CN104914857A - 智能边界柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能边界柱，用于保证自动行走设备在预设的工作范围内工作，所述智能边界柱包括若干个立柱，所述若干个立柱围城的区域形成自动行走设备预设的工作范围，所述立柱上安装有信号发射器，所述智能边界柱配置有用于接收所述信号发射器发射的信号的信号接收器，所述信号接收器安装在立柱上或者自动行走设备上，所述信号发射器发射的信号在所述信号发射器与其相邻立柱上的信号接收器构成的平面内传播；所述信号发射器用于发射信号，所述信号接收器接收所述信号发射器发射的信号，所述自动行走设备根据所述信号接收器接收到的信号调整行走方向。上述智能边界柱可以控制自动行走设备行走在预设的工作范围内。

Description

智能边界柱

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别是涉及一种智能边界柱。

背景技术

随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以自动根据预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。

为保证上述自动行走设备在预设的工作范围内工作，通常采用边界系统对自动行走设备的工作范围进行控制。边界系统包括铺设在地表的边界线，与边界线连接的信号发生器，自动行走设备上的信号检测单元以及对信号进行处理并控制自动行走设备行走路径的控制单元。信号发生器发送的边界信号流经边界线时，产生以边界线为中心向四周逐渐减弱的磁场，即靠近边界线的位置磁场强度强，远离边界线的位置磁场强度弱，自动行走设备上的信号检测单元将其所处位置处的磁场转换为相应的电信号传递给控制单元，控制单元根据其传递的电信号确认其离边界线的远近，从而控制自动行走设备的在接近边界线时及时控制自动行走设备转换行走方向，防止自动行走设备行走至边界线外，从而使自动行走设备始终在边界线内工作。

然而，除了边界系统，目前还没有其他装置能够保证自动行走设备在预设的工作范围内工作。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够保证自动行走设备在预设的工作范围内工作的智能边界柱。

一种智能边界柱，用于保证自动行走设备在预设的工作范围内工作，所述智能边界柱包括若干个立柱，所述若干个立柱围城的区域形成自动行走设备预设的工作范围，所述立柱上安装有信号发射器，所述智能边界柱配置有用于接收所述信号发射器发射的信号的信号接收器，所述信号接收器安装在立柱上或者自动行走设备上，所述信号发射器发射的信号在所述信号发射器与其相邻立柱上的信号接收器构成的平面内传播；

所述信号发射器发射信号，所述信号接收器接收所述信号发射器发射的信号，所述自动行走设备根据所述信号接收器接收到的信号调整行走方向。

在其中一个实施例中，所述信号发射器活动连接于所述立柱，所述信号发射器可沿所述立柱的表面在竖直方向上移动，且所述信号发射器可沿所述立柱的表面在水平面内转动。

在其中一个实施例中，所述信号发射器发射的信号为红外线、超声波或者激光。

在其中一个实施例中，所述立柱的内部还置有蓄电池及控制电路，且所述立柱上还设有用于采集太阳能的太阳能面板，所述控制电路分别连接至所述蓄电池和太阳能面板。

在其中一个实施例中，所述蓄电池充满电量时可供所述信号发射器连续工作24小时。

在其中一个实施例中，所述智能边界柱还包括电压检测器，所述电压检测器分别连接于所述蓄电池和控制电路，当所述电压检测器检测到蓄电池的电压低于预设值时，所述控制电路控制所述信号发射器停止发射信号。

在其中一个实施例中，所述立柱上还安装有发光体，所述发光体连接于所述蓄电池，所述发光体可用于夜间照明。

在其中一个实施例中，所述立柱上还安装有用于引导自动行走设备行走至预设位置的RFID标签。

在其中一个实施例中，所述信号接收器与信号发射器位于同一水平线上。

在其中一个实施例中，所述信号接收器设有若干个，且所述若干个信号接收器分布于自动行走设备的侧面。

上述智能边界柱包括立柱、信号发射器和信号接收器，若干个所述立柱围城的区域能够形成自动行走设备预设的工作范围。所述信号接收器安装在立柱上或者自动行走设备上，如果信号接收器安装在自动行走设备上，那么当自动行走设备从预设的工作范围内部行走至工作范围边界时，安装在自动行走设备上的信号接收器即可接收到安装在立柱上的信号发射器发射的信号，据此可以控制自动行走设备退回至预设的工作范围内；如果信号接收器安装在立柱上，那么当自动行走设备从预设的工作范围内部行走至工作范围边界时，安装在立柱上的信号接收器会因自动行走设备的阻挡而无法接收到安装在相邻立柱上的信号发射器发射的信号，据此可以控制自动行走设备退回至预设的工作范围内。

附图说明

图1为一个实施例的智能边界柱利用若干个立柱围城自动行走设备预设的工作范围的示意图；

图2为第一实施例的智能边界柱相邻两个立柱之间信号传递的示意图；

图3为第一实施例的自动行走设备的结构示意图；

图4为第一实施例的自动行走设备行走至预设的工作范围边界时的示意图；

图5为第一实施例的智能边界柱的结构示意图；

图6为第二实施例的智能边界柱相邻两个立柱之间信号传递的示意图；

图7为第二实施例的自动行走设备行走至预设的工作范围边界时的示意图。

立柱110                   信号发射器120               信号接收器130

蓄电池140                 控制电路150                 太阳能面板160

电压检测器170             发光体180                   RFID标签190

自动行走设备200

具体实施方式

为了解决如何保证自动行走设备在预设的工作范围内工作的问题，本实施方式提供了一种智能边界柱。下面结合具体的实施例，对智能边界柱进行具体的描述。

第一实施例：

请参考图1，智能边界柱包括若干个立柱110，若干个立柱110固定在地面上所围城的区域即形成自动行走设备（为了便于说明，“自动行走设备”在说明书附图中已用标号200标示出）预设的工作范围。

请参考图2和图3，在第一实施例中，智能边界柱还包括信号发射器120和信号接收器130。

信号发射器120安装在立柱110上。信号发射器120发射的信号在信号发射器120与其相邻立柱110上的信号接收器130构成的平面内传播。相邻两个立柱110之间的距离根据信号发射器120实际发射的信号的强度而定。为了尽可能地降低立柱110的使用数量，应当在信号能够在相邻两个立柱110之间进行发射和接收的前提下尽量扩大相邻两个立柱110之间的距离。同时，为了使信号发射器120发射的信号只在信号发射器120与其相邻立柱110上的信号接收器130构成的平面内传播，在第一实施例中，信号发射器120发射的信号为红外线、超声波或者激光。

信号接收器130安装在自动行走设备200上。信号接收器130用于接收信号发射器120发射的信号。由于信号发射器120发射的信号在信号发射器120与其相邻立柱110上的信号接收器130构成的平面内传播，为了使安装在自动行走设备200上的信号接收器130能够顺利接收到信号发射器120发射的信号，信号发射器120是活动连接在立柱110上的。具体地说，信号发射器120可以沿立柱110的侧面在竖直方向上移动，且信号发射器120还可以沿立柱110的侧面在水平面内转动。这样，通过调整信号发射器120在立柱110侧面上的位置，可以使信号发射器120与安装在自动行走设备200上的信号接收器130位于同一高度，同时使信号发射器120发射的信号能够从信号发射器120所在的立柱110准确传播至安装在相邻的另一立柱110上的信号接收器130。另外，信号接收器130设有若干个，且若干个信号接收器130分布于自动行走设备的侧面。

当自动行走设备200从预设的工作范围内部行走至工作范围边界时，请参考图4，安装在自动行走设备200上的信号接收器130即可接收到安装在立柱110上的信号发射器120发射的信号，据此可以控制自动行走设备200退回至预设的工作范围内。需要指出的是，可以在自动行走设备200上设置一控制器，该控制器用于控制自动行走设备200的行走路线。并且对该控制器做如下设置：当安装在自动行走设备200上的信号接收器130接收到安装在立柱110上的信号发射器120发射的信号时，控制器便控制自动行走设备200退回至预设的工作范围内。这样，就能够自动化控制自动行走设备200在预设的工作范围内工作。

此外，请参考图5，立柱110的内部还置有蓄电池140及控制电路150。且立柱110上还设有太阳能面板160。控制电路150分别连接至蓄电池140和太阳能面板160。在控制电路150的控制下，在白天有太阳时，太阳能面板160可以吸收太阳能为蓄电池140充电；在夜间或阴雨天时，蓄电池140可以放电维持信号发射器120发射信号。优选的，蓄电池140和太阳能面板160的配置使得信号发射器120有能力在夜间或阴雨天时连续工作24小时。

立柱110的内部还置有电压检测器170。电压检测器170分别连接于蓄电池140和控制电路150，当电压检测器170检测到蓄电池140的电压低于预设值时，控制电路150即控制信号发射器120停止发射信号，等待蓄电池140电力补充完整。

立柱110上还可以设有诸如灯珠之类的发光体180，在夜间有需要时可以点亮发光体180，类似于太阳能路灯。整体方案中，可以只有部分关键点的立柱110安装信号发射器120进行发射信号，例如一定间距处的立柱110，角落处的立柱110等可以是信号柱，而其他立柱110可以只作为安装发光体180进行照明使用。

立柱110上还可以设有RFID标签190，RFID标签190可以引导自动行走设备200行走至预设位置。比如，在预设位置固定放置一充电站，当自动行走设备200需要充电时，该充电站可以为自动行走设备200进行充电。这时，通过立柱110上的RFID标签190，自动行走设备200可以自动寻找到充电站所在的预设位置进行充电。

第二实施例：

请参考图6，第二实施例与第一实施例区别仅仅在于：信号接收器是安装在立柱的侧面上的。当自动行走设备从预设的工作范围内部行走至工作范围边界时，请参考图7，安装在立柱上的信号接收器会因自动行走设备的阻挡而无法接收到安装在相邻立柱上的信号发射器发射的信号，据此可以控制自动行走设备退回至预设的工作范围内。需要指出的是，在第二实施例中，同样也可以在自动行走设备上设置一控制器，该控制器用于控制自动行走设备的行走路线。并且对该控制器做如下设置：当安装在立柱上的信号接收器无法接收到安装在相邻立柱上的信号发射器发射的信号时，控制器便控制自动行走设备退回至预设的工作范围内。这样，就能够自动化控制自动行走设备在预设的工作范围内工作。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能边界柱，用于保证自动行走设备在预设的工作范围内工作，其特征在于，所述智能边界柱包括若干个立柱，所述若干个立柱围城的区域形成自动行走设备预设的工作范围，所述立柱上安装有信号发射器，所述智能边界柱配置有用于接收所述信号发射器发射的信号的信号接收器，所述信号接收器安装在立柱上或者自动行走设备上，所述信号发射器发射的信号在所述信号发射器与其相邻立柱上的信号接收器构成的平面内传播；

所述信号发射器发射信号，所述信号接收器接收所述信号发射器发射的信号，所述自动行走设备根据所述信号接收器接收到的信号调整行走方向。

2.根据权利要求1所述的智能边界柱，其特征在于，所述信号发射器活动连接于所述立柱，所述信号发射器可沿所述立柱的表面在竖直方向上移动，且所述信号发射器可沿所述立柱的表面在水平面内转动。

3.根据权利要求1或2所述的智能边界柱，其特征在于，所述信号发射器发射的信号为红外线、超声波或者激光。

4.根据权利要求1所述的智能边界柱，其特征在于，所述立柱的内部还置有蓄电池及控制电路，且所述立柱上还设有用于采集太阳能的太阳能面板，所述控制电路分别连接至所述蓄电池和太阳能面板。

5.根据权利要求4所述的智能边界柱，其特征在于，所述蓄电池充满电量时可供所述信号发射器连续工作24小时。

6.根据权利要求4所述的智能边界柱，其特征在于，所述智能边界柱还包括电压检测器，所述电压检测器分别连接于所述蓄电池和控制电路，当所述电压检测器检测到蓄电池的电压低于预设值时，所述控制电路控制所述信号发射器停止发射信号。

7.根据权利要求1所述的智能边界柱，其特征在于，所述立柱上还安装有发光体，所述发光体连接于所述蓄电池，所述发光体可用于夜间照明。

8.根据权利要求1所述的智能边界柱，其特征在于，所述立柱上还安装有用于引导自动行走设备行走至预设位置的RFID标签。

9.根据权利要求1所述的智能边界柱，其特征在于，所述信号接收器与信号发射器位于同一水平线上。

10.根据权利要求1所述的智能边界柱，其特征在于，所述信号接收器设有若干个，且所述若干个信号接收器分布于自动行走设备的侧面。