CN106572776B - 清洁机器人及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种清洁机器人,包括:驱动单元,该驱动单元被配置成使清洁机器人移动;障碍物传感器,该障碍物传感器被配置成感测障碍物;以及控制器,该控制器被配置成如果清洁机器人和障碍物之间的距离比基准距离短或者等于基准距离,则降低清洁机器人的驱动速度,使得清洁机器人的驱动速度比当清洁机器人接触障碍物时的振动吸收速度低。

Description

清洁机器人及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种清洁机器人及其控制方法,并且特别地,涉及一种自动地横过地板行进以移除在地板上存在的灰尘的清洁机器人,以及一种该机器人的控制方法。
背景技术
清洁机器人是在没有用户干预的情况下自动地横过地板行进以吸入在地板上存在的例如灰尘的异物,因而自动地清洁了地板的设备。也就是说,清洁机器人横过地板行进以清洁地板。
根据相关领域的清洁机器人具有近乎圆形的主体,以容易改变方向。然而,由于近乎圆形的主体,清洁机器人不能有效地清洁清洁机器人不能到达的角落或周边。
为了克服所述问题,已经开发了一种清洁机器人,其具有从主体伸出以扫除灰尘的侧刷。
然而,具有侧刷的清洁机器人具有一问题,该问题是侧刷在旋转的过程中与电线、头发、线状物等纠缠,这可能导致清洁机器人的故障。
而且,清洁机器人在灰尘收集单元中收集灰尘,并且如果在灰尘收集单元中收集的灰尘的量达到了预先确定的量,清洁机器人鸣响警报以通知灰尘收集单元需要清空。然而,由于包括吸入清洁机器人内的灰尘的各种异物,在从灰尘吸入开口到灰尘收集单元延伸的流动路径中可能发生堵塞,这向清洁机器人施加了负载。
发明内容
技术问题
本公开的一方面在于提供一种清洁机器人,其能够最小化障碍物的碰撞冲击。
本公开的另一方面在于提供一种清洁机器人,其能够有效地清洁在地板上的障碍物的周边。
技术解决方案
根据被公开的一方面,提供一种清洁机器人,包括:驱动单元,被配置成使清洁机器人移动;障碍物传感器,被配置成感测障碍物;以及控制器,被配置成当清洁机器人行进时,如果清洁机器人和障碍物之间的距离比基准距离短或等于基准距离,则控制驱动单元降低清洁机器人的驱动速度,使得清洁机器人接触障碍物。
所述控制器可以控制驱动单元将清洁机器人的驱动速度从第一驱动速度降低到第二驱动速度。
所述控制器可以控制驱动单元阶跃地降低清洁机器人的驱动速度。
所述控制器可以控制驱动单元逐渐地降低清洁机器人的驱动速度。
如果障碍物的宽度比基准宽度宽或者等于基准宽度,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人围绕根据距障碍物的距离计算的旋转中心旋转。
如果障碍物的宽度比基准宽度窄,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人平行于障碍物的轮廓移动。
如果障碍物的轮廓从直线偏离的程度比基准值小,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人围绕根据距障碍物的距离计算的旋转中心旋转。
如果障碍物的轮廓从直线偏离的程度比基准值大或等于基准值,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人平行于障碍物的轮廓移动。
所述清洁机器人还可以包括接触传感器,被配置成感测与障碍物的接触,其中,如果感测到与障碍物的接触,则所述控制器可以控制清洁机器人的移动使得清洁机器人的前轮廓对准到障碍物的轮廓。
如果感测到与障碍物的接触,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人围绕清洁机器人接触障碍物的接触部分旋转。
根据本公开的另一方面,提供一种清洁机器人,包括:主体,具有形成为平坦的的至少一个表面;驱动单元,被配置成使主体移动;接触传感器,被配置成感测主体与障碍物的接触;以及控制器,被配置成如果感测到主体与障碍物的接触,则控制主体的移动,使得主体的平坦的表面对准到障碍物的轮廓。
如果感测到主体与障碍物的接触,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人围绕清洁机器人接触障碍物的接触部分旋转。
如果主体的平坦的表面对准到障碍物的轮廓,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人向后和向前移动几次。
所述清洁机器人还可以包括障碍物传感器,被配置成在不接触障碍物的情况下感测障碍物,其中,如果轮廓对准的条件被满足,则所述控制器可以控制清洁机器人的移动使得主体的平坦的表面对准到障碍物的轮廓。
所述控制器可以控制驱动单元使主体围绕根据距障碍物的距离计算的旋转中心旋转。
如果障碍物的宽度比基准宽度宽或等于基准宽度,则所述控制器可以控制清洁机器人的移动使得主体的平坦的表面对准到障碍物的轮廓。
如果障碍物的轮廓从直线偏离的程度比基准值小,则所述控制器可以控制清洁机器人的移动使得主体的平坦的表面对准到障碍物的轮廓。
所述清洁机器人还可以包括清洁单元,被配置成吸入在地板上存在的灰尘,其中,轮廓对准的条件被满足,所述控制器增大清洁单元的抽吸力。
所述接触传感器可以包括:缓冲器,设置在主体的前方,并且接触障碍物;缓冲器开关,被配置成如果缓冲器接触障碍物则输出接触感测信号;以及外力传输构件,被配置成将从障碍物施加到缓冲器的外力传输到缓冲器开关。
如果缓冲器接触障碍物,则所述缓冲器可以按压外力传输构件。
如果外力传输构件被缓冲器按压,则所述外力传输构件可以围绕旋转中心旋转以按压缓冲器开关。
如果缓冲器开关被外力传输构件按压,则所述缓冲器开关可以输出接触感测信号。
所述缓冲器开关可以相对于清洁机器人的前方方向倾斜30到60度。
根据本公开的另一方面,提供一种清洁机器人,包括:主体,具有形成为平坦的至少一个表面;驱动单元,被配置成使主体移动;感测单元,被配置成感测障碍物;以及控制器,被配置成如果感测到障碍物,则控制主体的移动,使得主体的平坦的表面接触障碍物。
如果感测到到障碍物,则所述控制器可以控制驱动单元使清洁机器人围绕基于距障碍物的距离和障碍物存在的方向计算的旋转中心旋转。
所述清洁机器人还可以包括接触传感器,被配置成感测主体与障碍物的接触,其中,如果感测到主体的一部分与障碍物的接触,则所述控制器可以控制驱动单元使主体围绕主体接触障碍物的部分旋转。
接触传感器可以包括:缓冲器,设置在清洁机器人的前方,并且接触障碍物;缓冲器开关,被配置成如果缓冲器接触障碍物,则输出接触感测信号;以及外力传输构件,被配置成将从障碍物施加到缓冲器的外力传输到缓冲器开关。
根据本公开的另一方面,提供一种清洁机器人的控制方法,包括:驱动清洁机器人;如果在清洁机器人和障碍物之间的距离比基准距离短或等于基准距离,则降低清洁机器人的驱动速度使得清洁机器人接触障碍物;以及如果感测到清洁机器人与障碍物的接触,则使清洁机器人的前轮廓对准到障碍物的轮廓。
所述降低清洁机器人的驱动速度包括将清洁机器人的驱动速度从第一驱动速度降低到第二驱动速度。
所述降低清洁机器人的驱动速度包括阶跃地降低清洁机器人的驱动速度。
所述的控制方法还可以包括如果清洁机器人的轮廓对准到障碍物的轮廓,则使清洁机器人平行于障碍物的轮廓移动。
所述的控制方法还可以包括使清洁机器人移动,使得清洁机器人的轮廓对准到障碍物的第一轮廓,并且然后使得清洁机器人的轮廓对准到障碍物的第二轮廓。
所述的控制方法还可以包括:如果输入来自用户的返回命令,或者如果感测到电池的低功率,则使清洁机器人返回充电站;以及当清洁机器人返回充电站时,使清洁机器人的前轮廓对准到障碍物的轮廓的操作失效。
根据被公开的另一方面,提供一种清洁机器人包括:滚筒刷,被配置成将在地板上存在的灰尘分散;抽吸电机,被配置成产生抽离力以通过灰尘抽吸开口将被分散的灰尘收集在灰尘收集单元中;以及控制器,被配置成如果从抽吸电机获取的抽吸电机的转每分钟(RPM)超过基准RPM持续预先确定的时间段,则确定在从灰尘抽吸开口到灰尘收集单元的流动路径的一部分处产生负载,并且被配置成产生流动路径负载警报。
所述清洁机器人可以包括旋风分离器,被配置成将灰尘从通过灰尘抽吸开口进入的空气分离;以及过滤器,被配置成从被旋风分离器分离的空气过滤掉灰尘。
所述抽吸电机可以为无刷直流(BLDC)电机。
所述控制器可以包括:抽吸电机状态感测单元,被配置成感测抽吸电机的RPM;以及流动路径负载确定器,被配置成将抽吸电机的RPM与基准RPM比较以确定抽吸电机的RPM是否超过基准RPM,如果抽吸电机的RPM超过基准RPM则确定抽吸电机的RPM是否超过基准RPM持续基准时间段或更长,并且如果抽吸电机的RPM超过基准RPM持续基准时间段或更长,则确定在从灰尘抽吸开口到灰尘收集单元的流动路径的一部分处产生负载。
所述清洁机器人还可以包括:显示单元,被配置成以文本的形式显示与在清洁机器人上执行的操作相关的信息;以及语音输出单元,被配置成以语音的形式输出与在清洁机器人上执行的操作相关的信息。
所述控制器可以包括警报控制器,被配置成通过显示单元以文本的形式显示流动路径负载状态,或者通过语音输出单元以语音的形式输出流动路径负载状态。
当清洁机器人返回充电站时,所述警报控制器可以继续产生流动路径负载警报持续预先确定的时间段。
当清洁机器人返回充电站时,所述警报控制器可以继续产生流动路径负载警报直到请求关闭流动路径负载警报的信号被接收到。
所述控制器可以包括驱动控制器,被配置成控制驱动机器人的驱动。
所述清洁机器人可以包括刷驱动电机,被配置成使滚筒刷旋转。
根据本公开的另一方面,提供一种清洁机器人的控制方法,包括:如果清洁机器人被驱动,则测量抽吸电机的转每分钟(RPM);将抽吸电机的RPM与基准RPM比较;如果抽吸电机的RPM超过基准RPM,则确定抽吸电机的RPM是否超过基准RPM持续基准时间段或更多;如果抽吸电机的RPM超过基准RPM持续基准时间段或更多,则确定在从灰尘抽吸开口到灰尘收集单元的流动路径的一部分处产生负载;以及产生流动路径负载警报。
所述抽吸电机可以为BLDC电机。
所述产生流动路径负载警报包括以文本或语音的形式产生流动路径负载警报。
当清洁机器人返回充电站时,所述清洁机器人可以继续产生流动路径负载警报持续预先确定的时间段。
当清洁机器人返回充电站时,所述清洁机器人可以继续产生流动路径负载警报直到请求关闭流动路径负载警报的信号被接收到。
所述控制方法还可以包括:在产生流动路径负载警报之后,将抽吸电机的RPM与第二基准RPM比较,并且如果抽吸电机的RPM超过第二基准RPM,则使清洁机器人返回充电站。
有益效果
根据本公开的一个方面,清洁机器人可以在与障碍物碰撞之前降低驱动速度以最小化与障碍物的碰撞冲击。
根据被公开的另一个方面,通过将清洁机器人的前轮廓对准到障碍物的轮廓,有可能有效地清洁地板的边缘。
根据本公开的另一个方面,因为流动路径负载是通过测量抽吸电机的RPM感测的,有可能准确地感测流动路径的负载而不是当用户通过他的/她的肉眼确定过滤器或流动路径应该被清理,导致将清洁机器人的灰尘抽吸力保持在适当的水平。
附图说明
图1为简要地示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的控制构造的框图;
图2a至2c为用于描述根据本公开的一实施例的清洁机器人的操作的视图;
图3为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的控制构造的框图;
图4示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的外观;
图5示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的底部;
图6示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的主体的内部;
图7示出根据本公开的一实施例的包括在清洁机器人中的障碍物传感器的示例;
图8示出当障碍物传感器发射光时包括在图7的清洁机器人中的障碍物传感器;
图9示出一示例,其中包括在图7的清洁机器人中的障碍物传感器接收从障碍物反射的光;
图10示出根据本公开的一实施例的包括在清洁机器人中的障碍物传感器的另一示例;
图11示出根据本公开的一实施例的包括在清洁机器人中的接触传感器的示例;
图12示出包括在根据本公开的一实施例的清洁机器人中的整个缓冲器接触障碍物的情况;
图13示出包括在图12的清洁机器人中的保险杠的左前部接触障碍物的情况;
图14示出包括在图12的清洁机器人中的缓冲器的侧部接触障碍物的情况;
图15为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的轮廓对准方法的示例的流程图;
图16a和16b示出执行图15所示的轮廓对准方法的清洁机器人;
图17为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的轮廓对准方法的另一示例的流程图;
图18a至18c示出执行图17所示的轮廓对准方法的清洁机器人;
图19为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的轮廓对准方法的另一示例的流程图;
图20a和20b示出根据图19所示的轮廓对准方法计算旋转半径的清洁机器人;
图21a和21b示出执行图19所示的轮廓对准方法的清洁机器人;
图22为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人确定是否执行轮廓对准的方法的示例的流程图;
图23a和23b示出根据图22所示的方法执行轮廓对准的清洁机器人;
图24a和24b示出根据图22所示的方法不执行轮廓对准的清洁机器人;
图25为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人确定是否执行轮廓对准的方法的另一示例的流程图;
图26a至26c示出根据图25所示的方法执行轮廓对准的清洁机器人;
图27a至27c和28a至28c示出根据图25所示的方法不执行轮廓对准的清洁机器人;
图29为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人当执行轮廓对准时集中地清洁障碍物周边的方法的示例的流程图;
图30a和30b示出根据图29所示的方法清洁的清洁机器人;
图31为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人自动地清洁地板的自动清洁方法的示例的流程图;
图32a和32b示出根据图31所示的自动清洁方法自动地清洁地板的清洁机器人;
图33为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的驱动方法的示例的流程图;
图34a至34d和35示出根据图33所示的驱动方法的清洁机器人的驱动路径;
图36为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的驱动方法的另一示例的流程图;
图37a至37d和38示出根据图36所示的驱动方法的清洁机器人的驱动路径;
图39为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的驱动方法的另一示例的流程图;
图40a至40d和41示出根据图39所示的驱动方法的清洁机器人的驱动路径;
图42为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人自动地清洁地板的自动清洁方法的另一示例的流程图;
图43a和43b示出根据图42所示的自动清洁方法自动地清洁地板的清洁机器人;
图44为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人返回充电站的返回方法的示例的流程图;
图45示出根据图44所示的返回方法返回充电站的清洁机器人;
图46示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的外观;
图47示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的底部;
图48示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的主体的内部;
图49示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的主体和从属体的内部;
图50为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的控制构造的框图;
图51为示出图50的控制器的构造的框图;
图52为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的控制方法的示例的流程图;
图53为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的控制方法的另一示例的流程图;以及
图54为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的控制方法的另一示例的流程图。
具体实施方式
在此说明书中描述的实施例和在附图中示出的构造只是本公开的优选示例,并且在提交本申请的时候可以做出能够替代本说明书的实施例和附图的各种变型。
在下文中,将参照附图详细地描述本公开的实施例。
图1为简要地示出根据本公开的一实施例的清洁机器人的控制配置的框图,并且图2a至图2c为用于描述根据本公开的一实施例的清洁机器人的操作的视图。
参照图1和2a至2c,根据本公开的实施例的清洁机器人100可以包括:接触传感器150,感测与障碍物或墙壁的接触;驱动单元160,使清洁机器人100移动;以及控制器110,根据来自接触传感器150的接触感测信号控制驱动单元160。
接触传感器150可以感测清洁机器人100对/与妨碍清洁机器人100的驱动的障碍物或墙壁的接触/碰撞。此外,如果感测到与障碍物或墙壁的碰撞,接触传感器150可以给控制器110提供接触感测信号。
例如,如图2b中所示,如果清洁机器人100接触障碍物O,接触传感器150可以感测清洁机器人100与障碍物O的接触,并且传输接触感测信号到控制器110。
此外,接触传感器150可以根据清洁机器人100接触障碍物O的接触部分输出预先确定的接触感测信号。
驱动单元160可以根据来自控制器110的驱动控制信号利用驱动轮、电机等使清洁机器人100移动。
控制器110可以根据来自接触传感器150的接触感测信号控制驱动单元160。
例如,当没有接收到接触感测信号,控制器110可以控制驱动单元160沿驱动路径使清洁机器人100移动以清洁地板,并且如果接收到接触感测信号,控制器110可以控制驱动单元160使得清洁机器人100的前部接触障碍物O。
清洁机器人100可以在控制器110的控制下以各种模式行进。
更具体地,当清洁机器人100既不靠近障碍物O也不接触障碍物O时,清洁机器人100可以横过地板行进以清洁地板,如图2a中所示。
如果清洁机器人100靠近或接触障碍物O,如图2b所示,清洁机器人100可以移动以以前部接触障碍物,如图2c所示。
换句话说,清洁机器人可以将它的前部轮廓对准到障碍物的轮廓。
这样,如果清洁机器人100在接触障碍物O之后清洁地板,清洁机器人100可以吸入沿障碍物O的轮廓存在的灰尘。因为在地板上的灰尘的主要部分沿障碍物O的轮廓存在,所以能够移除沿障碍物O的轮廓存在的灰尘的清洁机器人100可以提高清洁性能。
以上的描述涉及在其中清洁机器人100的前部轮廓对准到障碍物O的轮廓的操作。然而,清洁机器人100的具有可以与障碍物O的轮廓对准的平坦轮廓的任意部分可以与障碍物O的轮廓对准。
目前为止,已经简要地描述了清洁机器人100的配置和操作。
在下文中,将更详细地描述清洁机器人100的配置和操作。
图3为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的控制配置的框图,图4示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的外观,图5示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的底部,并且图6示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的主体的内部。
图4所示的清洁机器人100的外观只是示例性的,并且清洁机器人100可以具有任意其他的外观。
参照图3到6,清洁机器人100可以由主体101和从属体103组成。如图4所示,主体101可以是近似半圆柱的形状,从属体103可以是长方形的形状。
此外,用于执行清洁机器人100的功能的部件可以安装在主体101和从属体103的内部和外部。
更具体地,清洁机器人100可以包括:接触传感器150、驱动单元160、控制器110、用于与用户相互作用的用户界面120、获取有关清洁机器人100周围的图像的获取单元130、以非接触方式感测障碍物O的非接触障碍物传感器140、清洁地板的清洁单元170和存储程序和各种数据的存储单元180。
用户界面120可以安装在清洁机器人100的主体101上,如图4所示。用户界面120可以包括:输入按钮组121,接收来自用户的控制命令;和显示单元123,显示清洁机器人100的操作信息。
输入按钮组121可以包括:电源按钮121a,开启/关闭清洁机器人100;开始/停止按钮121b,开始或停止操作清洁机器人100;以及返回按钮121(未示出),以使清洁机器人100返回充电站。
而且,输入按钮组121的每个按钮可以为感测来自用户的压力的按压开关或薄膜开关或感测用户的身体部位的接触的触摸开关。
显示单元123可以响应于由用户输入的控制命令,显示关于清洁机器人100的信息。例如,显示单元123可以显示清洁机器人100的操作状态、清洁机器人100的电源开/关状态、由用户选择的清洁模式、关于返回充电站的信息等。
显示单元123可以为能够自发光的有机发光二极管(OLED)显示器或发光二极管(LED)显示器,或液晶显示器(LCD)。
虽然没有在图中示出,用户界面120可以包括接收来自用户的控制命令并且显示对应于接收的控制命令的操作信息的触摸屏面板(TSP)。
更具体地,触摸屏面板可以包括显示操作信息和由用户输入的控制命令的显示器、检测用户身体部位接触的坐标的触摸面板、和基于关于由触摸面板检测的坐标的信息确定由用户输入的控制命令的触摸屏控制器。
图像获取单元130可以包括获取关于清洁机器人100的周围的图像的相机模块131。
相机模块131可以安装在清洁机器人100的从属体103的上表面上。相机模块131可以包括将从清洁机器人100向上发射的光聚焦的透镜和将光转换为电信号的图像传感器。
图像传感器可以为互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合器件(CCD)传感器。
相机模块131可以将关于清洁机器人100周围的图像(在下文中,被称为“上部图像”)转换为可以由控制器110处理的电信号,并且将对应于所述图像的电信号传输到控制器110。由获取单元130提供的上部图像可以被控制器110使用以检测清洁机器人100的位置。
障碍物传感器140可以以非接触的方式感测妨碍清洁机器人100的移动的障碍物O。
在这里,障碍物O意味着从地板伸出以妨碍清洁机器人100移动的任何物体。障碍物O可以包括墙壁和例如桌子、沙发等的家具。
障碍物传感器140可以包括向前发射光的光发射模块141和接收从障碍物O等反射的光的光接收模块142。
清洁机器人100可以使用例如红外光的光以感测障碍物O,然而,清洁机器人可以使用超声波或无线电波以感测障碍物O。
之后将更详细地描述有关障碍物传感器140的配置和操作的细节。
接触传感器150可以通过与障碍物O的接触来检测障碍物O的存在。
接触传感器150可以包括接触障碍物O的缓冲器151和用于根据缓冲器151与障碍物O的接触输出接触感测信号的缓冲器开关153。
之后将更详细地描述接触传感器150的配置和操作。
驱动单元160可以使清洁机器人100移动,并且可以包括轮驱动电机161a和161b,驱动轮163a和163b,以及脚轮165,如图5所示。
驱动轮163a和163b可以设置在主体101的底部的两侧。当从清洁机器人100的前部看时,驱动轮163a和163b可以包括设置到清洁机器人100左侧的左驱动轮163a和设置到清洁机器人100右侧的右驱动轮163b。
驱动轮163a和163b可以通过接收来自轮驱动电机161a和161b的旋转力来使清洁机器人100移动。
轮驱动电机161a和161b可以产生用于旋转驱动轮163a和163b的旋转力。轮驱动电机161a和161b可以包括用于使左驱动轮163a旋转的左驱动电机161a和用于使右驱动轮163b旋转的右驱动电机161b。
左和右驱动电机161a和161b可以分别从控制器110接收驱动控制信号以独立地操作。
左和右驱动轮163a和163b可以通过独立地操作的左和右驱动电机161a和161b独立地旋转。
由于左和右驱动轮163a和163b可以独立地旋转,清洁机器人100可以以各种方式行进,例如向前驱动、向后驱动、旋转驱动、原地驱动等。
例如,如果左和右驱动轮163a和163b两者均在第一方向上旋转,清洁机器人100可以直线地向前移动,并且如果左和右驱动轮163a和163b两者均在第二方向上旋转,清洁机器人可以直线地向后移动。
此外,如果左和右驱动轮163a和163b在相同的方向上以不同的速度旋转,清洁机器人100可以向右转或向左转,并且如果左和右驱动轮163a和163b在不同的方向上旋转,清洁机器人100可以在同一地方顺时针或逆时针旋转。
脚轮165可以设置在主体101的底部上,并且脚轮165的旋转轴可以根据清洁机器人100的移动方向旋转。其旋转轴根据清洁机器人100的移动方向旋转的脚轮165可以在不妨碍清洁机器人100的驱动的情况下,帮助清洁机器人100以其稳定姿态(position)行进。
此外,驱动单元160还可以包括降低轮驱动电机161a和161b的旋转力并且将旋转力传输给驱动轮163a和163b的齿轮模块(未示出),和检测轮驱动电机161a和161b或者驱动轮163a和163b的旋转位移和旋转速度的旋转传感器(未示出)。
清洁单元170可以包括将地板上的灰尘分散的滚筒刷(drum brush)173、使滚筒刷173旋转的刷驱动电机171和存储吸入的灰尘的灰尘盒177。
滚筒刷173可以设置在从属体103底部中形成的灰尘抽吸开口103a中,并且围绕水平设置在从属体103底部上的旋转轴旋转以将在地板上的灰尘分散到灰尘抽吸开口103a中。
刷驱动电机171可以邻近于滚筒刷173设置,以根据来自控制器110的清洁控制信号使滚筒刷173旋转。
如图6所示,灰尘抽吸模块175可以设置在主体101中以吸入由滚筒刷173的旋转分散的灰尘到灰尘盒177中。
此外,灰尘抽吸模块175可以包括产生用于将灰尘吸入到灰尘盒177中的抽吸力的灰尘抽吸风扇(未示出)和使灰尘抽吸风扇旋转的灰尘抽吸电机(未示出)。
如图6所示,灰尘盒177可以安装在主体101中以存储由灰尘抽吸模块175吸入的灰尘。
清洁单元170可以包括灰尘引导管以引导通过从属体103的灰尘抽吸开口103a吸入的灰尘到安装在主体101中的灰尘盒177。
存储单元180可以存储控制清洁机器人100的控制程序和控制数据,以及当清洁机器人行进时获取的关于地板的地图信息。
存储单元180可以用作辅助存储器以帮助包括在控制器110中的存储器115。存储单元180可以为非易失性存储介质,其中即使当清洁机器人100断电时也不删除存储的数据。
存储单元180可以包括半导体器件驱动器181以在半导体器件中存储数据,和磁盘驱动器183以在磁盘中存储数据。
控制器110可以控制清洁机器人100的全部的操作。
更具体地,控制器110可以包括:使数据能够在包括在清洁机器人100中的各种部件和控制器100之间传输/接收的输入/输出接口117;存储程序和数据的存储器115;执行图像处理的图形处理器113;根据存储在存储器115中的程序和数据执行操作的主处理器111;以及用作用于在输入/输出接口117、存储器115、图形处理器113和主处理器111之间的数据传输/接收的路径的系统总线119。
输入/输出接口117可以通过系统总线接收由图像获取单元130获取的图像、障碍物传感器140障碍物感测的结果、接触传感器150的接触感测的结果等,以及传输接收到的图像或接收到的感测结果到主处理器111、图形处理器113和/或存储器115。
此外,输入/输出接口117可以传输从主处理器111输出的各种控制信号到驱动单元160或清洁单元170。
存储器115可以从存储单元180加载和存储用于控制清洁机器人100操作的控制程序和控制数据,或者可以暂时性地存储由图像获取单元130获取的图像、障碍物传感器140的障碍物感测的结果、接触传感器150的接触感测的结果等。
存储器115可以为易失性存储器,例如静态随机存取存储器(SRAM)或动态随机存取存储器(DRAM)。然而,存储器115可以为非易失性存储器,例如闪存或可擦除可编程只读存储器(EPROM)。
图形处理器113可以将由图像获取单元130获取的图像转换成可以存储在存储器115或存储单元180中的格式,或者图形处理器113可以改变由图像获取单元130获取的图像的分辨率或尺寸。
此外,如果障碍物传感器150包括图像传感器,图形处理器可以将由障碍物传感器150获取的图像转换成可以由主处理器111处理的格式。
主处理器111可以根据存储在存储器115中的程序和数据处理图像获取单元130、障碍物传感器140和/或接触传感器150的感测结果,或可以执行用于控制驱动单元160和清洁单元170的操作。
例如,主处理器111可以基于由图像获取单元130获取的图像计算清洁机器人100的位置,或者可以基于由障碍物传感器150获取的图像计算障碍物存在的方向、到障碍物的距离和障碍物的尺寸。
此外,主处理器111可以执行用于根据障碍物O存在的方向,到障碍物O的距离以及障碍物O的尺寸来确定是绕着障碍物O绕行还是接触障碍物O的操作。如果主处理器111确定清洁机器人100需要绕着障碍物O绕行,主处理器111可以计算用于绕着障碍物O绕行的驱动路径,并且如果主处理器111确定清洁机器人100需要接触障碍物O,主处理器111可以计算用于将清洁机器人100对准到障碍物O的驱动路径。
此外,主处理器111可以产生驱动控制数据,所述驱动控制数据将提供给驱动单元160使得清洁机器人100可以沿计算的驱动路径移动。
控制器110可以控制驱动单元150来使清洁机器人100横过地板行进并且可以控制清洁单元170来使清洁机器人100清洁地板。
此外,控制器110可以基于从障碍物传感器140接收的障碍物感测信号或者从接触传感器150接收到的接触感测信号来检测障碍物O的位置和尺寸,以及基于障碍物O的位置和尺寸确定是否接触障碍物O。
此外,控制器110可以控制驱动单元160以将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓以清洁地板上的障碍物O的周边。
将在下面描述的清洁机器人100的操作可以解释为根据控制器110的控制操作的操作。
在下文中,将详细描述障碍物传感器140。
图7示出根据本公开的一实施例的包括在清洁机器人100中的障碍物传感器140的示例,图8示出当障碍物传感器发射光时包括在图7的清洁机器人100中的障碍物传感器140,并且图9示出一示例,其中包括在图7的清洁机器人100中的障碍物传感器140接收从障碍物反射的光。
如上所述,障碍物传感器140可以包括光发射模块141和光接收模块143。
参照图7,光发射模块141可以包括发射光的光源141a和在平行于地板的方向上发散被发射的光的广角透镜141b。
光源141a可以为发光二极管(LED)或通过受激发射光扩大(LASER)二极管,以在所有方向上发射光。
广角透镜141b可以由能够透射光的材料制造,并且通过折射或全反射在平行于地板的方向上传播从光源141a发射的光。
从光发射模块141通过广角透镜141b发射的光可以从清洁机器人100以扇形向前传播,如图8所示。
此外,障碍物传感器140可以包括多个光发射模块141以最小化从光发射模块141发射的光不能到达的区域,如图7和8所示。
光接收模块143可以包括使从障碍物O发射的光集中的反射镜143a,和接收由反射镜143a反射的光的图像传感器143b。
反射镜143a可以安装在图像传感器143b上,如图7和9所示,并且可以具有圆锥形状使得反射镜143a的顶点面向图像传感器143b。反射镜143a可以将从障碍物O反射的光朝图像传感器143b反射。
图像传感器143b可以被定位在反射镜143a下方,并且接收由反射镜143b反射的光。更具体地,图像传感器143b可以根据从障碍物O反射的光获取形成在反射镜143a上的二维(2D)图像。也就是说,图像传感器143b可以为2D图像传感器,在所述2D图像传感器中光学传感器被二维地布置。
图像传感器143b可以为这样的图像传感器,所述图像传感器接收与从光发射模块141的光源143a发射的光具有相同波长的光。例如,如果光源141a发射红外范围的光,图像传感器143b也可以为可以获取红外范围的图像的图像传感器。
此外,图像传感器可以为互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合器件(CCD)传感器。
可以提供多个光接收模块143,并且光接收模块143的数量可以与光发射模块141的数量不同。如上所述,因为光发射模块141使用广角透镜141a来在所有方向上散射从光源发射的光,并且光接收模块143使用反射镜143a来使在所有方向上发射的光集中在图像传感器143b上,所以障碍物传感器140可以包括多个光发射模块141和多个光接收模块143,其中光发射模块141的数量和光接收模块143的数量不同。
下面将简要描述障碍物传感器140感测障碍物O的原理。
如图9所示,光发射模块141可以从清洁机器人100向前发射光。
如果清洁机器人的前方没有障碍物O,从光发射模块141发射的光可以从清洁机器人100向前传输,并且光接收模块143可以接收不到从障碍物O反射的光。
如果清洁机器人的前方有障碍物O,从光发射模块141发射的光可以从障碍物O被反射。在此时,从光发射模块141发射的光被从障碍物O在所有方向上反射,这被称为“漫反射”。
从障碍物O反射的光的一部分(在下文中,被称为反射光)可以被导向到清洁机器人100的光接收模块143。
被导向到光接收模块143的反射光可以由反射镜143a反射,并且然后被传输到图像传感器143b。图像传感器143b可以接收从反射镜143a反射的反射光。
因为反射光已经被从障碍物O的各个区域反射,图像传感器143b可以获取反射光图像,并且障碍物传感器140可以基于反射光图像计算障碍物O存在的方向、到障碍物O的距离等。
更具体地,从障碍物O反射的光入射到反射镜143a的角度可以取决于发光模块143与障碍物O之间的距离。此外,可以在图像传感器143b的不同的位置接收以不同的入射角度入射到反射镜143a的光。因此,图像传感器143b接收反射光的位置可以取决于光发射模块143和障碍物O之间的距离。也就是说,由图像传感器143b获取的反射光图像可以取决于光发射模块143和障碍物O之间的距离。
例如,从离清洁机器人100远的障碍物O反射的光可以以大的入射角入射到反射镜143a,使得反射光图像在离反射镜143a的顶点远的位置形成。而且,从离清洁机器人100近的障碍物O反射的光可以以小的入射角入射到反射镜143a,使得反射光图像在离反射镜143a的顶点近的位置形成。
而且,从障碍物O反射的光入射到反射镜143a的位置可以取决于障碍物O存在的方向。此外,从反射镜143a的不同位置反射的反射光可以在图像传感器143b的不同的位置接收。因此,图像传感器143b接收反射光的位置可以取决于障碍物存在的方向。也就是说,由图像传感器143b获取的反射光图像可以取决于障碍物O相对于清洁机器人100存在的方向。
这样,清洁机器人100可以根据由图像传感器143b接收的反射光图像计算障碍物O存在的方向和到障碍物O的距离。
到目前为止,已经描述了包括光源141a和广角透镜141b的光发射模块141以及包括反射镜143a和图像传感器143b的光接收模块,然而,光发射模块141和光接收模块143的示例不限于这些。
例如,障碍物传感器140可以基于从障碍物O反射的光的强度,或者基于从障碍物传感器140发射的光从障碍物O反射并且然后返回障碍物传感器140所花费的时间,计算到障碍物O的距离。
图10示出根据本公开的一实施例的包括在清洁机器人100中的障碍物传感器140另一示例;
如图10所示,光发射模块141可以包括从清洁机器人100向前发射光的光源141,并且光接收模块143可以包括接收从障碍物O反射的光的光传感器143c。
光源141c可以从清洁机器人100向前发射几乎直线的光,并且光传感器143c可以被设置为对应于光源141c以接收从障碍物O反射的光。
清洁机器人100可以基于接收的光的强度或接收的光的反射时间计算到障碍物O的距离。
此外,为了检测位于清洁机器人前方在所有方向上的障碍物O,障碍物传感器140可以包括多个光发射模块141和多个光接收模块143,如图10所示。
在下文中,将详细描述接触传感器150。
图11示出了根据本公开的一实施例的包括在清洁机器人100中的接触传感器150的示例。
参照图11,接触传感器150可以包括缓冲器151、多个缓冲器开关153a和153b、多个外部动力传输构件155a和155b、多个缓冲器复位构件157a和157b、以及多个防滑构件159a和159b。
缓冲器151可以以相对于从属体103可移动的方式设置在从属体103的头部上,如图11所示。
缓冲器151可以通过外力F在向后、向左或向右的方向上移动以因此将外力传输到外力传输构件155a和155b以及缓冲器开关153a和153b。
此外,缓冲器151可以包括将从左边施加的外力F传输到左外力传输构件155a的左突起151c,以及将从右边施加的外力F传输到右外力传输构件155b的右突起151d。
缓冲器151可以通过左突起151c和右突起151d将从左边或右边施加的外力F以及从前方施加的外力F传输到外力传输构件155a和155b。
缓冲器开关153a和153b可以包括设置在从属体103的左部的左缓冲器开关153a和设置在从属体103的右部的右缓冲器开关153b。
如果缓冲器151的左部接触障碍物O,左缓冲器开关153a可以输出左接触感测信号。更具体地,当缓冲器151的左部接触障碍物O时,可以根据产生的外力F打开或关闭左缓冲器开关153a。
如果缓冲器151的右部接触障碍物O,右缓冲器开关153b可以输出右接触感测信号。更具体地,当缓冲器151的右边部分接触障碍物O时,可以根据产生的外力F打开或关闭右缓冲器开关153b。
为了感测在左或右表面施加到缓冲器151的外力F,左和右缓冲器开关153a和153b的每个可以对角线地安装,如图11所示。
更具体地,左和右缓冲器开关153a和153b的每个可以被安装成使得缓冲器开关153a或153b相对于清洁机器人100的前方方向以第一基准角度α被按压。这里,第一基准角度α的范围可以为从10度到60度,并且优选地,第一基准角度α可以为45度。
外力传输构件155a和155b可以可旋转地设置在外部传输旋转轴103e和103f上。外力传输构件155a和155b可以由外力F旋转,所述外力F被传输到缓冲器151以按压缓冲器开关153a和153b。
外力传输构件155a和155b可以包括对应于左和右缓冲器开关153a和153b的左外力传输构件155a和右外力传输构件155b。左外力传输构件155a可以通过从清洁机器人100的左前部分或左部施加的外力按压左缓冲器开关153a,并且右外力传输构件155b可以通过从清洁机器人100的右前部分或右部施加的外力按压右缓冲器开关153b。
防滑构件159a和159b可以防止缓冲器151由于从清洁机器人100的前部对角线地施加的外力F而滑动。
例如,当从清洁机器人100的左部相对于清洁机器人100的前部以45度角度施加外力F时,外力F可能由于缓冲器151的滑动而被传输到左外力传输构件155a和右外力传输构件155b两者。在这种情况下,左缓冲器开关153a和右缓冲器开关153b可以将接触感测信号传输到控制器110,并且控制器110可以错误地确定清洁机器人100的左和右部两者都接触了障碍物O。
因此,防滑构件159a和159b可以被设置以防止缓冲器151滑动。
防滑构件159a和159b可以包括设置在从属体103的左部的左防滑构件159a和设置在从属体103的右部的右防滑构件159b。
此外,左和右防滑构件159a和159b可以包括固定在缓冲器151处以限制缓冲器151移动的多个缓冲器固定板151a和151b,以及固定在从属体103处以限制缓冲器151移动的多个缓冲器固定突起103a和103b。
缓冲器固定板151a和151b可以包括多个缓冲器固定孔,缓冲器固定突起103a和103b插入所述缓冲器固定孔中。缓冲器固定孔的直径可以大于缓冲器固定突起103a和103b的直径,使得缓冲器151可以在预先确定的范围内移动。
此外,用于防止缓冲器151滑动的多个防滑突起可以在缓冲器固定孔的内周表面上形成,并且对应于防滑突起的多个防滑槽可以在缓冲器固定突起103a和103b的外周表面上形成。
由于防滑突起和防滑槽,可以防止缓冲器141滑动。更具体地,如果从清洁机器人100的前部施加外力F,防滑突起可以被插入到防滑槽中以防止缓冲器151滑动。
缓冲器复位构件157a和157b可以将通过外力F移动的缓冲器151复位到其初始位置。
缓冲器复位构件157a和157b可以由例如弹簧的弹性构件构成,并且可以包括设置在从属体103的左部中的左缓冲器复位构件157a和设置在从属体103的右部中的右缓冲器复位构件157b。
缓冲器复位构件157a和157b的一端可以与在从属体103中形成的弹性构件固定突起103c耦合,并且缓冲器复位构件157a和157b的另一端可以与在缓冲器151中形成的缓冲器固定板151a和151b耦合。
如果从清洁机器人100的前部施加外力F到缓冲器151,缓冲器151和缓冲器固定板151a和151b可以向后移动,并且缓冲器复位构件157a和157b可以扩张。此后,如果移除外力F,缓冲器复位构件157a和157b可以通过弹性力收缩,使得缓冲器151和缓冲器固定板151a和151b可以返回它们初始的位置。
目前为止,已经简要地描述了接触传感器150的配置。
在下文中,将详细描述接触传感器150的操作。
图12示出包括在根据本公开的一实施例的清洁机器人100中的整个缓冲器接触障碍物O的情况,图13示出包括在图12的清洁机器人100中的缓冲器151的左前部接触障碍物O的情况,并且图14示出包括在图12的清洁机器人100中的缓冲器151的左侧部接触障碍物O的情况。
如果清洁机器人100接触障碍物O,外力F可以被施加到缓冲器151。然后,缓冲器151可以由外力F向后移动。在此时,缓冲器151的移动可以被缓冲器固定孔和缓冲器固定突起103a和103b限制。
当缓冲器151向后移动时,缓冲器151可以按压外力传输构件155a和155b,并且被缓冲器151按压的外力传输构件155a和155b可以围绕外力传输旋转轴103a和103f旋转。此外,外力传输构件155a和155b可以旋转以按压缓冲器开关153a和153b,并且被外力传输构件155a和155b按压的缓冲器开关153a和153b可以输出接触感测信号。
控制器可以通过从缓冲器开关153a和153b输出的接触感测信号检测清洁机器人100与障碍物O的接触。
例如,如果清洁机器人100在前部接触障碍物O,外力F可以被一致地施加到缓冲器151的左部和右部,如图12所示。
在这种情况下,缓冲器151的左部和右部可以一致地向后移动,并且向后移动的缓冲器151可以按压左外力传输构件155a和右外力传输构件155b两者。被缓冲器151按压的左外力传输构件155a和右外力传输构件155b可以分别按压左缓冲器开关153a和右缓冲器开关153b,并且左缓冲器开关153a和右缓冲器开关153b可以分别输出左接触感测信号和右接触感测信号。
如果控制器110在同一时间接收到左接触感测信号和右接触感测信号,控制器110可以确定清洁机器人100的前部的两侧均接触了障碍物O。
如另一示例,如果清洁机器人100的左前部接触障碍物O,外力F可以从缓冲器151的左部朝清洁机器人100的中心被施加。
在这种情况下,缓冲器151的左部可以向后移动,同时缓冲器151的右部可以保持在其位置。也就是说,缓冲器151可以被向左倾斜。在此时,由于防滑构件159a和159b,虽然缓冲器151向后移动,缓冲器151可以不向右滑动。
在左部向后移动的缓冲器151可以按压左外力传输构件155a。被缓冲器151按压的左外力传输构件155a可以按压左缓冲器开关153a,并且左缓冲器开关153a可以输出左接触感测信号。
如果控制器110接收到左接触感测信号,控制器110可以确定清洁机器人100的左部接触了障碍物O。
此外,由于控制器110可以通过障碍物传感器140确定障碍物O的位置,控制器110可以基于障碍物O的位置确定清洁机器人100的左前部接触障碍物O。
作为另一示例,如果清洁机器人100的左侧接触障碍物O,外力F可以从缓冲器151的左侧平行于缓冲器151被施加。
在这种情况下,缓冲器151的整个部分可以向右移动,并且当缓冲器151向右移动时,在缓冲器151的内表面中形成的左突起151c可以按压左外力传输构件155a。被缓冲器151的左突起151c按压的左外力传输构件155a可以按压左缓冲器开关153a,并且左缓冲器开关153a可以输出左接触感测信号。
如果控制器110可以接收到左接触感测信号,控制器110可以确定清洁机器人100的左侧接触了障碍物O。
而且,由于控制器110可以通过障碍物传感器140确定障碍物O的位置,控制器110可以基于障碍物O的位置确定清洁机器人100的左侧接触障碍物O。
到目前为止,已经描述了根据本公开的一实施例的清洁机器人100的配置。
在下文中,将描述根据本公开的一实施例的清洁机器人100的操作。
根据本公开一实施例的清洁机器人100可以横过地板行进以移除存在在地板上的灰尘。更具体地,清洁机器人100可以执行轮廓对准,以便有效地清洁地板遇到障碍物O的轮廓的区域(也就是说,地板的边缘)。
图15为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的轮廓对准方法1000的示例的流程图,并且图16a和16b示出执行图15所示的轮廓对准方法1000的清洁机器人100。
在下文中,将参照图15、16a和16b描述清洁机器人100的轮廓对准方法1000的示例。
在操作1010中,清洁机器人100可以确定其是否接触障碍物O。
清洁机器人100可以以各种方式感测到障碍物O的接触。
例如,清洁机器人100可以通过接触传感器150感测到障碍物O的接触。
如果清洁机器人100接触障碍物O,缓冲器151可以被障碍物O按压,并且缓冲器开关153a和153b可以将接触感测信号传输到控制器110。控制器110可以基于接触感测信号确定清洁机器人100的一部分接触障碍物O。
更具体地,如果从左缓冲器开关153a接收接触感测信号,控制器110可以确定清洁机器人100的左前部接触障碍物O,并且如果从右缓冲器开关153b接收接触感测信号,控制器110可以确定清洁机器人100的右前部接触障碍物O。
此外,如果从左缓冲器开关153a和右缓冲器开关153b两者接收接触感测信号,控制器110可以确定清洁机器人100的整个前部接触障碍物O。
在另一示例中,清洁机器人100可以基于驱动轮163a和163b的旋转感测到障碍物O的接触。
如上所述,驱动轮163a和163b可以包括独立地旋转的左驱动轮163a和右驱动轮163b。此外,左和右驱动轮163a和163b的每个可以包括用于感测旋转的旋转传感器。
控制器110可以基于左和右驱动轮163a和163b的旋转,确定清洁机器人100是否接触障碍物O以及清洁机器人100接触障碍物O的方向。换句话说,如果没有感测到驱动轮163a和163b的旋转,或者如果驱动轮163a和163b的旋转速度显著地低于由控制器110指令的旋转速度,控制器110可以确定清洁机器人100在对应的部分处接触障碍物O。
更具体地,如果没有感测到左驱动轮163a的旋转,控制器110可以确定清洁机器人100的左前部接触障碍物O,并且如果没有感测到右驱动轮163a的旋转,控制器110可以确定清洁机器人100的右前部接触障碍物O。
此外,如果没有感测到左和右驱动轮163a和163b的旋转,控制器110可以确定清洁机器人100的整个前部接触障碍物O。
如果感测到与障碍物O的接触(在操作1010中为“是”),在操作1020中,清洁机器人100可以围绕清洁机器人100接触障碍物O的接触部分旋转。
如上所述,清洁机器人100可以基于从接触传感器150接收的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转确定其是否接触障碍物O和清洁机器人100接触障碍物O的接触部分。
如果清洁机器人100的接触部分被确定,清洁机器人100可以在接触部分上旋转。
例如,如图16a所示,如果清洁机器人100确定右前部接触障碍物O,清洁机器人100可以围绕右前部旋转。
更具体地,如果从接触传感器150的右缓冲器开关153b接收接触感测信号,控制器110可以控制驱动单元160停止使右驱动轮163b旋转并且继续使左驱动轮163a旋转。
如果没有感测到右驱动轮163b的旋转,或者如果右驱动轮163b的旋转速度显著地低于左驱动轮163a的旋转速度,控制器110可以控制驱动单元160停止使右驱动轮163b旋转并且继续使左驱动轮163a旋转。
如另一示例,如图16b所示,如果清洁机器人100的左前部接触障碍物O,清洁机器人100可以围绕左前部旋转。
更具体地,如果从接触传感器150的左缓冲器开关153a接收接触感测信号,控制器110可以控制驱动单元160停止使左驱动轮163a旋转并且继续使右驱动轮163b旋转。
或者,如果没有感测到左驱动轮163a的旋转,或者如果左驱动轮163a的旋转速度显著地低于右驱动轮163b的旋转速度,控制器110可以控制驱动单元160停止使左驱动轮163a旋转并且继续使右驱动轮163b旋转。
总之,当清洁机器人的前部的一侧接触障碍物O时,清洁机器人100可以停止使接近清洁机器人100的接触区域的驱动轮163a或163b旋转,并且继续使与清洁机器人100的接触区域相对的驱动轮163a或163b旋转。
此后,在操作1030中,清洁机器人100可以确定清洁机器人100的前部的两侧是否都接触障碍物O。
清洁机器人100可以基于接触传感器150的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转确定前部的两侧是否都接触障碍物O。
例如,如果接触传感器150的左缓冲器开关153a和右缓冲器开关153b两者都接收到接触感测信号,控制器110可以确定清洁机器人100的前部的两侧都接触障碍物O。换句话说,控制器100可以确定清洁机器人100的前轮廓与障碍物O的轮廓对准。
作为另一示例,如果没有感测到左和右驱动轮163a和163b的旋转,或者如果左和右驱动轮163a和163b的旋转速度显著地低于由控制器110指令的旋转速度,控制器110可以确定清洁机器人100的前部的两侧都接触障碍物O。
如果清洁机器人100的前部的一侧接触障碍物O(在操作1030中为“否”),清洁机器人100可以继续围绕清洁机器人100的接触部分旋转。
如果清洁机器人100的前部的两侧都接触障碍物O(在操作1030中为“是”),清洁机器人100可以终止与障碍物O的轮廓对准。
由于清洁机器人100的前部具有几乎平坦的形状,如果清洁机器人100的前部的两侧接触障碍物O,清洁机器人100的前部(缓冲器150)可以与障碍物O对准。
此外,为了有效地清洁地板遇到障碍物O的轮廓的边缘,清洁机器人100可以将清洁机器人100的前部的轮廓与障碍物O的轮廓对准,并且然后清洁地板的边缘持续预先确定的时间段而不移动到另一地方。
这样,如果清洁机器人100的前部的轮廓对准到障碍物O的轮廓,有可能通过设置在从属体103的底部中的灰尘抽吸开口103a有效地移除在遇到障碍物O的地板的边缘上存在的灰尘。
图17为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的轮廓对准方法1100的另一示例的流程图,并且图18a至18c示出执行图17所示的轮廓对准方法1100的清洁机器人100。
在下文中,将参照图17、18a和18b描述清洁机器人100的轮廓对准方法1100的另一示例。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作1110中,清洁机器人100可以确定其是否接触障碍物O。
如上面在图15的操作1010中所述,清洁机器人100可以基于来自接触传感器150的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转感测到障碍物O的接触。
如果感测到与障碍物O的接触(在操作1110中为“是”),在操作1120中,清洁机器人100可以围绕清洁机器人100接触障碍物O的接触部分旋转。
如上面在图15的操作1020中所述,清洁机器人100可以基于来自接触传感器150的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转确定清洁机器人100接触障碍物O的接触部分,并且围绕清洁机器人100的接触部分旋转使得清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓。
例如,如图18a所示,如果清洁机器人100的右前部接触障碍物O,清洁机器人100可以在清洁机器人100的右前部上顺时针旋转。
此后,在操作1130中,清洁机器人100可以确定清洁机器人100的前部的两侧是否都接触障碍物O。
如上面在图15的操作1030中所述,清洁机器人100可以基于来自接触传感器150的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转确定清洁机器人100的前部的两侧是否都接触障碍物O。
如果清洁机器人100的前部的一侧接触障碍物O(在操作1130中为“否”),清洁机器人100可以继续围绕清洁机器人100的接触部分旋转。
如果清洁机器人100的前部的两侧都接触障碍物O(在操作1130中为“是”),在操作1140中,清洁机器人100可以向后和向前移动预先确定的次数。
在地板的遇到障碍物O的轮廓的边缘处,灰尘可以容易地被堆积。如果清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓,有可能通过设置在从属体103的底部中的灰尘抽吸开口103a有效地移除在地板的遇到障碍物O的边缘上存在的灰尘。
因此,为了有效地清洁地板的遇到障碍物O的轮廓的边缘,清洁机器人100可以将其前部轮廓对准到障碍物O的轮廓,并且然后重复地向后和向前移动。
例如,在清洁机器人100的前部的两侧都接触障碍物O之后,清洁机器人100可以向后移动预先确定的距离(如图18b中所示),或者预先确定的时间。
此后,清洁机器人100可以朝障碍物O移动使得清洁机器人100的前轮廓对齐到障碍物O的轮廓,如图18c中所示。
清洁机器人100可以向后和向前移动预先确定的次数。
这样,如果在清洁机器人100的前部的轮廓对准到障碍物O的轮廓之后清洁机器人100重复地向后和向前移动,有可能通过设置在从属体103的底部中的灰尘抽吸开口103a更有效地移除在地板的遇到障碍物O的边缘上存在的灰尘。
图19为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的轮廓对准方法1200的另一示例的流程图,图20a和20b示出根据图19中示出的轮廓对准方法1200计算旋转半径的清洁机器人100,并且图21a和21b示出执行图19中示出的轮廓对准方法1200的清洁机器人100。
在下文中,将参照图19到21b描述清洁机器人100的轮廓对准方法1200的另一示例。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作1210中,清洁机器人100可以感测前方的障碍物O。
清洁机器人100可以使用障碍物传感器140感测前方的障碍物O。
如上所述,障碍物传感器140可以从清洁机器人100向前发射光(例如红外光),并且接收从障碍物O反射的反射光以由此感测障碍物O。此外,清洁机器人100的控制器110可以根据通过图像传感器143b获取的反射光图像计算到障碍物O的距离。
如果在清洁机器人100的前方感测到障碍物O(在操作1210中为“是”),在操作1220中,清洁机器人100可以检测到障碍物O的距离d,以及相对于清洁机器人100的移动方向的障碍物O的轮廓的角度θ。
更具体地,清洁机器人100的控制器110可以使用障碍物传感器140计算到位于清洁机器人100前方的障碍物O的距离d。
如上所述,控制器可以基于通过从障碍物O反射的光而在障碍物传感器140的图像传感器143b上创建的反射光图像计算到障碍物O的距离d。
此外,控制器110可以使用障碍物传感器140计算相对于清洁机器人100的移动方向的障碍物O的轮廓的角度θ。
例如,如图20a所示,控制器110可以将清洁机器人100的前方区域划分为多个区R1,R2,...,R10,并且使用障碍物传感器140计算在单独的区R1,R2,...,R10中从清洁机器人100到障碍物O的距离。
此后,如图20b所示,控制器110可以基于在单独的区R1,R2,...,R10中从清洁机器人100到障碍物O的距离,计算相对于清洁机器人100的移动方向的障碍物O的角度θ。
此后,在操作1230中,清洁机器人100可以计算旋转驱动的半径R和旋转驱动的中心C,以便将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓。
在此时,控制器110可以基于清洁机器人100和障碍物O之间的距离d、相对于清洁机器人100的移动方向的障碍物O的轮廓的角度θ、以及缓冲器151和驱动轮163a和163b之间的预先存储的距离h,计算旋转驱动的半径R和旋转驱动的中心C,用于将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓。
如果清洁机器人100在旋转驱动的中心C上旋转,清洁机器人100的前部的两侧可以接触障碍物O,使得清洁机器人100可以被对准到障碍物O的轮廓。
此后,在步骤1240中,清洁机器人可以在旋转驱动的计算的中心C上旋转。
更具体地,控制器110可以控制驱动单元160使得清洁机器人200降低驱动速度并且在在操作1230中计算的旋转驱动的中心C上旋转,如图21a所示。
驱动单元160可以根据旋转驱动的半径R将左驱动轮163a和右驱动轮163b移动到不同的位置。
例如,如果旋转驱动的中心C被定位到清洁机器人100的右侧,如图21a所示,驱动单元160可以使左驱动轮163a的旋转速度比右驱动轮163b的旋转速度高。此外,如果旋转驱动的半径R大,驱动单元160可以减小左驱动轮163a的旋转速度和右驱动轮163b的旋转速度之间的差,并且如果旋转驱动的半径R小,驱动单元160可以增大左驱动轮163a的旋转速度和右驱动轮163b的旋转速度之间的差。
在旋转驱动期间,在操作1242中,清洁机器人100可以确定到障碍物O的距离是否短于基准距离。
如上所述,清洁机器人100可以使用障碍物传感器140感测前方的障碍物O,并且计算到障碍物O的距离。
清洁机器人100可以将该到障碍物O的距离与基准距离比较以确定到障碍物O的距离是否短于基准距离。
基准距离可以取决于清洁机器人100的驱动速度。基准距离可以被设定成充分降低清洁机器人100的驱动速度所需的适当的距离。例如,根据清洁机器人100的驱动速度,基准距离可以在从10cm到12cm的范围内确定。
如果到障碍物O的距离不比基准距离短(在操作1242中为“否”),清洁机器人100可以继续旋转驱动。
如果到障碍物O的距离比基准距离短(在操作1242中为“是”),在操作1244中,清洁机器人100可以继续旋转驱动,同时降低驱动速度。
为了最小化由于清洁机器人100对障碍物O的接触而施加到清洁机器人100的冲击,清洁机器人100可以降低其驱动速度,如图21b所示。
例如,当清洁机器人100以第一速度行进以清洁时,如果清洁机器人100在基准距离内靠近障碍物O,清洁机器人100可以将第一速度降低到比第一速度低的第二速度。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元160以降低轮驱动电机161的旋转速度。
当清洁机器人100降低速度时,清洁机器人100的驱动速度可以具有各种变化曲线。
例如,当清洁机器人100和障碍物O之间的距离比基准距离短时,清洁机器人100可以降低驱动速度到第二速度,并且保持第二速度直到清洁机器人100的前部接触障碍物O。
作为另一示例,当清洁机器人100和障碍物O之间的距离比基准距离短时,清洁机器人100可以阶梯式地降低驱动速度。换句话说,如果清洁机器人100与障碍物O之间的距离达到第一基准距离,清洁机器人100可以将驱动速度降低到第二驱动速度,如果清洁机器人100与障碍物O之间的距离达到第二基准距离,清洁机器人100可以将第二驱动速度降低到第三驱动速度,并且如果清洁机器人100与障碍物O之间的距离达到第三基准距离,清洁机器人100可以将第三驱动速度降低到第四驱动速度。
作为另一示例,当清洁机器人100和障碍物O之间的距离比基准距离短时,清洁机器人100可以逐渐降低驱动速度直到清洁机器人100接触障碍物O。换句话说,清洁机器人100可以根据清洁机器人100与障碍物O之间的距离线性地降低驱动速度。
这样,通过降低清洁机器人100的驱动速度,有可能最小化当清洁机器人100接触障碍物O时施加到清洁机器人100的冲击。
此后,在操作1250中,清洁机器人100可以确定其是否接触障碍物O。
如上面在图15的操作1010中所述,清洁机器人100可以基于来自接触传感器150的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转感测到障碍物O的接触。
如果没有感测到到障碍物O的接触(在操作1250中为“否”),清洁机器人100可以继续围绕旋转驱动的中心C旋转。
如果感测到到障碍物O的接触(在操作1250中为“是”),在操作1260中,清洁机器人100可以在围绕清洁机器人100接触障碍物O的接触部分旋转的同时移动。
如上面在图15的操作1020中所述,清洁机器人100可以基于来自接触传感器150的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转确定清洁机器人100的接触部分,并且在清洁机器人100的接触部分上旋转以将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓。
此后,在操作1270中,清洁机器人100可以确定清洁机器人100的前部的两侧是否都接触障碍物O。
如上面在图15的操作1030中所述,清洁机器人100可以基于来自接触传感器150的接触感测信号或者驱动轮163a和163b的旋转确定清洁机器人100的前部的两侧是否都接触障碍物O。
如果清洁机器人100的前部的一侧接触障碍物O(在操作1270中为“否”),清洁机器人100可以继续在清洁机器人100的接触部分上旋转。
如果清洁机器人100的前部的两侧都接触障碍物O(在操作1270中为“是”),清洁机器人100可以终止轮廓对准(1200)。
这样,如果清洁机器人100在感测到障碍物O之后接触障碍物O,清洁机器人100可以在接触障碍物O之前执行用于将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓的准备操作,并且通过准备操作降低执行轮廓对准所需的时间。
此外,如果清洁机器人感测到障碍物O并且在接触障碍物O之前降低速度,可以降低当清洁机器人100接触障碍物O时施加到清洁机器人100的冲击。
然而,每当感测到障碍物O时,并不总是执行轮廓对准。如果当障碍物O的宽度比基准宽度窄时或者当障碍物O的轮廓不平坦时执行轮廓对准,清洁效率将被降低。在这种情况下,不可以执行轮廓对准。
图22为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100确定是否执行轮廓对准的方法的示例的流程图,图23a和23b示出根据图22中示出的方法执行轮廓对准的清洁机器人100,并且图24a和24b示出根据图22中示出的方法不执行轮廓对准的清洁机器人100。
在下文中,将参照图22、23a和23b及24a和24b描述确定是否执行轮廓对准的方法1300的示例。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作1310中,清洁机器人100可以确定在清洁机器人100的前方是否感测到障碍物O。
如上面在图19的操作1210中所述,清洁机器人100可以使用障碍物传感器140感测前方的障碍物O。
更具体地,障碍物传感器140可以从清洁机器人100向前发射光(例如红外光),并且确定从障碍物O反射的反射光的存在以由此检测障碍物O的存在。此外,障碍物传感器140可以根据在图像传感器143b上创建的反射光图像的位置计算到障碍物O的距离。
如果在清洁机器人100的前方感测到障碍物O(在操作1310中为“是”),在操作1320中,清洁机器人100可以确定障碍物O的宽度是否比基准宽度w宽。
清洁机器人100可以使用障碍物传感器140确定障碍物O的宽度是否比基准宽度w宽。
例如,控制器110可以将清洁机器人100的前方区域划分成多个区,并且检测从其检测到障碍物O的区的数量。
更具体地,控制器110可以将清洁机器人100的前方区域划分成10个区R1,R2,...,R10。在此时,在10个区R1,R2,...,R10中的6个区的宽度的和可以被设定成基准宽度w。
此后,控制器110可以确定从单独的区R1,R2,...,R10是否检测到障碍物O,并且如果从其检测到障碍物O的区的数量为6个或更多,控制器110可以确定障碍物O的宽度比基准宽度w宽。此外,如果从其检测到障碍物O的区的数量比6少,控制器110可以确定障碍物O的宽度比基准宽度w窄。
如另一示例,清洁机器人100可以通过障碍物传感器140的图像传感器143b获取从障碍物O反射的反射光图像,基于反射光图像计算障碍物O的宽度,并且将障碍物O的宽度与基准宽度w比较。
如果障碍物O的宽度比基准宽度w宽(在操作1320中为“是”),在操作1330中,清洁机器人100可以执行轮廓对准。
例如,如图23a所示,如果从从清洁机器人100的前方区域划分成的10个区R1,R2,...,R10中的6个区或更多区检测到障碍物O,清洁机器人100可以执行将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓的轮廓对准,如图23b所示。
更具体地,清洁机器人100可以执行轮廓对准1000、1100和1200,如图15、17或19所示。
如果障碍物O的宽度比基准宽度w窄(在操作1320中为“否”),在操作1340中,清洁机器人100可以执行避开障碍物O的操作。
例如,如果从从清洁机器人100的前方区域划分成的10个区R1,R2,...,R10中的6个区或更少的区检测到障碍物O,如图24a所示,清洁机器人100可以执行沿障碍物O的轮廓移动的轮廓跟随操作,如图24b所示。
作为另一示例,从由清洁机器人100的前方区域划分成的10个区R1,R2,...,R10中的6个区或更少的区检测到障碍物O,如图24a所示,清洁机器人100可以改变其移动方向以执行在任意方向上移动的轮廓跳动(bouncing)操作。
具有比基准宽度w窄的宽度的障碍物是家具的腿等是存在高可能性的,灰尘在家具的腿等的周围被堆积是存在低可能性的。
此外,当障碍物O的宽度显著小于清洁机器人100的宽度时,尽管执行轮廓对准,清洁效率也不会大大增加。
为了这个原因,如果障碍物O的宽度比基准宽度w窄,清洁机器人100可以快速地避开障碍物O而不执行轮廓对准,由此提高了清洁效率。
图25为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100确定是否执行轮廓对准的方法1400的另一示例的流程图;图26a至26c示出根据图25中示出的方法执行轮廓对准的清洁机器人100,图27a至27c和28a至28c示出根据图25所示的方法不执行轮廓对准的清洁机器人100。
在下文中,将参照图25到28c描述确定是否执行轮廓对准的方法1400的另一示例。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作1410中,清洁机器人100可以确定在清洁机器人100的前方是否感测到障碍物O。
清洁机器人100可以使用障碍物传感器140确定前方是否感测到障碍物O,如上面图19的操作1210中所述。
更具体地,障碍物传感器140可以从清洁机器人100向前发射光(例如红外光),并且确定从障碍物O反射的反射光的存在以由此检测障碍物O的存在。此外,障碍物传感器140可以根据在图像传感器143b上创建的反射光图像的位置计算到障碍物O的距离。
如果在清洁机器人100的前方感测到障碍物O(在操作1410中为“是”),在操作1420中,清洁机器人100可以检测障碍物O的轮廓。
清洁机器人100可以使用障碍物传感器140检测障碍物O的轮廓。
例如,如图26a、27a和28a所示,控制器110可以将清洁机器人100的前方区域划分为多个区R1,R2,...,R10,并且使用障碍物传感器140计算在单独的区R1,R2,...,R10中在清洁机器人100和障碍物O之间的距离。
此外,控制器110可以基于在单独的区R1,R2,...,R10中在清洁机器人100和障碍物O之间的距离,检测障碍物O的轮廓L1,如图26b、27b和28b所示。
此后,在操作1430中,清洁机器人100可以确定障碍物O的轮廓L1是否平坦。
更具体地,为了确定障碍物O的轮廓L1是够平坦,控制器110可以确定障碍物O的轮廓L1的直线度,并且确定障碍物O的轮廓L1的直线度是否在预先确定的范围内。在这里,直线度意味着物体的截面的轮廓从直线偏离的程度,并且偏离的角度越大,直线度越大。
换句话说,控制器110可以根据障碍物O的轮廓L1从直线L2偏离的程度确定障碍物O的轮廓L1是否平坦。
例如,控制器110可以基于所计算的在单独的区R1,R2,...,R10中在障碍物O和清洁机器人100之间的距离,计算近似线L2,如图26b、27b和28b所示。更具体地,控制器可以使用线性近似法计算近似线L2。
此外,控制器110可以计算到障碍物O的距离和近似线L2之间的差,并且计算所计算的差的平均值。
控制器110可以将所计算的差的平均值与基准值比较以确定障碍物O的轮廓L1的直线度公差是否比基准直线度公差小。换句话说,如果差的平均值比基准值小,控制器110可以确定障碍物O的轮廓是平坦的。
如果控制器110确定障碍物O的轮廓是平坦的(在操作1430中为“是”),在操作1440中,清洁机器人100可以执行轮廓对准。
例如,如果感测到具有平坦轮廓的物体O,如图26a所示,由清洁机器人100检测到的轮廓L1可以为紧密对应于近似线L2的直线,如图26b所示。
这样,如果由清洁机器人100检测到的障碍物O的轮廓L1紧密对应于近似线L2,清洁机器人100可以确定障碍物O的轮廓L1是平坦的,并且因此,清洁机器人100可以执行将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓的轮廓对准,如图26c所示。
更具体地,清洁机器人100可以执行轮廓对准1000、1100、或1200,如图15、17或19所示。
然而,如果障碍物O的轮廓是不平坦的(在操作1430中为“否”),在操作1450中,清洁机器人100可以执行避开障碍物O的操作。
例如,如果感测到具有圆形轮廓的障碍物O,如图27a所示,由清洁机器人100检测到的轮廓L1可以具有字母字符“U”的形状,如图27b所示,并且由清洁机器人100检测到的障碍物O的轮廓L1可以从近似线L2显著地偏离。
这样,如果由清洁机器人100检测到的障碍物O的轮廓L1从近似线L3显著地偏离,清洁机器人100可以确定障碍物O的轮廓L1是不平坦的,并且因此,清洁机器人100可以执行沿障碍物O的轮廓移动的轮廓跟随操作,如图27c所示。
如另一示例,如果清洁机器人100朝障碍物O的边缘移动,如图28a所示,则由清洁机器人100检测到的障碍物O的轮廓L1可以具有字母字符“V”的形状,如图28b所示,并且由清洁机器人100检测到的障碍物O的轮廓L1可以从近似线L2显著地偏离。
如果由清洁机器人100检测到的障碍物O的轮廓L1从近似线L2显著地偏离,清洁机器人100可以确定障碍物O的轮廓L1是不平坦的,并且因此,清洁机器人100可以执行沿障碍物O的轮廓移动的轮廓跟随操作,如图28c所示。
这样,当障碍物O的轮廓是不平坦的时,在清洁机器人100的前部设置的缓冲器151不匹配障碍物O的轮廓。因此,尽管清洁机器人100执行轮廓对准,也很难移除在障碍物周围存在的灰尘。
由于这个原因,当障碍物O的轮廓是不平坦的时,清洁机器人100可以快速地避开障碍物O而不执行轮廓对准,由此提高了清洁效率。
图29为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100当执行轮廓对准时集中地清洁障碍物周边的方法的示例的流程图,并且图30a和30b示出根据图29中示出的方法1500清洁的清洁机器人100。
在下文中,将参照图29、30a和30b描述当执行轮廓对准时清洁机器人100清洁障碍物周边的方法1500。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作1510中,清洁机器人100可以确定在清洁机器人100的前方是否感测到障碍物O。
如上面在图19的操作1210中所述,清洁机器人100可以使用障碍物传感器140感测前方的障碍物O。
更具体地,障碍物传感器140可以从清洁机器人100向前发射光(例如红外光),并且接收从障碍物O反射的反射光以由此感测障碍物O。此外,障碍物传感器140可以根据在图像传感器143b上创建的反射光图像的位置计算到障碍物O的距离。
如果在清洁机器人100的前方感测到障碍物O(在操作1510中为“是”),在操作1520中,清洁机器人100可以确定是否满足轮廓对准的条件。
轮廓对准的条件是如上面参照图22和25所述的执行轮廓对准的条件。也就是说,轮廓对准的条件可以包括障碍物O的宽度是否比基准宽度w宽、障碍物O的轮廓是否平坦等。
更具体地,如果障碍物O的宽度比基准宽度w宽或者等于基准宽度w,并且障碍物O的轮廓是平坦的,清洁机器人100可以确定轮廓对准的条件被满足,并且如果障碍物O的宽度比基准宽度w窄,或者障碍物O的轮廓是不平坦的,清洁机器人100可以确定轮廓对准的条件没有被满足。
如果清洁机器人100确定轮廓对准的条件没有被满足(在操作1520中为“否”),在操作1560中,清洁机器人100可以执行避开障碍物O的操作,如上所述。
原因在于,当清洁效率由于轮廓对准没有大大地提高时,通过省略不必需的轮廓对准提高清洁效率。
如果轮廓对准的条件被满足(在操作1520中为“是”),在操作1530中,清洁机器人100可以增大滚筒刷173的旋转速度,并且增大灰尘抽吸模块175的抽吸力。
更具体地,清洁机器人100的控制器110可以控制清洁单元170增大用于使滚筒刷173旋转的刷驱动电机171的旋转速度,并且增大用于驱动灰尘抽吸模块175的灰尘抽吸电机(未示出)的旋转速度。
如果滚筒刷173的旋转速度增大,由滚筒刷173分散到灰尘抽吸开口103a中的灰尘的量可以增大,并且如果抽吸模块175的抽吸力增大,更大量的灰尘可以被吸入到灰尘盒177中。
当清洁机器人100清洁地板时,清洁机器人100可以使滚筒刷173以适当的速度旋转,并且使灰尘抽吸模块175的抽吸力保持在适当的水平以便提高能量效率,如图30a所示。
当清洁机器人100清洁地板的遇到障碍物O的边缘时,清洁机器人100可以增大滚筒刷173的旋转速度,并且增大灰尘抽吸模块175的抽吸力以便吸入更大量的灰尘,如图30b所示。
因此,清洁机器人100可以提高清洁地板的遇到障碍物O的边缘的清洁效率。
此后,在操作1540中,清洁机器人100可以执行轮廓对准操作。
更具体地,清洁机器人100可以执行轮廓对准1000、1100、或1200,如图15、17或19所示。
如果轮廓对准终止,在操作1550中,清洁机器人100可以降低滚筒刷173的旋转速度,并且降低灰尘抽吸模块175的抽吸力到其最初的抽吸力。
如上所述,由于相较于地板的其他区域,更大量的灰尘存在于地板的遇到障碍物O的边缘,所以当清洁地板的遇到障碍物O的边缘时,可以通过增大清洁力提高清洁效率。
图31为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100自动地清洁地板的自动清洁方法2000的示例的流程图,并且图32a和32b示出根据图31所示的自动清洁方法2000自动地清洁地板的清洁机器人100。
在下文中,将参照图31、32a和32b描述清洁机器人100自动地清洁地板的自动清洁方法2000。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在步骤2010中,清洁机器人100可以执行用于设定清洁区域的清洁区域设定驱动。
清洁机器人100可以沿墙壁或障碍物O横过地板行进以检查地板的尺寸、形状等,并且根据地板的尺寸、形状等将地板划分为一个或多个清洁区域,如图32a所示。
此后,在操作2020中,清洁机器人100可以执行用于清洁地板的驱动。
清洁机器人100可以在沿预先确定的清洁路径移动的同时清洁地板,如图32b,或者可以在沿任意方向移动预先确定的时间段的同时清洁地板。
图33为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的驱动方法2100的示例的流程图,并且图34a至34d和35示出根据图33所示的驱动方法的清洁机器人100的驱动路径。
在下文中,将参照图33、34a至34d和35描述包括轮廓对准的驱动方法2100的示例。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作2110中,清洁机器人100可以执行直线驱动。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元140使得清洁机器人100以预先确定的速度执行直线驱动,如图34a所示。更具体地,控制器110可以控制驱动单元160以使左和右驱动轮163a和163b以相同的速度在相同的方向上旋转。
此后,在操作2120中,清洁机器人100可以确定在清洁机器人100的前方是否感测到障碍物O。
障碍物传感器140可以从清洁机器人100向前发射光(例如红外光),并且接收从障碍物O反射的反射光以由此感测障碍物O。此外,障碍物传感器140可以根据在图像传感器143b上创建的反射光图像计算到障碍物O的距离。
如果在清洁机器人100的前方没有感测到障碍物O(在操作2120中为“否”),则清洁机器人100可以继续执行直线驱动。
然而,如果在清洁机器人100的前方感测到障碍物O(在操作2120中为“是”),在操作2130中,清洁机器人100可以执行轮廓对准。
尽管在附图中未示出,在执行轮廓对准之前,清洁机器人100可以确定轮廓对准的条件是否被满足。更具体地,清洁机器人100可以确定障碍物O的宽度是否比基准宽度w宽,或者障碍物O的轮廓是否平坦。
如果轮廓对准的条件被满足,清洁机器人100可以执行轮廓对准。在下面的描述中,为了容易理解,假设轮廓对准的条件被满足,并且清洁机器人100执行轮廓对准。
如果轮廓对准的条件被满足,在操作2140中,清洁机器人100可以向后移动第一距离d1。
更具体地,如果清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓,清洁机器人100可以向后移动第一距离d1,如图34b所示。
第一距离d1可以比从清洁机器人100的中心到清洁机器人100的轮廓的最大长度h'与从清洁机器人100的中心到清洁机器人100的前缓冲器151的长度h之间的差大,使得清洁机器人100可以在同一地方旋转而不与障碍物O碰撞。
作为另一示例,如果从清洁机器人100的中心到清洁机器人100的前缓冲器的长度为h,可以将第一距离d1设定到
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此后,在操作2150中,清洁机器人100可以在同一地方在第一旋转方向上(顺时针或逆时针)旋转约90度。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元160使得清洁机器人在同一地方旋转约90度,如图34c所示。更具体地,控制器110可以控制驱动单元160以使左驱动轮163a和右驱动轮163b以相同的速度在相对的方向上旋转。
此后,在操作2160中,清洁机器人100可以跟随障碍物O的轮廓第二距离d2。也就是说,清洁机器人100可以平行于障碍物O的轮廓移动第二距离d2。
在执行轮廓对准之后,清洁机器人100的移动方向可以与障碍物O的轮廓垂直。因此,如果障碍物O向后移动短的距离,并且之后在同一地方旋转约90度,清洁机器人100的移动方向可以变成平行于障碍物O,如图34d所示。
这样,刚刚在执行轮廓对准之后,清洁机器人100可以在与障碍物O的轮廓平行的方向上对准,并且跟随障碍物O的轮廓。换句话说,当跟随障碍物O的轮廓时,清洁机器人100可以平行于障碍物O的轮廓移动,而不执行用于平行于障碍物O的轮廓移动的初始稳定。
此外,第二距离d2可以为清洁机器人100的滚筒刷163的长度或清洁机器人100的宽度。如果第二距离d2被设定到清洁机器人100的滚筒刷163的长度或清洁机器人100的宽度,将要由清洁机器人100通过下个直线驱动清洁的区域可以覆盖由清洁机器人100通过之前的直线驱动清洁的区域。
此后,在操作2170中,清洁机器人100可以在同一地方在第一旋转方向上(顺时针或逆时针)旋转约90度。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元160使得清洁机器人100在同一地方在第一旋转方向上旋转约90度。
在这里,第一旋转方向可以与清洁机器人100在操作2150中旋转的第一旋转方向相同。
因为在跟随障碍物O的轮廓之后,清洁机器人100旋转90度,所以清洁机器人100可以面向障碍物O的相对的方向。
此后,清洁机器人100可以执行如操作2110中的直线驱动。
通过重复地执行驱动方法2100,清洁机器人100可以以之字图案横过地板行进以清洁地板,如图35所示。
如上所述,由于在以之字图案清洁期间,清洁机器人100执行轮廓对准,所以清洁机器人100可以清洁地板的遇到障碍物O的边缘。
此外,在以之字图案清洁期间,清洁机器人100可以跟随障碍物O的轮廓,而不执行使驱动方向与障碍物O的轮廓平行的初始稳定。
图36为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的驱动方法2200的另一示例的流程图,并且图37a至37d和38示出根据图36所示的驱动方法2200的清洁机器人100的驱动路径。
在下文中,将参照图36、37a至37d和38描述包括轮廓对准的驱动方法2200的另一示例。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作2210中,清洁机器人100可以执行直线驱动。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元140使得清洁机器人100以预先确定的速度执行直线驱动。
此后,在操作2220中,清洁机器人100可以确定在清洁机器人100的前方是否感测到障碍物O。
障碍物传感器140可以从清洁机器人100向前发射光(例如红外光),并且接收从障碍物O反射的反射光以由此感测障碍物O。此外,清洁机器人100的控制器110可以根据在图像传感器143b上创建的反射光图像的位置计算到障碍物O的距离。
如果在清洁机器人100的前方没有感测到障碍物O(在操作2220中为“否”),则清洁机器人100可以继续执行直线驱动。
如果在清洁机器人100的前方感测到障碍物O(在操作2220中为“是”),在操作2230中,清洁机器人100可以执行轮廓对准。
如果如上所述,轮廓对准的条件被满足,则清洁机器人100可以执行轮廓对准。
在完成轮廓对准之后,在操作2240中,清洁机器人100可以向后移动第三距离d3。
更具体地,如果清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓,清洁机器人100可以向后移动第三距离d3,如图37a所示。
此外,第三距离d3可以被设定为一距离,在该距离内障碍物传感器140可以感测到障碍物O,使得之后清洁机器人100可以执行轮廓对准。
此后,在操作2250中,清洁机器人100可以在同一地方在第一旋转方向上(顺时针或逆时针)旋转。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元160使得清洁机器人100在同一地方旋转。
此外,清洁机器人100在同一地方旋转的角度可以比90度小,如图37b所示。也就是说,即使在清洁机器人100在同一地方旋转之后,清洁机器人100的前部可以仍然面对障碍物O,使得之后清洁机器人100可以执行轮廓对准。
此后,在操作2260中,清洁机器人100可以执行轮廓对准操作。
如上所述,如果轮廓对准的条件被满足,清洁机器人100可以执行轮廓对准。
清洁机器人100可以在与在操作2240中已经执行轮廓对准的位置邻近的位置处执行轮廓对准,如图37c所示。此外,在操作2240中执行轮廓对准的位置与操作2260中执行轮廓对准的位置之间的距离可以为滚筒刷173的宽度或清洁机器人100的宽度。
在完成轮廓对准之后,在操作2270中,清洁机器人100可以向后移动第四距离d4。
更具体地,如果清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓,则清洁机器人100可以向后移动第四距离d4,如图37d所示。
第四距离d4可以比从清洁机器人100的中心到清洁机器人100的轮廓的最大长度h'与从清洁机器人100的中心到清洁机器人100的前缓冲器151的长度h之间的差大,使得清洁机器人100可以在同一地方旋转而不与障碍物O碰撞。
此后,在操作2280中,清洁机器人100可以在任意方向上在同一地方旋转约180度。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元160使得清洁机器人在同一地方旋转约180度,如图37d所示。
因为在执行将清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓的轮廓对准之后,清洁机器人旋转180度,所以清洁机器人100可以面向障碍物O相对的方向,如图37d所示。
此后,清洁机器人100可以执行如操作2210中的直线驱动。
通过重复地执行驱动方法2200,清洁机器人100可以以之字图案横过地板行进以清洁地板,如图38所示。
如上所述,由于在以之字图案清洁期间,清洁机器人100执行轮廓对准,所以清洁机器人100可以清洁地板的遇到障碍物O的边缘。
特别地,当发现障碍物O,通过执行两次平行于障碍物O的轮廓对准,清洁机器人100可以有效地清洁地板的遇到障碍物O的边缘。
图39为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100的驱动方法2300的另一示例的流程图,并且图40a至40d和41示出根据图39所示的驱动方法2300的清洁机器人100的驱动路径。
在下文中,将参照图39到41描述包括轮廓对准的驱动方法2300的另一示例。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在操作2310中,清洁机器人100可以执行直线驱动。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元140使得清洁机器人100以预先确定的速度执行直线驱动。
此后,在操作2320中,清洁机器人100可以确定在清洁机器人100的前方是否感测到障碍物O。
障碍物传感器140可以从清洁机器人100向前发射光(例如红外光),并且接收从障碍物O反射的反射光以由此感测障碍物O。此外,障碍物传感器140可以根据在图像传感器143b上创建的反射光图像的位置计算到障碍物O的距离。
如果在清洁机器人100的前方没有感测到障碍物O(在操作2320中为“否”),则清洁机器人100可以继续执行直线驱动。
如果在清洁机器人100的前方感测到障碍物O(在操作2320中为“是”),在操作2330中,清洁机器人100可以执行轮廓对准。
如果轮廓对准的条件被满足,清洁机器人100可以执行轮廓对准,如图40a所示。
在完成轮廓对准之后,在操作2340中,清洁机器人100可以向后移动第五距离d5。
更具体地,在清洁机器人100的前轮廓对准到障碍物O的轮廓之后,清洁机器人100可以向后移动第五距离d5,如图40b所示。
在这里,第五距离d5可以比从清洁机器人100的中心到清洁机器人100的轮廓的最大长度h'与从清洁机器人100的中心到清洁机器人100的前缓冲器151的长度h之间的差大,使得清洁机器人100可以在同一地方旋转而不与障碍物O碰撞。
此后,在操作2350中,清洁机器人100可以在同一地方在任意方向上以任意角度旋转。
清洁机器人100的控制器110可以控制驱动单元150使得清洁机器人在同一地方旋转,如图40c所示。更具体地,控制器110可以控制驱动单元160以使左驱动轮163a和右驱动轮163b以相同的速度在相对的方向上旋转。
由于清洁机器人100在任意的方向上以任意的角度旋转,之后,清洁机器人100可以在任意的方向上执行直线驱动。
此后,清洁机器人100可以执行如操作2310中的直线驱动,如图40d所示。
通过重复地执行驱动方法2300,清洁机器人100可以以任意图案横过地板行进以清洁地板,如图41所示。
清洁机器人100可以以任意图案横过地板行进预先确定的时间段以清洁地板。
图42为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100自动地清洁地板的自动清洁方法3000的另一示例的流程图,并且图43a和43b示出根据图42所示的自动清洁方法3000自动地清洁地板的清洁机器人。
在下文中,将参照图42、43a和43b描述清洁机器人100自动地清洁地板的自动清洁方法3000。在下面的描述中,将简要地给出关于如上所述清洁机器人100的相同的操作的描述。
在步骤3010中,清洁机器人100可以执行用于设定清洁区域的清洁区域设定驱动。
清洁机器人100可以沿墙壁或障碍物O横过地板行进以检查地板的尺寸、形状等,并且根据地板的尺寸和形状将地板划分为一个或多个清洁区域。
此后,在操作3020中,清洁机器人100可以执行用于清洁地板的第一驱动,并且然后,在操作3030中,执行用于清洁地板的第二驱动。
清洁机器人100可以执行第一驱动,如图43a所示,并且然后执行第二驱动,如图43b所示。
如图43a和43b中所示,第一驱动和第二驱动可以以之字图案的驱动以用于清洁,并且第一驱动的方向与第二驱动的方向垂直。
例如,第一驱动可以在x轴方向上的驱动以用于清洁。在完成在x轴方向上的驱动一次之后,清洁机器人100可以在y轴方向上移动,并且然后再次执行在x轴方向上的驱动。
相反,第二驱动可以在y轴方向上的驱动以用于清洁。在完成在y轴方向上的驱动一次之后,清洁机器人100可以在x轴方向上移动,并且然后再次执行在y轴方向上的驱动。
这样,通过执行用于清洁的第一驱动和用于清洁的第二驱动(其中用于清洁的第一驱动的方向与用于清洁的第二驱动的方向垂直),清洁机器人100可以彻底地清洁地板,同时有效地清洁地板的遇到障碍物O的边缘。
图44为示出根据本公开的一实施例的清洁机器人100返回充电站的返回方法4000的示例的流程图,并且图45示出根据图44所示的返回方法4000返回充电站的清洁机器人。
在下文中,将参照图44和45描述清洁机器人100返回充电站CS的返回方法4000。
在操作4010中,清洁机器人100可以确定用户是否输入返回命令,或者是否感测到低功率。
用户可以通过包括在用户界面120中的返回按钮向清洁机器人100输入返回命令以返回到充电站CS。
此外,清洁机器人100可以检测来自用于向包括在清洁机器人100中的各个部件供应功率的电池(未示出)的输出电压,如果从电池的电压输出比基准电压低,则感测到低功率。
如果接收到返回命令,或如果感测到低功率(在操作4010中为“是”),在操作4020中,清洁机器人100可以使轮廓对准无效。
如果在用于清洁的驱动期间感测到障碍物O,清洁机器人100可以执行轮廓对准以提高清洁效率。
然而,如果清洁机器人100在返回充电站CS的同时执行轮廓对准,可能非必要地消耗功率,并且清洁机器人100可能晚返回充电站CS。
为了这些原因,当返回充电站CS时,清洁机器人100可以使轮廓对准无效。
此后,在操作4030中,清洁机器人100可以返回充电站CS。
当返回充电站CS时,即使当感测到障碍物O时,清洁机器人100可以不执行轮廓对准,并且沿障碍物O的轮廓返回充电站CS,如图45所示。
如上所述,当返回充电站CS时,清洁机器人100可以使轮廓对准失效,由此快速地返回充电站CS。
图46示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人200的外观,图47示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人200的底部,图48示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人200的主体的内部,图49示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人的主体和从属体的内部。
参照图46到49,清洁机器人200可以包括主体201、从属体203、相机模块207、台阶感测模块209、输入单元210、显示单元220、旋风分离器251、过滤器253、抽吸电机255、刷驱动电机261、滚筒刷263、轮驱动电机271、和驱动轮273。
如图46所示,主体201可以为近似半圆柱的形状,并且从属体203可以为长方形的形状,然而主体201和从属体203的形状不限于这些。
此外,用于执行清洁机器人200的功能的部件可以安装在主体201和从属体203的内部和外部。
被用于获取关于清洁机器人200的周围的图像的相机模块207可以设置在从属体203的上表面上以获取有关清洁机器人100的周围的图像。
相机模块207可以包括将从清洁机器人200向上发射的光聚焦的透镜和将光转换为电信号的图像传感器。图像传感器可以为CMOS传感器或CCD传感器。
此外,相机模块207可以将关于清洁机器人200周围的图像转换为可以由控制器290处理的电信号,并且将对应于所述图像的电信号传输到控制器290。所述图像可以被控制器290使用以检测清洁机器人200的位置。
台阶感测模块209可以设置在从属体203的底部上以朝地板发射红外光或超声波并检测从地板反射的红外光或超声波。
更具体地,台阶感测模块209可以将关于从地板反射的红外光(或超声波)强度的信息,或关于在发射红外光(或超声波)之后检测到反射的红外光(或超声波)所需的时间段的信息,传输到控制器290。
控制器209可以基于从地板反射的红外光(或超声波)强度或者在发射红外光(或超声波)之后检测到反射的红外光(或超声波)所需的时间段,确定台阶的存在。例如,如果从地板反射的红外光(或超声波)的强度比基准强度低,控制器290可以确定台阶存在,并且如果在发射红外光之后检测到反射的红外光(或超声波)所需的时间段比预先确定的时间段长,则控制器290可以确定台阶的存在。
输入单元230可以设置在清洁机器人200的外表面上以接收来自用户的各种控制命令。
输入单元210可以包括开启/关闭清洁机器人200的电源按钮210a、开始或停止操作清洁机器人的开始/停止按钮210b、和使清洁机器人200返回充电站的返回按钮210c(未示出)。按钮210a、210b、210c中的每个可以为根据来自用户的压力产生输入信号的按压开关或薄膜开关,或者根据用户的身体部位的接触产生输入信号的触摸开关。
显示单元220可以显示关于清洁机器人200的各种操作的信息。
此外,显示单元220可以响应于由用户输入的控制命令,显示清洁机器人200的信息。例如,显示单元220可以显示清洁机器人100的操作状态、清洁机器人100的电源开/关状态、由用户选择的清洁模式、与返回充电站有关的信息等。
此外,显示单元220可以为能够自发光的LED显示器或OLED显示器,或具有单独的光源的LCD。
旋风分离器251可以安装在主体201中以将灰尘从通过灰尘抽吸开口205进入的空气分离并且将空气传输到过滤器253。更具体地,旋风分离器251可以安装在主体201的灰尘收集单元257中。
旋风分离器251可以经由灰尘引导管265将灰尘从通过灰尘抽吸开口205进入的空气分离,并且将空气传输到过滤器253。被传输到过滤器253的空气可以被排放到外部。
过滤器253可以从被旋风分离器251分离的空气过滤掉灰尘,并且只将空气排放到外部。
抽吸电机255可以产生抽吸力以便将通过灰尘抽吸开口251进入的灰尘收集在灰尘收集单元257中。尽管在附图中没有被示出,清洁机器人200还可以包括由抽吸电机255旋转的灰尘抽吸风扇(未示出)以产生抽吸力,以便将灰尘吸入到灰尘收集单元257。
刷驱动电机261可以邻近于滚筒刷263设置,以根据来自控制器290的清洁控制信号使滚筒刷263旋转。
如图47所示,滚筒刷263可以设置在从属体203底部中形成的灰尘抽吸开口103a中,并且围绕水平设置到从属体203的底部的旋转轴旋转以将在地板上存在的灰尘分散到灰尘抽吸开口205中。
驱动轮273可以被设置在主体201的底部的两侧处,并且当从清洁机器人200的前部看时,可以包括设置到清洁机器人200左侧的左驱动轮和设置到清洁机器人200右侧的右驱动轮。
此外,驱动轮273可以接收来自轮驱动电机271的旋转力以使清洁机器人200移动。
轮驱动电机271可以产生用于使驱动轮273旋转的旋转力,并且包括使左驱动轮273旋转的左驱动电机271和使右驱动轮273旋转的右驱动电机271。
左和右驱动电机271可以分别从控制器290接收驱动控制信号以独立地操作。
左驱动轮273和右驱动轮273可以通过独立地操作的左驱动电机271和右驱动电机271独立地旋转。
此外,由于左驱动轮273和右驱动轮273可以独立地旋转,清洁机器人200可以以各种方式移动,例如向前驱动、向后驱动、旋转驱动、原位驱动等。
例如,当左和右驱动轮273两者均在第一方向上旋转时,清洁机器人200可以直线地向前移动,并且当左和右驱动轮273两者均在第二方向上旋转时,清洁机器人可以直线地向后移动。
此外,当左和右驱动轮273在相同的方向上以不同的速度旋转,清洁机器人200可以向右转或向左转,并且如果左和右驱动轮273在不同的方向上旋转,清洁机器人200可以在同一地方顺时针或逆时针旋转。
脚轮275可以设置在主体201的底部上,并且脚轮275的旋转轴可以根据清洁机器人200的移动方向旋转。其旋转轴根据清洁机器人120的移动方向旋转的脚轮275可以在不妨碍清洁机器人200的驱动的情况下,帮助清洁机器人200以其稳定姿态行进。
此外,驱动单元270还可以包括降低轮驱动电机271的旋转力并且将旋转力传输给驱动轮273的齿轮模块(未示出),和检测轮驱动电机271或者驱动轮273的旋转位移和旋转速度的旋转传感器(未示出)。
图50为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人200的控制构造的框图,并且图51为示出图50的控制器的构造的框图。
如图50所示,清洁机器人200可以包括输入单元210、显示单元220、语音输出单元230、存储单元240、抽吸单元250、刷单元260、驱动单元270和控制器290。
输入单元210被配置成接收来自用户的各种控制命令,并且可以包括电源按钮210a、开始/停止按钮210b和返回按钮210c,以便当用户从电源按钮210a、开始/停止按钮210b和返回按钮210c中选择一按钮时接收对应于所选择按钮的控制命令信号。按钮210a、210b和210c中的每个可以为根据来自用户的压力产生输入信号的按压开关或薄膜开关,或者根据用户的身体部位的接触产生输入信号的触摸开关。
同时,输入单元210可以接收来自远程控制器(未示出)以及来自包括在清洁机器人200中的按钮210a、210b和201c的控制命令信号。为了接收来自远程控制器的控制命令信号,清洁机器人200可以包括能够接收近场通信(NFC)信号的传感器(未示出)。
显示单元220可以响应于由用户输入的控制命令,显示关于清洁机器人200的信息。此外,显示单元220可以以文本的形式显示与在清洁机器人200上执行的操作相关的信息。例如,显示单元220可以显示清洁机器人200的操作状态、清洁机器人200的电源开/关状态、由用户选择的清洁模式、关于返回充电站的信息等。
显示单元220可以为能够自发光的LED显示器或OLED显示器,或具有单独的光源的LCD。
语音输出单元230是以语音的形式输出与在清洁机器人200上执行的操作有关的信息的结构,并且可以在控制单元290的控制下以语音的形式输出通知清洁机器人200的流动路径负载状态的警报。
存储单元240可以存储与清洁机器人200相关的所有信息以及与清洁机器人200的驱动相关的各种信息。例如,存储单元240可以存储用于感测清洁机器人200的流动路径负载的控制程序。
存储单元240可以为非易失性存储器以永久地存储信息,或者易失性存储器以暂时地存储当清洁机器人200的操作被控制时产生的暂时性数据,其中非易失性存储器包括磁盘、固态盘、只读存储器(ROM)、EPROM和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),并且易失性存储器包括DRAM和SRAM。
抽吸单元250可以包括将灰尘从通过灰尘抽吸开口205进入的空气分离的旋风分离器251、从被旋风分离器251分离的空气过滤掉灰尘的过滤器253和产生抽吸力以通过灰尘抽吸开口205将被分散的灰尘收集在收集单元257中的抽吸电机255。抽吸电机255可以为无刷直流(BLDC)电机。然而,抽吸电机255不限于BLCD电机,并且可以为直流(DC)电机。
如图49所示,将被滚筒刷263的旋转分散的灰尘抽吸到灰尘收集单元257中的抽吸单元250可以设置在主体201中。
如图48和49所示,灰尘收集单元257可以设置在主体201中并且存储由抽吸单元250吸入的灰尘。
刷单元260可以包括将在地板上存在的灰尘分散的滚筒刷263和使滚筒刷263旋转的刷驱动电机261。
刷单元260和抽吸单元250可以包括灰尘引导管265以引导通过从属体203的灰尘抽吸开口205吸入的灰尘到设置在主体201中的灰尘单元257。
驱动单元270可以包括轮驱动电机271和驱动轮273。
驱动轮273可以设置在主体201的底部的两侧。当从清洁机器人200的前部看时,驱动轮273可以设置到清洁机器人200的左侧和右侧。
轮驱动电机271可以产生用于使驱动轮273旋转的旋转力以使清洁机器人200移动,并且可以包括与左驱动轮273和右驱动轮273对应的左驱动电机271和右驱动电机271。左驱动电机271和右驱动电机271可以分别从控制器290接收驱动控制信号,以独立地操作。
如果抽吸电机255的转每分钟(RPM)超过基准RPM持续预先确定的时间段,控制器290可以确定在从灰尘抽吸开口205到灰尘收集单元257的流动路径的一部分处产生负载,并且可以产生流动路径负载警报。在这里,流动路径意味着经由在清洁机器人200中的灰尘引导管265将灰尘从灰尘抽吸开口205传输到灰尘收集单元257而通过的通道。也就是说,流动路径负载意味着在从灰尘抽吸开口205到灰尘收集单元257的流动路径的一部分处发生堵塞。如图49所示,过滤器523可以被连接到灰尘收集单元257的一侧。在被配备成产生高抽吸力以吸入灰尘的清洁机器人200中,旋风分离器251可以被设置在过滤器253的前方以将灰尘从空气分离以便防止过滤器253被灰尘堵塞。没有被旋风分离器251分离的灰尘可以在过滤器253中积累以降低抽吸力。在这种情况下,在流动路径中阻力增大,并且抽吸电机255的RPM增大。控制器290可以基于抽吸电机255的RPM感测流动路径负载以产生通知过滤器253或流动路径应该被清洁的警报。
参照图51,控制器290可以包括抽吸电机状态感测单元291、流动路径负载确定器293、警报控制器295和驱动控制器297。
更具体地,抽吸电机状态感测单元291可以感测抽吸电机255的RPM。例如,抽吸电机状态感测单元291可以获取关于抽吸电机255的RPM的测量信息。如果抽吸电机255是BLDC电机,抽吸电机255可以将其自身的RPM信息反馈到抽吸电机状态感测单元291。由于BLDC电机反馈RPM,不需要用于测量抽吸电机255的RPM的单独装置(例如,用于感测流动路径中的真空压力的压力开关)。由于弹簧的制造误差,通过弹簧打开/关闭的压力开关可以在抽吸电机255的RPM的测量上产生影响。然而,在本公开中,因为不需要这样的压力开关,该问题可以被克服。
如果抽吸电机255不是BLDC电机,则需要用于测量抽吸电机255的RPM的单独传感器。
流动路径负载确定器293可以将抽吸电机255的RPM与基准RPM比较以确定抽吸电机255的RPM是否超过基准RPM。如果流动路径负载确定器293确定抽吸电机255的RPM超过基准RPM,则流动路径负载确定器293可以确定抽吸电机255的RPM是否超过基准RPM持续基准时间段或更长。如果流动路径负载确定器293确定抽吸电机255的RPM超过基准RPM持续基准时间段或更长,流动路径负载确定器293可以确定在从灰尘抽吸开口205到灰尘收集单元257的流动路径的一部分处产生负载。
例如,当抽吸电机为BLDC电极时,如果抽吸电机255的RPM为18200rpm(-2300Pa的真空压力),则流动路径负载确定器293可以确定在流动路径中发生堵塞。如果抽吸电机255的RPM为19200rpm(-2700Pa的真空压力),则流动路径负载确定器293可以确定在流动路径中发生了60%的堵塞。此外,如果抽吸电机255的RPM为19400rpm(-3200Pa的真空压力),则流动路径负载确定器293可以确定在流动路径中发生了100%的堵塞。当抽吸电机255为BLDC电机时,18200rpm(-2300Pa的真空压力)是当从灰尘抽吸开口205到灰尘收集单元257的流动路径没有由于灰尘而被堵塞时的技术参数,19200rpm(-2700Pa的真空压力)是当流动路径由于灰尘被堵塞到60%时的技术参数,并且19400rpm(-3200Pa的真空压力)是当流动路径由于灰尘被堵塞到100%时的技术参数。
警报控制器295可以通过显示单元220以文本的形式显示流动路径负载警报,或者通过语音输出单元230以语音的形式输出流动路径负载警报。
此外,当清洁机器人200返回充电站(未示出)时,警报控制器295可以产生警报持续预先确定的时间段。
此外,当清洁机器人200返回充电站时,清洁机器人200可以产生警报直到接收到请求警报关闭的信号。
驱动控制器297可以为用于控制清洁机器人200的驱动的配置。
图52为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人200的控制方法的示例的流程图。
如果清洁机器人200被驱动,在操作5010和5020中,清洁机器人200可以测量抽吸电机255的RPM。抽吸电机255可以为BLDC电机。
然后,在操作5030中,清洁机器人200可以将抽吸电机255的RPM与基准RPM比较。
如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过基准RPM,在操作5040中,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过基准RPM持续基准时间段或更长。
例如,在操作5030中,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过19200rpm,并且如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过19200rpm,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过19200rpm一分钟或更长。一分钟可以为由操作者任意地设定以便确定抽吸电机的RPM是否保持预先确定的时间段。也就是说,基准时间段可以设定到另一值。
抽吸电机255的RPM超过基准RPM持续预先确定的时间段意味着通过反复执行操作5020获取的抽吸电机255的RPM值超过基准RPM的状态保持了基准时间段或更长。
操作5040被执行以提高清洁机器人200的流动路径负载警报的可靠性。通过执行操作5040,可以事先预防当抽吸电机255的RPM暂时超过基准RPM时暂时地产生流动路径负载警报并且然后停止流动路径负载报警的情况,或者每当抽吸电机的RPM断断续续地超过基准RPM时重复地产生和停止流动路径负载警报的情况。
如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过基准RPM持续基准时间段或更长,清洁机器人200可以确定在从灰尘抽吸开口205到灰尘收集单元257的流动路径的一部分处产生负载,并且在操作5050中产生流动路径负载警报。
在此时,清洁机器人200可以以文本或语音的形式产生流动路径负载警报。
图53为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人200的控制方法的另一示例的流程图。
在下文中,将描述清洁机器人200当产生流动路径负载警报的同时返回充电站的方法的示例。
如果清洁机器人200被驱动,在操作5110和5120中,清洁机器人200可以测量抽吸电机255的RPM。
然后,在操作5130中,清洁机器人200可以将抽吸电机255的RPM与基准RPM比较。
如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过基准RPM,在操作5140中,清洁机器人200可以确定抽吸电机的RPM是否超过基准RPM持续基准时间段或更长。
例如,在操作5030中,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过19200rpm,并且如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过19200rpm,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过19200rpm一分钟或更长。
抽吸电机255的RPM超过基准RPM持续预先确定的时间段意味着通过反复执行操作5120获取的抽吸电机255的RPM值超过基准RPM的状态保持了参考时间段或更长。
如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过基准RPM持续基准时间段或更长,清洁机器人200可以确定其处于流动路径负载状态中,并且在操作5150中产生流动路径负载警报。
然后,在操作5160中,清洁机器人200可以确定其是否返回充电站。
如果清洁机器人200确定其返回充电站,在操作5170中,清洁机器人200可以继续产生流动路径负载警报持续预先确定的时间段。
也就是说,在操作5170中,当清洁机器人200返回充电站时,清洁机器人200可以继续产生流动路径负载警报直到接收到请求警报关闭的信号。
也就是说,当清洁机器人200在产生流动路径负载警报的同时返回充电站时,清洁机器人200可以继续产生流动路径负载警报持续预先确定的时间段或者直到接收到用于请求警报关闭的预先确定的信号。
图54为示出根据本公开的另一实施例的清洁机器人200的控制方法的另一示例的流程图。
在下文中,将描述清洁机器人200根据抽吸电机255的RPM阶梯式地操作的方法的示例。
如果清洁机器人200被驱动,在操作5210和5220中,清洁机器人200可以测量抽吸电机255的RPM。抽吸电机255可以为BLDC电机。
然后,在操作5230中,清洁机器人200可以将抽吸电机255的RPM与基准RPM比较。
如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过第一基准RPM,在操作5240中,清洁机器人200可以确定抽吸电机的RPM是否超过第一基准RPM持续基准时间段或更长。
例如,在操作5230中,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过19200rpm,并且如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过19200rpm,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过19200rpm一分钟或更长。
如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过第一基准RPM持续预先确定的时间段或更长,清洁机器人200可以确定在从灰尘抽吸开口205到灰尘收集单元257的流动路径的一部分处产生负载,并且在操作5250中产生流动路径负载警报。清洁机器人200可以以文本或语音的形式产生流动路径负载警报。
然后,在操作5260中,清洁机器人200可以将抽吸电机255的RPM与第二基准RPM比较。
然后,在操作5260中,清洁机器人200可以确定抽吸电机255的RPM是否超过19400rpm。
如果清洁机器人200确定抽吸电机255的RPM超过第二基准RPM,在操作5270中,清洁机器人200可以返回充电站。因为清洁机器人200确定超过第二基准RPM的抽吸电机255的RPM可以影响清洁机器人200的性能,清洁机器人200返回充电站以停止操作。
因为在用户通过他的/她的肉眼确定过滤器或流动路径应该被清理之前,根据本公开实施例的清洁机器人感测流动路径负载并产生警报,所以清洁机器人的灰尘抽吸力可以保持在适当的水平。
此外,因为如果抽吸电机的RPM超过基准RPM持续预先确定的时间段,则清洁机器人产生流动路径负载警报,所以有可能提高清洁机器人的流动路径负载警报的可靠性,并且有可能事先防止流动路径负载警报的频繁错误操作。
对本领域技术人员是显而易见的的是,在不背离本发明的精神和范围的情况下在本公开中可以进行各种修改和变型。因此,意图在于本公开覆盖了此发明的修改和变形,只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (15)

1.一种清洁机器人,包括:
主体,该主体具有前部;
驱动单元,该驱动单元被配置成使主体移动;
左传感器,该左传感器被配置成感测主体的左前部与墙壁的接触;
右传感器,该右传感器被配置成感测主体的右前部与墙壁的接触;以及
控制器,
其中,响应于主体的所述左前部与墙壁的接触和主体的所述右前部与墙壁的接触中的至少一个,控制器被配置为控制所述驱动单元执行第一轮廓对准,使得主体的所述前部通过主体的所述左前部与墙壁的接触和主体的所述右前部与墙壁的接触对准到墙壁,
响应于所述第一轮廓对准,所述控制器被配置为控制主体向后移动并旋转,并且控制所述驱动单元执行第二轮廓对准,使得主体的所述前部通过主体的所述左前部与墙壁的接触和主体的所述右前部与墙壁的接触在与所述第一轮廓对准的位置邻近的位置处对准到墙壁,以及
响应于所述第二轮廓对准,所述控制器被配置为控制所述驱动单元以使主体移动为面向远离墙壁的相对方向。
2.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中在执行所述第一轮廓对准之后,所述控制器被配置为控制所述驱动单元以使主体向后移动并且在执行所述第二轮廓对准之前使主体旋转。
3.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中,在执行所述第二轮廓对准之后,所述控制器被配置为控制所述驱动单元以使主体向后移动并使所述主体旋转为面向远离墙壁的相对方向。
4.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中,响应于主体的所述左前部与墙壁的接触和主体的所述右前部与墙壁的接触中的至少一个,所述控制器被配置为控制驱动单元使清洁机器人围绕清洁机器人接触墙壁的接触部分旋转。
5.根据权利要求4所述的清洁机器人,其中当主体的所述前部对准到墙壁时,所述控制器被配置为控制驱动单元使清洁机器人向后和向前移动预先确定的次数。
6.根据权利要求4所述的清洁机器人,还包括障碍物传感器,该障碍物传感器被配置成在不接触障碍物的情况下感测障碍物。
7.根据权利要求6所述的清洁机器人,其中所述控制器被配置为控制驱动单元使主体围绕根据距障碍物的距离计算的旋转中心旋转。
8.根据权利要求6所述的清洁机器人,其中响应于障碍物的宽度比基准宽度宽或等于基准宽度,所述控制器被配置为控制驱动单元以移动清洁机器人使得主体的所述前部对准到障碍物的轮廓。
9.根据权利要求6所述的清洁机器人,其中响应于障碍物的宽度比基准宽度窄,控制器被配置为控制所述驱动单元以平行于所述障碍物的轮廓移动所述清洁机器人。
10.根据权利要求6所述的清洁机器人,还包括清洁单元,该清洁单元被配置成吸入在地板上存在的灰尘,
其中,响应于执行轮廓对准,所述控制器被配置为增大清洁单元的抽吸力。
11.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中所述左传感器和所述右传感器的每个包括:
缓冲器,该缓冲器设置在主体的前方,并且接触障碍物;
缓冲器开关,该缓冲器开关被配置成响应于缓冲器接触障碍物输出接触感测信号;以及
外力传输构件,该外力传输构件被配置成将从障碍物施加到缓冲器的外力传输到缓冲器开关。
12.根据权利要求11所述的清洁机器人,其中响应于缓冲器接触障碍物,则所述缓冲器按压外力传输构件,
其中响应于所述外力传输构件被所述缓冲器按压,所述外力传输构件以旋转中心旋转以按压所述缓冲器开关,以及
其中响应于所述缓冲器开关被所述外力传输构件按压,则所述缓冲器开关输出所述接触感测信号。
13.一种清洁机器人的控制方法,包括:
驱动清洁机器人;
响应于在清洁机器人和障碍物之间的距离比基准距离短或等于基准距离,降低清洁机器人的驱动速度使得清洁机器人接触墙壁;以及
响应于清洁机器人的左前部与墙壁的接触和清洁机器人的右前部与墙壁的接触中的至少一个,控制清洁机器人以执行第一轮廓对准,使清洁机器人的前部通过清洁机器人的所述左前部与墙壁的接触和清洁机器人的所述右前部与墙壁的接触对准到墙壁,
响应于完成所述第一轮廓对准,控制清洁机器人向后移动并旋转,并且控制清洁机器人执行第二轮廓对准,使得主体的所述前部通过清洁机器人的所述左前部与墙壁的接触和清洁机器人的所述右前部与墙壁的接触在与所述第一轮廓对准的位置邻近的位置处对准到墙壁,以及
响应于完成所述第二轮廓对准,使清洁机器人移动以面向远离墙壁的相对方向。
14.根据权利要求13所述的控制方法,其中所述降低清洁机器人的驱动速度包括将清洁机器人的驱动速度从第一驱动速度降低到第二驱动速度。
15.根据权利要求13所述的控制方法,其中所述降低清洁机器人的驱动速度包括阶梯式地降低清洁机器人的驱动速度。
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