CN105501321A - 自移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自移动机器人，包括自移动模块和多个可互换的连接于自移动模块的工作模块中的至少一个；自移动模块包括探测单元，探测单元探测工作模块并将探测结果发送给控制单元；控制单元根据探测结果判定是否探测到了所需要连接的工作模块，当判定结果为是时，控制单元控制第一行走单元行走以使自移动模块与所述所需要连接的工作模块连接。通过设置自移动模块和可互换的工作模块，并自动寻找连接所需的工作模块，实现自移动机器人无人值守的在工作区域中执行各种类型的工作任务，机器功能的功能多、灵活性高并且操作简单。

Description

自移动机器人

技术领域

本发明涉及一种自移动机器人。本发明尤其涉及一种模块化的自移动机器人。

背景技术

自动化的家庭设备，例如自动吸尘器等具有自动工作程序，可以自行工作，不需要人工始终操控。借助这些自动化的家庭设备，人们可以从繁琐费时的家庭任务中解脱出来，得到更多的休闲时光。这种自动化的家庭设备也称自动工作设备、自动机器人等。针对家庭用户的各种需求，目前涌现了各种专门化的自动机器人，如自动吸尘器，自动安防机器人、自动割草机、自动浇灌机等。随之出现的问题是用户需要为不同的需求购买不同的自动设备，例如一个用户可能在室内同时布置有自动吸尘器和安防机器人，在室外同时布置有自动割草机、自动浇灌机、自动吹风机等等。这样首先是费用高昂，其次是导致家庭环境杂乱。通常每一种自动设备都需要单独的布置充电站和相关线路，室外机器还需要为不同的系统布置不同的边界信号线，这些边界信号线还可能会产生相互干扰。

为此，有些厂商开始尝试设计制造集成多种功能的自动工作设备，将完成各类工作需要的不同的工作模块集成到一个机身中。然而集成化的自动工作设备也存在很多弊端。首先，机器设计和制造困难，故障率高，后期的维护成本大；其次，机器成本高、售价贵，影响产品普及；第三，机器体积大、重量重，导致能耗增大，单次充电后的工作时间短，影响工作效率。第四，用户可能需要为自己可能并不需要的某些功能买单。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种成本低，功能多的自移动机器人系统。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：

一种自移动机器人，包括自移动模块和多个可互换的连接于自移动模块的工作模块中的至少一个；所述自移动模块包括控制单元、第一能量单元、第一行走单元和第一接口单元，所述控制单元执行预定指令以控制自移动机器人运行；所述第一能量单元包括可充电电池，向自移动模块或自移动机器人提供能量；所述行走单元辅助自移动模块行走；所述工作模块包括第一工作单元、第二行走单元和第二接口单元，所述第一工作单元执行特定类型的工作，所述第二行走单元辅助工作模块行走；所述第一接口单元和第二接口单元能够对应配接以将工作模块连接到自移动模块上,所述自移动模块还包括探测单元，所述探测单元探测工作模块并将探测结果发送给控制单元；所述控制单元根据探测结果判定是否探测到了所需要连接的工作模块，当判定结果为是时，所述控制单元控制第一行走单元行走以使自移动模块与所述所需要连接的工作模块连接。

优选的，所述工作模块上或工作模块的停泊位置设置有和工作模块对应的工作模块标识，所述探测模块通过探测工作模块标识来探测工作模块。

优选的，所述工作模块标识为RFID标签，所述探测模块为RFID阅读器。

优选的，所述工作模块标识为图像标识，所述探测模块为图像采集装置。

优选的，所述图像标识为条形码或二维码。

优选的，还包括引导单元，所述引导单元从工作模块的停泊位置向外延伸，所述自移动模块还包括引导感应单元，所述引导检测单元检测所述引导单元的位置并将检测结果发送给控制单元，所述控制单元根据接收到的检测结果沿引导单元行走，以接近所述工作模块。

优选的，所述引导单元为电信号线或者金属导轨；所述引导检测单元对应的为电信号感应单元或金属感应单元。

优选的，所述第一接口单元包括第一能量接口、第一控制接口和第一机械接口，所述第二接口单元包括第二能量接口、第二控制接口和第二机械接口，所述第一接口单元和第二接口单元配接时，第一能量接口和第二能量接口对接以在自移动模块和工作模块之间传递能量、第一控制接口和第二控制接口对接以在自移动模块和工作模块之间传递信号、第一机械接口和第二机械接口对接以将自移动模块和工作模块连接在一起。

优选的，所述控制模块可选择的控制第一机械接口和第二机械接口建立或解除连接。

优选的，所述第一机械接口和第二机械接口的其中之一上设有电磁铁，其中另一上设有可与电磁铁吸合的材料，所述控制模块通过控制电磁铁的极性来可选择的控制第一机械接口和第二机械接口连接或解除连接。

优选的，所述工作模块还包括第二能量单元，所述第一能量单元包括可充电电池，所述第二能量单元向工作模块或自移动机器人系统提供能量。

优选的，所述自移动模块还包括第二工作单元，所述第二工作单元执行特定类型的工作。

优选的，所述工作模块上设有充电接口,所述充电接口能够和外部的电源接口连接以接收充电电能。

优选的，所述充电接口和所述电源接口均为无线充电接口。

优选的，所述自移动模块包括充电接口，所述工作模块通过第二能量接口、第一能量接口和所述充电接口连接到外部的电源接口以接收充电电能。

优选的，所述充电接口包括第一充电极片组和第二充电极片组，所述第一充电极片组连接到第一能量单元以向其充电，所述第二充电极片组通过第一能量接口、第二能量接口连接到所述第二能量单元以向其充电。

优选的，所述自移动模块还包括探测单元，所述探测单元探测工作模块并将探测结果发送给控制单元；所述控制单元根据探测结果判定是否探测到了所需要连接的工作模块，当判定结果为是时，所述控制单元控制第一行走单元行走以使自移动模块与所述所需要连接的工作模块连接。

优选的，所述工作模块为割草机模块、扫地机模块、扫雪机模块、吹吸机模块、施肥机模块、洒水机模块的至少一个。

优选的，所述控制单元监控第一能量单元和第二能量单元的能量水平，当第二能量单元的能量水平大于第一阈值时，控制第二能量单元向工作模块提供能量；当第二能量单元的能量水平小于所述第一阈值且第一能量单元的能量水平大于第二阈值时，控制第一能量单元向工作模块提供能量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：自移动机器人通过设置自移动模块和可互换的工作模块，并自动寻找连接所需的工作模块，实现无人值守的在工作区域中执行各种类型的工作任务，机器功能的功能多、灵活性高并且操作简单。

附图说明

以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的具体实施例的详细描述。

附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。

图1是本发明的一种实施方式的自移动机器人系统示意图。

图2是本发明的一种实施方式的自移动机器人的模块图。

图3是图2中第一机械接口和第二机械接口的第一种具体方案示意图。

图4是图3的方案中连接端和配接端处于连接状态的示意图。

图5是图2中第一机械接口和第二机械接口的第二种具体方案示意图。

图6是图5的方案中连接端和配接端处于连接状态的示意图。

图7是图5的方案中连接端和配接端脱离连接状态的示意图。

图8是图2中第一机械接口和第二机械接口的第三种具体方案示意图。

图9是图8的方案中连接端和配接端从非连接状态转入连接状态的示意图。

图10是图8的方案中连接端和配接端处于连接状态的示意图。

图11是图8的方案中连接端和配接端脱离连接状态的示意图。

图12是本发明的一种实施方式的自移动模块自动寻找和连接工作模块的示意图。

图13是本发明的另一种实施方式的自移动模块自动寻找和连接工作模块的示意图。

1、自移动模块3、工作模块5、停靠站

7、工作区域11、控制单元13、第一能量单元

15、第一行走单元17、第一接口单元19、第二工作单元

21、探测单元211、RFID阅读器213、图像采集装置

171、第一能量接口173、第一控制接口175、第一机械接口

33、第二能量单元35、第二行走单元37、第二接口单元

39、第一工作单元371、第二能量接口373、第二控制接口

375、第二机械接口43、引导单元411、RFID标签

413、图像标识51、连接端71、配接端

53、收容孔55、电磁铁57、滑套

58、卡球59、弹簧61、卡扣件

63、弹性件73、插销75、永磁铁

571、收容槽731、卡槽611、枢转轴

613、第一转臂615、第二转臂617、第三转臂

733、卡口618、卡勾

具体实施方式

如图1，自移动机器人系统包括自移动机器人和停靠站5。自移动机器人包括自移动模块1和多个可互换的连接于自移动模块1的工作模块3中的至少一个。自移动机器人自动化的在工作区域7中巡航并执行工作，停靠站5供自移动机器人停泊。

继续参照图1，停靠站5供自移动机器人在不工作时停泊，停靠站5上还设有工作模块3停泊位置，用于停靠多个工作模块3。自移动机器人能够在停靠站5中卸下工作模块3、连接工作模块3或者更换工作模块3。在一种实施例中，停靠站5上设置有电源接口，电源接口为自移动机器人充电。

如图2，自移动模块1包括控制单元11、第一能量单元13、第一行走单元15和第一接口单元17，还包括安装前述各个单元的壳体。控制单元11的具体物理形式为布置有一个或多个处理器、存储器、其他相关元器件以及相应外围电路的控制电路板。控制单元内置有控制程序，以执行预定的指令，控制自移动机器人运行，在工作区域7中巡航和工作，返回停靠站5补充能量和连接所需的工作模块3。第一能量单元13包括可充电电池包，第一能量单元13向自移动模块1或者自移动机器人提供能量。第一行走单元15包括行走马达和行走部件，行走马达驱动行走部件相对地面移动，从而带动自移动模块1或者自移动机器人相对地面行走。行走马达设置为一个或者多个，行走部件为轮组、履带等业内所习知的结构，具体不再赘述。

在一种实施例中，自移动模块1中包括第二工作单元19，第二工作单元19用于执行特定类型的工作，例如割草工作等。在一种实施例中，自移动模块1不具有第二工作单元19。

工作模块3具有多种不同的类型，特定类型的工作模块3执行特定的工作任务。例如，工作模块3的类型为割草模块，则该工作模块3执行割草工作；若为扫雪模块，则该工作模块3执行扫雪工作；若为集叶模块，则该工作模块3执行碎叶收集工作；若为吹风模块，则该工作模块3执行吹风工作，诸如此类，不再例举。各种不同类型的工作模块3可互换的连接在前述的自移动模块1上。

工作模块3包括第一工作单元39、第二行走单元35和第二接口单元37，还包括安装前述各个单元的壳体。第一工作单元39执行前述的特定的工作任务，其具体结构根据工作模块3的类型不同而不同，也就是根据工作任务的不同而不同。例如，割草模块的第一工作单元39为割草工作头，割草工作头至少包括割草刀片；扫雪模块的第一工作单元39为扫雪工作头；集叶模块的第一工作单元39为集叶单元，集叶单元至少包括吸取碎叶的抽吸组件和存储碎叶的集叶仓，抽吸组件包括抽吸管和在抽吸管口形成负压的可旋转叶片等；吹风模块的第一工作单元39为吹风单元，至少包括吹风组件，吹风组件具体吹风管和在吹风管口形成向外的气流的叶片等。在一种实施例中，工作模块3的第一工作单元39包括工作马达，以输出工作所需的动力；在另一种实施例中，第一工作单元39不包括工作马达，而是和工作模块3或者自移动模块1的其他单元共用马达。

第二行走单元35包括行走部件，行走部件被驱动相对地面移动，从而带动自移动模块或者自移动机器人相对地面行走。行走部件为轮组、履带等业内所习知的结构，具体不再赘述。在可选的实施例中，第二行走单元35还包括行走马达，行走马达驱动行走部件移动。在其他可选的实施例中，第二行走单元35不包括行走马达，其行走部件仅为从动件如从动轮等，被自移动模块3带动而辅助工作模块3移动。

在本发明的一种实施方式中，工作模块3包括第二能量单元33，第二能量单元33包括可充电电池包，第二能量单元33向工作模块3或者自移动机器人提供能量。在该实施例中，控制单元11监控第一能量单元13和第二能量单元33的能量水平，当第二能量单元13的能量水平大于第一阈值时，控制第二能量单元33向工作模块3提供能量；当第二能量单元33的能量水平小于所述第一阈值且第一能量单元13的能量水平大于第二阈值时，控制第一能量单元13向工作模块3提供能量。在其他可选的实施方式中，工作模块3也可以不包括第二能量单元33，工作模块3工作所需的能量来自于自移动模块1。

继续参照图2，自移动模块1的第一接口单元17和工作模块3的第二接口单元37能够对应配接，以将工作模块3连接到自移动模块1上。第一接口单元17包括第一机械接口175、第一控制接口173和第一能量接口171；第二接口单元37上对应的设置有第二机械接口375、第二控制接口373和第二能量接口371。第一接口单元17和第二接口单元37连接时，第一机械接口175和第二机械接口375连接，第一能量接口171和第二能量接口371连接，第一控制接口173和第二控制接口373连接。第一机械接口175和第二机械接口375连接用于将自移动模块1和工作模块3可选的互锁连接在一起，共同移动。第一控制接口173和第二控制接口373连接用于实现自移动模块和工作模块之间的信号传递，使得自移动模块1能够通过第一控制接口173和第二控制接口373控制工作模块3工作，工作模块3能够将各种运行参数和环境信息反馈给自移动模块1。第一能量接口171和第二能量接口371连接用于实现自移动模块1和工作模块3之间的能量传递，例如自移动模块1向工作模块3传递能量，或者相反的，工作模块3向自移动模块1传递能量。

在一种可选的实施例中，工作模块3通过自移动模块1连接到外部的电源接口，接收充电能量。即自移动模块1的充电接口连接到电源接口接收充电电能，然后将至少部分充电电能通过第一能量接口171和第二能量接口371传递到工作模块3的第二能量单元33。在该实施例的一种设计方案中，自移动模块的充电接口包括第一充电极片组和第二充电极片组，所述第一充电极片组连接到第一能量单元13以向其充电，所述第二充电极片组通过第一能量接口171、第二能量接口373连接到所述第二能量单元33以向其充电。在该实施例的另一种设计方案中，自移动模块的充电接口仅包括一组充电极片组，该充电极片组连接到第一能量单元13以向其充电，并可以通过第一能量接口171、第二能量接口373连接到所述第二能量单元33以向其充电。

在一种可选的实施例中，工作模块3直接连接到外部的电源接口，接收充电能量。即工作模块3具有充电接口和电源接口配接。该充电接口和外部的电源接口可以均为无线充电接口。由于不必为每个工作模块3配备专门的充电位置和充电线路，无线充电接口方案可以大大降低多个工作模块3同时存在时的充电成本。

在一种可选的实施例中，工作模块3可以兼具通过自移动模块充电和直接连接到外部电源接口充电的功能。在该实施例的一种设计方案中，工作模块3具有独立的充电接口和第二能量接口371，分别用于直接连接电源接口和连接第一能量接口171。在该实施例的另一种设计方案中，工作模块3可以仅具有第二能量接口371，第二能量接口371除可以连接第一能量接口171外，也可以直接连接外部的电源接口。

如图3和图4，在一种实施例中，第一机械接口175包括至少一个连接端51，第二机械接口375包括至少一个配接端71，连接端51和配接端71一一对应、数量相同。连接端51和配接端71一一对应的连接起来时，第一机械接口175和第二机械接口375实现连接。连接端51包括一个收容孔53，配接端71包括一个插销73，收容孔53形状相配的收容插销73。在收容孔中、优选为收容孔底部布置有一个电磁铁55，通电后电磁铁55产生磁力，在插销73上、优选为插销顶部布置有可与电磁铁55吸合的材料，本实施例中为永磁铁75。插销73插入收容孔53后，永磁铁75和电磁铁55也相抵接，通过变换电磁铁55的磁极方向，相抵接的两个端部磁极相反或者相同。这样自移动模块可以通过控制电磁铁55的磁极方向来连接或者卸载工作模块3。在其他实施例中，电磁铁55的磁极方向也可以固定的，在通电时始终保持相抵接的两个端部磁极相反，通过可选择的给电磁铁55通电或者断电来相应的实现连接或者卸载工作模块。

在一种实施例中，连接端51和配接端71的数量各为两个，能够同时一一配接，达到较好的连接稳定性。

图3和图4中连接端51和配接端71的具体布置形式仅仅为示例性的，在其思路下可有多种变换形式。例如，电磁铁55和永磁铁75的布置位置互换、或者收容孔53布置在第二机械接口375上而插销73布置在第一机械接口175上。又如，为了引导对接方向，将收容孔53设计为锥形孔，将插销73设计成锥形。又如，取消收容孔53和插销73，直接依靠电磁力相互连接等。

如图7、图8、图9，在另一种实施例中，类似的，第一机械接口175包括至少一个连接端51，第二机械接口375包括至少一个配接端71，连接端51和配接端71一一对应、数量相同。连接端51包括一个收容孔53，配接端71包括一个插销73。其不同之处在于，本实施例不是通过电磁力连接自移动模块1和工作模块3，而是通过卡球卡槽配接结构连接自移动模块1和工作模块3。

具体如图7，收容孔53的侧壁上具有多个通孔，每个通孔内不可脱离的容纳有一个卡球58，卡球58的直径略大于通孔的厚度，可以沿通孔的贯通方向来回移动。收容孔53的侧壁上还套接有一个滑套57，滑套57上和通孔位置对应的布置有多个收容槽571，卡球58可以部分容纳于收容槽571中，且其进入收容槽571后可以从收容孔中脱离，其进入收容孔53中时可以从收容槽571中脱离。滑套57可以沿收容孔53的侧壁前后移动，且一个弹簧59抵接滑套57，使收容槽571离开通孔。插销73的侧壁上设有和通孔数量一致的卡槽731。

如图8，在连接状态下，插销73进入收容孔53中，卡球53落入收容孔53内且卡在卡槽731中，弹簧59迫使滑套57位于收容槽571离开通孔的位置，滑套57侧壁将卡球58压迫在卡槽731中，从而实现了连接端51和配接端71的互锁连接，也就实现了自移动模块1和工作模块3的互锁连接。

如图9，当需要自移动模块1和工作模块3脱离连接时，只需驱使滑套克服弹簧59的力移动，使收容槽571和通孔对齐，滑套57位于解锁位置，此时自移动模块1和工作模块3彼此脱离的相对移动，则卡球58会被挤入收容槽571而离开收容孔53内，解除自移动模块1和工作模块3的互锁连接。

在本实施例中，自移动模块1和工作模块3的建立连接和脱离连接可以为自动的。滑套57上可以设置永磁铁，自移动模块1上的相配位置设置电磁铁，则在建立连接时，当第一接口单元17和第二接口单元37对准且相互靠近，自移动模块1给电磁铁通电，吸引滑套57克服弹簧力移动，收容槽571和通孔对齐，待插销73进入收容孔53且到位后，自移动模块1给电磁铁断电，滑套57弹回而建立互锁连接。脱离连接时，类似的，电磁铁吸引滑套57移动到解锁位置，自移动模块1移动而脱离连接后，电磁铁断电，滑套57恢复到锁定位置。

如图10、图11、图12、图13，在另一种实施例中，类似的，第一机械接口175包括至少一个连接端51，第二机械接口375包括至少一个配接端71，连接端51和配接端71一一对应、数量相同。连接端51包括一个收容孔53，配接端71包括一个插销73，收容孔53形状相配的收容插销73。与前一实施例不同的是，连接端71上设置有一个可枢转的卡扣件61，卡扣件61穿过部分的收容孔53的侧壁布置，具有一个第一转臂613，一个第二转臂615，一个第三转臂617，以及位于各个转臂之间的枢转轴611。第一转臂和第三转臂都至少部分位于收容孔内，第一转臂连接有弹性件63，第三转臂末端设有一个卡勾618。第二转臂615位于收容孔53外。弹性件63向使第三转臂处于一卡锁位置的方向偏压第一转臂613，在卡锁位置，卡勾618至少部分位于收容孔53的内壁以内。在本实施例中，弹性件63包括一个弹簧座和一个弹簧，弹簧的一端安装在弹簧座上，另一端连接到第一转臂613上。插销73上设有一个卡口733，卡口733和前述的卡勾618相配。具体的，第一转臂613、弹性件63、枢转轴611均基本位于收容孔53内，卡勾618朝向收容孔53外的侧壁形成一个斜坡，在插销73插入收容孔53的过程中，插销73的末端压迫卡勾618的斜坡而使卡勾618克服弹性件63的偏压力、从卡锁位置移动到解锁位置，在解锁位置，卡勾618完全离开收容孔53的内壁，随后插销73继续插入收容孔53直到卡口733前进到卡勾618所在的位置，此时弹性件63迫卡勾618回复到卡锁位置，卡勾618和卡口733锁合，从而将自移动模块1和工作模块3连接在一起。

第二转臂615基本位于收容孔53外，当需要工作模块3从自移动模块1上脱离时，只需克服弹性件63的偏压力拨动第二转臂615，则卡勾618从卡口733中脱离，工作模块3即可取下。

在本实施例中，自移动模块1和工作模块3的建立连接和脱离连接可以为自动的。第二转臂615上可以设置永磁铁，自移动模块1上的相配位置设置电磁铁，则在建立连接时，当第一接口单元17和第二接口单元37对准且相互靠近，自移动模块1给电磁铁通电，吸引第二转臂615克服弹簧力移动解锁位置，待插销73进入收容孔53且到位后，自移动模块1给电磁铁断电，卡扣件61弹回，卡勾618勾住卡口733而建立互锁连接。脱离连接时，类似的，电磁铁吸引第二转臂615移动到解锁位置，自移动模块1移动而脱离连接后，电磁铁断电，第二转臂615恢复到锁定位置。

类似的，在一种实施例中，连接端51和配接端71的数量各为两个，能够同时一一配接，达到较好的连接稳定性。

类似的，本实施例中的各个元件的布置方式可有多种变换，例如收容孔51和插销73的位置互换等，不再赘述。

第一控制接口173和第二控制接口373的位置分别对应的设置，使得当第一机械接口175和第二机械接口375成功对接时，第一控制接口173和第二控制接口373也同时对接上。由于第一机械接口175和第二机械接口375已经具有卡锁功能，所以第一控制接173口和第二控制接口373可以不设置卡锁功能相关结构，可以相互简单的插拔配合。第一控制接口173和第二控制接口373可以为有线通信结构或者无线通信结构，能够实现信号传递即可。

第一能量接口171和第二能量接口371的位置分别对应的设置，使得当第一机械接口175和第二机械接口375成功对接时，第一能量接口171和第二能量接口371也同时对接上。由于第一机械接口175和第二机械接口375已经具有卡锁功能，所以第一能量接口171和第二能量接口371可以不设置卡锁功能相关结构，可以相互简单的插拔配合。能量接口用于在自移动模块1和工作模块3之间传递能量，其具体结构和实现原理为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

在第一接口单元17和第二接口单元37对接后，自移动模块1通过第一机械接口175和第二机械接口375的连接带动工作模块3在工作区域7中巡航，并通过第一控制接口173和第二控制接口的连接控制工作模块3执行特定工作。在一些实施例中，自移动模块1和工作模块3之间还能够通过第一能量接口171和第二能量接口371来传递电能。

在一种实施例中，自移动模块1按照预设的程序，自动与特定的工作模块3对接，并自动在工作区域7中巡航、执行特定工作任务。

自移动模块1具有探测单元以探测所要寻找的目标工作模块3。探测单元21探测工作模块3并将探测结果发送给控制单元11。控制单元11根据探测结果判定是否探测到了所需要连接的工作模块3，当判定结果为是时，所述控制单元11控制第一行走单元15行走以使自移动模块1与所需要连接的工作模块3连接。例如，探测单元21为RFID阅读器211，而工作模块3上设有RFID标签411，不同的工作模块3上的RFID标签411的内容不同。通过这种方式，自移动模块1在靠近各个工作模块3时，RFID阅读器211都能够读取到其RFID标签211，控制单元11根据RFID阅读器发送的探测结果知晓当前靠近的工作模块3的具体类型，当自移动模块识1别到当前的工作模块3是其所寻找的类型时，则进入对接程序，对接第一接口单元17和第二接口单元37，将目标工作模块3连接到自移动模块1上。

在对接程序中，自移动模块11沿着对接方向行进，对接方向为第一接口单元17和第二接口单元37彼此对准能够连接上的方向。具体的，根据RFID阅读器211和RFID标签411的设置位置，自移动模块1能够对应的判断当识别到特定的RFID标签时目标工作模块3的大概方位和距离，自移动模块1根据预估的信息调整自身的朝向到对接方向，向使第一接口单元17和第二接口单元37彼此靠近、连接的方向移动，实现对接。

在替换的实施例中，自移动模块1通过识别停靠站3中的引导单元43实现沿着对接方向行进，引导单元43可以为携带有特定电信号的引导线、磁条等，引导单元43沿着对接方向布置，自移动模块1使用对应的引导感应单元识别引导线和磁条。在替换的实施例的实施例中，工作模块3的停泊位置上设置有导轨，导轨将自移动模块1引导到精确的对接方向中，辅助其对接。导轨可以为外宽内窄的八字形导向侧边，自移动模块1的轮子进入导轨后被侧边限位而逐步进入准确的对接方向；导轨还可以为和轮子等宽布置的导槽，导槽将自移动模块引导向准确的对接方向。当然，前述的各个确认对接方向的方式可以以各种排列组合方式来组合使用，以增加对接准确度，如RFID标签的方向预估和引导单元43布置组合使用等等，不再赘述。

对接程序中，自移动模块1监测对接是否成功，对接成功则退出对接程序，进入工作程序或者其他程序。监测对接是否成功的方式为监测第一控制接口173或者第一能量接口171处是否出现了特定的电压、电流或者信号等，不再赘述。在工作程序中，自移动机器人离开停靠站5，在工作区域7中巡航和执行特定工作任务。

自移动机器人还根据外部指令或者自身计划将所连接的工作模块3带回到充电站中，和工作模块3脱离对接。自移动机器人首先返回停靠站5，返回方式现有技术已有揭示，如沿边界线回归等，不再赘述。返回停靠站5后，自移动机器人脱开自移动模块1和工作模块3的连接。在替换的实施例中，自移动机器人沿着对接方向将工作模块3安放到停泊位后脱开自移动模块1和工作模块3的连接，对接方向如前所述，可以由导轨或者引导线确认。在一种实施例中，停泊位置具有多个并且和工作模块3之间不存在一一对应的关系，工作模块3可以随意安放在任意空停泊位置中；在另一种实施例中，停泊位置和工作模块3之间存在一一对应关系，自移动机器人将携带的工作模块3安放到特定的对应停泊位置后，脱开自移动模块1和工作模块3的连接。脱开连接的方式根据连接形式的不同而不同，例如在前述的电磁力对接方式中，自移动模块1通过取消电磁铁上的电磁力实现脱开连接。

在另一种实施例中，探测单元21为图像采集装置213，而工作模块3上设有特定的图像标识413，不同的工作模块3上的图像标识413的内容各不相同。图像标识413可以为二维码、条形码或者其他标准化图案，图像标识413也可以为其他形式如特定色彩的组合或者特定的形状等。自移动模块1在靠近各个工作模块3时，同时进行图形采集和识别，当识别到和目标工作模块3对应的特定图像标识413，如特定的二维码，条形码或者其他图案时，判断携带该图像标识的工作模块3为目标工作模块3，随之进入对接程序，对接第一接口单元17和第二接口单元37，将目标工作模块3连接到自移动模块1上。

在对接程序中，自移动模块1同样沿着对接方向行进。具体的，根据识别到的图像标识413的大小、图像标识413的布置方式等，自移动模块1能够对应的预估当识别到特定的图像标识413时目标工作模块3的大概方位和距离，自移动模块1根据预估的信息调整自身的朝向到对接方向，向使第一接口单元17和第二接口单元37彼此靠近、连接的方向移动，实现对接。

类似的，在替换的实施例中，自移动模块1通过识别停靠站5中的引导单元43实现沿着对接方向行进，或通过导轨辅助对接。具体方式同前，不再赘述。当然，前述的各个确认对接方向的方式可以以各种排列组合方式来组合使用，以增加对接准确度。

对接程序中，自移动模块1监测对接是否成功，具体方式同前，不再赘述。

自移动机器人还根据外部指令或者自身计划将所连接的工作模块3带回到充电站中，和工作模块3脱离对接。具体方式同前，不再赘述。

在另一种实施例中，类似的，探测单元为图像采集装置，与前一实施例不同的是，工作模块3上没有特定的图像标识，自移动模块1通过识别工作模块3自身的形状、颜色、纹理或者其组合来判断是否为目标工作模块3。

在其他实施例中，自移动模块1同样具有探测单元23，但与前述各个实施例不同的是，探测单元23识别和工作模块3存在对应关系的外部环境中的特征或者标识，而不是直接识别工作模块3上的特征或者工作模块标识。例如，各个特定的工作模块3停靠在停靠站5的特定停泊位置上，特定停泊位置处设有和特定的工作模块3对应的工作模块标识。自移动模块1在寻找特定的目标工作模块3时，只需要寻找和目标工作模块3对应的、位于特定位置的工作模块标识，即可定位目标工作模块3，随后转入对接程序，对接第一接口单元17和第二接口单元37，将目标工作模块3连接到自移动模块1上。在这些实施例中，可选的，探测单元23也识别工作模块3上的特征或者工作模块标识，其具体实现方式和工作模块3上的对应设置如前面的实施例所述，在此不再赘述。

例如，在可选的实施例中，停靠站5上具有多个停泊位置，各个停泊位置分别用于停泊不同的特定工作模块3，各个停泊位置上布置有各自特定的RFID标签411。而自移动模块1上的探测单元23为RFID阅读器211。通过这种方式，自移动模块1在靠近各个工作模块3时，都能够读取到其RFID标签211，进而知晓当前靠近的工作模块3的具体类型，当自移动模块1识别到当前的工作模块3是其所寻找的类型时，则进入对接程序，对接第一接口单元17和第二接口单元37，将目标工作模块3连接到自移动模块1上。

又例如，在另一种可选的实施例中，类似的，停靠站5上具有多个停泊位置以停泊不同的特定工作模块3，不同之处在于，探测单元23为为图像采集装置，而停泊位置上设有特定的图像标识413，不同特定工作模块3所处的停泊位上的图像标识413的内容各不相同。图像标识413可以为二维码、条形码或者其他标准化图案，图像标识也可以为其他形式如特定色彩的组合或者特定的形状等。图像标识413可以位于停泊位置入口处的底面上，也可以位于停泊位后方或者侧面的立壁上，当然也可以为其他适合图像采集装置213识别的位置。自移动模块1在靠近各个工作模块3时，进行图形采集和识别，当识别到和目标工作模块3对应的特定图像标识413，如特定的二维码，条形码或者其他图案时，判断携带该图像标识413的工作模块为目标工作模块3，随之进入对接程序，对接第一接口单元17和第二接口单元37，将目标工作模块3连接到自移动模块1上。

在另一种实施例中，类似的，停靠站5上具有多个停泊位置以停泊不同的特定工作模块3，不同之处在于，停泊位置处的工作标识为同时具有引导自移动模块和工作模块对接的引导标识。在这种实施例中，停靠站中不必单独设置前面实施例中引导单元43。在一种可替换的实施例中，引导标识为携带有电信号的引导线，对应于不同的特定工作模块3的引导线的电信号不同，例如电流频率不同，或者携带的电信号波形不同等等，不再赘述。探测单元23对应的包括感应引导线在环境中产生的电磁信号的电感。引导线布置在停泊位置的底面，延伸到停泊位置外，自移动模块1识别到对应于目标工作模块3的电信号后，沿着发生电信号的引导线行走就可以准确的靠近停泊位置中的目标工作模块3，并且引导线布置得和对接轨迹对应，只要自移动模块1沿引导线行走，就可以和工作模块3准确对接。沿引导线行走可以为跨引导线行走、或者靠着引导线一定距离行走。

在另一实施例中，类似的，停靠站5上具有多个停泊位置以停泊不同的特定工作模块3，停泊位置处的特定标识为同时具有引导自移动模块1和工作模块3对接的引导标识。和上一实施例不同之处在于，引导标识为磁轨，不同的特定工作模块对应的磁轨参数不同，例如磁场强度不同等，探测单元23对应的为识别磁轨的磁感应传感器。其他与上一实施例类似，在此不再赘述。

以下介绍自移动机器人的工作规划方式。

首先，自移动机器人具有设定好的工作时段和非工作时段，工作时段中自移动机器人执行各类工作任务并在能量耗尽后自动返回停靠站5充电，在非工作时段自移动机器人不工作，停靠在停靠站5中。典型的，用户可以设定周一至周五的8:00至18:00为工作时段，其他时间为非工作时段。

在工作时段中，自移动模块1按照设定的时序依次携带各个工作模块3进行工作。例如，各个工作模块3包括割草模块，施肥模块和洒水模块时，自移动模块3首先连接割草模块进行3小时的割草工作，随后连接施肥模块进行3小时的施肥工作，最后连接洒水模块进行3小时的洒水工作。在割草工作时，自移动模块1和割草模块周期性的进入工作区域切割草坪和返回充电站补充能量，在施肥工作和洒水工作时同样如此。

本发明不局限于所举的具体实施例结构，基于本发明构思的结构均属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种自移动机器人，包括自移动模块和多个可互换的连接于自移动模块的工作模块中的至少一个；

所述自移动模块包括控制单元、第一能量单元、第一行走单元和第一接口单元，所述控制单元执行预定指令以控制自移动机器人运行；所述第一能量单元包括可充电电池，向自移动模块或自移动机器人提供能量；所述行走单元辅助自移动模块行走；

所述工作模块包括第一工作单元、第二行走单元和第二接口单元，所述第一工作单元执行特定类型的工作，所述第二行走单元辅助工作模块行走；

所述第一接口单元和第二接口单元能够对应配接以将工作模块连接到自移动模块上,其特征在于：

所述自移动模块还包括探测单元，所述探测单元探测工作模块并将探测结果发送给控制单元；所述控制单元根据探测结果判定是否探测到了所需要连接的工作模块，当判定结果为是时，所述控制单元控制第一行走单元行走以使自移动模块与所述所需要连接的工作模块连接。

2.根据权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于：所述工作模块上或工作模块的停泊位置设置有和工作模块对应的工作模块标识，所述探测模块通过探测工作模块标识来探测工作模块。

3.根据权利要求2所述的自移动机器人，其特征在于：所述工作模块标识为RFID标签，所述探测模块为RFID阅读器。

4.根据权利要求2所述的自移动机器人，其特征在于：所述工作模块标识为图像标识，所述探测模块为图像采集装置。

5.根据权利要求4所述的自移动机器人，其特征在于：所述图像标识为条形码或二维码。

6.根据权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于：还包括引导单元，所述引导单元从工作模块的停泊位置向外延伸，所述自移动模块还包括引导感应单元，所述引导检测单元检测所述引导单元的位置并将检测结果发送给控制单元，所述控制单元根据接收到的检测结果沿引导单元行走，以接近所述工作模块。

7.根据权利要求6所述的自移动机器人，其特征在于：所述引导单元为电信号线或者金属导轨；所述引导检测单元对应的为电信号感应单元或金属感应单元。

8.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于：所述第一接口单元包括第一能量接口、第一控制接口和第一机械接口，所述第二接口单元包括第二能量接口、第二控制接口和第二机械接口，所述第一接口单元和第二接口单元配接时，第一能量接口和第二能量接口对接以在自移动模块和工作模块之间传递能量、第一控制接口和第二控制接口对接以在自移动模块和工作模块之间传递信号、第一机械接口和第二机械接口对接以将自移动模块和工作模块连接在一起。

9.根据权利要求8所述的自移动机器人，其特征在于：所述控制模块可选择的控制第一机械接口和第二机械接口建立或解除连接。

10.根据权利要求9所述的自移动机器人，其特征在于：所述第一机械接口和第二机械接口的其中之一上设有电磁铁，其中另一上设有可与电磁铁吸合的材料，所述控制模块通过控制电磁铁的极性来可选择的控制第一机械接口和第二机械接口连接或解除连接。