CN103507067B - 机器人装置以及导引机器人返回基站的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人装置，该机器人装置包含基站以及机器人。基站发射导引信号。机器人分别通过三个接收器接收导引信号，其中，一个接收器配置在机器人上，且另外两个接收器以不同角度分别配置于上述接收器的左右两侧。机器人根据其身上的接收器所接收的导引信号决定绕行方向，机器人往右侧或左侧进行绕行，且在中央接收器所接收的导引信号强度由强转弱时，机器人停止绕行，并在原地进行旋转及重新搜寻导引信号，直到中央接收器所接收的导引信号强度最大时，机器人再进行微调，并返回基站进行充电。

Description

机器人装置以及导引机器人返回基站的方法

技术领域

本发明涉及一种机器人装置，尤其涉及一种可导引机器人返回基站的装置和方法。

背景技术

随着机器人的发展，机器人自动进基站充电的功能日益重要。常见的基站装设一个信号发射器发射导引信号，并且机器人也只装设一个信号接收器以及信号接收电路，使得机器人可以获得基站位置的信息。

然而，常见的基站与机器人的信号接收与发射电路设计复杂，且其定位演算耗时，此外多个信号接收器以及多个信号发射器的耗电量大且成本高。再者，一般机器人利用接收信号的强度绝对值进行定位的技术，容易因发射信号的衰减造成误判。

综上所述，迄今为止本技术领域中，还存在解决前述缺陷与不足的需求。

发明内容

本发明涉及一种机器人装置。上述机器人装置包含基站以及机器人。基站用以发射导引信号。机器人包含第一接收器、第二接收器以及第三接收器，其中第一接收器、第二接收器以及第三接收器均用以接收导引信号，第二接收器与第三接收器以不同角度分别对应设置于第一接收器的左侧与右侧。

在本发明中，机器人根据第二接收器和第三接收器所接收的导引信号决定机器人往右侧或左侧进行绕行。在绕行的过程中，机器人的接收器持续接收导引信号，直到第一接收器所接收的导引信号强度持续减弱或降低为零时，机器人停止绕行。机器人在停止绕行后，在原地进行旋转，直到第一接收器所接收的导引信号的强度为最大值，代表机器人已经很接近基站，此时，机器人可再通过微调方式返回基站。

在本发明中，机器人在进行绕行的过程中，当第一接收器所接收的导引信号强度持续减弱(由高至低)或降低为零时，机器人将停止绕行。在本发明中，当第二接收器所接收的导引信号的强度大于第三接收器所接收的导引信号的强度时，机器人往左侧进行绕行，若在行进的过程中，第一接收器所接收的导引信号的强度持续增加，代表机器人前进的方向正确，机器人继续进行绕行，直到第一接收器所接收的导引信号强度持续减弱(由高至低)或降低为零时，机器人停止绕行，并停留在第一位置。机器人停留在第一位置时，原地进行旋转，直到第一接收器所接收的导引信号的强度为旋转过程中的最大值时，机器人停止旋转。

在本发明中，当第二接收器所接收的导引信号的强度小于第三接收器所接收的导引信号的强度时，机器人往右侧进行绕行，若在行进的过程中，第一接收器所接收的导引信号的强度持续减弱，代表机器人前进的方向错误，将立刻停止前进，之后，机器人自行修改行进路线为往左侧进行绕行，若在行进的过程中，第一接收器所接收的导引信号的强度持续增加，代表机器人前进的方向正确，机器人继续进行绕行，直到第一接收器所接收的导引信号强度持续减弱(由高至低)或降低为零时，机器人停止绕行，并停留在第一位置。机器人停留在第一位置时，在原地进行旋转，直到第一接收器所接收的导引信号的强度为旋转过程中的最大值时，机器人停止旋转。

本发明还提供一种导引机器人返回基站的方法，该方法包含以下步骤：首先，通过机器人的第一接收器、第二接收器以及第三接收器接收基站发射的导引信号；接着，根据第二接收器和第三接收器所接收的导引信号决定机器人往右侧或左侧进行绕行；然后，机器人根据决定进行绕行，直到第一接收器所接收的导引信号强度持续减弱或为零时，机器人停止绕行；之后机器人在原地进行旋转，直到第一接收器所接收的导引信号的强度为最大值，然后，机器人停止旋转并往基站方向前进。

附图说明

图1为依照本发明一实施例中机器人装置的示意图。

图2为依照图1所示的实施例中机器人的接收器所接收导引信号的强度差值相对于机器人转向偏移角度变化的曲线示意图。

图3A为图1所示的机器人相对于基站绕行的第一种位置示意图。

图3B为图1所示的机器人相对于基站绕行的第二种位置示意图。

图4A为图1所示的机器人相对于基站绕行的第三种位置示意图。

图4B为图1所示的机器人相对于基站绕行的第四种位置示意图。

图5A为图1所示的机器人相对于基站所在的第五种位置示意图。

图5B为图1所示的机器人相对于基站所在的第六种位置示意图。

图6A以及图6B为依照本发明实施例中机器人装置的操作流程示意图。

具体实施方式

图1为依照本发明实施例的机器人装置的示意图。包含有基站120以及机器人140。基站120还包含发射器122，通过发射器122发射导引信号ST。机器人140包含第一接收器(如：中央接收器142)、第二接收器(如：右接收器146)以及第三接收器(如：左接收器144)，其中，中央接收器142、左接收器144以及右接收器146均用以接收导引信号ST，左接收器144与右接收器146以不同角度分别配置于机器人140的左侧与右侧，机器人140的中央设置有一中央接收器142，如图1所示。机器人140根据左接收器144及右接收器146所接收的导引信号决定机器人140进行绕行的方向，并在停止绕行后，在原地进行旋转，直到中央接收器142所接收的导引信号ST为最大值，代表机器人已经很接近基站，此时，机器人可再通过微调方式返回基站进行充电。

在本实施例中，左接收器144与右接收器146分别对应于中央接收器142的左侧与右侧，以不同角度配置于机器人140上，使得中央接收器142、左接收器144以及右接收器146所接收到的导引信号ST分别对应于机器人140的前方、左侧以及右侧，但不以此为限，其中在此所称机器人140的前方可为机器人背部面对的方向，或者机器人其他部位面对的方向。其中，上述三个接收器皆可具有窄波束的接收场型，且相邻的接收器的接收场型有部分重叠，发射器122可具有窄波束的发射场型。此外，基站120还可用以对机器人140充电，本发明不以此为限。

在本实施例中，机器人140根据左接收器144和右接收器146所接收的导引信号ST决定机器人140往右侧或左侧进行绕行(具体详述如图3A、图3B、图4A、图4B所示的实施例)。当机器人140决定绕行方向之后，根据上述决定进行绕行，直到第一接收器所接收的导引信号强度持续减弱(由高至低)或降低为零时，机器人停止绕行，并停留在第一位置。机器人140在基站120前方的位置停止绕行(具体详述如图3A以及图3B所示的实施例)。机器人140在停止绕行之后，在原地进行旋转，直到中央接收器142所接收的导引信号ST的强度为最大值(具体详述如图3A～图4B所示的实施例)，代表机器人已经非常靠近中央位置且接近基站120，因此，机器人140可返回基站120进行充电。

以图2为例，为实施例中机器人的接收器所接收导引信号ST的强度差值相对于机器人转向偏移角度ψ变化的曲线示意图。配合图1以及图2说明，曲线DL1～DL6分别代表在不同距离下机器人140转向相对于基站120的虚拟中心线AX偏向右侧的情形(即左接收器144所接收的导引信号ST强度大于右接收器146所接收的导引信号ST强度)，其中图1所示的机器人140的转向偏移角度ψ为正值，此时曲线DL1～DL6的值分别代表左接收器144所接收的导引信号ST强度减去右接收器146所接收的导引信号ST强度得到的差值。类似地，曲线DR1～DR6分别代表在不同距离下机器人140转向相对于基站120的虚拟中心线AX偏向左侧的情形(即右接收器146所接收之导引信号ST强度大于左接收器144所接收的导引信号ST强度)，其中图1所示的机器人140的转向偏移角度ψ为负值，此时曲线DR1～DR6的值分别代表右接收器146所接收的导引信号ST强度减去左接收器144所接收之导引信号ST强度得到的差值。因此，由图2可知，机器人140可根据左接收器144与右接收器146所接收导引信号ST的强度差值推估机器人140的转向偏移情形。

再者，当机器人140与发射器122相距为距离d时，曲线DL1～DL6对应于不同距离d，其中曲线DL1对应的距离d最小，曲线DL6对应的距离d最大。由图2可知，距离d越小，左接收器144所接收的导引信号ST强度减去右接收器146所接收的导引信号ST强度得到的差值也越大。因此，机器人140可根据左接收器144与右接收器146所接收导引信号ST的强度差值推估机器人140的相对位置。曲线DR1～DR6类似曲线DL1～DL6，以下不再赘述。由上述可知，机器人140可根据左接收器144与右接收器146所接收导引信号ST的强度差值推估机器人140的转向偏移情形以及相对位置。

在实际应用上，以图3A以及图3B为例，图3A以及图3B分别为图1所示的机器人相对于基站绕行的第一种以及第二种位置示意图。如图3A所示，当机器人140进行绕行之前，当右接收器146所接收的导引信号ST强度大于左接收器144所接收的导引信号ST的情形下(此时机器人140朝向基站120)，机器人140决定往左侧进行绕行。

接着，机器人140在绕行的过程中，同时监视中央接收器142所接收的导引信号ST的强度变化。如图3A所示，当机器人140往左侧进行绕行的过程中，机器人140会逐渐向基站120靠近，此时，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度逐渐增强(由低至高)，此代表机器人行进的方向正确且越来越接近基站120。

接着，机器人140绕行过基站120前的中心线，并继续前进时，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度将由强转弱(由高至低)或转为零，此代表机器人行进的方向正确，但是机器人却越来越远离基站。此时，机器人140将立刻停止绕行并停留在位置P10，以图3A为例，可看出机器人140所在的位置为朝向基站120的左侧L，其中位置P10靠近基站120的虚拟中心线AX。

机器人140在停止绕行后，在位置P10进行原地旋转(如图3A所示DE顺时针箭头)，在旋转的过程中，第一接收器(如：中央接收器142)、第二接收器(如：右接收器146)以及第三接收器(如：左接收器144)持续重新搜寻导引信号ST，直到中央接收器142所接收的导引信号ST为上述三个接收器所接收的导引信号ST中强度最大值时，机器人140将停止旋转而停留在位置P12，此时，代表机器人所在位置P12大致上朝向基站120，机器人140所在的位置为朝向基站120且靠近基站120的虚拟中心线AX。因此，中央接收器142的接收方位最接近对应于发射器122的ST发射方位，所以中央接收器142所接收到的导引信号ST最强(最大值)，之后机器人140只需进行微调绕行，即可回到基站进行充电。

请再参考图3B，相较于图3A，当机器人140进行绕行之前，当右接收器146所接收的导引信号ST强度小于左接收器144所接收的导引信号ST强度的情形下(此时机器人140朝向基站120)，机器人140决定往右侧进行绕行。接着，机器人140在绕行的过程中，同时监视中央接收器142所接收的导引信号ST的强度变化，如图3B所示，当机器人140往右侧进行绕行的过程中，机器人140会逐渐向基站120靠近，此时，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度逐渐增强(由低至高)，此代表机器人行进的方向正确且越来越接近基站。接着，机器人140绕行过基站120前的中心线，并继续前进时，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度将由强转弱(由高至低)或转为零时，此代表机器人行进的方向正确，但是机器人却越来越远离基站。此时，机器人140将立刻停止绕行并停在位置P20，以图3B为例，可看出机器人140所在的位置为朝向基站120的右侧R。其中位置P20靠近基站120的虚拟中心线AX。需要说明的是，图3B所示的机器人140的绕行以及旋转操作与图3A所示的实施例类似，以下不再赘述。

此外，在图3A以及图3B中，机器人140分别沿着弧形轨迹(trace)1以及弧形轨迹(trace)2进行绕行，直到中央接收器142所接收的导引信号ST由强转弱或转为零时，机器人140分别停在位置P10以及位置P20。具体来说，绕行后的机器人140应该越来越靠近虚拟中心线AX，且转向基站120的左侧L或右侧R，但在行进过一段时间后，当机器人持续前进的过程中，发现中央接收器142所接收的导引信号ST的强度由强转弱(由高至低)或转为零时，代表中央接收器142的接收方位与发射器122发射方位错开，因此，机器人将会停止前进，并进行原地旋转。

在旋转的过程中，第一接收器(如：中央接收器142)、第二接收器(如：右接收器146)以及第三接收器(如：左接收器144)持续重新搜寻导引信号ST，直到中央接收器142所接收的导引信号ST为上述三个接收器所接收的导引信号ST中强度最大值时，机器人140将停止旋转而停留在位置P12及位置P22，此时，代表机器人的所在位置P12及位置P22大致上朝向基站120，机器人140所在的位置为朝向基站120且靠近基站120的虚拟中心线AX，之后机器人140只需进行微调绕行，即可回到基站进行充电。

另一方面，机器人140在进行绕行时，根据中央接收器142所接收的导引信号ST的强度变化，修正绕行方向，以避免往错误方向绕行而使机器人越来越远离基站120。

请再参考图4A以及图4B，图4A以及图4B分别为图1所示的机器人相对于基站所在的第三种以及第四种位置示意图。在图4A中，在机器人140进行绕行之前，当右接收器146所接收的导引信号ST强度小于左接收器144所接收的导引信号ST强度时(此时机器人140未朝向基站120)，机器人140决定往右侧进行绕行(轨迹31的行进方向)。

机器人140根据上述决定进行绕行，接着，机器人140在绕行的过程中，同时监视中央接收器142所接收的导引信号ST的强度变化。如图4A所示，当机器人140沿着弧形轨迹(trace)31进行绕行。机器人140向右侧行进时，代表机器人140逐渐远离基站120，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度由强转弱(由高至低，也就是绕行方向错误)，机器人行进的方向错误，且越来越远离基站。此时，机器人140将停止绕行，同时，机器人140将修改行进路线，并改为沿着弧形轨迹(trace)32进行绕行。

接着，在沿着弧形轨迹(trace)32进行绕行的过程中，同时监视中央接收器142所接收的导引信号ST的强度变化，此时，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度逐渐增强(由低至高)，此代表机器人行进的方向正确且越来越接近基站。接着，机器人140绕行过基站120前的中心线，并继续前进时，当中央接收器142所接收的导引信号ST的强度由强转弱或零时，代表机器人行进的方向正确，但是机器人却越来越远离基站，机器人140将立刻停止绕行并停在位置P30且朝向基站120的左侧L，其中位置P30靠近基站120的虚拟中心线AX。

机器人140在停止绕行后，在位置P30进行原地旋转(如图4A所示的顺时针箭头HI)在旋转的过程中，第一接收器(如：中央接收器142)、第二接收器(如：右接收器146)以及第三接收器(如：左接收器144)持续重新搜寻导引信号ST，直到中央接收器142所接收的导引信号ST为上述三个接收器所接收的导引信号ST中强度最大值时，机器人140将停止旋转，此时，代表机器人所在的位置大致上朝向基站120，机器人140所在的位置为朝向基站120且靠近基站120的虚拟中心线AX。图4A所示的实施例的旋转操作与图3A所示的实施例类似，以下不再赘述。

在图4B中，在机器人140进行绕行之前，当右接收器146所接收的导引信号ST强度大于左接收器144所接收的导引信号ST强度时(此时机器人140未朝向基站120)，机器人140决定往左侧进行绕行(轨迹41的行进方向)机器人140根据上述决定进行绕行。接着，机器人140在绕行的过程中，同时监视中央接收器142所接收的导引信号ST的强度变化。如图4B所示，机器人140沿着弧形轨迹(trace)41进行绕行。机器人140向左侧行进时，代表机器人140逐渐远离基站120，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度由强转弱(由高至低，也就是绕行方向错误)，机器人行进的方向错误，且越来越远离基站。此时，机器人将停止绕行，同时，机器人140将修改行进路线，并改为沿着弧形轨迹(trace)42进行绕行。

接着，在沿着弧形轨迹(trace)42进行绕行的过程中，同时监视中央接收器142所接收的导引信号ST的强度变化，机器人140会逐渐向基站120靠近，此时，中央接收器142所接收的导引信号ST的强度逐渐增强(由低至高)，代表机器人行进的方向正确且越来越接近基站。接着，机器人140绕行过基站120前的中心线，并继续前进时，当中央接收器142所接收的导引信号ST的强度由强转弱或零时(代表机器人行进的方向正确，但是机器人却越来越远离基站)，机器人140将立刻停止绕行并停在位置P40且朝向基站120的右侧R，其中位置P40靠近基站120的虚拟中心线AX。

机器人140在停止绕行后，在位置P40进行原地旋转(如图4B所示的逆时针箭头JK)在旋转的过程中，第一接收器(如：中央接收器142)、第二接收器(如：右接收器146)以及第三接收器(如：左接收器144)持续重新搜寻导引信号ST，直到中央接收器142所接收的导引信号ST为上述三个接收器所接收的导引信号ST中强度最大值时，机器人140将停止旋转，此时，代表机器人的所在位置大致上朝向基站120，机器人140所在的位置为朝向基站120且靠近基站120的虚拟中心线AX。图4B所示的实施例的旋转操作与图3B所示的实施例类似，以下不再赘述。图4B所示的实施例的绕行修正操作以及旋转操作与图4A所示的实施例类似，以下不再赘述。

由上述可知，通过图3A以及图3B所示的机器人140的绕行操作方式，机器人140可逐渐向基站120靠近。再者，通过图4A以及图4B所示的机器人140的绕行操作方式，当机器人140往远离基站120的方向绕行时，机器人140仍能通过上述操作改变绕行方向朝虚拟中心线AX以及基站120靠近。此外，机器人140的修正次数亦不限于图4A以及图4B所示的实施例，换言之，机器人140可向机器人140的两侧来回进行绕行操作与旋转操作以向基站120靠近。

实际应用中，机器人140可再根据各种定位设定(例如：视觉识别或安装虚拟地图等定位设定)修正判断以更准确地判断自身位置。换言之，机器人140可通过辅助的定位设定来修正机器人140的绕行路线，而不限于图4A至图4B所示的实施例。

除了图3A、图3B、图4A以及图4B所示的机器人140在绕行前的所在位置，机器人140在绕行前的所在位置还可能使机器人140上的部分接收器接收不到导引信号ST。以图5A以及图5B为例，图5A以及图5B分别为图1所示的机器人相对于基站所在的第五种以及第六种位置示意图。

在图5A中，因机器人140偏离虚拟中心线AX过大，导致机器人140只有左接收器144接收到导引信号ST，换句话说，左接收器144所接收的导引信号ST强度大于右接收器146所接收的导引信号ST强度，故机器人140的操作类似图4A所示的实施例，在此不再赘述。类似的方式，图5B所示的实施例与图5A所示的实施例类似，以下不再赘述。

接着，在实施例中，机器人140在停止旋转之后向基站120前进且同时进行微调并调整机器人的方向与速度。

举例来说，如图1所示，机器人140还包含左轮147与右轮149，且机器人140可根据左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度控制左轮147与右轮149的转速差值以调整前进的方向，使得左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值小于一个偏移阈值，借此，可确保机器人140前进时保持机器人140配置接收器的一侧面向基站120，避免机器人140歪斜进入基站120。

再者，如图1所示，机器人140根据中央接收器142所接收的导引信号ST的强度控制左轮147与右轮149转速以调整前进的速度，使得机器人140可在中央接收器142所接收的导引信号ST的强度越来越强的情况下逐渐减慢自身前进的速度，从而避免过度动作而增加修正时间，也避免机器人140冲撞基站120。

当机器人140停止旋转后向基站120前进时，在左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值大于一个偏移阈值的情形下(同时中央接收器142所接收导引信号ST强度大于一个中央接收阈值)，机器人140修正轨迹，直到左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度接近(也就是左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值小于上述偏移阈值)或者修正轨迹的时间超过一个预设时间(以避免修正过久)，使得机器人140面对基站120前进时可随时修正前进方向以准确进入基站120。

在中央接收器142所接收的导引信号ST的强度大于上述中央接收阈值且左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值小于上述偏移阈值的情形下，机器人140可向基站120继续前进，使得机器人140面对基站120前进时可随时确保前进方向以准确进入基站120。

机器人140还包含碰撞传感器148，如图1所示。碰撞传感器148用以在机器人140碰触基站120时触发，使得机器人140依据碰撞传感器148的触发而停止前进。机器人140还包含信号发射元件141，如图1所示，其中信号发射元件141在机器人140返回基站120的情形下发射一个连续信号以启动基站120对机器人140充电。实际应用中，信号发射元件141可为防掉落传感器，并配置于机器人140的底盘，但不限于此；换言之，信号发射元件141可配置于机器人140的任一处。

需要说明的是，上述实施例中的导引信号以及连续信号可为红外线信号(infrared-radiationsignal,IRsignal)、非调制信号、调制信号、脉冲调制信号(pulse-width-modulationsignal,PWMsignal)以及其他种类的无线信号，但不限于此。

下述将以图1、图6A以及图6B说明本发明实施例所示的机器人装置的操作。图6A以及图6B为依照本发明实施例的机器人装置的操作流程示意图，其中图6A以及图6B所示的操作流程可应用于图1所示的机器人装置10，但不限于此。

在图6A中，首先，在中央接收器142、左接收器144以及右接收器146均未接收到导引信号ST的情形下，机器人140进行旋转以寻找基站120，直到中央接收器142、左接收器144以及右接收器146中任一者接收到导引信号ST(步骤300)。

接着，机器人140根据左接收器144和右接收器146所接收的导引信号ST决定机器人140往右侧或左侧绕行(步骤301)。

更具体的说明，在右接收器146接收的导引信号ST的强度大于左接收器144所接收的导引信号ST的强度时，机器人140决定往机器人140的左侧进行绕行；而在右接收器146所接收的导引信号ST的强度小于左接收器144所接收的导引信号ST的强度时，机器人140决定往机器人140的右侧进行绕行。

接着，机器人140根据步骤301决定的绕行方向往机器人140的右侧或左侧绕行至基站120前方的位置(步骤320或步骤310)。如图3A所示，机器人140根据决定的绕行方向往机器人140的左侧进行绕行，且因绕行方向正确，使得中央接收器142所接收的导引信号ST的强度持续增强时，机器人140继续绕行，直到中央接收器所接收的导引信号ST强度先增强而后减弱时，机器人140停止于位置P10(步骤310)，另如图3B所示，机器人140根据决定的绕行方向往机器人140的右侧R进行绕行，且因绕行方向正确，使得中央接收器142所接收的导引信号ST的强度持续增强时，机器人140继续绕行，直到中央接收器所接收的导引信号ST强度先增强而后减弱时，机器人140停止于位置P20(步骤320)，其中绕行的具体操作如前述图3A和图3B所示实施例的说明，故在此不再赘述。

需要说明的是，如图4A所示，因机器人140在步骤301决定往机器人140的右侧绕行(右接收器所146接收的导引信号ST的强度小于左接收器144所接收的导引信号ST的强度)，机器人140根据上述决定往机器人140的右侧进行绕行(步骤320)。然而，由于绕行方向错误，机器人140逐渐远离基站120，使得中央接收器142所接收的导引信号ST强度自始持续减弱。在中央接收器142所接收的导引信号ST强度自始持续减弱的情形下，机器人140自位置P01转往相对于原绕行方向的反方向进行绕行(换言之，转往相对于机器人140右侧的左侧进行绕行)。

由于修正后的绕行方向正确，使得中央接收器142所接收的导引信号ST强度逐渐增强，机器人140在中央接收器142所接收的导引信号ST强度逐渐增强的情形下继续绕行(步骤310)，直到中央接收器142所接收的导引信号ST强度先增强而后减弱时，机器人140停止在位置P30。

另如图4B所示，因机器人140在步骤301决定往机器人140的左侧绕行(右接收器146所接收的导引信号ST的强度大于左接收器144所接收的导引信号ST的强度)，机器人140根据上述决定往机器人140的左侧进行绕行(步骤310)。然而，由于绕行方向错误，机器人140逐渐远离基站120，使得中央接收器142所接收的导引信号ST强度自始持续减弱，机器人140转往机器人140的右侧进行绕行(步骤320)。根据接收导引信号强度改变绕行方向的具体操作如前述图4A和图4B所示实施例的说明，故在此不再赘述。

接在步骤310或步骤320之后，机器人140在停止绕行之后原地进行旋转，直到中央接收器142所接收的导引信号ST的强度为最大值(步骤311或步骤321)。如图3A所示，机器人140在绕行后自位置P10向右旋转(顺时针DE)至位置P12(步骤311)，另如图3B所示，机器人140在绕行后自位置P20向左旋转(逆时针FG)至位置P22(步骤321)，其中具体的旋转操作如前述图3A和图3B所示实施例的说明，故在此不再赘述。

接在步骤311或步骤321之后，图6B所示的流程接续于图6A所示的流程之后。如图6B所示，机器人140在停止旋转之后向基站120前进。更具体地说明，机器人140可根据中央接收器142所接收的导引信号ST的强度控制左轮147与右轮149转速以调整前进的速度(步骤330)，使得机器人140可在中央接收器142所接收的导引信号ST的强度越来越强的情况下逐渐减慢自身前进的速度，从而避免过度动作而增加修正时间，也避免机器人140冲撞基站120。

此外，在步骤330中，机器人140还可根据左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度控制左轮147与右轮149的转速差值以调整前进的方向，使得左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值小于一个偏移阈值，借此，确保在前进时机器人140上配置有接收器的一侧仍面对基站120，避免机器人140歪斜进入基站120。

接着，在中央接收器142所接收的导引信号ST的强度大于一个中央接收阈值且左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值小于上述偏移阈值的情形下，机器人140向基站120继续前进(步骤350)。举例来说，机器人140持续向基站120前进，直到碰撞传感器148在机器人140碰触基站120的情形下触发。

在机器人140的碰撞传感器148触发的情形下，机器人140进入基站120而停止前进(步骤351)。然后，机器人140的信号发射元件141在机器人140返回基站120时发射一个连续信号以启动基站120对机器人140充电。接着，机器人140监测基站120是否正常对机器人140供电(例如：机器人140监测基站120的供电金属接点是否有电)，若基站120对机器人140正常供电，机器人140结束自动进站的操作(步骤352)。

反之，若基站120未对机器人140供电，表示机器人140没有对准正确的充电位置，机器人140后退同时修正轨迹(步骤340)。

需要说明的是，在机器人140停止旋转而向基站120前进的过程中，当机器人140根据接收的导引信号ST调整左轮147与右轮149的转速时(步骤330)，在中央接收器142所接收的导引信号ST的强度大于上述中央接收阈值且左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值大于上述偏移阈值的情形下，机器人140后退同时修正轨迹(步骤340)，直到左接收器144以及右接收器146所接收的导引信号ST的强度差值小于上述偏移阈值或者机器人140修正轨迹的时间超过一个预设时间。接着，机器人140继续根据接收的导引信号ST调整左轮147与右轮149的转速以朝基站120前进(步骤330)。

虽然本发明已经以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (23)

1.一种机器人装置，其特征在于，包含：

基站，用以发射导引信号；以及

机器人，包含第一接收器、第二接收器以及第三接收器，其中所述第一接收器、所述第二接收器以及所述第三接收器均用以接收所述导引信号，所述第二接收器与所述第三接收器以不同角度分别对应于所述第一接收器的右侧与左侧配置于所述机器人上；

其中在所述第二接收器所接收的所述导引信号的强度大于所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度时，所述机器人往左侧进行绕行，所述机器人在所述第二接收器所接收的所述导引信号的强度小于所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度时，所述机器人往右侧进行绕行；以及

当所述机器人绕行时，所述第一接收器所接收的所述导引信号强度减弱或为零时，所述机器人于第一位置停止绕行。

2.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，当所述机器人在所述机器人进行绕行且所述第一接收器所接收的所述导引信号强度持续减弱时，停止绕行，并转往所述机器人的另一侧绕行。

3.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，当所述机器人进行绕行且在所述第一接收器所接收的所述导引信号的强度持续增强时，继续绕行，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号强度减弱时，所述机器人于所述第一位置停止绕行。

4.如权利要求2所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人在所述第二接收器所接收的所述导引信号的强度小于所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度时，往所述机器人的右侧进行绕行，且在所述第一接收器所接收的所述导引信号强度自始持续减弱时，所述机器人自第二位置转往所述机器人的左侧进行绕行，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号强度先增强而后减弱时，所述机器人在所述第一位置停止绕行。

5.如权利要求2所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人在所述第二接收器所接收的所述导引信号的强度大于所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度时，往所述机器人的左侧进行绕行，且在所述第一接收器所接收的所述导引信号强度自始持续减弱时，所述机器人自第二位置转往所述机器人的右侧进行绕行，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号强度先增强而后减弱时，所述机器人在所述第一位置停止绕行。

6.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人在停止绕行时，原地进行旋转，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号的强度为旋转过程中最大值时，所述机器人停止旋转。

7.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，当所述机器人进行绕行且在所述第一接收器所接收的所述导引信号的强度持续增强时继续绕行，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号减弱时，所述机器人停止于所述第一位置。

8.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人沿着弧形轨迹进行绕行。

9.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人停止旋转之后，向所述基站前进且同时调整方向与速度。

10.如权利要求9所述的机器人装置，其特征在于，在所述机器人停止旋转后，所述机器人向所述基站前进时，根据所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度调整前进的方向，使得所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度差值小于阈值。

11.如权利要求9所述的机器人装置，其特征在于，在所述机器人停止旋转后，所述机器人向上述基站前进时，根据所述第一接收器所接收的所述导引信号的强度调整前进的速度。

12.如权利要求9所述的机器人装置，其特征在于，当所述机器人停止旋转后向所述基站前进时，所述机器人在所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度差值大于阈值的情形下修正轨迹，直到所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度差值小于所述阈值或者修正轨迹的时间超过预设时间。

13.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人还包含：

碰撞传感器，用以在所述机器人碰触所述基站时触发，使得所述机器人返回所述基站从而停止前进。

14.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人还包含：

信号发射元件，用以在所述机器人返回所述基站的情形下发射连续信号以启动所述基站对所述机器人充电。

15.一种应用于权利要求1至14中任一项所述机器人装置的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，包含步骤：

通过所述机器人的第一接收器、第二接收器以及第三接收器接收所述基站所发射的导引信号；

在所述第二接收器所接收的所述导引信号的强度大于所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度时，决定所述机器人往所述机器人的左侧进行绕行，在所述第二接收器所接收的所述导引信号的强度小于所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度时，决定所述机器人往所述机器人的右侧进行绕行；

所述机器人根据决定的绕行方向进行绕行，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号强度减弱或为零时，所述机器人于第一位置停止绕行；

所述机器人在停止绕行之后原地进行旋转，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号的强度为旋转过程中最大值时，所述机器人停止旋转；以及

所述机器人在停止旋转之后向所述基站前进。

16.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，所述机器人进行绕行的步骤还包含：

当所述机器人进行绕行且所述第一接收器所接收的所述导引信号强度自始持续减弱时，所述机器人停止绕行，并转往所述机器人的另一侧绕行。

17.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，所述机器人进行绕行的步骤还包含：

所述机器人根据决定的绕行方向进行绕行，且在所述第一接收器所接收的所述导引信号的强度持续增强时，所述机器人继续绕行，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号强度先增强而后减弱时，所述机器人停止于所述第一位置。

18.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，所述机器人进行绕行的步骤还包含：

在所述机器人根据决定的绕行方向进行绕行之后，且在所述第一接收器所接收的所述导引信号强度自始持续减弱时，所述机器人自第二位置转往相对于原绕行方向的反方向进行绕行，直到所述第一接收器所接收的所述导引信号强度先增强而后减弱时，所述机器人停止绕行。

19.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，所述机器人沿着弧形轨迹进行绕行。

20.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，还包含：

在所述第一接收器、所述第二接收器以及所述第三接收器均未接收到所述导引信号的情形下，所述机器人进行旋转，直到所述第一接收器、所述第二接收器以及所述第三接收器中任一者接收到所述导引信号。

21.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，所述机器人在停止旋转之后向所述基站前进的步骤还包含：

所述机器人根据所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度调整前进的方向，使得所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度差值小于阈值。

22.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，其中所述机器人在停止旋转之后，向所述基站前进的步骤还包含：

所述机器人向所述基站前进时根据所述第一接收器所接收的所述导引信号的强度调整前进的速度。

23.如权利要求15所述的导引机器人返回基站的方法，其特征在于，其中所述机器人在停止旋转之后向所述基站前进的步骤还包含：

在所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的导引信号的强度差值大于阈值的情形下，所述机器人修正轨迹，直到所述第二接收器以及所述第三接收器所接收的所述导引信号的强度差值小于所述阈值或者修正轨迹的时间超过预设时间。