CN107404839B - 改进的提升/碰撞检测 - Google Patents
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Abstract
一种机器人作业工具系统(200)，包括机器人作业工具(100)，该机器人作业工具包括提升/碰撞检测传感器(190)，所述提升/碰撞检测传感器(190)包括极性元件(191)和至少第一传感元件(192')和第二传感元件(192")，其中极性元件(191)具有第一极性和第二极性，且其中第一传感元件和第二传感元件被配置成各自感测第一极性元件(191)的极性。机器人作业工具(100)被配置成检测到第一传感元件(192')和第二传感元件(192”)发生极性变化，并响应于此确定已检测到提升，或检测到第一传感元件(192')发生极性变化而第二传感元件(192”)未发生极性变化，并响应于此确定已检测到碰撞。
Description
技术领域
本申请涉及用于机器人作业工具的改进的碰撞和提升检测的方法和机器人作业工具系统，尤其涉及用于改进机器人作业工具碰撞检测与提升检测区分的方法和机器人作业工具。
背景技术
当代机器人作业工具被设计成在具有永久性和临时性障碍物的区域内操作。一个实例是带喷泉的花园。喷泉可能无边界标记，但机器人作业工具应能够检测其已碰撞到障碍物，以便其能在另一个方向上继续操作而非在推挤喷泉时停止。因此，碰撞检测会影响机器人作业工具的操作模式，并影响正在进行的操作(例如，通过改变方向)，但不会中止操作。
此外，许多机器人作业工具，例如割草机机器人，携载有作业工具(例如，切割刀片)，如果处理不当，可造成伤害或损坏。当使用者提升机器人作业工具将其从一个区域移动至另一个区域，或也许是仅仅改变方向，从而使得使用者可暴露于作业工具时，会发生常见的问题情况。因此，出于安全原因，重要的是机器人作业工具能够检测其正被提升以及部分提升，并至少暂时停用任何作业工具。因此，提升检测会至少暂时中断机器人作业工具的操作，因此区分这两种检测很重要。
为此，许多机器人作业工具既设有碰撞检测传感器又设有提升检测器。针对每一个动作具有两种传感器导致机器人作业工具需要具有许多检测器，这些检测器尤其是能够检测所有方向上的碰撞，以及还能够检测机器人作业工具的不同部位或边角的部分提升。
国际专利申请公开WO 03/103375公开了一种检测碰撞的方式。该申请公开了一种自推进设备，优选自推进割草机器人，包括至少一个控制和导航控制系统，该控制和导航控制系统结合设备所受外部影响(例如与物体碰撞)，至少通过来自设置于设备内或设备上的一个或数个传感器的信息来控制设备移动越过表面区域。该设备设计成使得，结合外部影响使设备的至少第一部分相对于设备的剩余部分移动。该设备这样设计使得：结合外部影响使设备的第一部分相对于设备的剩余部分移动。自推进机器人包括传感器，该传感器在不与第一部分接触的情况下，检测第一部分的运动。(主要)参考图11和图13，公开了两个主要实施方式。第一实施方式(图11)针对碰撞检测，在第6页的第11行清楚地进行了说明。第二实施方式(图13)针对提升检测(或从空中划过)，在第7页的第10至12行清楚地进行了说明。在第一实施方式中，传感器装置布置成靠近后轮。在第二实施方式中，传感器装置布置成靠近前轮(与图10比较，用于组件的位置)。因此，本公开教导使用一种设置检测碰撞并使用一种设置检测提升/划过空中。在不作出重大修改的情况下，这两个实施方式将不可能组合。
虽然已针对割草机机器人作业工具讨论了上述问题，但其它机器人作业工具也存在相同或相似问题。
因此，需要一种无需过多传感器便可既检测碰撞又检测提升的方式。
发明内容
本申请的教导的一个目的是通过提供一种机器人作业工具系统来克服以上列出的问题，该机器人作业工具系统包括机器人作业工具，机器人作业工具包括提升/碰撞检测传感器，所述提升/碰撞检测传感器包括极性元件(polarity element)以及至少第一传感元件和第二传感元件，其中极性元件具有第一极性和第二极性，且其中第一传感元件和第二传感元件被配置成各自感测第一极性元件的极性。该机器人作业工具被配置成检测到第一传感元件和第二传感元件发生极性变化，并响应于此确定已检测到提升，或检测到第一传感元件发生极性变化而第二传感元件未发生极性变化，并响应于此确定已检测到碰撞。
有利的是能够准确地确定是否发生了提升和/或碰撞，以便机器人作业工具采取合适的行动(例如，如果检测到提升，则停用或停止机器人作业工具；如果检测到碰撞，则改变运动方向)。因此，准确地确定是提升还是碰撞提高了作业工具的有效性以及使用者的安全性。
在一个实施方式中，机器人作业工具为耕作设施、真空吸尘器、地板清洁器、街道清扫车、除雪工具、高尔夫球捡球机器人、清洁机器人、树叶吹扫机器人，树叶收集机器人、扫雪机器人或扫雷机器人。
本申请的教导还有一个目的是通过提供一种用于机器人作业工具系统的方法来克服以上列出的问题，机器人作业工具系统包括机器人作业工具，机器人作业工具包括提升/碰撞检测传感器，所述提升/碰撞检测传感器包括极性元件以及至少第一传感元件和第二传感元件，其中极性元件具有第一极性和第二极性，且其中第一传感元件和第二传感元件被配置成各自感测第一极性元件的极性。方法包括检测到第一传感元件和第二传感元件发生极性变化，并响应于此确定已检测到提升，或检测到第一传感元件发生极性变化而第二传感元件未发生极性变化，并响应于此确定已检测到碰撞。
本发明的发明人在经过创造性和有见地的推理之后意识到，通过在机器人作业工具的一部分(例如底盘)布置例如霍尔传感器阵列，并在机器人作业工具的另一部分(例如主体)设置磁体，可以检测由于磁体相对于传感器阵列的相对运动而导致的引起极性变化的磁场转换，并基于该极性变化仅利用一个提升/碰撞检测传感器(仅具有一个磁体)确定是否已检测到碰撞或提升。
一个好处是，仅检测磁场的转换而不检测例如减小的磁场强度，如此可实现更稳健的设计，这是因为只需机器人作业工具的部分之间的小运动便可检测极性变化，从而确定碰撞或下降。此外，磁场强度减小可具有若干原因，因此不如仅检测磁场转换准确。
进一步的好处是，通过将许多传感器装置集成成一个传感器来检测碰撞和提升两者，减少了组装时间以及机器人作业工具的制造和维护成本。
再一个好处是，机器人作业工具能确定从哪一侧发生了碰撞。利用WO 03/103305公开的布置方式将不可能如此，因为一侧的碰撞将导致所有碰撞检测磁体均移动远离它们各自的传感器。
应注意，尽管文中教导的重点是检测并区分提升和碰撞，但本教导还可用于检测碰撞或提升。然后，可通过极性变化来检测碰撞或提升。例如，用于机器人作业工具的提升检测传感器可被布置在机器人作业工具的中部，然后即便不是所有传感器均检测到极性变化，检测的任何极性变化均可指示(至少)(部分)提升。
根据以下详细公开、所附从属权利要求以及附图，所公开的实施方式的其它特征和优点将显而易见。通常，除非文中明确限定，否则权利要求中使用的所有术语均应根据其在技术领域中的普通含义来理解。除非另有其它明确规定，否则所提及的“一/一个/该[元件、装置、部件、构件、步骤等]”应开放式地解释为系指该元件、装置、部件、构件、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必须以公开的准确顺序进行。
附图的简要说明
将参考附图进一步详细描述本发明，其中：
图1示出了根据本申请的教导的一个实施方式的机器人作业工具的示意性概略图；
图2示出了根据本申请的教导的一个实施方式的机器人作业工具系统的示意图；
图3示出了根据本申请的教导的一个实施方式的设有提升/碰撞检测传感器190的机器人作业工具的示意图；
图4示出了根据本申请的教导的一个实施方式的设有提升/碰撞检测传感器的机器人作业工具的示意性等距视图；
图5A、5B和5C的每一个示出了根据本申请的教导的一个实施方式的提升/碰撞检测传感器的示意图；
图6示出了根据本申请的教导的一个实施方式的多个传感元件的示意性概略图；以及
图7示出了根据本申请的教导的一个实施方式的设有提升/碰撞检测传感器的机器人作业工具的上部部分的示意性详细视图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述所公开的实施方式，附图示出了本发明的一些实施方式。然而，本发明可以许多不同形式体现，而不应理解为局限于本文阐述的实施方式；而是这些实施方式通过实例提供以使本公开全面且完整，并且将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。贯穿始终，相同标号指示相同元件。
图1示出了机器人作业工具100的示意性概略图，该机器人作业工具100具有主体140和多个轮130。在图1中的示例性实施方式中，机器人作业工具100具有4个轮130，为两个前轮130'和两个后轮130"。轮130中的至少一些可驱动地连接至至少一个电马达150。应注意，即便本文的描述重点在于电马达，但有可能替代地或附加地使用内燃机与电马达的组合。
在图1的实例中，后轮130"连接至各电马达150。这允许后轮130"彼此独立地受驱动，从而使得能够例如进行急转弯。
机器人作业工具100还包括控制器110。控制器110可利用下述指令实现，该指令使得能够例如通过利用通用或专用处理器内的可存储在计算机可读存储介质(盘、存储器等)120上以由这种处理器执行的可执行计算机程序指令来实现硬件功能。控制器110配置成从存储器120读取指令并执行这些指令以控制机器人作业工具100的操作。控制器110可使用任何合适的公开可用的处理器或可编程逻辑电路(PLC)来实现。存储器120可利用用于计算机可读存储器(例如ROM、RAM、SRAM、DRAM、FLASH、DDR、SDRAM)的任何通常已知的技术或一些其它存储技术来实现。
机器人作业工具100可进一步具有至少一个传感器170，在图1的实例中存在两个传感器170，该传感器170布置成检测磁场(未示出)。传感器连接至控制器110，控制器110配置成处理从传感器170接收的任何信号。传感器信号可由通过边界线传输的控制信号引起的磁场引起(更多关于充电站、控制信号和边界线的细节请参见以下参考图2进行的描述)。这使得控制器110能够确定机器人作业工具100是处于由边界线包围的区域内部还是外部。
应注意，本文的教导也可用于配置成在未由边界线界定的作业区域内操作的机器人作业工具100。这种机器人作业工具100的实例是布置成通过碰撞检测以物理方式检测边界的工具，或利用定位系统(例如GNSS)使位置保持在由坐标指定的作业区域内的机器人作业工具100。
控制器110连接至马达150以控制机器人作业工具100的推进，这使得机器人作业工具100能够在所包围的区域内服务而不离开该区域。
机器人作业工具100还包括作业工具160，作业工具160可以是割草装置，例如由割刀马达(cutter motor，刀具马达)165驱动的旋转刀片160。割刀马达165连接至控制器110，使得控制器110能够控制割刀马达165的操作。控制器110还配置成通过例如测量输送至割刀马达165的动力或通过测量由旋转刀片施加的轴扭矩来确定施加于旋转刀片的负载。在一个实施方式中，机器人作业工具100为割草机机器人。在一个实施方式中，机器人作业工具100为耕作设施。在一个实施方式中，机器人作业工具100为高尔夫球收集工具。
机器人作业工具100也可以是真空吸尘器、地板清洁器、街道清扫机、除雪工具、扫雷机器人或需要以有秩序且系统性或位置定向的方式在工作区域内操作的任何其它机器人作业工具。
机器人作业工具100还具有(至少)一个电池180，以为马达150和割刀马达165供电。替代地或此外，机器人作业工具可具有燃料箱180，以为任何其它类型的发动机150提供燃料。
机器人作业工具100还包括至少一个提升/碰撞检测传感器190，该提升/碰撞检测传感器190还配置成检测提升事件，即检测机器人作业工具(至少部分地)被提升。在图1所示的实施方式中，机器人作业工具100包括四个提升/碰撞检测传感器190，但应理解，机器人作业工具可设有任何数量的传感器。将参考图3进一步详细描述提升/碰撞检测传感器190及其在机器人作业工具100内的布置。
图2示出了机器人作业工具系统200的示意图，机器人作业工具系统200包括充电站210和布置成包围作业区域205的边界线250，作业区域205不一定是机器人作业工具系统200的一部分，机器人作业工具100应该在其中服务。如上所述，机器人作业工具100可布置成利用定位装置独自操作，在这种情下，将没有边界线250和信号发生器(待公开)作为机器人作业工具系统200的部分。充电站210具有充电器220，在本实施方式中，充电器220耦接至两个充电板230。充电板230布置成与机器人作业工具100的相应充电板(未示出)协作，以为机器人作业工具100的电池180充电。充电站210还具有或可耦接至信号发生器240，信号发生器240用于提供将通过边界线250传输的控制信号(未示出)。可选择地，充电站210还具有使得机器人作业工具能够找到充电站210入口的引导线缆260。
图3示出了根据本文的教导的布置有提升/碰撞检测传感器190的机器人作业工具100的示意图，即便图3仅示出了一个传感器，但应理解机器人作业工具可布置有例如多个传感器，如图1所示。可看出，机器人作业工具100还包括主体100A和底盘100B。主体100A布置成可拆卸地附接至底盘100B。主体100A还布置成可相对于底盘100B移动，如图3中的虚线箭头所图示。主体100A可通过弹性配件105(例如，橡胶衬套)附接至底盘100B。由于弹性配件将吸收一些碰撞力，因此这种布置还减少了机器人作业工具100的磨损。
主体100A可在与机器人作业工具100的运动方向处于相同平面的方向上以及在垂直于这种平面的方向上运动。换言之，主体100A可在前/后/左/右方向以及上/下方向上运动。除了在与机器人作业工具的运动方向处于相同平面的方向上运动之外，主体100A应至少可在向上的方向上运动。
这使得主体100A能够在发生碰撞时以及在机器人作业工具(至少部分地)被提升时相对于底盘100B移动。当使用者提升机器人作业工具100时，他最可能通过抓住主体100A来这么做并提升。因此，主体100A在弹性配件被拉伸至足以提升底盘100B之前将首先从底盘100B向上移动。
提升/碰撞检测传感器190布置在主体100A与底盘100B之间。在图3中，所示的提升/碰撞检测传感器包括第一部分190A和第二部分190B。在图3中，所示的第一部分190A为上部部分190A，而第二部分190B为下部部分190B。上部部分190A附接至主体100A，而下部部分附接至底盘100B。因此，主体100A相对于底盘100B的运动将转变为提升/碰撞检测传感器190的上部部分190A相对于提升/碰撞检测传感器190的下部部分190B的运动。
图4示出了根据本申请的教导的一个实施方式的提升/碰撞检测传感器190的示意图。下部部分190B布置有至少两个传感元件192'、192"，为第一传感元件192'和第二传感元件192"。该至少两个传感元件192'、192"布置成阵列，传感器元件阵列。在一个实施方式中，每一个传感元件192'、192"均为磁性传感器，例如霍尔传感器。在一个实施方式中，极性元件191为磁体。
在图4图示的实例情况中，两个传感元件192'、192"布置在提升/碰撞检测传感器190的下部部分190B上。应注意，虽然未明确示出，但传感元件192的阵列可替代地布置在上部部分190A内，而极性元件191布置在下部部分190B内。此外，应注意，技术人员在参与了本文的教导后应理解，提升/碰撞检测传感器可包括3个、4个、5个或更多传感元件以便够检测不同形式的碰撞和/或提升。然而，本文的公开内容将着重于使用第一传感元件和第二传感元件。此处，下部部分190B为具有圆盘状形式的环形阵列板。两个传感元件192'、192"沿着环形阵列板的半径布置。通过沿着环形阵列板的圆周布置传感元件192'、192"，操作期间振动对旋转轴线的影响将变小，从而将实现作业工具100更平稳地运动。极性元件191布置在提升/碰撞检测传感器的上部部分190A。在图4中可以看到，极性元件191能在纵向方向上移动，从而相对于提升/碰撞检测传感器190的下部部分190B上的传感元件192'、192"上/下移动。
在一个实施方式中，极性元件191为具有北极和南极的磁体，其中北极通常被称为负极-，而南极被称为正极+。磁体形成磁场。在磁体中心点上方形成的磁场(图5A-C中的虚线)具有第一极性，而在磁体中心点下方形成的磁场具有第二极性。
每一个传感元件192'、192"均配置成检测由于机器人作业工具100内的极性元件191倾斜(碰撞)或提升而发生的磁场转换，即极性变化。当极性元件191相对于传感元件192'、192"的任何一个移动时，磁场会发生转换，将结合图5B和5C更详细地进行描述。
在图5A图示的实例情况中，机器人作业工具100在正常条件下操作，其中第一传感元件192'和第二传感元件192"位于极性元件191的中心点的相同侧。因此，传感元件192'、192"的极性相同，例如为第一极性。因此，第一传感元件192'和第二传感元件192"检测到相同极性。
图5B示出了提升/碰撞检测传感器190在提升事件期间的示意图。当使用者提升机器人作业工具100时，他或她最可能抓住主体100A，有可能是手柄(未示出)。因此，提升会导致主体100A向上运动并离开底盘100B，在部分提升的情况下，至少是机器人作业工具100的一端提升。随着主体100A移动离开底盘100B，提升/碰撞检测传感器190的上部部分190A将向上移动并离开提升/碰撞检测传感器190的下部部分190B。这导致极性元件191在z方向上移动离开第一传感元件192'和第二传感元件192"。由于极性元件191在z方向上的运动，传感元件192'、192"检测的磁场将改变。所有传感元件的极性将改变，例如从最靠近磁体191的北侧变为最靠近磁体191的南侧。因此，当向上移动极性元件191时，第一传感元件192'和第二传感元件192"均检测到极性变化，例如从第一极性变为第二极性。
因此，控制器110配置成通过检测由极性变化引起的磁场转换确定机器人作业工具100正被提升(至少部分地被提升)。为了使控制器110检测提升，两个传感元件192'、192"必须均检测到极性变化。
控制器110还配置成响应于检测到机器人作业工具100正被提升而中止任何操作。在一个实施方式中，控制器110配置成停用或停止作业工具160，以提供安全保障来防止提升期间发生任何损害或伤害。
图5C示出了提升/碰撞检测传感器190在碰撞期间的示意图。由于主体100A可相对于底盘100B移动，因此在碰撞期间主体100A将略微移动。如以上已解释的那样，这会导致提升/碰撞检测传感器190的上部部分100A相对于下部部分190B在xy方向上移动。这进而使极性元件191相对于至少两个传感元件192'、192"移动。在图5C的实例中，第一传感元件192'与第二传感元件192"不再位于极性元件191的中心点的相同侧，因此将处于不同的极性场中(例如，从最靠近磁体191的北侧变为最靠近磁体191的南侧)。因此，传感元件192'、192"的至少其中之一的极性已改变，例如从第一极性变为第二极性。因此，第一传感元件192'检测到极性变化，而第二传感元件192"未检测到极性变化。
因此，机器人作业工具100的控制器被配置成通过检测由极性变化引起的磁场转换确定已检测到碰撞。控制器110还被配置成响应于检测到碰撞而改变机器人作业工具100的运动方向。因此，机器人作业工具100能离开或围绕与机器人作业工具100发生碰撞的障碍物继续操作。
有利的是能够准确地确定是否发生了提升和/或碰撞，以便机器人作业工具采取合适的行动(例如，如果检测到提升，则停用或停止机器人作业工具；如果检测到碰撞，则改变运动方向)。因此，准确地确定是提升还是碰撞提高了作业工具的有效性以及对使用者的安全性。
图6示出了表格，该表格示出了提升/碰撞检测传感器190的实施方式的示意图。在本实施方式中，有四个传感元件192(在文中以附图标记S1、S2、S3、S4表示，为霍尔传感器)和一个第一传感器(为磁体191)。在机器人作业工具100的正常模式期间，所有传感元件192均位于北极场(-)，因此检测到第一极性。
在提升模式期间，即当机器人作业工具在z方向上被提升时，所有传感元件S1、S2、S3、S4均位于南极场(+)，从而检测到第二极性。因此，检测到极性从第一极性变为第二极性，因此检测到提升事件。
在碰撞模式期间，当机器人作业工具100在xy方向上倾斜时，传感器元件S1、S2、S3、S4中的至少其中之一而非全部将位于南极场。在图6中可看到，可能发生不同的组合，使得控制器检测到碰撞。例如，S1、S2和S3可均检测到第二极性，而S4检测到第一极性。碰撞的另一个实例是当S1、S4检测到第一极性时，S2、S3检测到第二极性。
应注意，可以仅使用根据本文的教导适配的一个提升/碰撞检测传感器190便实现令人满意的提升/碰撞检测。然而，提升/碰撞检测传感器190的数量可根据机器人作业工具100的结构改变，如在图1中所见，其中四个提升/碰撞检测传感器190布置在机器人作业工具100的每一个角处。
如果在机器人作业工具100中布置多个提升/碰撞检测传感器190，由于提升是更剧烈的动作，因此提升会比碰撞优先被检测到。如果至少一个提升/碰撞检测传感器190检测到提升，则控制器将机器人作业工具100检测为提升。例如，在一个具有三个提升/碰撞检测传感器190的实施方式中，其中两个传感器190检测到碰撞而第三个传感器检测到提升，得出的结果将是提升事件。如果提升/碰撞传感器190中的一个检测到提升，则控制器将机器人作业工具100检测为提升。然而，如果提升/碰撞传感器190中的至少其中之一检测到碰撞，而无提升/碰撞传感器190检测到提升，则控制器将机器人作业工具100检测为碰撞。此外，如果所有三个提升/碰撞检测传感器190均检测到碰撞，则得出的结果将是碰撞事件。
因此，如果提升/碰撞检测传感器190的至少其中之一检测到提升，则机器人作业工具100检测到提升事件。如果多个提升/碰撞检测传感器190中的至少其中之一检测到碰撞，而其它提升/碰撞检测传感器190均未检测到提升，则机器人作业工具100检测到碰撞事件。
在一个实施方式中，在机器人作业工具100的前端处布置一个提升/碰撞检测传感器190，且在机器人作业工具的后端处布置一个提升/碰撞检测传感器190。这种布置确保了控制器能在任一端检测到(部分)提升。在一个实施方式中，如在图1中可见，机器人作业工具100布置有四个提升/碰撞检测传感器190，每个与机器人作业工具100的每个角相邻，以检测靠近角处的部分提升。多个提升/碰撞检测传感器190中的每个也可布置在机器人作业工具100的每一侧，每一侧的中心点上布置一个提升/碰撞检测传感器。
虽然图4、图5A、图5B和图5C示出了具有两个传感元件192的提升/碰撞检测传感器190，但是根据本文的提升/碰撞检测传感器190也可以以其它布置方式实现为具有其它数量的传感元件192。传感元件192的数量和布置方式可由机器人作业工具的设计者基于机器人作业工具的尺寸、磁体强度和传感器灵敏度，以及主体100A相对于提升/碰撞检测传感器190的上部部分190A的移动自由度来选择。
图7示出了机器人作业工具的上部部分190A的实施方式的详细视图。上部部分190A包括操纵杆元件193和提升柱194。提升柱194为柱形，容纳在操纵杆元件193内，极性元件191刚性夹紧在提升柱194中。操纵杆元件193被按压在外壳195内，并能来回倾斜。在操纵杆元件193倾斜期间，提升柱194会相应地倾斜，因而极性元件191会相应地倾斜。如果发生提升，则操纵杆元件193内的提升柱194移动，而操纵杆元件193保持静止。
操纵杆元件193的最大偏转与枢转轴线、极性元件191和提升/碰撞检测传感器190之间的距离的关系确定了可检测到多小的角度和运动。因此，小角度要求极性元件191在高度上非常靠近传感器的中心，从而使得检测提升的灵敏度非常高。
极性元件191的尺寸可取决于机器人作业工具100的尺寸。例如，尺寸较大的机器人作业工具100需要尺寸较大的极性元件191，以便能够区分颠簸(如平常在正常作业条件期间)与检测到的提升。在一个实施方式中，机器人作业工具100的可移动部分需要移动极性元件191的长度距离的一半的距离(例如磁体长度的一半)，以检测磁场的转换。传感器元件的尺寸还可取决于机器人作业工具的计划操作或预期操作。
传感元件192之间的距离、极性元件191距传感元件192的距离以及提升/碰撞检测传感器190(如果具有一个以上)之间的距离可取决于机器人作业工具100的尺寸以及主体100A相对于提升/碰撞检测传感器190的上部部分190A的移动自由度和磁体强度。
在图4和图5的实施方式中，阵列中有两个传感元件192。传感元件192为霍尔传感器(数字和/或模拟)，磁体可以是铁氧体磁体和/或钕磁体。
以上已参考一些实施方式大体上描述了本发明。然而，本领域的技术人员很容易理解，不同于上述公开的实施方式的其它实施方式同样也可能落在由所附权利要求限定的本发明的范围内。
Claims (17)
1.一种机器人作业工具系统(200)，包括机器人作业工具(100)，所述机器人作业工具包括提升/碰撞检测传感器(190)，所述提升/碰撞检测传感器(190)包括极性元件(191)和至少第一传感元件(192')和第二传感元件(192")，其中所述极性元件(191)具有第一极性和第二极性，且其中所述第一传感元件和所述第二传感元件被配置成各自感测所述极性元件(191)的极性，其中所述机器人作业工具(100)被配置成：
检测到所述第一传感元件(192')和所述第二传感元件(192")发生极性变化，并响应于此确定已检测到提升，或
检测到所述第一传感元件(192')发生极性变化，而所述第二传感元件(192")未发生极性变化，并响应于此确定已检测到碰撞。
2.根据权利要求1所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述极性元件(191)相对于所述第一传感元件(192')和所述第二传感元件(192")能移动地布置，以能在提升和/或碰撞期间检测到极性变化。
3.根据权利要求1或2所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述极性元件(191)为磁体，且其中所述第一传感元件(192')和所述第二传感元件(192")为霍尔传感器。
4.根据权利要求1或2所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述机器人作业工具(100)还包括主体(100A)和底盘(100B)，其中所述主体(100A)通过弹性配件(100C)附接至所述底盘(100B)。
5.根据权利要求4所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述主体(100A)在与所述机器人作业工具(100)的运动方向处于相同平面的方向上以及在垂直于这个平面的方向上均能移动。
6.根据权利要求4所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述极性元件(191)被布置在所述主体(100A)内，而所述第一传感元件(192')和所述第二传感元件(192")被布置在所述底盘(100B)内。
7.根据权利要求4所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述极性元件(191)被布置在所述底盘(100B)内，而所述第一传感元件(192')和所述第二传感元件(192")被布置在所述主体(100A)内。
8.根据权利要求1或2所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述提升/碰撞检测传感器(190)还包括一个或多个第三传感元件(192)。
9.根据权利要求1或2所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述机器人作业工具(100)仅包括一个提升/碰撞检测传感器(190)。
10.根据权利要求1或2所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述机器人作业工具(100)包括多个提升/碰撞检测传感器(190)。
11.根据权利要求10所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述机器人作业工具(100)进一步被配置成：
所述提升/碰撞检测传感器(190)中的至少一个检测到提升，并响应于此确定已检测到所述机器人作业工具被提升，或
多个所述提升/碰撞检测传感器(190)中的至少一个检测到碰撞，而其它提升/碰撞检测传感器(190)中的任何一个均未检测到提升，并响应于此确定已检测到所述机器人作业工具被碰撞。
12.根据权利要求1或2所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述机器人作业工具(100)为机器人割草机(100)。
13.根据权利要求1或2所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述机器人作业工具(100)为耕作设施、真空吸尘器、地板清洁器、街道清扫车、除雪工具、高尔夫球捡球机器人、清洁机器人、树叶吹扫机器人、树叶收集机器人、拆除机器人或扫雷机器人。
14.根据权利要求13所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述机器人作业工具(100)为扫雪机器人。
15.根据权利要求4所述的机器人作业工具系统(200)，其中所述弹性配件(100C)是橡胶衬套。
16.一种用于机器人作业工具系统(200)的方法，所述机器人作业工具系统包括机器人作业工具(100)，所述机器人作业工具包括提升/碰撞检测传感器(190)，所述提升/碰撞检测传感器(190)包括极性元件(191)和至少第一传感元件(192')和第二传感元件(192")，其中所述极性元件(191)具有第一极性和第二极性，且其中所述第一传感元件和所述第二传感元件被配置成各自感测所述极性元件(191)的极性，其中所述方法包括：
检测到所述第一传感元件(192')和所述第二传感元件(192")发生极性变化，并响应于此确定已检测到提升，或
检测到所述第一传感元件(192')发生极性变化而所述第二传感元件(192")未发生极性变化，并响应于此确定已检测到碰撞。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述极性元件(191)相对于所述第一传感元件(192')和所述第二传感元件(192")能移动地布置。
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