CN106142093A - 家庭机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭机器人，包括：壳体；设置在壳体之上的至少一个超声波传感器，超声波传感器用于检测家庭机器人运动方向上的物体，并获取家庭机器人与物体之间的距离；以及控制器，控制器与超声波传感器相连，控制器根据距离对家庭机器人进行控制。本发明实施例的家庭机器人，可以提高壁障效率，减少碰撞，保护家具，更加智能化。本发明还公开了一种家庭机器人的控制方法。

Description

家庭机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种家庭机器人，以及家庭机器人的控制方法。

背景技术

随着智能机器人技术的发展，越来越多的智能机器人进入到用户家庭，大大提高人们生活的舒适性和便利性。其中，智能吸尘器是家庭中智能机器人的一种，用户在选择和购买智能吸尘器时，注重产品智能化，如果产品能够尽可能地满足用户的智能化需求，可以争取更多的消费者，为企业创造利润。

目前，家庭智能机器人一般采用IR(Infrared Radiation，红外)等传感器检测障碍物。但是采用IR等传感器检测障碍物，在智能机器人遇到障碍时，传感器对颜色的影响较大，而且盲区多，导致碰撞次数很多，障壁效率比较低，还需要增加碰撞条结构进行保护。另外，即使用户购买了智能机器人，在摆放家具时，还需要考虑会不会被智能机器人碰撞等问题，非常不方便。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。

为此，本发明的一个目的在于提出一种家庭机器人，该家庭机器人可以提高壁障效率，减少碰撞，保护家具，更加智能化。

本发明的另一个目的在于提出一种家庭机器人的控制方法。

为达到上述目的，本发明的一方面实施例提出一种家庭机器人，该家庭机器人包括壳体；设置在所述壳体之上的至少一个超声波传感器，所述超声波传感器用于检测家庭机器人运动方向上的物体，并获取所述家庭机器人与所述物体之间的距离；以及控制器，所述控制器与所述超声波传感器相连，所述控制器根据所述距离对所述家庭机器人进行控制。

根据本发明实施例的家庭机器人，通过超声波传感器检测家庭机器人运行方向上的物体，并获取家庭机器人与物体之间的距离，进而控制器根据两者的距离对家庭机器人进行控制，可以提高壁障效率，减少碰撞，保护家具，更加智能化。

进一步地，上述家庭机器人还包括：驱动机构，所述驱动机构驱动所述家庭机器人；转向机构，所述转向机构控制所述家庭机器人的运动方向，其中，所述控制器根据所述距离对所述转向机构和驱动机构进行控制。

其中，所述超声波传感器可以为多个，包括位于所述家庭机器人正面的主超声波传感器和位于所述家庭机器人侧面和/或背面的次超声波传感器，所述控制器根据所述主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及所述家庭机器人与所述物体之间的距离生成所述家庭机器人的自主导航路线，并根据所述自主导航路线对所述家庭机器人进行控制。

通过多个超声波传感器检测物体，可以避免检测盲点。

进一步地，所述超声波传感器包括：第一超声波接收器，所述第一超声波接收器位于所述家庭机器人的正面；第一超声波发射器和第二超声波发射器，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器分别位于所述第一超声波接收器的两侧，且所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器与所述第一超声波接收器呈第一夹角；第二超声波接收器和第三超声波接收器，所述第二超声波接收器和所述第三超声波接收器分别位于所述第一超声波发射器和第二超声波发射器外侧，且所述第二超声波接收器与所述第一超声波发射器呈第二夹角，所述第三超声波接收器与所述第二超声波发射器呈所述第二夹角。

其中，所述第一夹角可以等于所述第二夹角。

另外，上述家庭机器人还包括设置在所述超声波传感器之外的防护罩。

通过防护罩可以对超声波传感器进行保护。

其中，本发明实施例的家庭机器人可以为机器人吸尘器、空气净化器机器人、保安防盗机器人或家庭辅助机器人。

为达到上述目的，本发明的另一方面实施例提出一种家庭机器人的控制方法，所述家庭机器人包括至少一个超声波传感器，所述控制方法包括以下步骤：通过所述至少一个超声波传感器检测所述家庭机器人运动方向上的物体，并获取所述家庭机器人与所述物体之间的距离；以及根据所述距离对所述家庭机器人进行控制。

根据本发明实施例的家庭机器人的控制方法，通过超声波传感器检测家庭机器人运行方向上的物体，并获取家庭机器人与物体之间的距离，进而根据两者的距离对家庭机器人进行控制，可以提高壁障效率，减少碰撞，保护家具，更加智能化。

进一步地，在本发明的以下实施例中，所述家庭机器人还包括驱动机构和转向机构，所述根据所述距离对所述家庭机器人进行控制，具体包括：根据所述距离对所述转向机构进行控制以调整所述家庭机器人的运行方向；控制所述驱动机构以驱动所述家庭机器人在调整之后的所述运行方向上运行。

其中，所述超声波传感器可以为多个，包括位于所述家庭机器人正面的主超声波传感器和位于所述家庭机器人侧面和/或背面的次超声波传感器，所述根据所述距离对所述家庭机器人进行控制，具体包括：根据所述主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及所述家庭机器人与所述物体之间的距离生成所述家庭机器人的自主导航路线；以及根据所述自主导航路线对所述家庭机器人进行控制。

通过多个超声波检测器检测物体可以避免检测盲点。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的家庭机器人的框图；

图2是根据本发明的另一个实施例的家庭机器人的框图；

图3是根据本发明的一个具体实施例的家庭机器人的超声波传感器的设置示意图；

图4中的(1)至(4)是根据本发明的另一些具体实施例的家庭机器人的应用实例的示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的家庭机器人的控制方法的流程图；

图6是根据本发明的另一个实施例的家庭机器人的控制方法的流程图；以及

图7是根据本发明的再一个实施例的家庭机器人的控制方法的流程图。

附图标记：

家庭机器人100，壳体10、超声波传感器20和控制器30，驱动机构40和转向机构50，第一超声波接收器201、第一超声波发射器202、第二超声波发射器203、第二超声波接收器204和第三超声波接收器205。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

首先对本发明实施例的家庭机器人进行说明。图1为根据本发明的一个实施例的家庭机器人的框图。

如图1所示，本发明实施例的家庭机器人100包括壳体10、超声波传感器20和控制器30。

其中，超声波传感器20至少为一个，超声波传感器20设置于壳体10之上，用于检测家庭机器人100运动方向上的物体，即阻碍家庭机器人100运动的物体例如家具。具体地，超声波传感器20可以发出超声波信号，如果家庭机器人100运行方向上存在物体，则可以接收到物体反射的超声波信号，进而可以根据接收到的物体反射的超声波信号获取家庭机器人100与物体之间的距离，例如根据发射和接收超声波信号的时间差和超声波的速率获取距离的远近。

其中，控制器30与至少一个超声波传感器20连接，控制器可以根据家庭机器人100与物体之间的距离对家庭机器人100进行控制。具体地，例如超声波传感器20根据接收到的物体反射的超声波信号判断有障碍物，且控制器30判断家庭机器人100与障碍物之间的距离较近，例如大于预设距离，则判断障碍物阻碍家庭机器人100的运行，如果控制家庭机器人100继续按现有路径运行则与物体相撞，则控制器30控制家庭机器人100向没有障碍物的方向运行以避免相撞。

进一步地，如图2所示，为根据本发明的另一个实施例的家庭机器人的框图。上述家庭机器人100还包括驱动机构40和转向机构50。驱动机构40用于驱动家庭机器人100运行，转向机构用于控制家庭机器人100的运行方向。控制器30根据家庭机器人100与物体之间的距离对转向机构50和驱动机构40进行控制。例如，控制器30判断家庭机器人100与障碍物之间的距离大于预设距离，则控制转向机构50调整家庭机器人100的运行方向以避开障碍物方向，并控制驱动机构40驱动家庭机器人100向没有阻碍物体的方向运行以避免碰撞。

为了避免检测盲区，在本发明的一个实施例中，超声波传感器可以为多个，包括位于家庭机器人100正面的主超声波传感器和位于家庭机器人100侧面和/或背面的次超声波传感器，控制器30可以根据主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及家庭机器人与物体之间的距离生成家庭机器人的自主导航路线，并根据自主导航路线对家庭机器人进行控制。例如控制器30根据主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体，判断家庭机器人100与正面的物体的距离小于与背面以及侧面的物体的距离，且家庭机器人100与左侧的物体的距离小于与右侧的物体的距离，家庭机器人100与右侧的物体的距离小于与背面的物体的距离，则控制器30控制家庭机器人100向背面后退。进而根据前述方式实时根据主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及家庭机器人与物体之间的距离生成自主导航线路，并控制家庭机器人100以自主导航线路运行。

进一步地，如图3所示，超声波传感器20可以包括第一超声波接收器201、第一超声波发射器202、第二超声波发射器203、第二超声波接收器204和第三超声波接收器205。其中，第一超声波接收器201位于家庭机器人100的正面；第一超声波发射器202和第二超声波发射器203分别位于第一超声波接收器201的两侧，且第一超声波发射器202和第二超声波发射器203与第一超声波接收器201呈第一夹角A1；第二超声波接收器204和第三超声波接收器205分别位于第一超声波发射器202和第二超声波发射器203外侧，且第二超声波接收器204与第一超声波发射器202呈第二夹角A2，第三超声波接收器205与第二超声波发射器203呈第二夹角A2。其中，第一夹角A1可以等于第二夹角A2。

超声波传感器20通过两个发射器和三个接收器以适当角度的设置即可实现不同方向的物体的检测。例如可以根据三个接收器接收的超声波信号的强弱判断物体的位置和距离，进而控制器30根据物体的位置控制家庭机器人100运行。例如在第三超声波接收器205接收的超声波信号大于第二超声波接收器204接收的超声波信号，且大于第一超声波接收器201接收的超声波信号，同时三个接收器接收到的超声波信号均大于预设超声信号时，则控制器30判断物体在第三超声波接收器205方向，则控制器30控制家庭机器人100避开物体方向。

另外，为了保护超声波传感器20不受损坏，上述家庭机器人100还可以包括防护罩60。防护罩60设置在超声波传感器20之外以对超声波传感器20进行保护。

总而言之，及时家庭机器人100可以智能移动，避免不了遇见障碍物，但是本发明实施例的家庭机器人100可以在遇到障碍物时，检测到障碍物，并控制家庭机器人100避开障碍物运行。本发明实施例的家庭机器人100可以为例如机器人吸尘器(如图4(1)所示)、空气净化器机器人(如图4(2)所示)、保安防盗机器人(如图4(3)所示)或家庭辅助机器人(如图4(4)所示)。

综上所述，根据本发明实施例的家庭机器人，通过超声波传感器检测家庭机器人运行方向上的物体，并获取家庭机器人与物体之间的距离，进而控制器根据两者的距离对家庭机器人进行控制，可以提高壁障效率，减少碰撞，保护家具，更加智能化。

另外，通过多个超声波传感器检测物体，可以避免检测盲点，通过防护罩可以保护超声波检测器。

下面参照附图描述根据本发明的另一方面实施例提出一种家庭机器人的控制方法。其中，家庭机器人包括至少一个超声波传感器。图5为根据本发明的一个实施例的家庭机器人的控制方法的流程图。

如图5所示，本发明实施例的家庭机器人的控制方法包括以下步骤：

S1，通过至少一个超声波传感器检测家庭机器人运动方向上的物体，并获取家庭机器人与物体之间的距离。

具体地，超声波传感器可以发出超声波信号，如果家庭机器人运行方向上存在物体，则可以接收到物体反射的超声波信号，进而可以根据接收到的物体反射的超声波信号获取家庭机器人与物体之间的距离，例如根据发射和接收超声波信号的时间差和超声波的速率获取距离的远近。

S2，根据所述距离对所述家庭机器人进行控制。

具体地，例如超声波传感器根据接收到的物体反射的超声波信号判断有障碍物，如果家庭机器人与障碍物之间的距离较近，例如大于预设距离，则判断障碍物阻碍家庭机器人的运行，如果控制家庭机器人继续按现有路径运行则与物体相撞，则控制家庭机器人向没有障碍物的方向运行以避免相撞。

进一步地，在本发明的一个实施例中，家庭机器人还包括驱动机构和转向机构，如图6所示，上述根据距离对家庭机器人进行控制，具体包括：

S21，根据家庭机器人与物体之间的距离对转向机构进行控制以调整家庭机器人的运行方向。

例如，在家庭机器人与障碍物之间的距离大于预设距离时，则控制转向机构调整家庭机器人的运行方向以避开障碍物方向，并直行步骤S22。

S22，控制驱动机构以驱动所述家庭机器人在调整之后的所述运行方向上运行。

即控制驱动机构驱动家庭机器人向没有阻碍物体的方向运行以避免碰撞。

另外，为了避免检测盲区，在本发明的一个实施例中，超声波传感器可以为多个，包括位于家庭机器人正面的主超声波传感器和位于家庭机器人侧面和/或背面的次超声波传感器，如图7所示，上述根据距离对家庭机器人进行控制，具体包括：

S211，根据主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及家庭机器人与物体之间的距离生成家庭机器人的自主导航路线。

例如，根据主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体，判断家庭机器人与正面的物体的距离小于与背面以及侧面的物体的距离，且家庭机器人与左侧的物体的距离小于与右侧的物体的距离，家庭机器人与右侧的物体的距离小于与背面的物体的距离，则控制家庭机器人向背面后退。进而根据前述方式实时根据主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及家庭机器人与物体之间的距离生成自主导航线路，并执行步骤S221。

S221，根据自主导航路线对家庭机器人进行控制。

可以看出本发明实施例的家庭机器人的控制方法，在家庭机器人遇到障碍物时可以检测到障碍物，并控制家庭机器人避开障碍物运行。

根据本发明实施例的家庭机器人的控制方法，通过超声波传感器检测家庭机器人运行方向上的物体，并获取家庭机器人与物体之间的距离，进而根据两者的距离对家庭机器人进行控制，可以提高壁障效率，减少碰撞，保护家具，更加智能化。

另外，通过多个超声波传感器检测物体，可以避免检测盲点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种家庭机器人，其特征在于，包括：

壳体；

设置在所述壳体之上的至少一个超声波传感器，所述超声波传感器用于检测家庭机器人运动方向上的物体，并获取所述家庭机器人与所述物体之间的距离；以及

控制器，所述控制器与所述超声波传感器相连，所述控制器根据所述距离对所述家庭机器人进行控制。

2.如权利要求1所述的家庭机器人，其特征在于，还包括：

驱动机构，所述驱动机构驱动所述家庭机器人；

转向机构，所述转向机构控制所述家庭机器人的运动方向，其中，所述控制器根据所述距离对所述转向机构和驱动机构进行控制。

3.如权利要求1所述的家庭机器人，其特征在于，所述超声波传感器为多个，包括位于所述家庭机器人正面的主超声波传感器和位于所述家庭机器人侧面和/或背面的次超声波传感器，所述控制器根据所述主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及所述家庭机器人与所述物体之间的距离生成所述家庭机器人的自主导航路线，并根据所述自主导航路线对所述家庭机器人进行控制。

4.如权利要求1所述的家庭机器人，其特征在于，所述家庭机器人为机器人吸尘器、空气净化器机器人、保安防盗机器人或家庭辅助机器人。

5.如权利要求1所述的家庭机器人，其特征在于，还包括：

设置在所述超声波传感器之外的防护罩。

6.如权利要求1所述的家庭机器人，其特征在于，所述超声波传感器包括：

第一超声波接收器，所述第一超声波接收器位于所述家庭机器人的正面；

第一超声波发射器和第二超声波发射器，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器分别位于所述第一超声波接收器的两侧，且所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器与所述第一超声波接收器呈第一夹角；

第二超声波接收器和第三超声波接收器，所述第二超声波接收器和所述第三超声波接收器分别位于所述第一超声波发射器和第二超声波发射器外侧，且所述第二超声波接收器与所述第一超声波发射器呈第二夹角，所述第三超声波接收器与所述第二超声波发射器呈所述第二夹角。

7.如权利要求6所述的家庭机器人，其特征在于，所述第一夹角等于所述第二夹角。

8.一种家庭机器人的控制方法，其特征在于，所述家庭机器人包括至少一个超声波传感器，所述控制方法包括以下步骤：

通过所述至少一个超声波传感器检测所述家庭机器人运动方向上的物体，并获取所述家庭机器人与所述物体之间的距离；以及

根据所述距离对所述家庭机器人进行控制。

9.如权利要求8所述的家庭机器人的控制方法，其特征在于，所述家庭机器人还包括驱动机构和转向机构，所述根据所述距离对所述家庭机器人进行控制，具体包括：

根据所述距离对所述转向机构进行控制以调整所述家庭机器人的运行方向；

控制所述驱动机构以驱动所述家庭机器人在调整之后的所述运行方向上运行。

10.如权利要求8所述的家庭机器人的控制方法，其特征在于，所述超声波传感器为多个，包括位于所述家庭机器人正面的主超声波传感器和位于所述家庭机器人侧面和/或背面的次超声波传感器，所述根据所述距离对所述家庭机器人进行控制，具体包括：

根据所述主超声波传感器和次超声波传感器检测的物体以及所述家庭机器人与所述物体之间的距离生成所述家庭机器人的自主导航路线；以及

根据所述自主导航路线对所述家庭机器人进行控制。