CN103908196A

CN103908196A - 清扫机器人及清扫系统

Info

Publication number: CN103908196A
Application number: CN201310006724.2A
Authority: CN
Inventors: 林义峰; 陈宏州; 洪士哲
Original assignee: MSI Computer Shenzhen Co Ltd
Current assignee: MSI Computer Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2013-01-05
Filing date: 2013-01-05
Publication date: 2014-07-09
Also published as: US20140195050A1; JP2014132432A; DE102013105298A1; US9031693B2

Abstract

本发明公开了一种清扫机器人及清扫系统，该清扫机器人包括一第一感测单元、一信号产生单元、一控制单元、多个滚轮以及一第二感测单元。第一感测单元根据一外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线。第二感测单元根据一外部环境，产生一第二感测信号。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，信号产生单元令传输线的状态符合预设状态。因此，控制单元产生一移动信号。滚轮根据移动信号而转动。当第一感测单元侦测到外部无线信号时，传输线的状态不符合一预设状态。因此，控制单元根据第二感测信号，调整移动信号。

Description

清扫机器人及清扫系统

技术领域

本发明有关于一种机器人，且特别是有关于一种用以进行清扫工作的清扫机器人。

背景技术

清洁地板是一种相当费力的工作。为了改善清洁地板所花费的时间，发展出许多清洁装置，如扫把、抹布…等。然而，使用者仍需手持清洁装置，方能进行清洁动作，因此，现有的清洁装置并未降低使用者的不便。

随着科技的进步，电子产品的种类愈来愈多，其中机器人(robot)就是其中一种。以清洁机器人为例，其可自动进行清洁动作，而不需使用者操作，因此逐渐取代现有的清洁装置。

发明内容

本发明提供一种清扫机器人，包括一第一感测单元、一信号产生单元、一控制单元、多个滚轮以及一第二感测单元。第一感测单元根据一外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线。当第一感测单元侦测到外部无线信号时，传输线的状态不符合一预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，传输线的状态符合预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，信号产生单元令传输线的状态符合预设状态。当传输线的状态符合预设状态时，控制单元产生一移动信号。滚轮根据移动信号而转动。第二感测单元根据一外部环境，产生一第二感测信号。当传输线的状态不符合预设状态时，控制单元根据第二感测信号，调整移动信号。

本发明另提供一种清扫系统，包括一无线发射器以及一清扫机器人。无线发射器用以产生一外部无线信号。清扫机器人包括，一第一感测单元、一信号产生单元、一控制单元、多个滚轮以及一第二感测单元。第一感测单元根据外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线。当第一感测单元侦测到外部无线信号时，传输线的状态不符合一预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，传输线的状态符合预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，信号产生单元令传输线的状态符合预设状态。当传输线的状态符合预设状态时，控制单元产生一移动信号。滚轮根据移动信号而转动。第二感测单元根据一外部环境，产生一第二感测信号。当传输线的状态不符合预设状态时，控制单元根据第二感测信号，调整移动信号。

为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明的清扫机器人的一可能实施例。

图2为本发明的清扫系统的示意图。

图3为本发明的清扫机器人的另一可能实施例。

其中，附图标记说明如下：

100、300：清扫机器人；

101：外部无线信号；

102：参考信号；

111、115：感测单元；

112、310：信号产生单元；

113：控制单元；

114：滚轮；

116：外壳；

121：发射器；

122、312：转换器；

131：传输线；

200：清扫系统；

210：无线发射器；

311：信号产生器；

S₁、S₂：感测信号

S_MV：移动信号；

RG₁～RG₃：区域。

具体实施方式

图1为本发明的清扫机器人的一可能实施例。如图所示，清扫机器人100包括感测单元111、115、一信号产生单元112、一控制单元113以及多个滚轮114。感测单元111根据一外部无线信号101，产生一感测信号S1予一传输线131。本发明并不限定感测单元111的种类。在一可能实施例中，感测单元111的种类系取决于外部无线信号101的种类。在本实施例中，感测单元111为一光感测器(photo sensor)。在另一可能实施例中，感测单元111为一全向性(omni-directional)感测器。在其它实施例中，感测单元111为一具有信号转换功能的感测器，如将光信号转换成电信号的感测器、将声信号转换成电信号的感测器、或是将磁信号、压力信号、热信号、温度信号转换成电信号的感测器。

信号产生单元112包括一发射器121以及一转换器122。发射器121发射一参考信号102。本发明并不限定参考信号102的种类。在本实施例中，参考信号102的种类与外部无线信号相同，如均为一不可见光，如红外线。在其它实施例中，参考信号102为一可见光或是一声音信号或是其它种类的信号，如磁信号、压力信号、热信号或是温度信号。

转换器122转换感测信号S₁，并将转换后的结果通过传输线131提供予控制单元113。在一可能实施例中，转换器122为一光电转换器。在另一可能实施例中，若控制单元113能够处理感测信号S1时，则可省略转换器122。在其它实施例中，转换器122可整合于控制单元113之中。

由于发射器121持续发射一固定的参考信号102予感测单元111，因此，在感测单元111未侦测到外部无线信号101时，感测单元111根据参考信号102，产生感测信号S₁。此时，感测信号S₁的状态应可符合一第一预设状态。在一可能实施例中，感测信号S₁的电平状态或是频率状态符合一第一预设状态。

经过转换器122后，传输线131的状态应符合一第二预设状态。举例而言，传输线131的电平状态或频率状态为一第二预设状态。控制单元113根据传输线131的状态，产生一移动信号S_MV。在其它实施例中，若省略转换器122时，则控制单元113根据感测信号S1的状态，产生一移动信号S_MV。

接着，当感测单元111侦测到外部无线信号101时，外部无线信号101将影响感测信号S₁。此时，感测信号S₁的状态将不符合第一预设状态，并且传输线131的状态也不符合第二预设状态。此时，控制单元113根据感测单元115所产生的感测信号S₂，调整移动信号S_MV。

滚轮114根据移动信号S_MV而转动。在一可能实施例中，当传输线131的状态符合第二预设状态时，滚轮114依原本的预设行进路径(如随机、顺时针旋转、逆时针旋转或是沿墙行走)而转动。当传输线131的状态不符合第二预设状态时，表示已发现外部无线信号101。因此，控制单元113根据感测信号S₂，控制滚轮114的转动方向。在一可能实施例中，滚轮114根据移动信号S_MV，远离或接近外部无线信号101。在另一能实施例中，滚轮114沿着外部无线信号101而转动。

感测单元115根据清扫机器人100所在的外部环境或是清扫机器人100的内部状态，产生感测信号S₂。本发明并不限定感测单元115的种类。在本实施例中，感测单元115具有多个感测器。在此例中，控制单元113根据该等感测器的优先权顺序(priority)，产生移动信号S_MV。

在一可能实施例中，感测单元115包括一声音感测器、一温度感测器、一振动感测器、一碰撞感测器、一超音波感测器、一红外线感测器及一可见光感测器的至少一者，用以感测清扫机器人100所在的外部环境的状态。在另一可能实施例中，感测单元115还包括一气压感测器、一压力感测器、一转速感测器、一电压感测器以及一空气流量感测器的至少一者，用以感测清扫机器人100的内部状态。

举例而言，当清扫机器人100的一充电电池(未显示)的电量小于一预设值时，感测单元115通知控制单元113，用以禁能信号产生单元112。因此，信号产生单元112停止令传输线131的状态符合预设状态。此时，控制单元113根据感测信号S1，调整移动信号S_MV，用以寻找充电座(Docking station)所发射的无线信号。

在一可能实施例中，当传输线131的状态符合第二预设状态时，也就是说感测单元111尚未侦测到外部无线信号101时，控制单元113先根据一预设行进路径，产生移动信号S_MV，用以使滚轮114依预设方向移动，然后再根据感测信号S₂，调整移动信号S_MV。

本发明并不限定控制单元113的内部电路架构。在一可能实施例中，控制单元113由多个硬件电路元件所构成，如控制器、微处理器、逻辑电路。

图2为本发明的清扫系统的示意图。如图所示，清扫系统200包括一清扫机器人100以及一无线发射器210。清扫机器人100根据无线发射器210所发出的一外部无线信号101而动作。本发明并不限定外部无线信号101的种类。在一可能实施例中，外部无线信号101为一光信号(可见光或不可见光)、一电信号或是一声音信号。

在本实施例中，当感测单元111发现外部无线信号101时，清扫机器人100的行走路径将由感测单元115的感测结果所决定。在一可能实施例中，滚轮114将沿着外部无线信号101而滚动，用以远离或接近无线发射器210。在另一可能实施例中，清扫机器人100并不会穿越外部无线信号101。换句话说，清扫机器人100只会在区域RG₁内进行清扫，而不会进入区域RG₂。

另外，本发明并不限定感测单元111及115的位置。在本实施例中，清扫机器人100具有一外壳116。外壳116的上表面及侧面各具有一开口，用以露出感测单元111及115。本发明也不限定信号产生单元112的设置位置。在本实施例中，信号产生单元112设置于外壳116的内部。在其它实施例中，外壳116的上方还具有一开口(未显示)，用以露出信号产生单元112的发射器121。在此例中，发射器121接近感测单元111。

请参考图1，现有的清扫机器人在侦测到外部无线信号101时，会先对外部无线信号101进行解码，再根据解码后的结果，决定行进路径。然而，区域RG₃里的外部无线信号101的强度最弱，并且光线涵括的范围最小。因此，当现有的清扫机器人经过区域RG₃时，由于清扫机器人无法接收到足够的资讯，因此无法即时对外部无线信号101进行解码。由于现有清扫机器人无法发现外部无线信号101，因此，现有清扫机器人将穿越区域RG₃，进入区域RG₂。

在本实施例中，当未侦测到外部无线信号101时，感测单元111将根据参考信号102产生感测信号S₁。然而，在侦测到外部无线信号101时，感测信号S1将受到外部无线信号101的干扰，因此，传输线131的状态不符合第二预设状态。此时，控制单元113根据传输线131的状态，便可得知外部无线信号101的存在，因而调整移动信号S_MV，以避免穿越外部无线信号101。

在一可能实施例中，当发现外部无线信号101时，控制单元113控制滚轮114的转动方向，直到感测单元111不再侦测到外部无线信号101。在另一可能实施例中，当发现外部无线信号101时，清扫机器人100稍微穿越外部无线信号101，然后再回头，或是在发现外部无线信号101时，便立刻回头。

举例而言，假设外部无线信号101为一短暂光线。当清扫机器人100从区域RG₁发现外部无线信号101时，清扫机器人100会先穿越外部无线信号101，进入区域RG₂，然后再回到区域RG₁，再次寻找外部无线信号101。由于外部无线信号101为一短暂光线，因此，当清扫机器人100由区域RG₂回到区域RG₁时，将无法再次发现外部无线信号101。因此，清扫机器人100再从区域RG₁回到区域RG₂进行清扫。

另外，当外部无线信号101与另一无线信号(未显示)部分重叠时，现有清扫机器人无法对重叠区里的无线信号进行解码，因而无法立即做出相对应的动作，如闪避。然而，在本实施例中，当清扫机器人100进入重叠区时，传输线131的状态将会受到重叠区里的无线信号干扰，而无法保持在一预设状态。因此，控制单元113便可得知清扫机器人100已接近外部无线信号，因而根据感测单元115的感测信号S₂，调整移动信号S_MV。

图3为本发明的清扫机器人的另一实施例。图3相似图1，不同之处在于图3的信号产生单元310。在本实施例中，信号产生单元310具有一信号产生器311以及一转换器312。

转换器312转换感测信号S1，并将转换后的结果通过传输线321提供予控制单元113。信号产生器311产生一电信号SE，并将电信号SE传送至传输线321。本发明并不限定信号产生器311的种类。在一可能实施例中，信号产生器311产生一固定电压电平或是一固定频率予传输线321。

当感测单元111未侦测到外部无线信号101时，感测单元111的输出端的状态将符合一第一预设状态，经转换器312处理后，转换器312的输出端的状态将可符合一第二预设状态。此时，控制单元113令滚轮114依原本预设方向转动。然而，当感测单元111侦测到外部无线信号101时，传输线321的状态将不符合预设状态。因此，控制单元113根据感测单元115的感测信号S2，控制滚轮114的转动方向。

在其它实施例中，信号产生器311产生其它种类的信号，并直接提供予感测单元111的输出端。当感测单元111未侦测到外部无线信号101时，感测单元111的输出端的状态将符合一第一预设状态，经转换器312处理后，转换器312的输出端的状态将可符合一第二预设状态。在此例中，转换器312可省略，或整合于感测单元111或控制单元113之中。若省略转换器312，则感测单元111的输出直接提供予控制单元113。

当感测单元111侦测到外部无线信号101时，感测单元111的输出端的状态将不符合第一预设状态，经转换器312处理后，转换器312的输出端的状态也不符合第二预设状态。此时，因此，控制单元113根据感测单元115的感测信号S2，控制滚轮114的转动方向。

除非另作定义，在此所有词汇(包含技术与科学词汇)均属本发明所属技术领域中具有通常知识者的一般理解。此外，除非明白表示，词汇于一般字典中的定义应解释为与其相关技术领域的文章中意义一致，而不应解释为理想状态或过分正式的语态。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何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，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种清扫机器人，包括：

一第一感测单元，根据一外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线，其中当该第一感测单元侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态不符合一预设状态，当该第一感测单元未侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态符合该预设状态；

一信号产生单元，当该第一感测单元未侦测到该外部无线信号时，令该传输线的状态符合该预设状态；

一控制单元，当该传输线的状态符合该预设状态时，产生一移动信号；

多个滚轮，根据该移动信号而转动；以及

一第二感测单元，根据一外部环境，产生一第二感测信号，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，该控制单元根据该第二感测信号，调整该移动信号。

2.如权利要求1所述的清扫机器人，其中当该传输线的状态符合该预设状态时，该控制单元根据该第二感测信号，调整该移动信号。

3.如权利要求1所述的清扫机器人，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据该移动信号，远离该外部无线信号。

4.如权利要求1所述的清扫机器人，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据该移动信号，接近该外部无线信号。

5.如权利要求4所述的清扫机器人，其中所述多个滚轮沿该外部无线信号转动。

6.如权利要求1所述的清扫机器人，还包括：

一充电电池，具有一电量，其中当该电量小于一预设值时，该信号产生单元停止令该传输线的状态符合该预设状态，并且该控制单元根据该第一感测信号，调整该移动信号。

7.如权利要求1所述的清扫机器人，还包括：

一外壳，具有一第一开口，用以露出该第一感测单元。

8.如权利要求7所述的清扫机器人，其中该第一感测单元为一全向性感测器。

9.如权利要求7所述的清扫机器人，其中该外壳还具有一第二开口，用以露出该信号产生单元，该信号产生单元为一发光元件。

10.如权利要求7所述的清扫机器人，其中该信号产生单元设置于该外壳的内部。

11.一种清扫系统，包括：

一无线发射器，用以产生一外部无线信号；以及

一清扫机器人，包括：

一第一感测单元，根据该外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线，其中当该第一感测单元侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态不符合一预设状态，当该第一感测单元未侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态符合该预设状态；

多个滚轮，根据该移动信号而转动；以及

12.如权利要求11所述的清扫系统，其中当该传输线的状态符合该预设状态时，该控制单元根据该第二感测信号，调整该移动信号。

13.如权利要求11所述的清扫系统，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据该移动信号，远离该外部无线信号。

14.如权利要求11所述的清扫系统，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据该移动信号，接近该外部无线信号。

15.如权利要求14所述的清扫系统，其中所述多个滚轮沿该外部无线信号转动。

16.如权利要求11所述的清扫系统，其中该清扫机器人还包括：

17.如权利要求11所述的清扫系统，其中该清扫机器人还包括：

一外壳，具有一第一开口，用以露出该第一感测单元。

18.如权利要求17所述的清扫系统，其中该第一感测单元为一全向性感测器。

19.如权利要求17所述的清扫系统，其中该外壳还具有一第二开口，用以露出该信号产生单元，该信号产生单元为一发光元件。

20.如权利要求17所述的清扫系统，其中该信号产生单元设置于该外壳的内部。