CN106393140A - 自动调整动作路径的机器人及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种自动调整动作路径的机器人及其方法，其通过一机器人沿一障碍物行走，并利用机器人的本体内建的控制与运算模块结合专属讯号标准值，协助机器人明确判断与障碍物之间的距离，让机器人的本体无需过度碰撞障碍物即能决定机器人是否改变行进路径，以及机器人在面对不同性质的障碍物时能自动调整动作路径，让机器人行进至适当位置，藉此让机器人能顺利完成执行的任务。

Description

自动调整动作路径的机器人及其方法

技术领域

本发明系关于一种机器人及其方法，其依据当下障碍物的性质，可自动判断改变行进路径的自动调整动作路径的机器人及其方法。

背景技术

随着当今科技发达，对于提供人们执行特定任务如清洁用途或接近危险物侦测用途或其他用途的机器人，已逐渐普及到家庭、军事或其他任何处所，因此而大幅节省人力成本与避免执行特定任务的危险。

目前机器人大多以传感器侦测障碍物以判断是否改变行进路径，然而习知的机器人在行进过程中，机器人的本体需不断地去碰撞障碍物来改变行进路径，如此不仅会造成持续的碰撞噪音，更易让机器人因此损坏而降低其使用寿命。

此外，机器人在行进过程中亦会通过发射器发射讯号至障碍物，再通过接收器接收障碍物所反射的讯号来判断与障碍物之间的距离，然而习知的机器人其技术并未判断障碍物的性质，其发射器所发射的讯号对于不同性质的障碍物易造成判断速度缓慢及发生误判，使机器人无法贴近障碍物作业或接近障碍物时即产生后退，甚至让机器人直到剧烈碰撞障碍物时才会后退，造成使用者的困扰。

有鉴于上述习知技术的缺失，实有改善的必要，本创作人乃不断寻求解决之道，终创作出此一更加精良及实用的自动调整动作路径的机器人及其方法，期能造福社会大众。

发明内容

本发明利用机器人的本体内建的控制与模块间配合并结合专属讯号标准值，协助机器人明确判断与障碍物之间的距离，让机器人的本体无需过度碰撞障碍物即能决定机器人是否改变行进路径，以及让机器人在面对不同性质的障碍物时，能移动至适当的位置，藉此让机器人顺利的完成所执行的任务，以节省人力成本。

本发明提供一种自动调整动作路径的机器人，其主要包含一本体、一控制与运算模块、多个驱动模块、多个讯号发射器、多个讯号接受器、多个传感器。其中本体的内部设置有控制与运算模块，本体的侧边设置有多个驱动模块、多个讯号发射器、多个讯号接受器、多个传感器。

其中控制与运算模块系控制多个驱动模块使本体沿一障碍物行走，当本体沿障碍物行走时，讯号发射器发射讯号至障碍物，讯号接受器则接收由障碍物所反射的讯号。其中讯号为电磁波、能量光束、红外线或雷射光。

其中当本体碰撞到障碍物而触及本体对应的传感器时，控制与运算模块即控制多个驱动模块，使本体离开障碍物，以及控制与运算模块依据讯号接受器所接收的多个讯号产生一讯号特征变化。

其中控制与运算模块根据讯号特征变化产生一讯号标准值，控制与运算模块依据讯号标准值以决定本体与障碍物之间的距离，而控制与运算模块即控制多个驱动模块使本体与障碍物之间保持适当的距离并沿障碍物边缘行走。

其中当障碍物的性质有所改变或讯号接受器所接收到的多个讯号未符合讯号标准值时，控制与运算模块将会控制多个驱动模块，使本体朝障碍物的方向移动，并使本体去碰撞障碍物而触及本体对应的传感器，以及控制与运算模块即控制多个驱动模块使本体离开障碍物。其中障碍物的性质包含障碍物的颜色、障碍物表面的光滑或粗糙程度。

其中当讯号接受器未接收到障碍物所反射的多个讯号时，控制与运算模块将控制多个驱动模块使本体转弯并沿障碍物继续行走。

其中控制与运算模块更包含一记忆模块，记忆模块系提供记录多个讯号、讯号特征变化、讯号标准值。

本发明提供一种自动调整动作路径的方法，其主要包含通过一本体透过本体内部所设置的一控制与运算模块开始去控制多个驱动模块使本体沿一障碍物移动，本体并通过设置于本体侧边的多个讯号发射器发射讯号至障碍物，本体再通过设置于本体侧边的多个讯号接受器接收由障碍物所反射的讯号。

当本体碰撞到障碍物而触及本体侧边所设置的多个传感器时，控制与运算模块即开始控制多个驱动模块，使本体离开此障碍物，控制与运算模块接着依据讯号接受器接收障碍物所反射的多个讯号产生一讯号特征变化，而控制与运算模块并依据此讯号特征变化产生一讯号标准值。

其中控制与运算模块更依据此讯号标准值来决定本体与障碍物之间需保持的距离，以及控制与运算模块即控制多个驱动模块使本体与障碍物之间保持适当的距离并沿障碍物边缘行走。

其中本发明的自动调整动作路径的方法更包含控制与运算模块将本体第一次碰撞到障碍物而触及对应的传感器的当下作为一起始点，本体并通过此起始点离开后开始收集由障碍物所反射的讯号，并产生离开此障碍物的讯号特征变化，本体接着多次碰撞障碍物而触及本体对应的传感器以收集多个讯号，控制与运算模块则根据多个讯号产生讯号特征变化，控制与运算模块更依据此讯号特征变化产生讯号标准值。

其中本体在沿障碍物移动时，当障碍物的性质有所改变或讯号接受器所接收到的多个讯号未符合讯号标准值时，控制与运算模块将开始控制多个驱动模块，使本体朝障碍物的方向移动，并使本体去碰撞障碍物而触及本体对应的传感器，以及控制与运算模块接着控制多个驱动模块使本体离开障碍物。其中障碍物的性质包含此障碍物的颜色、此障碍物表面的光滑或粗糙程度。

其中本体在沿障碍物移动时，当讯号接受器未接收到多个讯号，本体将开始透过控制与运算模块去控制多个驱动模块使本体转弯并沿此障碍物继续移动。

其中控制与运算模块更包含一记忆模块，此记忆模块系提供记录多个讯号、讯号特征变化、讯号标准值。

本发明的自动调整动作路径的机器人及其方法，其具有下列优点：

优点：

1.本发明利用机器人的本体内建的控制与运算模块并结合专属讯号标准值，协助机器人明确判断与障碍物之间的距离，让机器人的本体无需过度碰撞障碍物即能决定机器人行进路径，藉此以减少机器人的本体因持续不断碰撞障碍物所产生的噪音，并避免机器人的本体因过度碰撞障碍物而造成机器人的损坏，及有效的延长机器人使用寿命。

2.本发明的机器人于行走过程中，通过控制与运算模块结合专属讯号标准值，使机器人在面对不同性质的障碍物时能自动去调整移动的路径，并增加判断的敏锐度，避免因障碍物性质的不同而造成误判，以及有效的提高其工作效率，藉此让机器人顺利去完成所执行的任务，达到节省大量人力成本的效益。

附图说明

图1为本发明的自动调整动作路径的机器人的模块示意图。

图2为本发明的自动调整动作路径的方法的流程图。

图3为本发明的自动调整动作路径的方法的流程图。

图4为本发明的自动调整动作路径的机器人的另一模块示意图。

图5为本发明的自动调整动作路径的机器人及其方法的使用状态示意图。

具体实施方式

为了便于贵审查员了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书的用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，在这里先说明。

请参阅图1，为本发明的自动调整动作路径的机器人的模块示意图，如图所示，主要包括有本体100、控制与运算模块110、驱动模块120、讯号发射器130、讯号接受器140、传感器150。其中控制与运算模块110设置在本体的内部，而多个驱动模块120、多个讯号发射器130、多个讯号接受器140、多个传感器150则设置在本体的侧边。

其中本体100将透过控制与运算模块110去控制多个驱动模块120让本体100沿着一墙面移动，当本体100沿着墙面移动的时候，讯号发射器130会开始发射讯号至墙面，讯号接受器140则会接收由墙面所反射的讯号。其中红外线、雷射光、电磁波或能量光束可为此讯号。

其中当本体100碰撞到墙面而去触动本体100所对应的传感器150的时候，控制与运算模块110将开始控制多个驱动模块120，让本体100离开墙面，以及控制与运算模块110将依据讯号接受器140所接收的多个讯号去产生讯号特征变化。

其中控制与运算模块110将再根据讯号特征变化去产生讯号标准值，控制与运算模块110则会依据讯号标准值来决定本体100与墙面之间需保持的距离，而控制与运算模块110接着控制多个驱动模块120让本体100与墙面之间保持适当的距离并且沿着此墙面的边缘移动。通过控制与运算模块110结合讯号标准值，让本体100能自动调整动作路径，以提升机器人执行任务的效率。

其中控制与运算模块110更包含一记忆模块160，多个讯号、讯号特征变化、讯号标准值系被记录于此记忆模块160中。

其中本体100在移动的时候，当讯号接受器140所接收到的多个讯号未符合讯号标准值或墙面的性质有所变化时，控制与运算模块110将会去控制多个驱动模块120，让本体100朝墙面的方向移动，并让本体100去碰撞墙面而触动本体100所对应的传感器150，以及控制与运算模块110会再控制多个驱动模块120让本体100离开墙面。其中墙面的性质包含墙面的光滑或粗糙程度、墙面的颜色。

其中本体100在移动过程中，当讯号接受器140未接收到墙面所反射的多个讯号的时候，控制与运算模块110将会控制多个驱动模块120让本体100转弯并沿着墙面继续的移动。

请参阅图2，为本发明的自动调整动作路径的方法的流程图，如图所示，其步骤流程包含：

S11：本体内部的控制与运算模块去控制多个驱动模块让本体沿着一墙面行走。

S12：透过设置在本体侧边的多个讯号发射器开始去发射讯号至此墙面。

S13：透过设置在本体侧边的多个讯号接受器来接收由此墙面所反射的讯号。

S14：当本体在碰撞到此墙面而触动设于侧边的传感器的时候，控制与运算模块将会去控制多个驱动模块，让本体离开此墙面。

S15：控制与运算模块则会通过讯号接受器接收此墙面所反射的多个讯号去产生讯号特征变化。

S16：控制控制与运算模块再依据此讯号特征变化来产生讯号标准值。

S17：控制与运算模块则根据此讯号标准值来协助机器人去决定本体与此墙面之间所需保持的适当距离，藉此让机器人的本体不需过度去碰撞此墙面就能决定机器人移动的路径，及减少机器人的本体因持续不断碰撞此墙面所产生的噪音，并避免机器人的本体因过度去碰撞此墙面而造成机器人的损坏，达到有效的延长机器人使用寿命。

S18：控制与运算模块继续控制多个驱动模块让机器人的本体与此墙面之间保持适当的距离并沿着此墙面的边缘去行走，藉此可让机器人自动行走到适当的位置，以提升机器人执行任务的效率。

请参阅图3，为本发明的自动调整动作路径的方法的流程图，如图所示，其步骤流程更包含：

S21：控制与运算模块将本体第一次去碰撞到此墙面并触动本体所对应的传感器的当下作为一起始点。

S22：本体从此起始点离开后将开始去收集由此墙面所反射的讯号以及产生离开此墙面的讯号特征变化。

S23：本体并多次去碰撞此墙面以触动本体所对应的传感器来收集此墙面所反射的多个讯号。

S24：控制与运算模块则根据讯号接收器所接受的多个讯号去产生讯号特征变化。

S25：控制与运算模块更依据此讯号特征变化去产生讯号标准值。

其中控制与运算模块110更包含一记忆模块160，并将多个讯号、讯号特征变化、讯号标准值记录于此记忆模块160中。

其中本体100在沿此墙面行走的时候，当讯号接受器140所接收到的多个讯号未符合讯号标准值或此墙面的性质有所改变时，控制与运算模块110将开始去控制多个驱动模块120，使本体100朝此墙面的方向行走，并让本体100去碰撞此墙面而触动本体所对应的传感器，以及控制与运算模块110会再控制多个驱动模块120让本体100离开此墙面。通过控制与运算模块110结合专属讯号标准值，让本体100能避免因墙面性质不同而造成误判，藉此让机器人更加顺利的执行任务，其中墙面的性质包含墙面的光滑或粗糙程度、墙面的颜色。

其中本体100在沿着此墙面行走的过程中，当讯号接受器140未接收到此墙面所反射的多个讯号时，本体100将会透过控制与运算模块110去控制多个驱动模块120让本体100转弯并沿着此墙面继续行走，藉此让机器人能顺利完成执行的任务，达到节省大量人力成本的效益。

请参阅图4，为本发明的自动调整动作路径的机器人的另一模块示意图，如图所示，其中自动调整动作路径的机器人及其方法主要包含有一个本体100、一个控制与运算模块110、多个驱动模块120、多个红外线发射器131、多个红外线接受器141、多个传感器150、一个记忆模块160、一个挡板170、一个清洁装置180。

请参阅图4与图5，其中图5为本发明的自动调整动作路径的机器人及其方法的使用状态示意图，其中自动调整动作路径的机器人及其方法包含机器人通过其本体100内部所设置的控制与运算模块110开始去控制设置于本体100两侧的多个驱动模块120让本体100去沿一个白色墙面190行走，机器人接着通过设置于本体100两侧的多个红外线发射器131开始去发射红外线讯号至白色墙面190，机器人并通过设置于本体100两侧的多个红外线接受器141去接收由白色墙面190所反射的红外线讯号，机器人透过红外线发射器131与红外线接受器141来发射与接收红外线讯号，藉此能有效的检测障碍物，及降低制造成本，符合经济的效益。

其中机器人本体100的两侧分别设置有一挡板170，而多个传感器150则分别设置在本体100的两侧，并分别朝向挡板170的内侧，当本体100透过挡板170碰撞白色墙面190的时候，挡板170可略朝本体100靠近，而触及对应的传感器150，被触及的传感器150则会传送一碰撞讯号至控制与运算模块110，控制与运算模块110即开始去控制分别设置于本体100两侧的驱动模块120，使本体100向后移动离开白色墙面190，当本体100向后移动离开白色墙面190后，控制与运算模块110将会控制驱动模块120使本体100继续向前行走。

其中控制与运算模块110将挡板170碰撞到白色墙面190而触及对应的传感器150的当下作为一起始点，本体100并通过此起始点离开后开始去收集由白色墙面190所反射的红外线讯号，而控制与运算模块110再依据红外线接受器141所接收白色墙面190所反射的多个红外线讯号产生一讯号特征变化，而控制与运算模块110更依据此讯号特征变化产生一讯号标准值，控制与运算模块110则依据此讯号标准值协助机器人决定本体100与白色墙面190之间需保持的距离，而控制与运算模块110即控制多个驱动模块120使本体100与白色墙面190之间保持适当的距离并沿白色墙面190的边缘行走。

藉此可让机器人本体100的挡板170不需过度去碰撞白色墙面190即能决定机器人行进的路径，以减少本体100的挡板170因持续不断碰撞白色墙面190所产生的噪音，并避免本体100的挡板170因过度碰撞障碍物而造成机器人的损坏，以及有效的延长机器人使用寿命，并让本体100能移动至适当的位置，让机器人执行的任务更加的顺利。

其中本体100在沿白色墙面190行走时，当墙面的颜色改变为黑色及红外线接受器141所接收到的多个红外线讯号强度变弱而未符合讯号标准值时，控制与运算模块110将开始去控制多个驱动模块120，使本体100朝黑色墙面191的方向移动，并使挡板170去碰撞黑色墙面191，而挡板170触及本体100所对应的传感器150后，被触及的传感器150传送碰撞讯号至控制与运算模块110，控制与运算模块110即控制多个驱动模块120使本体100离开黑色墙面191。

通过控制与运算模块110结合专属讯号标准值，让机器人在面对不同性质的障碍物时都能找到本体100与障碍物之间最适当的距离，当本体100在面对高反射强度红外线讯号的障碍物时，不会出现因为距离障碍物太远而引响机器人所执行的任务，当本体100在面对低反射强度红外线讯号的障碍物时，本体100也不会因太靠近障碍物而撞坏机器人。

其中本体100沿黑色墙面191行走过程中，当红外线接受器141未接收到红外线讯号时，本体100将透过控制与运算模块110去控制多个驱动模块120使本体转弯并沿下一个墙面192继续行走，藉此让机器人顺利完成所执行的任务，达到节省大量人力成本的效益。

其中控制与运算模块110更包含一记忆模块160，此记忆模块160提供记录多个红外线讯号、碰撞讯号、讯号特征变化、讯号标准值。

其中清洁装置180设置于本体100的内部，当本体100沿白色墙面190与黑色墙面191行走及本体100透过挡板170碰撞到白色墙面190与黑色墙面191，以及本体100从白色墙面190与黑色墙面191离开后继续向前行走的过程中，本体100将透过控制与运算模块110控制清洁装置180去收集待清洁物，通过本体100的清洁装置180可将白色墙面190与黑色墙面191的边缘与本体100所经过的区域清洁干净，让机器人顺利的完成清洁的任务及提高清洁的效率。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。

Claims (14)

1.一种自动调整动作路径的机器人，其包含：

一本体；

一控制与运算模块，该控制与运算模块系设于该本体内；

复数个驱动模块，各该驱动模块系分别设于该本体的侧边，其中该控制与运算模块控制各该驱动模块使该本体沿一障碍物行走；

复数个讯号发射器，各该讯号发射器系分别设于该本体的侧边，当该本体沿该障碍物行走时，该讯号发射器发射讯号至该障碍物；

复数个讯号接受器，各该讯号接受器系分别设于该本体的侧边，各该讯号接受器接收由该障碍物反射的该讯号；

复数个传感器，各该传感器系分别设于该本体的侧边，当该传感器碰撞该障碍物时，该控制与运算模块控制各该驱动模块，使该本体离开该障碍物，且该控制与运算模块依据该讯号接受器所接收的各该讯号产生一讯号特征变化；

该控制与运算模块根据该讯号特征变化产生一讯号标准值，该控制与运算模块依据该讯号标准值以决定该本体与该障碍物的距离；以及

该控制与运算模块控制各该驱动模块使该本体保持该距离沿该障碍物边缘行走。

2.如权利要求1所述的自动调整动作路径的机器人，当该障碍物的性质改变或该讯号接受器所接收的各该讯号未符合该讯号标准值时，该控制与运算模块将控制各该驱动模块，使该本体朝该障碍物方向移动，并使该传感器碰撞该障碍物，及该控制与运算模块控制各该驱动模块使该本体离开该障碍物。

3.如权利要求2所述的自动调整动作路径的机器人，其中该障碍物的性质包含该障碍物的颜色、该障碍物表面的光滑或粗糙程度。

4.如权利要求1所述的自动调整动作路径的机器人，其中当该讯号接受器未接收到各该讯号时，该控制与运算模块将控制各该驱动模块使该本体转弯并沿该障碍物继续行走。

5.如权利要求1所述的自动调整动作路径的机器人，其中该控制与运算模块更包含一记忆模块，该记忆模块系提供记录各该讯号、该讯号特征变化、该讯号标准值。

6.如权利要求1所述的自动调整动作路径的机器人，其中该讯号系为电磁波、能量光束、红外线或雷射光。

7.一种自动调整动作路径的方法，其包含下列步骤：

一本体透过其内部所设置的一控制与运算模块控制复数个驱动模块使该本体沿一障碍物行走；

该本体通过该本体的侧边所设置的复数个讯号发射器发射讯号至该障碍物；

该本体通过该本体的侧边所设置的复数个讯号接受器接收由该障碍物反射的该讯号；

该本体透过该本体的侧边所设置的复数个传感器碰撞到该障碍物时，该控制与运算模块控制各该驱动模块，使该本体离开该障碍物；

该控制与运算模块依据该讯号接受器所接收该障碍物反射的各该讯号产生一讯号特征变化；

该控制与运算模块依据该讯号特征变化产生一讯号标准值；

该控制与运算模块依据该讯号标准值以决定该本体与该障碍物的距离；以及

该控制与运算模块控制各该驱动模块使该本体保持该距离沿该障碍物边缘行走。

8.如权利要求7所述的自动调整动作路径的方法，步骤进一步包含：

该控制与运算模块将该传感器第一次碰撞到该障碍物当下作为一起始点；

该本体通过该起始点离开后开始收集该讯号并产生离开该障碍物的该讯号特征变化。

9.如权利要求8所述的自动调整动作路径的方法，进一步包含该本体透过该传感器复数次碰撞该障碍物以收集复数个该讯号；

该控制与运算模块根据各该讯号产生该讯号特征变化；

该控制与运算模块依据该讯号特征变化产生该讯号标准值。

10.如权利要求7所述的自动调整动作路径的方法，其中该本体沿该障碍物行走时，当该障碍物的性质改变或该讯号接受器所接收的各该讯号未符合该讯号标准值时，该控制与运算模块将控制各该驱动模块，使该本体朝该障碍物方向移动，并使该传感器碰撞该障碍物，及该控制与运算模块控制各该驱动模块使该本体离开该障碍物。

11.如权利要求10所述的自动调整动作路径的方法，其中该障碍物的性质包含该障碍物的颜色、该障碍物表面的光滑或粗糙程度。

12.如权利要求7所述的自动调整动作路径的方法，其中该本体沿该障碍物行走时，当该讯号接受器未接收到各该讯号时，该本体将透过该控制与运算模块控制各该驱动模块使该本体转弯并沿该障碍物继续行走。

13.如权利要求7所述的自动调整动作路径的方法，其中该控制与运算模块更包含一记忆模块，该记忆模块系提供记录各该讯号、该讯号特征变化、该讯号标准值。

14.如权利要求7所述的自动调整动作路径的方法，其中该讯号系为电磁波、能量光束、红外线或雷射光。