CN107580467B - 家用机器人和用于驱动家用机器人的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用机器人，尤其是用于地面的可自动操作的清洁机器人，具有外壳(4)、设置在外壳(4)底面的底盘(6)、用于检测外壳(4)的周围环境的传感装置(8)和用于自动地控制底盘(6)的控制装置，其中，技术问题在于避免由生物的排泄物造成的污染，技术问题由此解决，即设置用于检测地面的由生物的排泄物弄脏的部分区域的检测装置(20)并且控制装置根据检测装置(20)的输出信号改变家用机器人的工作模式。本发明还涉及一种用于驱动家用机器人的方法。

Description

家用机器人和用于驱动家用机器人的方法

技术领域

本发明涉及一种家用机器人，尤其是一种用于地面的可自动操作的清洁机器人，具有外壳、设置在外壳的底面的底盘、用于检测外壳的周围环境的传感装置和用于自动地控制底盘的控制装置。本发明还涉及一种用于驱动家用机器人、尤其是用于驱动地面的可自动操作的清洁机器人的方法。

背景技术

在说明书的范围中，家用机器人理解为任意的可自动操作的家用电器，其执行至少一种家电功能。家用机器人尤其理解为一种自动的地面处理机器人，例如地面清洁机器人，尤其是吸尘-、擦拭-和/或扫除机器人。这样的地面处理机器人具有通过电驱动的抽气单元和/或电动机驱动的刷子和/或刷毛滚轮和/或擦拭单元。同样地，地面处理机器人能够理解为割草机。此外，家用机器人理解为一种执行清洁功能以外的其它功能的服务机器人，例如执行运输功能的服务机器人。下文中，本发明不受公开限制地主要描述了一种在家庭范围中的用于地面的清洁机器人，其主要地作为所谓的吸尘机器人在私人住宅和商业场所中使用。

通过蓄电池完成可自动操作的家用机器人的电力供应。家用机器人分配有连接在家用电网上的基站，从而给蓄电池充电并且此外在必要的情况下将在设备内部的容器中收集的污垢或废物排除。

举例而言，家用机器人借助于无线电信号引导和/或光信号引导或者借助于基站和家用机器人之间的无线电通信自动地找到基站。驶向基站的请求能够自动地通过例如基站和家用机器人之间的无线电通信完成。同样地，家用机器人能够自身根据设备侧面的污物容器的填充程度和/或根据蓄电池的电池状态驶向基站。此外，家用机器人能够在完成待执行的工作之后，例如在完成预定的地板区域的清洁之后自动地驶向基站。

家用机器人的自动工作模式被认为是有价值的特征，因为家用机器人能够自动地并且由此能够在没有人在场的情况下运行。特别是家用机器人独自承担待驶过的地面的监控，特别是待清洁的地面的监控。

由此，在目前的家用机器人中存在这样的问题，即在出于任何原因总是存在生物的排泄物的地方，地面还是会被驶过并且在必要的情况下被处理，尤其是被清洁，生物尤其是指动物，也可以是人。排泄物理解为尿和粪便。在这种情况下，排泄物通过底盘散播到地面的其他部分区域或者通过可能存在的清洁装置散播到家用机器人上或者家用机器人内部。由此出现家用机器人的用户无论如何都想要避免的不愉快的情况。

发明内容

因此，本发明以所述技术问题为基础，如此改善家用机器人和一种用于家用机器人的驱动的方法，即能够至少部分地避免所述缺点。

JP 2007 29489公开了一种具有气味传感器的自主驱动的清洁机器人，具有分析由气味传感器检测的气味的装置和确定清洁周期的装置。应该通过气味传感器检测在待清洁的范围内是否有动物。如果检测到动物，则应该缩短清洁机器人的清洁周期，从而尽管在有毛发等污染的情况下，确保地面的清洁。

通过开始所述类型的家用机器人根据本发明地解决先前阐述的技术问题，即设置用于检测地面的由生物的排泄物弄脏的部分区域的检测装置并且控制装置根据检测装置的输出信号改变家用机器人的工作模式。借此，家用机器人能够对地面上存在的排泄物自动地做出反应并且能够避免额外的散播和进一步的污染。

根据本发明，控制装置导向底盘，从而至少部分地防止驶过弄脏的部分区域。由此尽可能地或者在必要情况下完全地避免家用机器人驶过排泄物。在排泄物太晚或者仅能够不准确地被识别和被定位的情况下并且在底盘不能够及时或者只能够不准确地被导向的情况下，那么只完成排泄物的局部的驶过。然而，在只是局部的避免中也能够实现尽可能低的由排泄物造成的污染的扩散的作用。在这种情况下，如此设置控制装置，即如此搁置或者导向地盘，使得家用机器人驶离或者绕开地板的污染的部分区域行驶。

所述家用机器人的另一个的设计方案在于，设置一个清洁装置并且控制装置根据检测装置的输出信号至少部分地防止清洁弄脏的部分区域。由此，能够与底盘的导向附加地或替换地实现了，清洁装置不被或者仅仅局部地被排泄物污染。

存在不同的形成检测装置的可能性，从而实现所述功能。

在家用机器人的一个优选的设计方案中，检测装置具有至少一个用于检测外壳的周围环境的热图像的红外摄像机并且设置用于评估热图像的评估装置。在热图像的至少一个部分区域具有相对于另外的周围环境的预定义的温差的情况下，控制装置至少部分地防止驶过和清洁弄脏的部分区域。在此，相对于另外的周围环境的温差优选为大于或者等于5℃。因此，评估装置是一种图像评定单元，其评估记录的热图像在记录的温度分布上的偏差。由此，评估装置能够在空间上识别排泄物或者相应污染的、地面的无论如何不该被驶过的部分区域。由此，在空间信息转达给底盘的控制装置的情况下，能够实现有目的的停止或绕行部分区域。

在家用机器人的可选择的设计方案中，检测装置具有至少一个用于检测至少一个特定的气体浓度的气体传感器并且设置用于评估特定的气体浓度的评估装置。至少一个气体传感器优选放置在家用机器人的通常的行驶方向的前面的区域中或者放置在地面清洁机器人的抽气范围中。在特定的气体浓度超过预定义的极限值的情况下，那么控制装置至少部分地防止驶过和清洁弄脏的部分区域。在这种情况下，为了识别地面的由排泄物污染的部分区域，主要的问题不是引人注意的温度，而是特定的气味，也就是特定的气体浓度。由此能够准确地识别已经具有环境温度的排泄物。然而，相对于热图像摄像机，空间分辨率较低。

至少一个传感器在优选的方式中检测到至少一个特定的浓度的甲烷、氨、丁酸、苯酚、己酸、硫醇或硫化氢。所述的气体是生物的排泄物特有的并且实现排泄物的准确的识别。在这种情况下，平行地使用多个用于不同的气体浓度的传感器是有利的。

上述技术问题还通过用于驱动家用机器人的方法、尤其是驱动用于地面的可自动操作的清洁机器人的方法得以解决，其中家用机器人具有底盘，在该方法中检测待行驶的地面的生物的排泄物的存在，其中在检测到排泄物的情况下改变家用机器人的工作模式的调节，并且其中如此改变底盘的调节，即至少部分地防止驶过弄脏的部分区域。由此能够如此驱动家用机器人，即在地面上出现排泄物的情况下，即使不是完全地，也是能够实现尽可能低的家用机器人本身的污染和/或另外的地面的污染。由此，家用机器人的使用是易用的。

根据本发明，在地面上发现排泄物的情况下，改变底盘的调节。尤其能够在这种情况下停止底盘。同样地，还能够在检测到排泄物时绕过地面的由排泄物污染的部分区域行驶。由此，有效地避免了家用机器人驶过地面的由排泄物污染的部分区域并且由此避免由于底盘的污染的进一步扩散。

所述方法的另一个设计方案，即检测到排泄物时关闭清洁装置。在这种情况下，家用机器人涉及到具有清洁装置的地面处理机器人，清洁装置尤其形成为电驱动的抽气单元和/或电动机驱动的刷子和/或刷毛滚轮和/或擦拭单元。通过所述方法有效地实现清洁装置不与排泄物接触并且不是完全地、也是尽可能地避免清洁装置以及家用机器人本身的污染。

还能够由此改进先前所述的方法，即在屏幕上显示排泄物的检测和/或在屏幕上显示污染的地面的部分区域的位置。由此能够更好地报告家用机器人的用户，例如为什么停止家用机器人和为什么自动地中断待处理的工作。

附图说明

接下来基于参照附图的实施例对本发明进行阐述。附图中示出了：

图1根据本发明的家用机器人的实施例的由上方的透视图

图2图1所示的家用机器人的由下方的透视图

具体实施方式

在图1和图2中描绘了一种地面清洁机器人2形式的根据本发明的家用机器人。地面清洁机器人2具有外壳4、放置在外壳4的底面上的底盘6、用于检测外壳4的周围环境的传感装置8和用于自动地驱动底盘6的控制装置。

底盘6设置在外壳4的底面并且面对待清洁的地面。底盘6具有两个电动机驱动的驱动轮10和一个从动轮11，从而实现在待清洁的地面上的地面清洁机器人2的三点支撑。通过两个驱动轮10的不同的导向能够实现地面清洁机器人2在任意方向上的行驶，其中根据图1完成在箭头r的方向上的向前行驶。同样地，能够在此完成转向以及与箭头r的方向相反的向后行驶。

尤其如图2所示，在外壳4的底面在抽气口14的内部放置有从下边缘突出的电动机驱动的刷子12。此外，设置有一个未描绘的抽气机马达，其同样是电驱动的。再者，设置有簸箕形的斜坡16，通过它将刷去的灰尘颗粒传送到未描绘的箱形的容器中。

通过未描绘的可再充电的电池完成地面清洁机器人2的各个部件的供电，即驱动轮10的电动机、刷子12的电驱动装置、抽气机和控制装置的其他电子设备的供电。

为了能够识别周围环境、空间界限和在必要的情况下识别障碍物并且尤其为了避免地面清洁机器人2的陷住，设置提及过的传感装置8，传感装置形成为感知形的障碍物识别器。该传感装置由光学的发送单元和光学的接收单元构成，两者集成在图1中示出的传感装置8中。在本实施例中，传感装置8能够环绕外壳4的垂直轴x旋转地放置，如图1中的箭头c所示。

根据本发明地设置用于检测地面的由生物的排泄物弄脏的部分区域的检测装置20，该地面上放置地面清洁机器人2，并且控制装置根据检测装置20的输出信号改变地面清洁机器人2的工作模式。为此，控制装置能够如此导向底盘6，即至少部分地防止驶过弄脏的部分区域。可替代地或附加地，控制装置能够根据检测装置20的输出信号至少部分地防止清洁弄脏的部分区域。

如下文中所述，检测装置20能够不同地形成。

在图1所描绘的实施例中，检测装置20具有至少一个用于检测外壳4的周围环境的热图像的红外摄像机22。未描绘的评估装置设置用于评估热图像，评估装置也能够形成为控制装置的一部分，并且在热图像的至少一个部分区域具有相对于其他的周围环境的预定义的温差的情况下，控制装置则至少部分地防止驶过和清洁弄脏的部分区域。尤其在评估中，在记录的热图像中寻找大于或等于5℃的温度差。

红外摄像机22的运行也能够是可切断的，从而在具有地暖的空间中避免在摄像头信号的检测中的误读。另外的选择在于，在红外摄像机的图像信号中检测规则的轮廓或边缘并且将它们分配给房间。地板表面能够通过例如日光、电路线或暖气管加热表面，由此形成规则的轮廓或边缘。

在图1和图2中描绘了检测装置的另一个可选择的设计方案。在这种情况下，检测装置20具有用于检测至少一个特定的气体浓度的气体传感器24或26。已提到的评估装置设置用于评估特定的气体浓度并且在至少一个传感器24、26的特定的气体浓度超过预定义的极限值的情况下，那么控制装置至少部分地防止驶过和清洁弄脏的部分区域。

在这种情况下，气体传感器24沿主行驶方向r放置在外壳4处。相对地，可选的气体传感器26放置在外壳4的底面上的吸入口14的范围中。由此，在描绘的实施例中设置有两个气体传感器24和26。然而，能够仅使用两个气体传感器中的一个或者在外壳4的内部或上面的不同的位置上还布置有另外的气体传感器。

气体传感器24或26能够鉴于特定的气体浓度分析周围空气。在此，传感器24或26能够检测到至少一个特定浓度的甲烷、氨、丁酸、苯酚、己酸、硫醇或硫化氢。这种特殊的气体是生物的排泄物特有的，从而在待检测的气体的特定浓度超过极限值的情况下产生相应的输出信号，显示了排泄物的存在。

另外，如图1中所示，外壳4在其正面上具有显示器30，此外显示器上能够显示，地面上是否有排泄物并且如有必要地在哪有排泄物。

Claims (14)

1.家用机器人，具有：

-外壳(4),

-设置在所述外壳(4)底面的底盘(6)，

-用于检测所述外壳(4)的周围环境的传感装置(8)和

-用于自动地控制所述底盘(6)的控制装置，

-其中设置用于检测地面由生物的排泄物弄脏的部分区域的检测装置(20)并且

-其中所述控制装置根据所述检测装置(20)的输出信号改变所述家用机器人的工作模式，

其特征在于，

-所述家用机器人为用于地面的可自动操作的清洁机器人，

-所述控制装置导向所述底盘(6)，从而至少部分地防止驶过所述弄脏的部分区域，

-所述传感装置(8)能够环绕外壳(4)的垂直轴x旋转地放置，

-所述检测装置(20)具有至少一个用于检测所述外壳(4)的周围环境的热图像的红外摄像机(22)，

-设置用于评估所述热图像的评估装置,

-在所述热图像的至少一个部分区域具有相对于另外的周围环境的预定义的温差的情况下，所述控制装置然后至少部分地防止驶过和清洁所述弄脏的部分区域，并且

-在所述红外摄像机(22)的图像信号中检测规则的轮廓或边缘并且将它们分配给房间。

2.根据权利要求1所述的家用机器人，

其特征在于,

-设置清洁装置(12，14)并且

-所述控制装置根据所述检测装置(20)的输出信号至少部分地防止清洁所述弄脏的部分区域。

3.根据权利要求书1或2所述的家用机器人，

其特征在于，

-所述检测装置(20)具有至少一个用于检测至少一个特定的气体浓度的气体传感器(24，26)，

-设置用于评估所述特定的气体浓度的评估装置并且

-在所述特定的气体浓度超过预定义的极限值的情况下，所述控制装置然后至少部分地防止驶过和/或清洁所述弄脏的部分区域。

4.根据权利要求3所述的家用机器人，

其特征在于，

至少一个气体传感器(24，26)检测到至少一个特定浓度的甲烷、氨、丁酸、苯酚、己酸、硫醇或硫化氢。

5.用于驱动根据权利要求1至4中任一项所述的家用机器人的方法，

-其中所述清洁器具具有清洁装置和底盘，

-其中检测待清洁的地面的生物的排泄物的存在

-其中在检测到排泄物时改变所述家用机器人的工作模式的调节，并且

-其中如此改变所述底盘的所述调节，从而至少部分地防止驶过所述弄脏的部分区域。

6.根据权利要求5所述的方法，

其中，在检测到排泄物时停止所述底盘。

7.根据权利要求5所述的方法，

其中，在检测到排泄物时绕开所述地面的由排泄物污染的部分区域行驶。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，

其中，在检测到排泄物时切断清洁装置。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，

其中，在屏幕上显示所述排泄物的所述检测。

10.根据权利要求8所述的方法，

其中，在屏幕上显示所述排泄物的所述检测。

11.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，

其中，在屏幕上显示所述弄脏的部分区域的位置。

12.根据权利要求8所述的方法，

其中，在屏幕上显示所述弄脏的部分区域的位置。

13.根据权利要求9所述的方法，

其中，在屏幕上显示所述弄脏的部分区域的位置。

14.根据权利要求10所述的方法，

其中，在屏幕上显示所述弄脏的部分区域的位置。

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