CN110941276A - 一种扫地机器人及使用其的侧方探测控制清扫方法 - Google Patents
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Abstract
一种扫地机器人，包括检测模块和运动模块，检测模块通过运动模块安装于扫地机器人的本体，运动模块用于控制检测模块在运动模块区域内的移动，使得检测模块可相对活动地设置于本体,获取信息以进行扫地机器人工作规划；一种侧方探测控制清扫方法，包括如下步骤：获取扫地机器人周边整体环境信息；根据整体环境信息，规划与选择清扫方向；获取扫地机器人周边局部环境信息；扫地机器人运行至指定工作节点，再次获取扫地机器人周边整体环境信息。本发明能够使扫地机器人在清扫的过程中对清扫区域的进行实时检测，提高清扫的效率,并且，能够实时更精准检测扫地机器人周边的环境，尤其是对扫地机器人上方的障碍物做到精准实时检测。
Description
技术领域
本发明涉及扫地机器人领域，尤其涉及一种扫地机器人及使用其的侧方探测控制清扫方法。
背景技术
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
现有扫地机器人中有侧壁设置检测窗口的，但是基本都是固定设置，检测探头的检测方向完全由扫地机器人自身转动实现；一是无法实现清扫过程中对清扫区域的实时检测，二是无法实时更精准检测扫地机器人通过环境，尤其是扫地机器人上方的障碍物无法做到精准实时检测。
发明内容
本发明的目的在于提出一种扫地机器人及使用其的侧方探测控制清扫方法，能够使扫地机器人在清扫的过程中对清扫区域的进行实时检测，提高清扫的效率,并且，能够实时更精准检测扫地机器人周边的环境，尤其是对扫地机器人上方的障碍物做到精准实时检测。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种扫地机器人，包括检测模块和运动模块，所述检测模块通过所述运动模块安装于扫地机器人的本体，所述运动模块用于控制所述检测模块在所述运动模块区域内的移动，使得所述检测模块可相对活动地设置于所述本体,获取信息以进行扫地机器人工作规划。
进一步，还包括检测窗，所述检测窗设于所述扫地机器人的侧方，所述检测模块位于所述检测窗内。
进一步，所述运动模块位于所述扫地机器人的内部，所述运动模块包括水平电机、传动带、竖直电机、联轴器、转盘和底座；
所述检测模块安装于所述转盘的顶部；
所述传动带套于所述转盘的外壁，所述水平电机通过所述传动带带动转盘作水平方向转动；
所述转盘安装于所述底座的顶部，所述竖直电机通过联轴器与所述底座连接，所述竖直电机通过联轴器带动所述底座作竖直方向的翻转。
一种侧方探测控制清扫方法，包括如下步骤：
获取扫地机器人周边整体环境信息；
根据整体环境信息，规划与选择清扫方向；
获取扫地机器人周边局部环境信息；
所述扫地机器人运行至指定工作节点，再次获取扫地机器人周边整体环境信息，再次规划与选择清扫方向。
进一步，获取扫地机器人周边整体环境信息的过程为：
所述扫地机器人原地在指定范围旋转，通过所述检测模块获取当前周边环境信息。
进一步，所述扫地机器人规划与选择清扫方向时，以当前清扫区域的长边方向作为运行方向进行清扫工作。
进一步，获取扫地机器人周边局部环境信息的过程为：
当所述检测模块单次检测的范围小于检测窗的范围时，所述检测模块在所述检测窗的范围内进行运动。
进一步，所述检测模块的活动范围是左右方向的-90°～90°以及上下方向的-90°～90°。
进一步，所述扫地机器人通过所述检测模块及扫地机器人内置传感器建立地图并进行定位。
进一步，再次获取扫地机器人周边整体环境信息的过程为：所述扫地机器人原地在指定范围旋转，通过所述检测模块获取当前周边环境信息。
进一步，当完成预设范围内的清扫后，所述检测模块继续检测完成区域周围是否存在未清扫区域；当检测到存在未清扫区域时，则进入该区域进行清扫。
进一步，当全区域清扫完成后，所述扫地机器人根据所述检测模块及扫地机器人内置传感器所建立的地图找充电桩进行回充。
本发明根据上述内容提出一种扫地机器人及使用其的侧方探测控制清扫方法，检测模块通过所述运动模块安装于扫地机器人的本体，所述运动模块用于控制所述检测模块在所述运动模块区域内的移动，使得所述检测模块可相对活动地设置于所述本体，因此，所述检测模块能够进行竖直方向和水平方向的检测，从而，在清扫过程中，所述检测模块能够检测出障碍物的水平宽度和竖直高度，也能够检测出扫地机器人上方的障碍物。
因此，先通过所述检测模块获取扫地机器人周边整体环境信息，便于所述扫地机器人规划与选择清扫方向，在清扫过程中，所述检测模块获取扫地机器人周边局部环境信息，能够及时检测出当前清扫的垃圾量，使扫地机器人可以实时调节合适的吸力以更快捷高效地清扫当前的垃圾，做到对清扫区域的实时检测，提高清扫效率以及清扫的效果；所述扫地机器人运行至指定工作节点，再次获取扫地机器人周边整体环境信息，再次规划与选择清扫方向，确保清扫区域的每一处都清扫干净。
从而，能够使扫地机器人在清扫的过程中对清扫区域的进行实时检测，提高清扫的效率,并且，能够实时更精准检测扫地机器人周边的环境，尤其是对扫地机器人上方的障碍物做到精准实时检测。
附图说明
图1是本发明其中一个实施例的结构示意图；
图2是本发明其中一个实施例的检测模块与运动模块的结构示意图；
图3是本发明其中一个实施例的结构示意图，其中X是该实施例中进行竖直方向检测的角度范围；
图4是本发明其中一个实施例的结构示意图，其中Y是该实施例中进行水平方向检测的角度范围。
其中：扫地机器人1、检测窗11、检测模块12、运动模块13、水平电机131、传动带132、竖直电机133、联轴器134、转盘135、底座136。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-4所示，一种扫地机器人1，包括检测模块12和运动模块13，所述检测模块12通过所述运动模块13安装于扫地机器人1的本体，所述运动模块13用于控制所述检测模块12在所述运动模块13区域内的移动，使得所述检测模块12可相对活动地设置于所述本体，获取信息以进行扫地机器人工作规划。
检测模块12可以是红外检测模块、超声检测模块、激光检测模块和视觉检测模块等，扫地机器人1内置传感器可以为陀螺仪、加速度传感器等惯性测量单元。
所述检测模块12用于构建地图、定位及检测障碍物，由于本实施例的检测模块12通过所述运动模块13安装于扫地机器人的本体，所述运动模块13用于控制所述检测模块12在所述运动模块13区域内的移动，使得所述检测模块12可相对活动地设置于所述本体，因此，所述检测模块12能够进行竖直方向和水平方向的检测，从而，在清扫过程中，所述检测模块12能够检测出障碍物的水平宽度和竖直高度，也能够检测出扫地机器人1上方的障碍物。
通过本实施例的一种扫地机器人1能够在清扫的过程中对清扫区域的进行实时检测，提高清扫的效率,并且，能够实时更精准检测扫地机器人1周边的环境，尤其是对扫地机器1人上方的障碍物做到精准实时检测。
进一步，还包括检测窗11，所述检测窗11设于所述扫地机器人1的侧方，所述检测模块12位于所述检测窗11内。
进一步，所述运动模块13位于所述扫地机器人1的内部，所述运动模块13包括水平电机131、传动带132、竖直电机133、联轴器134、转盘135和底座136；
所述检测模块12安装于所述转盘135的顶部；
所述传动带131套于所述转盘135的外壁，所述水平电机131通过所述传动带132带动转盘135作水平方向转动；
所述转盘135安装于所述底座136的顶部，所述竖直电机133通过联轴器134与所述底座136连接，所述竖直电机133通过联轴器134带动所述底座136作竖直方向的翻转。
所述运动模块13位于所述扫地机器人1的内部，所述检测模块12安装于所述转盘135的顶部，能够保护检测模块12和运动模块13的结构不会因外界原因而受到破坏。
通过所述水平电机131与所述传动带132的配合，能够带动所述转盘135作水平方向转动，由于所述检测模块12安装于所述转盘135的顶部，因此，所述检测模块12随着转盘135在水平方向转动，而由于所述检测模块12位于所述检测窗11内，因此，所述检测模块12随着转盘135在水平方向转动时，能够在所述检测窗11的探测范围内进行水平方向的检测。
由于所述转盘135安装于所述底座136的顶部，所述检测模块12安装于所述转盘135的顶部，当所述竖直电机133通过联轴器134带动所述底座136作竖直方向的翻转时，能够带动所述检测模块12作出竖直方向的翻转，而由于所述检测模块12是朝向所述检测窗11，因此，所述检测模块12能够在所述检测模块12内进行竖直方向的检测。
一种侧方探测控制清扫方法，包括如下步骤：
所述检测模块12获取扫地机器人1周边整体环境信息；
所述扫地机器人1根据整体环境信息，规划与选择清扫方向；
在清扫过程中，所述检测模块12获取扫地机器人周边局部环境信息；
所述扫地机器人1运行至指定工作节点，所述检测模块12再次获取扫地机器人周边整体环境信息，再次规划与选择清扫方向。
所述整体环境信息指扫地机器人需要清扫的区域内的整体范围的信息，一般可通过扫地机器人整体旋转检测获取的环境信息。
所述局部环境信息指检测模块12在可活动范围内活动获取的环境信息。
所述工作节点即扫地机器人1在清扫过程中，需要执行获取扫地机器人周边整体环境信息操作的工作节点，该工作节点可以是清扫路径上的拐弯位置，也可以是设定好的时间点，扫地机器人可以按用户预先设定的要求来设定工作节点，所述工作节点可以根据实际使用情况设定。
现有扫地机器人1中的检测探头基本都是固定设置，检测探头的检测方向完全由扫地机器人1自身转动实现；一是无法实现清扫过程中对清扫区域的实时检测，二是无法实时更精准检测扫地机器人周边的环境，尤其是扫地机器1人上方的障碍物无法做到精准实时检测。
所述检测模块12用于构建地图、定位及检测障碍物，由于本实施例的检测模块12通过所述运动模块13安装于扫地机器人的本体，所述运动模块13用于控制所述检测模块12在所述运动模块13区域内的移动，使得所述检测模块12可相对活动地设置于所述本体，因此，所述检测模块12能够进行竖直方向和水平方向的检测，从而，在清扫过程中，所述检测模块12能够检测出障碍物的水平宽度和竖直高度，也能够检测出扫地机器人1上方的障碍物。
因此，先通过所述检测模块12获取扫地机器人1周边整体环境信息，便于所述扫地机器人规划与选择清扫方向，在清扫过程中，所述检测模块12获取扫地机器人周边局部环境信息，能够及时检测出当前清扫的垃圾量，使扫地机器人1可以实时调节合适的吸力以更快捷高效地清扫当前的垃圾，做到对清扫区域的实时检测，提高清扫效率以及清扫的效果。所述扫地机器人1运行至指定工作节点，再次获取扫地机器人1周边整体环境信息，再次规划与选择清扫方向，确保清扫区域的每一处都被清扫干净。
最终，通过本实施例的一种侧方探测控制清扫方法,能够使扫地机器人1在清扫的过程中对清扫区域的进行实时检测，提高清扫的效率,并且，能够实时更精准检测扫地机器人1周边的环境，尤其是对扫地机器1人上方的障碍物做到精准实时检测。
进一步，获取扫地机器人周边整体环境信息的过程为：
所述扫地机器人1原地在指定范围旋转，通过所述检测模块12获取当前周边环境信息。
优选地，所述扫地机器人1的旋转范围为所述扫地机器人1正前方的左侧至右侧的30°～180°，或者为所述扫地机器人1的正前方的左侧或右侧的0°～180°。
由于所述所述检测模块12能够进行竖直方向和水平方向的检测，因此，所述检测模块12在竖直方向和水平方向具有一定的检测范围，从而，所述扫地机器人1只需要原地旋转一定范围，即可进行整体范围的环境检测，有效地获取当前周边环境信息。
进一步，所述扫地机器人1规划与选择清扫方向时选择运行方向进行清扫时，以当前清扫区域的长边方向作为运行方向进行清扫工作。
选择当前清扫区域的长边方向作为运行方向进行清扫工作，能够减少扫地机器人1清扫时需要拐弯的次数，提高清扫的效率。
进一步，获取扫地机器人1周边局部环境信息的过程为：
当所述检测模块12单次检测的范围小于检测窗11的范围时，所述扫地机器人1的运动模块13驱动所述检测模块12在所述检测窗11的范围内进行左右方向运动或者上下方向运动。
进一步，所述扫地机器人1通过所述检测模块12及扫地机器人1内置传感器建立地图并进行定位。
在清扫过程中，所述检测模块12获取扫地机器人1周边局部环境信息，能够建立更加精准立体的地图，便于全区域清扫完成后，扫地机器人1根据所建立地图寻找充电桩进行回充。
同时，在清扫过程中，能够及时检测出当前清扫的垃圾量，使扫地机器人1可以实时调节合适的吸力以更快捷高效地清扫当前的垃圾。
另外，还能够通过检测模块12使扫地机器人1在清扫的过程中对已经的清扫区域的进行实时检测。
进一步，所述检测模块12的活动范围是左右方向的-90°～90°以及上下方向的-90°～90°。
所述检测模块12能够在探测窗11内进行上下方向、左右方向或者其他任意方向的摆动，能够为所述检测模块12提供更广的检测视野，便于所述检测模块12作出更加精准的检测。
进一步，再次获取扫地机器人1周边整体环境信息的过程为：所述扫地机器人1原地在指定范围旋转，通过所述检测模块12获取当前周边环境信息。
优选地，所述扫地机器人1的旋转范围为所述扫地机器人1正前方的左侧至右侧的30°～180°，或者为所述扫地机器人1的正前方的左侧或右侧的0°～180°。
由于所述检测模块12能够进行竖直方向和水平方向的检测，因此，所述检测模块12在竖直方向和水平方向具有一定的检测范围，从而，所述扫地机器人1只需要原地旋转一定范围，即可进行整体范围的环境检测，有效地获取当前周边环境信息。
进一步，当完成预设范围内的清扫后，所述检测模块继续检测完成区域周围是否存在未清扫区域；当检测到存在未清扫区域时，则进入该区域进行清扫。
确保每一处环境都被扫地机器人1清洗干净。
进一步，当全区域清扫完成后，所述扫地机器人1根据所述检测模块12及扫地机器人1内置传感器所建立的地图找充电桩进行回充。
在一定范围内扫地机器人1能够接收到充电桩发出的定位信号后，结合定位信号进行定位，提高回充位置控制精度，扫地机器人1回桩充电后，确保下一次扫地机器人1运行扫地时有足够的电量。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种扫地机器人，其特征在于：包括检测模块和运动模块，所述检测模块通过所述运动模块安装于扫地机器人的本体，所述运动模块用于控制所述检测模块在所述运动模块区域内的移动，使得所述检测模块可相对活动地设置于所述本体,获取信息以进行扫地机器人工作规划。
2.根据权利要求1所述的一种扫地机器人，其特征在于：还包括检测窗，所述检测窗设于所述扫地机器人的侧方，所述检测模块位于所述检测窗内。
3.根据权利要求1所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述运动模块位于所述扫地机器人的内部，所述运动模块包括水平电机、传动带、竖直电机、联轴器、转盘和底座；
所述检测模块安装于所述转盘的顶部；
所述传动带套于所述转盘的外壁，所述水平电机通过所述传动带带动转盘作水平方向转动；
所述转盘安装于所述底座的顶部，所述竖直电机通过联轴器与所述底座连接，所述竖直电机通过联轴器带动所述底座作竖直方向的翻转。
4.一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：包括如下步骤：
获取扫地机器人周边整体环境信息；
根据整体环境信息，规划与选择清扫方向；
获取扫地机器人周边局部环境信息；
所述扫地机器人运行至指定工作节点，再次获取扫地机器人周边整体环境信息，再次规划与选择清扫方向。
5.根据权利要求4所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：获取扫地机器人周边整体环境信息的过程为：
所述扫地机器人原地在指定范围旋转，通过所述检测模块获取当前周边环境信息。
6.根据权利要求4所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：所述扫地机器人规划与选择清扫方向时，以当前清扫区域的长边方向作为运行方向进行清扫工作。
7.根据权利要求4所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：获取扫地机器人周边局部环境信息的过程为：
当所述检测模块单次检测的范围小于检测窗的检测范围时，所述检测模块在所述检测窗的范围内进行运动。
8.根据权利要求7所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：所述检测模块的活动范围是左右方向的-90°～90°以及上下方向的-90°～90°。
9.根据权利要求4所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：所述扫地机器人通过所述检测模块及扫地机器人内置传感器建立地图并进行定位。
10.根据权利要求4所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：再次获取扫地机器人周边整体环境信息的过程为：所述扫地机器人原地在指定范围旋转，通过所述检测模块获取当前周边环境信息。
11.根据权利要求4所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：当完成预设范围内的清扫后，所述检测模块继续检测完成区域周围是否存在未清扫区域；当检测到存在未清扫区域时，则进入该区域进行清扫。
12.根据权利要求4所述的一种侧方探测控制清扫方法，其特征在于：当全区域清扫完成后，所述扫地机器人根据所述检测模块及扫地机器人内置传感器所建立的地图找充电桩进行回充。
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