉及一种机器人吸尘器及其控制方法，所述机器人吸尘器在避开存在于待清洁空间中的各种障碍物的同时执行清洁操作。

背景技术

通常，机器人吸尘器是这样一种设备，其在待清洁区域周围自主地行进的同时，利用吸力从地面清除外物或颗粒（诸如，灰尘）以对待清洁区域的地面进行清洁，而无需用户操纵。这样的机器人吸尘器通过各种传感器检测位于待清洁区域内的障碍物（诸如，一件家具、办公用品或墙壁），并利用检测到的信息在不与障碍物发生碰撞的情况下行进的同时对所述区域进行清洁。

利用机器人吸尘器对给定区域进行清洁指的是机器人吸尘器在按照预定的行进模式行进的同时重复地执行清洁操作的过程。在这样的机器人吸尘器所行进的区域中，可能存在具有突起或斜面的障碍物（诸如，物体、一件家具等）。在机器人吸尘器执行清洁操作的过程中，这些障碍物可能会使机器人吸尘器的驱动轮被抬高（以下称为“抬高”）或者机器人吸尘器的主体被卡到狭窄的空间中（以下称为“卡住”），从而导致无法行进状态并妨碍机器人吸尘器正确地执行清洁操作。

通常，机器人吸尘器没有配备感测这样的“抬高”或“卡住”的传感器。然而，机器人吸尘器通常配备有这样的传感器，该传感器通过在机器人吸尘器可能由于“抬高”或“卡住”而无法行进的状况下感测到这样的无法行进状态并使机器人吸尘器停止行进来执行有限的功能，因此，所述机器人吸尘器不能在“抬高”或“卡住”之前避开障碍物或者不能有效地克服“抬高”或“卡住”。

发明内容

因此，本公开的一方面在于提供一种机器人吸尘器及其控制方法，该机器人吸尘器具有改进的结构，所述结构在机器人吸尘器的行进不会由于存在于待清洁空间中的障碍物而停止的情况下执行清洁操作。

本公开的其他方面将在下面的描述中进行部分阐述，部分将通过描述而显而易见，或者可通过实施本公开而了解。

根据本公开的一方面，提供一种机器人吸尘器的控制方法，所述机器人吸尘器设置有：主体；多个驱动轮，驱动主体；多个驱动轮总成，所述多个驱动轮总成中的每个驱动轮总成包括所述多个驱动轮中的相应一个驱动轮，所述机器人吸尘器的控制方法包括下述步骤：通过感测设置在每个驱动轮总成上的感测体来检测每个驱动轮相对于参考位置的位移；判断所述位移是否在预定的参考范围内；当判断出所述位移偏离所述参考范围时，改变主体的行进路径。

每个驱动轮总成可包括用于感测所述感测体的传感器，所述传感器可感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

每个驱动轮总成还可包括用于驱动所述每个驱动轮总成的驱动轮的驱动电机，所述传感器可感测所述驱动轮围绕驱动电机的旋转轴的旋转角度。

所述感测体可以是每个驱动轮。

当判断出所述位移偏离所述参考范围时，可改变主体的行进路径，以使所述位移在所述参考范围内。

改变主体的行进路径的步骤可包括：如果所述位移超出所述参考范围的上限阈值，则判断出每个驱动轮被抬高；如果所述位移没有达到所述参考范围的下限阈值，则判断出每个驱动轮被卡住。

此外，将感测到的间距转换成标准化参数。所述标准化参数可以是电压，因此，所述预定的参考范围可以是电压范围。

根据本公开的另一方面，提供一种机器人吸尘器，所述机器人吸尘器设置有：主体；多个驱动轮，驱动主体；多个驱动轮总成，所述多个驱动轮总成中的每个驱动轮总成包括所述多个驱动轮中的相应一个驱动轮，所述机器人吸尘器包括：传感器，通过感测设置在每个驱动轮总成上的感测体来检测每个驱动轮相对于参考位置的位移；控制器，判断所述位移是否在预定的参考范围内，当判断出所述位移偏离所述参考范围时，改变主体的行进路径。

当判断出所述位移偏离所述参考范围时，所述控制器可改变主体的行进路径，以使所述位移在所述参考范围内。

如果所述位移超出所述参考范围的上限阈值，则所述控制器可判断出每个驱动轮被抬高；如果所述位移没有达到所述参考范围的下限阈值，则所述控制器可判断出每个驱动轮被卡住。

所述传感器可感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

每个驱动轮总成可包括：外壳；驱动电机，连接到所述外壳的一侧；齿轮总成，设置在驱动电机和所述每个驱动轮总成的驱动轮之间，并将驱动电机的驱动力传递到所述驱动轮，所述感测体可从齿轮总成的一个侧表面突出。

所述齿轮总成可连接到外壳的一侧，以便能够围绕驱动电机的旋转轴旋转。

在所述感测体的一端可设置有磁体，所述传感器可通过与所述磁体的磁相互作用来感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

在外壳的一个侧表面可设置有容纳所述感测体并引导所述感测体的引导狭槽，所述传感器可固定到所述引导狭槽，并可感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

每个驱动轮总成可包括外壳以及连接到外壳的一侧的驱动电机，所述传感器可感测所述每个驱动轮总成的驱动轮围绕驱动电机的旋转轴的旋转角度。

所述感测体可以是每个驱动轮。

根据本公开的另一方面，一种机器人吸尘器包括：主体；多个驱动轮总成，所述多个驱动轮总成中的每个驱动轮总成包括驱动主体的驱动轮；驱动电机，产生旋转力以使驱动轮旋转；感测体，与驱动轮一起被驱动；多个传感器，所述多个传感器中的每个传感器通过感测所述每个传感器与所述感测体的距离来检测所述驱动轮相对于参考位置的位移。

每个驱动轮总成还可包括：外壳，各个部件容纳并支撑在外壳中；齿轮总成，在外壳内连接到驱动电机和驱动轮，并将驱动电机的驱动力传递到驱动轮。

所述齿轮总成可连接到驱动电机和驱动轮，以便能够围绕驱动电机的旋转轴旋转。

所述感测体可从齿轮总成的一个侧表面突出。

所述外壳可包括容纳并引导所述感测体的引导部分，所述传感器可固定到所述引导部分并感测所述传感器与所述感测体的距离。

根据本公开的又一方面，一种机器人吸尘器包括：主体；多个驱动轮，驱动主体；多个驱动电机，所述多个驱动电机中的每个驱动电机产生旋转力以使每个驱动轮旋转；多个齿轮总成，所述多个齿轮总成中的每个齿轮总成连接到相应一个驱动电机和相应一个驱动轮以便能够围绕所述驱动电机的旋转轴旋转，并将所述驱动电机的旋转力传递到所述驱动轮；多个传感器，所述多个传感器中的每个传感器通过感测所述每个传感器与相应一个驱动轮的距离来检测所述驱动轮相对于参考位置的位移。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的这些和/或其他方面将变得清楚和更加容易理解，在附图中：

图1是示出根据示例性实施例的机器人吸尘器的构造的透视图；

图2是示出从图1中提取的根据示例性实施例的驱动轮总成的透视图；

图3是如图2中所示的驱动轮总成的分解透视图；

图4是示出从如图2中所示的驱动轮总成中提取的传感器和感测体的透视图；

图5A至图5C是示出传感器和感测体之间的间距根据驱动轮的正位移或负位移而变化的视图；

图6是示出传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图；

图7是根据示例性实施例的感测单元和驱动电机的控制框图；

图8A至图8C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图；

图9是示出根据示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图；

图10A至图10C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图；

图11是示出根据示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图；

图12A至图12C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图；

图13是示出根据示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图；

图14A至图14C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的驱动轮的旋转角度根据驱动轮的位移而变化的视图；

图15是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成的透视图；

图16是如图15中所示的驱动轮总成的分解透视图；

图17是示出从如图15中所示的驱动轮总成中提取的传感器和感测体的视图；

图18A至图18C是示出根据示例性实施例的传感器和感测体之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图；

图19是示出传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图；

图20A至图20D是示出根据实施例的机器人吸尘器在避开攀爬障碍物的同时进行行进操作的视图；

图21是示出在图20A至图20D中示出的机器人吸尘器在避开攀爬障碍物的同时行进的过程中，机器人吸尘器的行进距离与驱动轮的位移之间的关系的曲线图；

图22A至图22D是示出根据示例性实施例的机器人吸尘器在避开卡住障碍物的同时进行行进操作的视图；

图23是示出在图22A至图22D中示出的机器人吸尘器在避开卡住障碍物的同时行进的过程中，机器人吸尘器的行进距离与驱动轮的位移之间的关系的曲线图；

图24是示出用于防止根据示例性实施例的机器人吸尘器抬高和卡住的机器人吸尘器的控制方法的流程图。

具体实施方式

现在，将详细说明本公开的实施例，其示例在附图中示出，附图中，相同的标号始终指示相同的元件。

图1是示出根据实施例的机器人吸尘器1的构造的透视图。

如图1中所示，根据示例性实施例的机器人吸尘器1包括：主体10，形成机器人吸尘器1的外观；盖20，覆盖主体10的上部；刷单元30，从待清洁空间扫除或分散灰尘；功率单元40，供应驱动功率以驱动主体10；驱动轮总成100a和100b，驱动主体10。

主体10形成机器人吸尘器1的外观，并支撑安装于主体10内的各个部件。

盖20包括传播窗口25，传播窗口25传播由上部相机单元（未示出）产生的光，所述上部相机单元垂直于主体10的行进方向拍摄上部图像。

刷单元30包括：主刷35，安装在形成于主体10的下部的入口（未示出）处；主刷电机（未示出），使主刷35旋转；灰尘容器38，收集由主刷35聚集的外物（诸如，灰尘）。

主刷35从主体10之下的地面扫除或分散灰尘，从而提高吸尘效率。这样的主刷35具有鼓形，并包括滚轴和刷。刷单元30还可包括侧刷（未示出），所述侧刷设置在主刷35的两侧，以从主刷35无法接近的区域扫除灰尘，从而提高清洁效率。

功率单元40包括：驱动电机130（参见图2），使驱动轮120（参见图2）旋转；电池42，电连接到使主刷35旋转的主刷电机（未示出）以及驱动主体10的各个驱动单元，并供应驱动功率。

电池42是可再充电的二次电池，当主体10完成清洁过程然后被连接到对接站（未示出）时，利用从对接站（未示出）供应的电力给电池42充电。

驱动轮总成100a和100b分别设置在主体10的中央的两侧，并允许主体10在清洁过程期间执行运动操作（诸如，前进运动、后退运动、旋转等）。

以下，将示例性地描述在主体10的前进运动的方向上位于右侧的驱动轮总成100a，除非另有提及，否则将在随后给出的描述适用于在主体10的前进运动的方向上位于左侧的驱动轮总成100b。

图2是示出从图1中提取的根据示例性实施例的驱动轮总成的透视图。图3是图2中示出的驱动轮总成的分解透视图。图4是示出从图2中示出的驱动轮总成中提取的传感器和感测体的透视图。

如图2至图4所示，驱动轮总成100a包括：外壳110；驱动轮120，驱动主体10；驱动电机130，连接到外壳110的一侧并使驱动轮120旋转；齿轮总成140，设置在驱动轮120和驱动电机130之间，并将驱动电机130的驱动力传递到驱动轮120；感测单元150，检测驱动轮120的位移。

外壳110包括：容纳部分112，容纳驱动轮120和齿轮总成140；第一连接孔114，驱动电机130连接到第一连接孔114；第一连接突起116，连接到齿轮总成140；第一支撑突起118，支撑弹性构件170的一端。

容纳部分112的下部敞开，从而连接到外壳110的齿轮总成140以及连接到齿轮总成140的驱动轮120可根据待清洁区域的地面的类型和状况而向上和向下运动。

第一连接孔114形成在外壳110的一个侧表面110b上，并允许驱动电机130的旋转轴132在外壳110内连接到齿轮总成140。

第一连接突起116从外壳110的与驱动电机130连接至其上的所述侧表面110b相对的另一侧表面110a的内平面向外壳110的内部突出指定长度。容纳孔116a设置在第一连接突起116的中央，容纳孔116a可旋转地容纳齿轮总成140的第二连接突起146，以允许齿轮总成140围绕第一连接突起116旋转。此外，第一连接突起116可与第一连接孔114以及驱动电机130的穿过第一连接孔114的旋转轴132同轴设置。

第一支撑突起118从驱动电机130连接至其上的侧表面110b的内平面向外壳110的内部突出指定长度，并连接到弹性地支撑齿轮总成140的弹性构件170的一端。

驱动轮120包括：轮部分122，与待清洁空间的地面直接接触，以执行主体10的行进；驱动轴124，在驱动轴124固定到轮部分122的条件下连接到齿轮总成140，以使轮部分122旋转。

驱动电机130连接到外壳110的设置有第一连接孔114的侧表面110b的外平面，驱动电机130的旋转轴132穿过第一连接孔114并在外壳110内连接到齿轮总成140。驱动电机130的驱动力通过旋转轴132和连接到旋转轴132的功率传递齿轮144传递到驱动轴124，从而使驱动轮120旋转并执行行进。

齿轮总成140包括：齿轮壳142；多个功率传递齿轮144，彼此啮合并可旋转地设置在齿轮壳142内；第二连接突起146，将齿轮总成140连接到外壳110；第二支撑突起148，连接到弹性构件170的另一端。

齿轮壳142可旋转地支撑设置在齿轮壳142中的多个功率传递齿轮144。

多个功率传递齿轮144在所述多个功率传递齿轮144彼此啮合的条件下被齿轮壳142可旋转地支撑，并将驱动电机130的旋转轴132与驱动轮120的驱动轴124连接，以将驱动电机130的驱动力传递到驱动轴124。旋转轴132可穿过形成在齿轮壳142的一个侧表面142b上的第二连接孔141，并可连接到所述多个功率传递齿轮144中的一个，驱动轴124可穿过形成在齿轮壳142的另一侧表面142a上的第三连接孔147，并可连接到未被连接到旋转轴132的其余功率传递齿轮144中的一个。

第二连接突起146从齿轮壳142的侧表面142a沿着朝向第一连接突起116的方向突出指定长度，并被可旋转地连接到形成在第一连接突起116上的容纳孔116a。

第二支撑突起148从齿轮壳142的上部沿着朝向第一支撑突起118的方向突出，并连接到弹性地支撑齿轮总成140的弹性构件170的另一端。

齿轮总成140通过第二连接突起146可旋转地连接到外壳110，并通过第二支撑突起148和弹性构件170被外壳110弹性地支撑。

检测驱动轮120的位移的感测单元150包括：感测体152，设置在齿轮总成140上；引导狭槽154，容纳感测体152；传感器156，安装在引导狭槽154中，并对感测体152进行感测。

感测体152从齿轮壳142的侧表面142b沿着朝向外壳110的侧表面110b的方向突出，并可运动地容纳于引导狭槽154中。

引导狭槽154设置在外壳110的侧表面110b上，容纳感测体152，并形成引导感测体152的运动的运动路径。

传感器156可安装在引导狭槽154的下部，传感器156可包括：光发射单元156a，产生光并向感测体152发射光；光接收单元156b，接收由感测体152反射的光。

传感器156通过所接收的光根据传感器156与沿着引导狭槽154运动的感测体152的间距的图案变化来感测传感器156与感测体152的间距，并将感测到的传感器156与感测体152的间距转换成诸如电压的标准化参数，以检测驱动轮120的位移。

图5A至图5C是示出传感器156和感测体152之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图。图6是示出传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图。图7是感测单元150和驱动电机130的控制框图。

首先，例如，如图5A中所示，参考位置K被定义为：当机器人吸尘器1的主体10在诸如木地板的硬地面（以下称为“H/F”）上行进的同时执行清洁操作时，驱动轮120的旋转中心所在的位置。此时，传感器156和感测体152之间的间距d被称为参考间距dn。此外，如果驱动轮120的旋转中心位于比参考位置K低的位置，则驱动轮120被定义为具有正（+）位移，如果驱动轮120的旋转中心位于比参考位置K高的位置，则驱动轮120被定义为具有负（-）位移。

如图5A中所示，当主体10在H/F区域中行进而没有遇到任何障碍物时，传感器156和感测体152之间的距离d变成参考间距dn，因此，驱动轮120根据参考间距dn的位移变成0。

如图5B中所示，当主体10遇到斜面或攀爬障碍物B1并攀爬斜面或攀爬障碍物B1时（参照图20A至图20D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132以及与旋转轴132同轴设置的第二连接突起146沿顺时针方向旋转。与齿轮总成140一起运动的感测体152也沿顺时针方向旋转。即，在抬高状态下，传感器156和感测体152之间的间距d变得小于参考间距dn。

如图5C中所示，当主体10遇到并卡到诸如靠墙的桌子的卡住障碍物B2中时（参照图22A至图22D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132以及与旋转轴132同轴设置的第二连接突起146沿逆时针方向旋转。与齿轮总成140一起运动的感测体152也沿逆时针方向旋转。即，在卡住状态下，传感器156和感测体152之间的间距d变得大于与参考位置K对应的参考间距dn。

图6是示出通过将感测到的感测体152和传感器156之间的间距d转换成诸如电压的标准化参数来检测驱动轮120的位移的参考的曲线图。这里，横轴表示传感器156和感测体152之间的间距d，纵轴表示与传感器156和感测体152之间的间距d对应的电压。

如图6中所示，如果传感器156和感测体152之间的间距d等于参考间距dn，则通过将该间距d转换成与参考间距dn对应的参考电压Vn，传感器156检测到驱动轮120的位移为“0”。

如果传感器156和感测体152之间的间距d小于参考间距dn（参照图5B），则通过将该间距d转换成比参考电压Vn高的电压，传感器156检测到驱动轮120的位移具有正（+）值。

如果传感器156和感测体152之间的间距d大于参考间距dn（参照图5C），则通过将该间距d转换成比参考电压Vn低的电压，传感器156检测到驱动轮120的位移具有负（-）值。

即，在传感器156的使用范围内，传感器156和感测体152之间的间距d与电压成反比，电压与驱动轮120的位移成正比。

如图7中所示，由传感器156检测到的驱动轮120的这样的位移被发送到控制器50，控制器50将发送的驱动轮120的位移与预定的参考范围进行比较。

当判断出发送的驱动轮120的位移在预定的参考范围内时，控制器50控制驱动电机130，以保持主体10的行进路径，当判断出发送的驱动轮120的位移偏离预定的参考范围时，控制器50控制驱动电机130，以改变主体10的行进路径。

例如，如果在主体10遇到斜面或攀爬障碍物B1并攀爬斜面或攀爬障碍物B1时驱动轮120被过度抬高，则与由传感器156检测到的驱动轮120的位移对应的电压会超出预定的参考范围的上限阈值V100。作为另一示例，如果在主体10遇到卡住障碍物B2时主体10被卡到卡住障碍物B2中，则与由传感器156检测到的驱动轮120的位移对应的电压不会达到预定的参考范围的下限阈值V110。因此，当出现过度抬高或卡住时，控制器50控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

考虑到在驱动轮120被抬高并且主体10不再行进的状态（以下称为“抬高状态”）下或者在主体10被卡住并且不再行进的状态（以下称为“卡住状态”）下由传感器156检测到的电压，可预先确定参考范围的上限阈值V100和下限阈值V110。即，上限阈值V100被设置为比在主体10的抬高状态下由传感器156检测到的电压Vh略低的值，下限阈值V110被设置为比在主体10的卡住状态下由传感器156检测到的电压Vl略高的值。

检测驱动轮120的位移的感测单元150及其感测方法可通过与根据示例性实施例的驱动轮总成100a和100b中的每个驱动轮总成的感测单元150和感测方法不同的各种装置和方法来实现。

以下，将描述根据各种变型实施例的感测单元250、350、450、550和650。为了方便起见，根据这些示例性实施例的感测单元250、350、450、550和650的与根据前面的示例性实施例的驱动轮总成100a和100b中的每个驱动轮总成的感测单元150的部件相同的部件的描述将被省略，根据这些示例性实施例的感测单元250、350、450、550和650分别彼此独立，或者独立于根据前面的实施例的感测单元150。

图8A至图8C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图。图9是示出根据示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图。

如图8A至图8C中所示，感测单元250设置在根据该示例性实施例的驱动轮总成200上，以检测驱动轮120的位移，感测单元250包括：感测体252，设置在齿轮总成140上；引导狭槽254，容纳感测体252；传感器256，安装在引导狭槽254中，并对感测体252进行感测。图8A至图8C示出了传感器256位于引导狭槽254的上部。

感测体252在传感器256的下方可运动地容纳于引导狭槽254中。

引导狭槽254设置在外壳210的一个侧表面上，容纳感测体252，并形成引导感测体252的运动的运动路径。

传感器256安装在引导狭槽254的上部，通过所接收的光根据传感器256与沿着引导狭槽254运动的感测体252的间距的图案变化来感测传感器256与感测体252的间距，并将感测到的传感器256与感测体252的间距转换成诸如电压的标准化参数，以检测驱动轮120的位移。

如图8A中所示，当主体10在H/F区域中行进而没有遇到任何障碍物时，传感器256和感测体252之间的距离d2变成参考间距d2n，并且驱动轮120根据参考间距d2n的位移变成0。

如图8B中所示，当主体10遇到斜面或攀爬障碍物B1并攀爬斜面或攀爬障碍物B1时（参照图20A至图20D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿顺时针方向旋转，与齿轮总成140一起运动的感测体252也沿顺时针方向旋转。即，在抬高状态下，传感器256和感测体252之间的间距d2变得大于参考间距d2n。

如图8C中所示，当主体10遇到并卡到诸如靠墙的桌子的卡住障碍物B2中时（参照图22A至图22D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿逆时针方向旋转，与齿轮总成140一起运动的感测体252也沿逆时针方向旋转。即，在卡住状态下，传感器256和感测体252之间的间距d2变得小于参考间距d2n。

图9是示出通过将由传感器256感测到的传感器256与感测体252的间距d2转换成诸如电压的标准化参数来检测驱动轮120的位移的参考的曲线图。这里，横轴表示传感器256和感测体252之间的间距d2，纵轴表示与传感器256和感测体252之间的间距d2对应的电压。

如图9中所示，如果传感器256和感测体252之间的间距d2等于参考间距d2n，则通过将该间距d2转换成与参考间距d2n对应的参考电压V2n，传感器256检测到驱动轮120的位移为“0”。

如果传感器256和感测体252之间的间距d2大于参考间距d2n，则通过将该间距d2转换成比与参考间距d2n对应的参考电压V2n低的电压，传感器256检测到驱动轮120的位移具有正（+）值。如果由传感器256检测到的与驱动轮120的位移对应的电压没有达到预定的参考范围的下限阈值V210，则控制器50判断出主体10处于抬高状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

如果传感器256和感测体252之间的间距d2小于参考间距d2n，则通过将该间距d2转换成比与参考间距d2n对应的参考电压V2n高的电压，传感器256检测到驱动轮120的位移具有负（-）值。如果由传感器256检测到的与驱动轮120的位移对应的电压超出预定的参考范围的上限阈值V200，则控制器50判断出主体10处于卡住状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

即，如图9中所示，在传感器256的使用范围内，传感器256和感测体252之间的间距d2与电压成反比，电压与驱动轮120的位移成反比。

图10A至图10C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的传感器356和感测体352之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图。图11是示出根据该示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图。

如图10A至图10C中所示，感测单元350设置在根据该示例性实施例的驱动轮总成300上，以检测驱动轮120的位移，感测单元350包括：感测体352，设置在齿轮总成140上；引导狭槽354，容纳感测体352；传感器356，安装在引导狭槽354中，并对感测体352进行感测。

感测体352被设置为从齿轮总成140的上部大致向上延伸的杆的形式，并可运动地容纳于引导狭槽354中。

引导狭槽354设置在外壳310的一个侧表面上，容纳感测体352，并形成引导感测体352的运动的运动路径。

传感器356安装在引导狭槽354的侧部，传感器356通过所接收的光根据传感器356与沿着引导狭槽354运动的感测体352的间距的图案变化来感测传感器356与感测体352的间距，并将感测到的传感器356与感测体352的间距转换成诸如电压的标准化参数，以检测驱动轮120的位移。

如图10A中所示，当主体10在H/F区域中行进而没有遇到任何障碍物时，传感器356和感测体352之间的距离d3变成参考间距d3n，并且驱动轮120根据参考间距d3n的位移变成0。

如图10B中所示，当主体10遇到斜面或攀爬障碍物B1并攀爬斜面或攀爬障碍物B1时（参照图20A至图20D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿顺时针方向旋转，与齿轮总成140一起运动的感测体352也沿顺时针方向旋转。即，在抬高状态下，传感器356和感测体352之间的间距d3变得小于参考间距d3n。

如图10C中所示，当主体10遇到并卡到诸如靠墙的桌子的卡住障碍物B2中时（参照图22A至图22D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿逆时针方向旋转，与齿轮总成140一起运动的感测体352也沿逆时针方向旋转。即，在卡住状态下，传感器356和感测体352之间的间距d3变得大于参考间距d3n。

图11是示出通过将由传感器356感测到的传感器356与感测体352的间距d3转换成诸如电压的标准化参数来检测驱动轮120的位移的参考的曲线图。这里，横轴表示传感器356和感测体352之间的间距d3，纵轴表示与传感器356和感测体352之间的间距d3对应的电压。

如图11中所示，如果传感器356和感测体352之间的间距d3等于参考间距d3n，则通过将该间距d3转换成与参考间距d3n对应的参考电压V3n，传感器356检测到驱动轮120的位移为“0”。

如果传感器356和感测体352之间的间距d3小于参考间距d3n，则通过将该间距d3转换成比与参考间距d3n对应的参考电压V3n高的电压，传感器356检测到驱动轮120的位移具有正（+）值。如果由传感器356检测到的与驱动轮120的位移对应的电压超出预定的参考范围的上限阈值V300，则控制器50判断出主体10处于抬高状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

如果传感器356和感测体352之间的间距d3大于参考间距d3n，则通过将该间距d3转换成比与参考间距d3n对应的参考电压V3n低的电压，传感器356检测到驱动轮120的位移具有负（-）值。如果由传感器356检测到的与驱动轮120的位移对应的电压没有达到预定的参考范围的下限阈值V310，则控制器50判断出主体10处于卡住状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

即，如图11中所示，在传感器356的使用范围内，传感器356和感测体352之间的间距d3与电压成反比，电压与驱动轮120的位移成正比。

图12A至图12C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距根据驱动轮的位移而变化的视图。图13是示出根据示例性实施例的驱动轮总成中的传感器和感测体之间的间距与由传感器产生的电压的关系的曲线图。

如图12A至图12C中所示，感测单元450设置在根据该示例性实施例的驱动轮总成400上，以检测驱动轮120的位移，感测单元450包括感测驱动轮120的运动的传感器456。

传感器456安装在外壳410的内侧或外侧，位于驱动轮120的上方，传感器456通过所接收的光根据传感器456与随齿轮总成140一起运动的驱动轮120的间距的图案变化来感测传感器456与驱动轮120的间距，并将感测到的传感器456与驱动轮120的间距转换成诸如电压的标准化参数，以检测驱动轮120的位移。

如图12A中所示，当主体10在H/F区域中行进而没有遇到任何障碍物时，传感器456和驱动轮120之间的距离d4变成参考间距d4n，并且驱动轮120根据参考间距d4n的位移变成0。

如图12B中所示，当主体10遇到斜面或攀爬障碍物B1并攀爬斜面或攀爬障碍物B1时（参照图20A至图20D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿顺时针方向旋转，与齿轮总成140一起运动的驱动轮120也沿顺时针方向旋转。即，在抬高状态下，传感器456和驱动轮120之间的间距d4变得大于参考间距d4n。

如图12C中所示，当主体10遇到并卡到诸如靠墙的桌子的卡住障碍物B2中时（参照图22A至图22D），由于主体被卡住使得齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿逆时针方向旋转。由于卡住使得与齿轮总成140一起运动的驱动轮120也沿逆时针方向旋转。因此，在卡住状态下，传感器456和驱动轮120之间的间距d4变得小于参考间距d4n。

图13是示出通过将由传感器456感测到的传感器456与驱动轮120的间距d4转换成诸如电压的标准化参数来检测驱动轮120的位移的参考的曲线图。这里，横轴表示传感器456和驱动轮120之间的间距d4，纵轴表示与传感器456和驱动轮120之间的间距d4对应的电压。

如图13中所示，如果传感器456和驱动轮120之间的间距d4等于参考间距d4n，则通过将该间距d4转换成与参考间距d4n对应的参考电压V4n，传感器456检测到驱动轮120的位移为“0”。

如果传感器456和驱动轮120之间的间距d4大于参考间距d4n，则通过将该间距d4转换成比与参考间距d4n对应的参考电压V4n低的电压，传感器456检测到驱动轮120的位移具有正（+）值。如果由传感器456检测到的与驱动轮120的位移对应的电压没有达到预定的参考范围的下限阈值V410，则控制器50判断出主体10处于抬高状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

如果传感器456和驱动轮120之间的间距d4小于参考间距d4n，则通过将该间距d4转换成比与参考间距d4n对应的参考电压V4n高的电压，传感器456检测到驱动轮120的位移具有负（-）值。如果由传感器456检测到的与驱动轮120的位移对应的电压超出预定的参考范围的上限阈值V400，则控制器50判断出主体10处于卡住状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

即，如图13中所示，在传感器456的使用范围内，传感器456和驱动轮120之间的间距d4与电压成反比，电压与驱动轮120的位移成反比。

图14A至图14C是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成中的驱动轮的旋转角度根据驱动轮的位移而变化的视图。

如图14A至图14C中所示，感测单元550设置在根据该示例性实施例的驱动轮总成500上，以检测驱动轮120的位移，感测单元550包括直接感测齿轮总成140或驱动轮120的旋转的传感器556。

传感器556安装在齿轮总成140的旋转中心，并感测齿轮总成140或与齿轮总成140一起旋转的驱动轮120的旋转角度。

如图14A中所示，当主体10在H/F区域中行进而没有遇到任何障碍物时，由传感器556感测到的齿轮总成140或驱动轮120的旋转角度变成0，因此，驱动轮120的位移变成0。

如图14B中所示，当主体10遇到斜面或攀爬障碍物B1并攀爬斜面或攀爬障碍物B1时（参照图20A至图20D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿顺时针方向旋转。与齿轮总成140一起运动的驱动轮120也沿顺时针方向旋转，在这种状态下，传感器556检测到驱动轮120的位移具有正（+）值。

如果由传感器556检测到的驱动轮120的位移超出预定的参考范围的上限阈值，则控制器50判断出主体10处于抬高状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

如图14C中所示，当主体10遇到并卡到诸如靠墙的桌子的卡住障碍物B2中时（参照图22A至图22D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132沿逆时针方向旋转。与齿轮总成140一起运动的驱动轮120也沿逆时针方向旋转，在这种状态下，传感器556检测到驱动轮120的位移具有负（-）值。

如果由传感器556检测到的驱动轮120的位移没有达到预定的参考范围的下限阈值，则控制器50判断出主体10处于卡住状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

图15是示出根据另一示例性实施例的驱动轮总成的透视图，图16是如图15中所示的驱动轮总成的分解透视图，图17是示出从如图15中所示的驱动轮总成中提取的传感器和感测体的视图。

如图15至图17中所示，感测单元650设置在根据该示例性实施例的驱动轮总成600上，以检测驱动轮120的位移，感测单元650包括：感测体652，设置在齿轮总成140上；传感器656，对感测体652进行感测；支架654，将传感器656固定到外壳610。

感测体652包括：突起肋652a，从齿轮壳142的侧表面142b沿着朝向外壳610的一个侧表面610b的方向突出；磁体652b，连接到突起肋652a的一端。

容纳驱动电机130的驱动电机容纳部分611设置在外壳610的一侧，支撑并固定传感器656的支架654连接到驱动电机容纳部分611。

固定到支架654的一侧的传感器656在驱动电机容纳部分611内通过与随齿轮总成140一起运动的磁体652b的磁相互作用来感测传感器656与感测体652的间距，并将感测到的传感器656与感测体652的间距转换成诸如电压的标准化参数，以检测驱动轮120的正位移或负位移。

图18A至图18C是示出传感器656和感测体652之间的间距根据利用如图16中所示的示例性实施例的驱动轮的位移而变化的视图。图19是示出传感器656和感测体652之间的间距与由传感器656产生的电压的关系的曲线图。

如图18A中所示，当主体10在H/F区域中行进而没有遇到任何障碍物时，传感器656和感测体652之间的距离d6变成参考间距d6n。因此，驱动轮120根据参考间距d6n的位移变成0。

如图18B中所示，当主体10遇到斜面或攀爬障碍物B1并攀爬斜面或攀爬障碍物B1时（参照图20A至图20D），由于攀爬使得齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132或者与旋转轴132同轴设置的第二连接突起146沿顺时针方向旋转。与齿轮总成140一起运动的感测体652也沿顺时针方向旋转。即，在攀爬过程中的抬高状态下，由于齿轮总成140沿顺时针方向旋转，因此传感器656和感测体652之间的间距d6变得小于参考间距d6n。

如图18C中所示，当主体10遇到并卡到诸如靠墙的桌子的卡住障碍物B2中时（参照图22A至图22D），齿轮总成140围绕驱动电机130的旋转轴132或者与旋转轴132同轴设置的第二连接突起146沿逆时针方向旋转。与齿轮总成140一起运动的感测体652也沿逆时针方向旋转。即，在卡住状态下，由于齿轮总成140沿逆时针方向旋转，因此传感器656和感测体652之间的间距d6变得大于参考间距d6n。

图19是示出通过将由传感器656感测到的传感器656与感测体652的间距d6转换成诸如电压的标准化参数来检测驱动轮120的位移的参考的曲线图。这里，横轴表示传感器656和感测体652之间的间距d6，纵轴表示与传感器656和感测体652之间的间距d6对应的电压。

如图19中所示，如果传感器656和感测体652之间的间距d6等于参考间距d6n（参照图18A），则通过将该间距d6转换成与参考间距d6n对应的参考电压V6n，传感器656检测到驱动轮120的位移为“0”。这样，参考电压V6n对应于图19中的“正常”标记。

如果传感器656和感测体652之间的间距d6小于参考间距d6n（参照图18B），则通过将该间距d6转换成比与参考间距d6n对应的参考电压V6n高的电压，传感器656检测到驱动轮120的位移具有正（+）值。如果由传感器656检测到的与驱动轮120的位移对应的电压（例如，电压Vh）超出预定的参考范围的上限阈值V600，则控制器50判断出主体10处于抬高状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

如果传感器656和感测体652之间的间距d6大于参考间距d6n（参照图18C），则通过将该间距d6转换成比与参考间距d6n对应的参考电压V6n低的电压，传感器656检测到驱动轮120的位移具有负（-）值。如果由传感器656检测到的与驱动轮120的位移对应的电压（例如，电压Vl）没有达到预定的参考范围的下限阈值V610，则控制器50判断出主体10处于卡住状态，并控制驱动电机130的旋转数或旋转方向，以改变主体10的行进路径。

即，如图19中所示，在传感器656的使用范围内，传感器656和感测体652之间的间距d6与电压成反比，电压与驱动轮120的位移成正比。

以下，将描述机器人吸尘器1在避开攀爬障碍物B1或卡住障碍物B2的同时行进的过程以及机器人吸尘器1的控制方法。

图20A至图20D是示出根据示例性实施例的机器人吸尘器在避开攀爬障碍物B1的同时进行行进操作的视图。图21是示出在图20A至图20D中示出的机器人吸尘器在避开攀爬障碍物的同时行进的过程中，机器人吸尘器的行进距离与驱动轮的位移之间的关系的曲线图。即，图20A至图20D示出了在抬高状态期间，齿轮总成140顺时针旋转。

如图20A至图20D以及图21所示，在机器人吸尘器1的主体10在H/F区域的地面上行进以执行清洁操作的过程中，由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移为0（参见图21的（a）段）。

如图20B中所示，当机器人吸尘器1的主体10遇到攀爬障碍物B1并开始攀爬攀爬障碍物B1时，由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移暂时具有负（-）值（参见图21的（b）段）。

如图20C中所示，随着机器人吸尘器1的主体10持续攀爬攀爬障碍物B1，由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移从负（-）值变为正（+）值，然后在保持正（+）值的同时位移的大小持续增加（参见图21的（c）段）。

当判断出由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移的大小持续增加且偏离预定的参考范围时，控制器50改变机器人吸尘器1的主体10的行进路径，以使机器人吸尘器1的主体10在避开攀爬障碍物B1的同时行进（参见图21的（d）段）。例如，图20D示出了机器人吸尘器1开始远离攀爬障碍物B1而行进。

图22A至图22D是示出根据另一示例性实施例的机器人吸尘器1在避开卡住障碍物B2的同时进行行进操作的视图。图23是示出在图22A至图22D中示出的机器人吸尘器1在避开卡住障碍物B2的同时行进的过程中，机器人吸尘器1的行进距离与驱动轮的位移之间的关系的曲线图。

如图22A至图22D以及图23所示，在机器人吸尘器1的主体10在H/F区域的地面上行进以执行清洁操作的过程中，由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移为0（参见图23的（a）段）。

如图22B中所示，当机器人吸尘器1的主体10遇到卡住障碍物B2并开始卡到卡住障碍物B2中时，由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移暂时具有正（+）值（参见图23的（b）段）。

如图22C中所示，随着机器人吸尘器1的主体10持续卡到卡住障碍物B2中，由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移从正（+）值变为负（-）值，然后在保持负（-）值的同时位移的大小持续增加（参见图23的（c）段）。

当判断出由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移的大小持续增加且偏离预定的参考范围时，控制器50改变机器人吸尘器1的主体10的行进路径，以使机器人吸尘器1的主体10在避开卡住障碍物B2的同时行进（参见图23的（d）段）。例如，图22D示出了机器人吸尘器1开始远离卡住障碍物B2而行进。

图24是示出用于防止根据示例性实施例的机器人吸尘器抬高和卡住的机器人吸尘器的控制方法的流程图。

首先，感测单元150、250、350或650感测传感器156、256、356或656与感测体152、252、352或652的间距，或者感测单元450感测传感器456与驱动轮120的间距，或者感测单元550感测驱动轮120的旋转角度（操作700），然后检测驱动轮120相对于参考位置K的位移（操作710）。这里，如上所述，感测单元150、250、350、450、550或650通过将感测到的间距或旋转角度转换成诸如电压的标准化参数来检测驱动轮120的位移。尽管该示例性实施例使用电压作为标准化参数，但是本公开不限于此。

之后，由感测单元150、250、350、450、550或650感测到的驱动轮120的位移被发送到控制器50，控制器50将发送的驱动轮120的位移与预定的参考范围进行比较（操作720）。

当判断出驱动轮120的位移在预定的参考范围内时，控制器50控制机器人吸尘器1的主体10，以使机器人吸尘器1的主体10按照当前的行进路径继续行进（操作730）。

另一方面，当判断出驱动轮120的位移偏离预定的参考范围时，控制器50改变机器人吸尘器1的主体10的当前的行进路径，以使机器人吸尘器1的主体10按照新的行进路径行进（操作740）。

即，当判断出在机器人吸尘器1的主体10遇到位于行进路径上的攀爬障碍物B1并攀爬攀爬障碍物B1的同时驱动轮120被过度抬高时，由传感器156、256、356、456、556或656检测到的驱动轮120的位移偏离预定的参考范围。然后，控制器50通过控制主体10在避开攀爬障碍物B1的同时行进而允许驱动轮120的位移保持在所述参考范围内。当判断出机器人吸尘器1的主体10遇到位于行进路径上的卡住障碍物B2并被卡到卡住障碍物B2中时，由传感器156、256、356、456、556或656检测到的驱动轮120的位移偏离预定的参考范围。然后，控制器50通过控制主体10在避开卡住障碍物B2的同时行进而允许驱动轮120的位移保持在所述参考范围内。

通过以上描述清楚的是，根据示例性实施例的机器人吸尘器及其控制方法在机器人吸尘器的行进不会由于存在于待清洁空间中的障碍物而停止的情况下稳定地执行清洁操作。

尽管已经示出并描述了本公开的一些实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变。

Claims (15)

1.一种机器人吸尘器的控制方法，所述机器人吸尘器设置有：主体；多个驱动轮，驱动所述主体；多个驱动轮总成，所述多个驱动轮总成中的每个驱动轮总成包括所述多个驱动轮中的相应一个驱动轮，所述控制方法包括下述步骤：

通过感测设置在每个驱动轮总成上的感测体来检测每个驱动轮相对于参考位置的位移；

判断所述位移是否在预定的参考范围内；

当判断出所述位移不在所述预定的参考范围内时，改变主体的行进路径。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，每个驱动轮总成包括用于感测所述感测体的传感器，

其中，所述传感器感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，每个驱动轮总成还包括用于驱动所述每个驱动轮总成的驱动轮的驱动电机，

其中，所述传感器感测所述驱动轮围绕驱动电机的旋转轴的旋转角度。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述感测体是每个驱动轮。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其中，当判断出所述位移不在所述预定的参考范围内时，改变主体的行进路径，以使所述位移在所述参考范围内。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，改变主体的行进路径的步骤包括：

如果所述位移超出所述参考范围的上限阈值，则判断出每个驱动轮被抬高，

如果所述位移没有达到所述参考范围的下限阈值，则判断出每个驱动轮被卡住。

7.一种机器人吸尘器，所述机器人吸尘器设置有：主体；多个驱动轮，驱动所述主体；多个驱动轮总成，所述多个驱动轮总成中的每个驱动轮总成包括所述多个驱动轮中的相应一个驱动轮，所述机器人吸尘器包括：

传感器，通过感测设置在每个驱动轮总成上的感测体来检测每个驱动轮相对于参考位置的位移；

控制器，判断所述位移是否在预定的参考范围内，当判断出所述位移不在所述预定的参考范围内时，改变主体的行进路径。

8.根据权利要求7所述的机器人吸尘器，其中，当判断出所述位移不在所述预定的参考范围内时，所述控制器改变主体的行进路径，以使所述位移在所述预定的参考范围内。

9.根据权利要求8所述的机器人吸尘器，其中，如果所述位移超出所述预定的参考范围的上限阈值，则所述控制器判断出每个驱动轮被抬高，如果所述位移没有达到所述预定的参考范围的下限阈值，则所述控制器判断出每个驱动轮被卡住。

10.根据权利要求8所述的机器人吸尘器，其中，所述传感器感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

11.根据权利要求10所述的机器人吸尘器，其中：

每个驱动轮总成包括：

外壳；

驱动电机，连接到所述外壳的一侧；

齿轮总成，设置在驱动电机和所述每个驱动轮总成的驱动轮之间，并将驱动电机的驱动力传递到所述驱动轮，

所述感测体从齿轮总成的一个侧表面突出。

12.根据权利要求11所述的机器人吸尘器，其中，所述齿轮总成连接到外壳的一侧，以便能够围绕驱动电机的旋转轴旋转。

13.根据权利要求12所述的机器人吸尘器，其中：

在所述感测体的一端设置有磁体，

所述传感器通过与所述磁体的磁相互作用来感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

14.根据权利要求12所述的机器人吸尘器，其中：

在外壳的一个侧表面设置有容纳所述感测体并引导所述感测体的引导狭槽，

所述传感器固定到所述引导狭槽，并感测所述传感器与所述感测体之间的间距。

15.根据权利要求8所述的机器人吸尘器，其中：

每个驱动轮总成包括：

外壳；

驱动电机，连接到外壳的一侧，

所述传感器感测所述每个驱动轮总成的驱动轮围绕驱动电机的旋转轴的旋转角度。

Images