CN103315683A - 清洁机器人及控制清洁机器人的方法 - Google Patents

Abstract

一种清洁机器人以及控制清洁机器人的方法。清洁机器人包括本体、第一循边模块、第二循边模块及控制单元，而控制清洁机器人的方法包括下列步骤：使用第一循边模块沿障碍物行走；以及，当受困事件发生时，控制单元关闭第一循边模块，并开启第二循边模块，并且经一设定时间后确定本体已脱离障碍物后，控制单元再切回第一循边模块。

Description

清洁机器人及控制清洁机器人的方法

技术领域

本发明涉及一种清洁机器人及其控制方法，特别是一种当清洁机器人以某一循边模块沿障碍物行走，而清洁机器人发生受困事件时，清洁机器人将改以另一循边模块沿障碍物行走的清洁机器人及控制清洁机器人的方法。

背景技术

目前市面上的清洁机器人都设有障碍物检测器，并且通过障碍物检测器的检测，此类清洁机器人通常具有沿着墙面或障碍物边行走进行清洁任务的功能。而障碍物检测器可为两类：接触式与非接触式。接触式障碍物检测器容易把沾在清洁机器人上的灰尘沾到墙面或家具上，若是清洁机器人碰撞障碍物的力道太大的话，家具容易毁损。

非接触式障碍物检测器则不会直接与障碍物碰撞，而是通过发射红外线到清洁机器人所在的环境中，来检测红外线的反射信号。若非接触式障碍物检测器检测到反射的红外线就表示，清洁机器人附近有障碍物存在。然而红外线的反射强度会受障碍物的反射率影响，若障碍物的反射率高，清洁机器人在距离障碍物很远的地方就检测到障碍物信号，此时清洁机器人就不会继续往障碍物方向靠近。

若清洁机器人所处的环境是一个狭窄的巷子，而巷子两边墙面的反射率不同，当清洁机器人先沿低反射率墙面行走进入巷子，后再沿高反射率墙面行走准备离开巷子的时候，若是巷子的宽度不够，清洁机器人会撞向反射率墙面，使得清洁机器人原地打转，而发生无法脱离巷子的问题。

因此有必要提供一种新的清洁机器人以解决现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可解决上述现有技术存在的问题，的清洁机器人以某一循边模块沿障碍物行走，当清洁机器人在受困时，清洁机器人将改以另一循边模块沿障碍物行走。

为了实现上述目的，本发明提供了一种清洁机器人包括本体、第一循边模块、第二循边模块及控制单元。其中第一循边模块与第二循边模块分别设置于本体的两侧，且当第一循边模块开启时，第二循边模块保持关闭。控制单元设置于本体，且分别与第一循边模块及第二循边模块电性连接，控制单元用以控制本体、第一循边模块及第二循边模块；其中当一受困事件发生时，控制单元关闭第一循边模块，并开启第二循边模块，并且经一设定时间后确定本体已脱离障碍物后，控制单元再切回第一循边模块。

上述的清洁机器人，该设定时间为1分钟，且通过该控制单元控制该本体执行一随机行走模式来确保该本体已经脱离该障碍物。

上述的清洁机器人，受困事件包括本体在一预定时间内原地自转超过一预定次数，其中预定时间为1分钟，预定次数为4次。

上述的清洁机器人，受困事件包括本体在一预定时间内碰撞次数超过一预定次数时，其中预定时间为2分钟，预定次数为10次。

上述的清洁机器人，第一循边模块与第二循边模块皆为红外线检测模块，且各红外线检测模块分别包括红外线发射器以及一红外线接收器。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种控制清洁机器人的方法，该方法包括下列步骤：使用第一循边模块沿一障碍物行走；以及，当受困事件发生时，控制单元关闭第一循边模块，并开启第二循边模块，并且经一设定时间后确定本体已脱离障碍物后，控制单元再切回第一循边模块。

上述的控制清洁机器人的方法，该设定时间为1分钟，且通过该控制单元控制该本体执行一随机行走模式来确保该本体已经脱离该障碍物。

上述的控制清洁机器人的方法，受困事件包括本体在一预定时间内原地自转超过一预定次数，其中预定时间为1分钟，预定次数为4次。

上述的控制清洁机器人的方法，受困事件包括本体在一预定时间内碰撞次数超过一预定次数时，其中预定时间为2分钟，预定次数为10次。

本发明的技术效果在于：可解决现有技术存在的问题，清洁机器人以某一循边模块沿障碍物行走，当清洁机器人在受困时，清洁机器人将改以另一循边模块沿障碍物行走。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的清洁机器人的硬件结构框图；

图2为本发明的清洁机器人以第一循边模块沿障碍物行走的示意图；

图3为本发明的清洁机器人以第一循边模块沿障碍物行走时，无法脱离该障碍物的示意图；

图4为本发明的清洁机器人改以第二循边模块沿障碍物行走并脱离该障碍物的示意图；

图5为本发明的控制清洁机器人的方法的步骤流程图。

其中，附图标记

清洁机器人1        本体10

第一循边模块20     第二循边模块30

控制单元40         第三循边模块50

障碍物100          第一墙面110

第二墙面120        第三墙面130

触发距离d1、d2

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

以下请先参考图1至图4，关于本发明的清洁机器人的一实施例，其中图1为本发明的清洁机器人的硬件结构框图，图2为本发明的清洁机器人以第一循边模块沿障碍物行走的示意图，图3为本发明的清洁机器人以第一循边模块沿障碍物行走时，无法脱离该障碍物的示意图，图4为本发明的清洁机器人改以第二循边模块沿障碍物行走并脱离该障碍物的示意图。

如图1所示，本发明的清洁机器人1包括本体10、第一循边模块20、第二循边模块30、控制单元40及第三循边模块50，其中第一循边模块20、第二循边模块30、控制单元40及第三循边模块50皆设于本体10内，其中第一循边模块20设于本体10的右侧；第二循边模块30设于本体10的左侧；第三循边模块50设于本体10的前侧。

根据本发明的一实施例，第一循边模块20与第二循边模块30皆为红外线检测模块，且此红外线检测模块分别包括一红外线发射器以及一红外线接收器。

在此需注意的是，为保证清洁机器人1在执行清洁任务时，清洁机器人1的移动路径能覆盖到最大的工作区域，通常清洁机器人1只会使用某一侧的循边模块来检测障碍物，因此根据本发明的一具体实施例，当清洁机器人1使用第一循边模块20来检测障碍物时，第二循边模块30保持关闭，以确保清洁机器人1能清洁到所有的工作区域。

控制单元40分别与第一循边模块20及第二循边模块30电性连接，且控制单元40用以控制本体10、第一循边模块20及第二循边模块30。并且当本体10以第一循边模块20所在的一侧(本体10右侧)沿障碍物行走时，本体10发生受困事件时，控制单元40将关闭第一循边模块20，并开启第二循边模块30，让本体10改以第二循边模块30所在的一侧(本体10左侧)沿障碍物行走。

而受困事件指的是1.本体10在一预定时间内原地自转超过一预定次数；或2.本体10在一预定时间内碰撞次数超过一预定次数。根据本发明的一具体实施例，当本体10在一分钟内原地旋转4次；或本体10在2分钟内碰撞障碍物100的次数超过10次，皆表示本体10发生受困事件，即本体10被困在障碍物100内。

本发明的清洁机器人1的循边模块20、30与50的具体运作方式如下：通过红外线发射器发射一红外线信号至清洁机器人1所在的环境中；通过红外线接收器接收清洁机器人1所在的环境所反射的反射信号，若接收到反射信号就表示清洁机器人1附近有障碍物100，若没有接收到反射信号就表示清洁机器人1附近没有障碍物100。并且当红外线接收器接收到的反射信号强度超过预定值后，将通过控制单元40控制清洁机器人1开始沿着障碍物100行走，并与障碍物100保持一定的循边距离，而前述的循边距离在以后的叙述中将称为循边触发距离。

在此须注意的是，触发清洁机器人1开始沿着障碍物100行走的循边触发距离与障碍物的反射率有关，若障碍物100的反射率高，清洁机器人1的循边触发距离就长(因为清洁机器人1在离障碍物100很远的地方就已接收到强度超过设定值的反射信号)。若障碍物100的反射率低，清洁机器人1的循边触发距离就短(因为清洁机器人1必须离障碍物100很近才能接收到强度超过设定值的反射信号)。因此，清洁机器人1面对不同反射率的障碍物100时，会有不同的循边触发距离。

如图2所示，本实施例的障碍物100包括第一墙面110、第二墙面120及第三墙面130，而第二墙面120位于第一墙面110与第三墙面130之间，使得本实施例的障碍物100形成一狭窄的死巷，并且在本实施例中，第三墙面130的反射率高于第一墙面110的反射率，使得清洁机器人1与第一墙面110的触发距离d1会小于清洁机器人1与第三墙面130的触发距离d2。

根据本发明的一具体实施例，如图2所示，当本发明使用第一循边模块20来检测障碍物100，且本体10以第一循边模块20所在的一侧(本体10的右侧)沿第一墙面110行走，此时本体10会与第一墙面110保持d1的距离。如图2所示，而本体10沿第一墙面110行走的路径为成类似S型，且S型路径与第一墙面110的平均距离就是d1。

为了让清洁机器人1沿第一墙面110行走，清洁机器人1会以接近直线前进，但保持一个小的角速度ω，以防止清洁机器人1在行走时远离第一墙面110或撞到第一墙面110。其中ω＞0代表清洁机器人1直线前进，但却微微的偏移墙，当ω＜0时，代表清洁机器人1直线前进，但却微微的靠近墙。

如图2所示，当本体10被触发以本体10的右侧沿第一墙面110行走时，表示清洁机器人1与距离第一墙面110的距离刚好或太近，此时执行ω＞0的行走模式，让清洁机器人1直线前进，但微微离开墙，直到第一循边模块20接收到的红外线信号强度不足触发本体10沿第一墙面110行走，则表示清洁机器人1距离第一墙面110的距离刚好或太远，此时执行ω＜0的行走模式，让清洁机器人1微微的靠近第一墙面110。运用让清洁机器人1时而靠近第一墙面110时而远离第一墙面110的行走逻辑，可以让清洁机器人1始终与第一墙面110保持的d1距离直线前进，并形成如图2所示的路径，使得清洁机器人1可以做沿第一墙面110走的清扫模式，清扫第一墙面110边的灰尘。

如图2与图3所示，当本体10以第一循边模块20所在的一侧(本体10的右侧)沿障碍物100的第一墙面110行走到尽头时，本体10会先沿障碍物100的第二墙面120左转弯后，再转向障碍物100的第三墙面130。而本实施例的第三墙面130的反射率高于第一墙面110的反射率，使得清洁机器人1沿第三墙面130行走时，会与第三墙面130保持较远的触发距离d2(跟第一墙面110相比)。

然而，本实施例的障碍物100是狭窄的死巷，再加上第三墙面130的反射率高，使得清洁机器人1会以较远的触发距离d2沿第三墙面130行走，此时若障碍物100的出口的宽度小于触发距离d2加上清洁机器人1的本体10的宽度的总和，就会发生本体10的左侧会撞到第一墙面110的情况(如图3所示)。

如图3所示，当本体10的左侧撞到第一墙面110时，为尝试脱离第一墙面110，清洁机器人1会转向另一个角度，以避免再次撞到第一墙面110，但此转向角度不限，以至于清洁机器人1可能会再度转向正对第二墙面120(图2所示的方向)。但第二墙面120是死巷，而此时依照前述循边模块的运作模式，清洁机器人1会再度左转弯而沿第三墙面130行走，此时再度因为障碍物100出口宽度的问题，本体10的左侧又会再次撞到第一墙面110，而造成本体10不断在障碍物100里面原地打转，无法脱离。

此时如图4所示，为了让本体10离开障碍物100，控制单元40将关闭第一循边模块20，并开启第二循边模块30，让本体10以第二循边模块30所在的一侧(本体10的左侧)沿第一墙面110行走一分钟，因为第一墙面110触发距离d1较短，故可藉此脱离障碍物100。

并且在本体10脱离障碍物100后，控制单元40将控制本体10在保持开启第二循边模块30的状态下，让本体10以一随机行走模式行走一设定时间，来确保本体10已经脱离障碍物100。而该随机行走模式为：当本体10遇到某一障碍物时，本体10随机转一个角度，且直线行走，直到遇到另一障碍物，本体10再随机转一个角度，再直线行走，直到设定时间到达。当本体10随机行走模式的设定时间以到达后，控制单元40再切回第一循边模块20。根据本发明的一实施例，让本体10以随机行走模式行走的设定时间为一分钟。在此须注意的是，控制单元40可为硬件装置、软件模式、固件或其组合外，也可藉电路回路或其他适当型式配置。

以下请参考图5并继续一并参考图2至图4，以了解本发明的控制清洁机器人的方法的实施步骤，其中图5为本发明的控制清洁机器人的方法的步骤流程图。

如图2与图3所示，本发明的控制清洁机器人的方法，可用以控制清洁机器人1沿障碍物100行走，其中清洁机器人1包括本体10、第一循边模块20、第二循边模块30、控制单元40及第三循边模块50。根据本发明的一实施例，清洁机器人1的第一循边模块20、第二循边模块30及第三循边模块50分别设置于本体10的右、左侧与前端，并且当第一循边模块20开启时，第二循边模块30保持关闭。根据本发明的一具体实施例，第一循边模块20、第二循边模块30及第三循边模块50皆为一红外线检测模块，且该红外线检测模块包括一红外线发射器以及一红外线接收器。本发明的控制清洁机器人的方法包括下列步骤：

步骤S1：使用第一循边模块沿一障碍物行走。

如图2所示，清洁机器人1使用第一循边模块20，让本体10以右侧(第一循边模块20所在的一侧)沿障碍物100的第一墙面110行走。在此需注意的是，此时第二循边模块30保持关闭。

步骤S2：是否发生受困事件。

若发生受困事件，执行步骤S3。

根据本发明的一具体实施例，受困事件包括：

1.当本体10在一分钟内原地旋转4次，表示本体10被困在障碍物100内。

2.当本体10在2分钟内碰撞障碍物100的次数超过10次，表示本体10被困在障碍物100内。

此处须注意的是，若没有前述的受困事件，则代表本体10没被障碍物100困住，此时将继续使用第一循边模块20(步骤S4)。

步骤S3：关闭第一循边模块，并开启第二循边模块沿障碍物行走。

发生上述受困事件的其中之一时，控制单元40将关闭第一循边模块20，并开启第二循边模块30，让本体10以左侧(第二循边模块30所在的一侧)沿障碍物100的第一墙面110行走，以脱离障碍物100，而本体10以左侧沿障碍物100的第一墙面110行走的时间为一分钟(步骤S5)。

并且在本体10脱离障碍物100后，控制单元40将控制本体10在开启第二循边模块30的状态下，让本体10以一随机行走模式行走一设定时间(步骤S6)，来确保本体10已经脱离障碍物100。而该随机行走模式为：当本体10遇到某一障碍物时，本体10随机转一个角度，且直线行走，直到遇到另一障碍物，本体10再随机转一个角度，再直线行走，直到设定时间到达。当本体10随机行走模式的设定时间以到达后，控制单元40再切回第一循边模块20(步骤S1)。根据本发明的一实施例，让本体10以随机行走模式行走的设定时间为一分钟。

此处需注意的是，本发明的控制清洁机器人的方法并不以上述的步骤次序为限，只要能达成本发明的目的，上述的步骤次序亦可加以改变。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种清洁机器人，能沿一障碍物行走，其特征在于，该清洁机器人包括：

一本体；

一第一循边模块，设置于该本体的一侧，当该第一循边模块开启时，该本体以该测沿该障碍物行走；

一第二循边模块，设置于该本体的另一侧，当该第一循边模块开启时，该第二循边模块保持关闭；以及

一控制单元，设置于该本体，且分别与该第一循边模块及该第二循边模块电性连接，该控制单元用以控制该本体、该第一循边模块及该第二循边模块；其中当一受困事件发生时，该控制单元关闭该第一循边模块，并开启该第二循边模块，并且经一设定时间后确定该本体已脱离该障碍物后，该控制单元再切回该第一循边模块。

2.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，该设定时间为1分钟，且通过该控制单元控制该本体执行一随机行走模式来确保该本体已经脱离该障碍物。

3.如权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，该受困事件包括该本体在一预定时间内原地自转超过一预定次数，其中该预定时间为1分钟，该预定次数为4次。

4.如权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，该受困事件包括该本体在一预定时间内碰撞次数超过一预定次数时，其中该预定时间为2分钟，该预定次数为10次。

5.如权利要求2、3或4所述的清洁机器人，其特征在于，该第一循边模块与该第二循边模块均为一红外线检测模块，且各该红外线检测模块分别包括一红外线发射器以及一红外线接收器。

6.一种控制清洁机器人的方法，用以控制一清洁机器人，该清洁机器人包括一本体、一第一循边模块、一第二循边模块及一控制单元，其特征在于，该方法包括下列步骤：

使用该第一循边模块沿一障碍物行走；以及

当一受困事件发生时，该控制单元关闭该第一循边模块，并开启该第二循边模块，并且经一设定时间后确定该本体已脱离该障碍物后，该控制单元再切回该第一循边模块。

7.如权利要求6所述的控制清洁机器人的方法，其特征在于，该设定时间为1分钟，且通过该控制单元控制该本体执行一随机行走模式来确保该本体已经脱离该障碍物。

8.如权利要求7所述的控制清洁机器人的方法，其特征在于，该受困事件包括该本体在一预定时间内原地自转超过一预定次数，其中该预定时间为1分钟，该预定次数为4次。

9.如权利要求7所述的控制清洁机器人的方法，其特征在于，该受困事件包括该本体在一预定时间内碰撞次数超过一预定次数时，其中该预定时间为2分钟，该预定次数为10次。

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