CN110393476A - 清洁机器人及其贴边行走方法、可读介质 - Google Patents

清洁机器人及其贴边行走方法、可读介质 Download PDF

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Abstract

一种清洁机器人及其贴边行走方法、可读介质，清洁机器人包括机体(100)，所述机体的底部设有滚刷(101)和边刷(102)，所述滚刷和边刷在清洁机器人的前端横向排列，且所述滚刷一端和边刷的设置位置分别靠近机体的两侧边缘；所述清洁机器人还包括控制模块和用于检测工作表面的类型的地面介质识别传感器(103)，所述地面介质识别传感器发送检测信号给控制模块，控制模块根据检测信号控制清洁机器人以机体的其中一侧侧边贴边行走。本发明利用横向排列在机体底部前端的滚刷和边刷，结合地面介质识别传感器使清洁机器人能够利用边刷和滚刷清洁不同表面与墙壁结合处的脏污，相较于传统的清洁机器人，其清洁能力强，清洁效果好，适用范围广。

Description

清洁机器人及其贴边行走方法、可读介质
技术领域
本发明涉及一种清洁机器人及其贴边行走方法、可读介质，属于小家电制造技术领域。
背景技术
市面上的扫地机器人一般为圆形，其主要清洁装置为布置在机体中间的滚刷，机体两侧还设有边刷，用于将灰尘扫入滚刷口，但是边刷只能清扫硬质地面上的灰尘，无法处理地毯里面的灰尘。因此在铺设地毯的房间中，上述扫地机器人始终无法清洁位于墙边或其他物品边缘的脏污。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种清洁机器人及其贴边行走方法、可读介质，利用横向排列在机体底部前端的滚刷和边刷，结合地面介质识别传感器使清洁机器人能够利用边刷清洁地板等硬质表面与墙壁结合处的脏污，利用滚刷清洁地毯等软质表面与墙壁结合处的脏污，相较于传统的清洁机器人，其清洁能力强，清洁效果好，适用范围广。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种清洁机器人，包括机体，所述机体的底部设有滚刷和边刷，所述滚刷和边刷在清洁机器人的前端横向排列，且所述滚刷一端和边刷的设置位置分别靠近机体的两侧边缘；所述清洁机器人还包括控制模块和用于检测工作表面的类型的地面介质识别传感器，所述地面介质识别传感器发送检测信号给控制模块，控制模块根据检测信号控制清洁机器人以机体的其中一侧侧边贴边行走。
为了使清洁机器人在贴近墙壁等障碍物时侧部扫不到的区域更小，所述机体靠近滚刷的侧边为滚刷侧边，所述滚刷与滚刷侧边之间的距离≤20mm。所述机体靠近边刷的侧边为边刷侧边，所述边刷的中心与边刷侧边之间的距离＞所述滚刷距离滚刷侧边之间的距离。所述边刷具有刷毛，所述边刷的中心与边刷侧边之间的距离＜所述边刷的中心与刷毛末端之间的距离。
进一步地，所述边刷的中心位于滚刷中心的前方。或者，所述边刷和滚刷横向并排排列。
为了优化清洁机器人的结构和清洁范围，所述机体的前向部分为方形。
为了控制模块控制清洁机器人沿墙壁等障碍物贴边行走，所述机体上设有贴边传感器，所述贴边传感器包括设置在机体左右两侧的红外线传感器，所述红外线传感器包括发射端和接收端。
优选的，所述地面介质识别传感器位于滚刷前方。所述机体上设有位于滚刷前方的两个下视传感器，所述地面介质识别传感器位于两个下视传感器之间。
本发明还提供一种如上所述的清洁机器人的贴边行走方法，所述贴边行走方法包括：
当地面介质识别传感器检测工作表面为第一表面时，控制清洁机器人以靠近滚刷的侧边贴边行走；
当地面介质识别传感器探测工作表面为第二表面时，控制清洁机器人以靠近边刷的侧边贴边行走。
优选的，所述第一表面为地毯，所述第二表面为地板。
本发明还提供一种可读介质，所述可读介质设置于清洁机器人内，所述可读介质内存储有行走控制程序，所述行走控制程序用于控制清洁机器人按照如上所述的贴边行走方法行走。
综上所述，本发明利用横向排列在机体底部前端的滚刷和边刷，结合地面介质识别传感器使清洁机器人能够利用边刷清洁地板等硬质表面与墙壁结合处的脏污，利用滚刷清洁地毯等软质表面与墙壁结合处的脏污，相较于传统的清洁机器人，其清洁能力强，清洁效果好，适用范围广。
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。
附图说明
图1为本发明清洁机器人的底部示意图；
图2为本发明清洁机器人的结构示意图；
图3为本发明清洁机器人在地板上执行贴边清洁模式的示意图；
图4为本发明清洁机器人在地毯上执行贴边清洁模式的示意图；
图5为本发明清洁机器人在混合表面上执行覆盖清洁模式的示意图；
图6为本发明清洁机器人在混合表面上执行贴边清洁模式的示意图。
具体实施方式
图1为本发明清洁机器人的底部示意图；图2为本发明清洁机器人的结构示意图。如图1结合图2所示，本发明提供一种清洁机器人，包括机体100，所述机体100上设有控制模块、传感模块、清洁模块和行走模块等，传感模块用于检测清洁机器人自身的状态及周边环境，并将检测信号传递给控制模块以指导清洁机器人工作，清洁模块用于清洁工作表面，行走模块用于驱动清洁机器人行走，控制模块将控制信号传递给清洁模块和行走模块，以使清洁机器人执行清洁工作。
以清洁机器人的行走方向A为前方，所述清洁模块包括设置在机体100底部的一个滚刷101和一个边刷102，所述滚刷101和边刷102在清洁机器人的前端横向排列，即沿垂直于方向A的方向左右排布，其中滚刷101可以设置在清洁机器人左侧也可以设置在右侧。
为了使清洁机器人在遇到墙壁等障碍物时前端扫不到的区域更小，所述滚刷101和边刷102尽可能的靠近清洁机器人前端设置，同样的，为了使清洁机器人在贴近墙壁等障碍物时侧部扫不到的区域更小，所述滚刷101一端和边刷102的设置位置分别靠近机体的两侧边缘。
优选的，定义所述机体100靠近滚刷101的侧边为滚刷侧边108，所述滚刷101与其靠近的侧边之间的距离≤20mm，即所述滚刷101与滚刷侧边108之间的距离≤20mm。定义所述机体100靠近边刷102的侧边为边刷侧边109，所述边刷102的中心与边刷侧边109之间的距离＞所述滚刷101距离滚刷侧边108之间的距离。所述滚刷101与机体100前部边界之间的距离≤10mm。所述边刷102具有刷毛，所述边刷102的中心与边刷侧边109之间的距离＜所述边刷的中心与刷毛末端之间的距离，即所述边刷102刷毛的外端超出机体100边界，以方便刷毛清理清洁机器人与墙壁之间的脏污。进一步地，所述边刷102的中心可以位于滚刷101中心的前方，即边刷102的中心与机体100前部边界之间的距离＜滚刷101的中心与机体100前部边界之间的距离；或者，边刷102的中心与机体100前部边界之间的距离等于滚刷101的中心与机体100前部边界之间的距离，即所述边刷102和滚刷101横向并排排列。
需要补充的是，为了优化清洁机器人的结构和清洁范围，本发明中机体100的前向部分110为方形或大致为方形，方形的前向部分110易于横向布置滚刷101和边刷102，同时增大清洁机器人有效清洁面。
所述清洁模块还包括真空单元，真空单元用于产生吸力，本发明中清洁机器人通过真空单元产生吸力，在边刷102和滚刷101的帮助下吸入工作表面的灰尘，灰尘进入机体100上的收集装置。
所述行走模块包括驱动电机及由驱动电机驱动的驱动轮120等，用于驱动清洁机器人行走。
所述传感模块用于检测清洁机器人自身的状态及工作环境，所述传感模块包括地面介质识别传感器103、碰撞传感器、下视传感器104、贴边传感器及环境传感器等，所述环境传感器能够检测清洁机器人工作周边的区域地形和/或确定清洁机器人的位置，从而绘制出工作地图，并将该环境传感器的检测信号发送给控制模块，帮助清洁机器人规划路线或者工作方式，从而进一步提升工作效率。所述碰撞传感器设置在清洁机器人前方，当清洁机器人遇到墙壁等障碍物时，碰撞传感器能够及时检测并将检测信号发送给控制模块。下视传感器104设置在机体100底部前侧，优选的，位于滚刷101前方，用于检测清洁机器人前方凹坑或台阶边缘的存在，并将检测信号发送给控制模块，以防止清洁机器人跌落。贴边传感器用于检测机体100的侧边与墙壁等障碍物之间的距离，并将检测信号发送给控制模块，控制模块根据检测信号控制清洁机器人工作，以方便控制模块控制清洁机器人沿墙壁等障碍物贴边行走，例如，可以在机体100的左右两侧设置红外线传感器，利用发射端和接收端互相作用进行相对墙体的定位，并确定下一步的姿态调整。
地面介质识别传感器103设置在滚刷101前方，用于检测工作表面的类型，其能够分辨出地面上是否存在地毯，并将检测信号发送给控制模块。优选的，所述下视传感器104的数量为两个，所述地面介质识别传感器103位于两个下视传感器104之间。所述地面介质识别传感器103发送检测信号给控制模块，控制模块根据检测信号控制清洁机器人以机体100的其中一侧侧边贴边行走。
本发明中清洁机器人的清洁方法具有两种清洁模式：覆盖清洁模式和贴边清洁模式。例如，本发明中清洁机器人可以先执行覆盖清洁模式，之后执行贴边清洁模式，从而清洁整个工作表面。覆盖清洁模式中清洁机器人可使用本领域已知的覆盖路径技术进行清洁，例如，弓字型行走模式、螺旋行走模式及随机行走模式等。进入贴边清洁模式后清洁机器人沿墙壁等障碍物贴边行走，从而针对墙壁边缘的脏污进行清理。
图3为本发明清洁机器人在地板上执行贴边清洁模式的示意图；图4为本发明清洁机器人在地毯上执行贴边清洁模式的示意图。如图3结合图4所示，本发明还公开一种清洁机器人的贴边行走方法，包括：当地面介质识别传感器检测工作表面为第一表面时，控制清洁机器人以清洁机器人以靠近滚刷101的侧边(即滚刷侧边108)贴边行走；当地面介质识别传感器探测工作表面为第二表面时，控制清洁机器人以靠近边刷102的侧边(边刷侧边109)贴边行走。优选的，所述第一表面为地毯等软质表面，所述第二表面为地板(木地板、瓷砖、PVC地板)、水泥地面等硬质表面。
具体来说，清洁机器人进入贴边清洁模式后，地面介质识别传感器103将检测信号发送给控制模块，若检测工作表面为第一表面(地毯等软质表面)时，控制模块控制行走模块转向，使清洁机器人以滚刷侧边108沿墙壁等障碍物贴边行走；若检测工作表面为第二表面(木地板、瓷砖、PVC地板)时，控制模块控制行走模块转向，使清洁机器人以边刷侧边109沿墙壁等障碍物贴边行走(图中箭头为清洁机器人行走方向)。
需要补充的是，本领域技术人员可以根据实际需要将滚刷或边刷更换为其他类型的清洁组件，如刮条等，进一步地，可以将地面介质识别传感器103与多种类型的清洁组件配合使用，通过地面介质识别传感器识别地面介质的类型后，控制模块控制清洁机器人以靠近合适的清洁组件的侧边贴边行走，从而提高清洁机器人的清洁效果、增强其适应性。
由于安装有用于检测地板、地毯的地面介质识别传感器103，当工作表面为混合表面(存在有地毯和地板等多种工作表面)时，清洁机器人会选择合适的运行路径以保持正确的贴边清洁。
图5为本发明清洁机器人在混合表面上执行覆盖清洁模式的示意图；
图6为本发明清洁机器人在混合表面上执行贴边清洁模式的示意图。如图5和图6所示，当清洁机器人在混合表面上工作时，为了实现全面清洁，首先执行覆盖清洁模式，在本实施例中，覆盖清洁模式为左右交错形式；当清洁机器人完成覆盖清洁模式后，进入贴边清洁模式。具体来说，进入贴边清洁模式后，清洁机器人上的地面介质识别传感器103将检测信号发送给控制模块，控制模块根据检测信号控制行走模块转向，使清洁机器人以合适的侧边沿墙壁等障碍物贴边行走，当行走至地毯和地板交界处时，清洁机器人可以沿地毯和地板交界线继续行走，直至遇见墙壁等障碍物，此时，控制模块控制行走模块转向，使清洁机器人以另一边贴边行走，从而完成全面清洁。需要补充的是，本发明并不限制清洁机器人行走至地毯和地板交界线后进行换边贴边行走的具体方法，本领域技术人员可以根据实际需要进行设计，例如，当清洁机器人行走至地毯和地板交界处时，还可以采用以下方法：环境传感器(如激光传感器)测得一个距离最短的到达对面墙壁的路径，并沿此路径运动至对面墙壁，之后继续向原方向沿墙壁清洁。
进一步地，由于本发明中清洁机器人设有环境传感器，所述环境传感器能够检测清洁机器人工作周边的区域地形和/或确定清洁机器人的位置，并且能够绘制出工作地图，因此，在地面介质识别传感器103识别出地面介质类型的基础上，可以将地面介质在工作表面上的分布情况记录在相应的工作地图上，控制模块可以根据所述工作地图帮助清洁机器人规划路线或者工作方式，例如，在生成具有地面介质信息的工作地图后，清洁机器人工作时其地面介质识别传感器103便可不工作或者按周期工作(如一周工作一次，以针对工作环境变化按周期修正所储存的工作梯度)，从而进一步提升工作效率。
在一些实施例中，本发明清洁机器人还可配套设有与控制模块耦接的人机交互模块及无线通讯模块，所述人机交互模块可以为设置在清洁机器人上的屏幕、手机及遥控器等，通过无线通讯模块用户可以利用人机交互模块了解清洁机器人清洁情况及自身信息，规划清洁机器人的清洁路径等。另外，用户还可以通过人机交互模块将相关信息记录，并发送给其他类型的机器人(如空气净化机器人等)，从而指导其他机器人在同一工作区域中工作。
需要补充的是，本发明并不限制清洁机器人的工作方法，即清洁机器人并非只能根据上述覆盖清洁模式及贴边清洁模式顺序工作。例如，当清洁机器人进入厨卫等水渍较多的工作区域时，即使厨卫的工作表面为第二表面(木地板、瓷砖、PVC地板)，由于边刷无法完全清洁水渍，清洁机器人可以以靠近滚刷101的侧边(即滚刷侧边108)贴边行走，以达到更好的清洁效果。对于厨卫等特殊工作区域的识别可以用户人工指定，也可以由环境传感器自动识别。换句话说，本发明旨在提供一种能够根据地面介质的类型改变清洁方式的清洁机器人，上述贴边行走方法可以与现有技术中的清洁行走方法相结合，也可以根据实际需要进行修改，本发明并不以此为限。
本发明还提供一种可读介质，所述可读介质设置于清洁机器人内，所述可读介质内存储有行走控制程序，所述行走控制程序用于控制清洁机器人按照上述的贴边行走方法行走，所述控制单元能够从可读介质内读取所述行走控制程序，从而控制清洁机器人贴边行走。所述可读介质为现有的计算机可读取的储存器。
对于本领域的普通技术人员来讲，在本发明原理的基础上，显然还可以在不偏离本发明的精神的情况下想到除了上述实施方式以外的其它替换实施方式。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的指示范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以作出各种变化。
本发明利用横向排列在机体底部前端的滚刷和边刷，结合地面介质识别传感器使清洁机器人能够利用边刷清洁地板等硬质表面与墙壁结合处的脏污，利用滚刷清洁地毯等软质表面与墙壁结合处的脏污，相较于传统的清洁机器人，其清洁能力强，清洁效果好，适用范围广。

Claims (13)

1.一种清洁机器人，包括机体(100)，所述机体的底部设有滚刷(101)和边刷(102)，其特征在于，所述滚刷和边刷在清洁机器人的前端横向排列，且所述滚刷一端和边刷的设置位置分别靠近机体的两侧边缘；
所述清洁机器人还包括控制模块和用于检测工作表面的类型的地面介质识别传感器(103)，所述地面介质识别传感器发送检测信号给控制模块，控制模块根据检测信号控制清洁机器人以机体的其中一侧侧边贴边行走。
2.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述机体(100)靠近滚刷(101)的侧边为滚刷侧边(108)，所述滚刷与滚刷侧边之间的距离≤20mm。
3.如权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述机体(100)靠近边刷(102)的侧边为边刷侧边(109)，所述边刷的中心与边刷侧边之间的距离＞所述滚刷距离滚刷侧边之间的距离。
4.如权利要求3所述的清洁机器人，其特征在于，所述边刷(102)具有刷毛，所述边刷的中心与边刷侧边(109)之间的距离＜所述边刷的中心与刷毛末端之间的距离。
5.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述边刷(102)的中心位于滚刷(101)中心的前方。
6.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述边刷(102)和滚刷(101)横向并排排列。
7.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述机体(100)的前向部分(110)为方形。
8.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述机体(100)上设有贴边传感器，所述贴边传感器包括设置在机体(100)左右两侧的红外线传感器，所述红外线传感器包括发射端和接收端。
9.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述地面介质识别传感器(103)位于滚刷(101)前方。
10.如权利要求9所述的清洁机器人，其特征在于，所述机体(100)上设有位于滚刷(101)前方的两个下视传感器(104)，所述地面介质识别传感器(103)位于两个下视传感器之间。
11.一种清洁机器人的贴边行走方法，其特征在于，所述贴边行走方法包括：
当地面介质识别传感器检测工作表面为第一表面时，控制清洁机器人以靠近滚刷(101)的侧边贴边行走；
当地面介质识别传感器探测工作表面为第二表面时，控制清洁机器人以靠近边刷(102)的侧边贴边行走。
12.如权利要求11所述的贴边行走方法，其特征在于，所述第一表面为地毯，所述第二表面为地板。
13.一种可读介质，所述可读介质设置于清洁机器人内，其特征在于，所述可读介质内存储有行走控制程序，所述行走控制程序用于控制清洁机器人按照如权利要求11或12中所述的贴边行走方法行走。
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