CN111386064A - 自走式清扫机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够详细地设置用户所希望的清扫方法的自走式清扫机器人。本发明的自走式清扫机器人(1)具备:主体(11);使得主体(11)能够行进的驱动部(12);对清扫区域(40)进行清扫的清扫部(13);对障碍物进行检测的传感器部(14);以及搭载于主体(11)并对驱动部(12)以及传感器部(14)进行控制的控制单元(20)。控制单元(20)包括具有用于创建编程代码的集成开发环境的控制部(21),控制部(21)能够从外部连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够进行编程以实现符合用户期望的行进的自走式清扫机器人。
背景技术
近年来,通过自主行进来清扫地板的自走式清扫机器人变得流行。自走式清扫机器人能够检测障碍物,例如墙壁、柱子和家具等,并在避开这些障碍物的同时行进。
当这种自走式清扫机器人启动时,其通过在自动避开障碍物的同时在清扫区域中行进来进行清扫。然而,如果没有指定行进路线,则会随机行进,从而存在留下未清扫区域或者相同区域被清扫多次的问题,因此,导致清扫效率不佳。
为了解决上述问题,例如,在专利文献1中描述的电动吸尘器中,电动吸尘器创建清扫区域的地图,并且基于该地图设置的行进路线行进,能够高效且对清扫区域进行完全充分清扫。此外,在专利文献2中描述的清扫机器人中,用户基于由清扫机器人创建的清扫区域的地图指定行进路线,因此,清扫机器人能够沿着行进路线高效地清扫。
现有的技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2018-075191号公报
专利文献2:日本专利特开2007-226322号公报
然而,如专利文献1中所述,由电动吸尘器根据预先编入的程序自动设置的行进路线可能不是用户要求的有效的行进路线。而且,即使用户能够像专利文献2中描述的那样指定行进路线,选择范围也很窄,例如,是指定以线性清扫的路线,还是指定一点并围绕其周围清扫等,因此,存在这样的问题,即不可能实现满足用户需求的详细指定,例如,在通过对特定区域进行重点来回清扫的同时清扫整个清扫区域等。
发明内容
本发明是为解决上述问题而进行的,其目的在于提供一种能够详细地设置用户所希望的清扫方法的自走式清扫机器人。
本发明的自走式清扫机器人具备:主体;使得主体能够行进的驱动部;安装于主体并对清扫区域进行清扫的清扫部;安装于主体并对障碍物进行检测的传感器部;以及搭载于主体并对驱动部以及传感器部进行控制的控制单元。控制单元包括具有用于创建编程代码的集成开发环境的控制部,控制部能够与外部设备连接。
在本发明的自走式清扫机器人,主体搭载的控制单元的控制部从外部连接,由此能够创建使得主体行进的驱动部的控制程序。以这种方式,通过用户创建驱动部的控制程序,自走式清扫机器人能够按照用户的期望行进。
根据优选实施方式的自走式清扫机器人进一步包括编程用文本,以由控制部进行编程。
根据该结构,即使用户不具备编程经验,也能够很容易地在阅读文本时进行编程。因此,本发明的自走式清扫机器人作为用于介绍编程的教材也是有益的。
根据优选实施方式的自走式清扫机器人,集成开发环境是可视化编程语言可动作的环境。
根据该结构,即使编程的初学者和小学生或中学生这样的低龄的儿童或学生也能够容易地进行编程。因此,本发明的自走式清扫机器人作为用于介绍编程的教材也是有益的。
根据优选的实施方式的自走式清扫机器人,传感器部包括测距传感器,并且控制部具有如下功能:在创建环境地图和估计自身位置的同时确定行进路线。
根据该结构,自走式清扫机器人能够自动地确定行进路线,因此,用户即使不对行进路线进行编程也能够使用。
根据优选的实施方式的自走式清扫机器人,控制单元还包括存储部,所述存储部存储使驱动部、传感器部和清扫部动作的程序。存储部预先存储控制清扫方法的程序。
根据该结构,用户无需进行任何开发,能够通过使用存储在控制部中的程序来使用自走式清扫机器人。
发明效果
根据本发明的自走式清扫机器人,能够详细地设置用户所希望的清扫方法。
附图说明
图1是表示本发明的自走式清扫机器人的一实施方式的立体图。
图2是图1的自走式清扫机器人的仰视图。
图3是表示图1的自走式清扫机器人的功能结构的一例的框图。
图4是表示显示装置和输入装置被连接到图1的自走式清扫机器人的状态的图。
图5是表示图1的自走式清扫机器人进行清扫的清扫区域的一例的俯视图。
图6是表示图1的自走式清扫机器人在图5的清扫区域中的行进路线的一例的俯视图。
图7是表示图1的自走式清扫机器人在图5的清扫区域中的行进路线的其它例的俯视图。
符号说明
1 自走式清扫机器人
11 主体
12 驱动部
13 清扫部
14 传感器部
141 激光测距传感器
142 红外测距传感器、超声波测距传感器
20 控制单元
21 控制部
22 存储部
33 编程用文本
40 清扫区域
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
如图1和图2所示,自走式清扫机器人1具备:主体11;使主体11能够行进的驱动部12;以及安装在主体11上的清扫部13和传感器部14。
驱动部12使自走式清扫机器人1(主体11)在地板上在前进方向和后退方向自主地行进。在本实施方式中,驱动部12为轮式,在主体11的底面的左右部设置一对。
清扫部13对地板表面的清扫区域40(见图5)进行清扫。在本实施方式中,清扫部13由收集垃圾等的刷子部131和对收集的垃圾等进行抽吸的抽吸部132构成。刷子部131和抽吸部132设置在主体11的底面的中央部。
传感器部14通过检测障碍物、接触物(接触自走式清扫机器人1的物体,例如人、物体)等来获取关于周围环境的信息。作为传感器部14,可以使用任意数量的障碍物检测传感器(例如,3D深度图像传感器)、接触物检测传感器、测距传感器(例如,超声波测距传感器、红外测距传感器、激光测距传感器和3D深度图像传感器)、方向检测传感器(例如,地磁传感器)、旋转角度检测传感器(例如,编码器)等,或者可以使用它们的任意组合。在本实施方式中,作为传感器部14,具备对直到障碍物的距离进行检测并使自走式清扫机器人1避开障碍物行进的测距传感器141、142、和对接触物进行检测的接触物检测传感器143。
作为接触物检测传感器143,使用能够检测与物体的接触的任意已知的接触传感器。接触物检测传感器143嵌入到安装于主体11前侧的侧面的缓冲器112中。作为测距传感器141、142,使用安装在主体11的前侧(缓冲器112)的ToF激光测距传感器141,以及安装在主体11的前侧的底面的红外测距传感器或超声波传感器142。另外,只要能够检测出与障碍物的距离,其他任意已知的传感器也可以用作测距传感器141、142。
此外,控制驱动部12、清扫部13和传感器部14的控制单元20安装在自走式清扫机器人1的主体11内。如图3所示,控制单元20包括控制部21、存部器22、行进控制部23和清扫控制部24。
控制部21例如是CPU(中央运算处理单元),并且具有用于创建编程代码的集成开发环境(IDE)。此外,控制部21具有控制传感器部14以获取关于传感器部14的周围环境的信息的功能,以及基于由传感器部14获取的关于周围环境的信息创建清扫区域40的环境地图(见图5)的功能。
如图1和图4所示,控制部21具有显示装置连接端口211和输入装置连接端口212以连接外部。主体11的上面设置有盖111,通过打开盖111,显示装置连接端口211和输入装置连接端口212露出。显示装置31可连接到显示装置连接端口211,输入装置32可连接到输入装置连接端口212。另外,尽管在图1和图4中示出了两个输入装置连接端口212,但输入装置连接端口212的数量和连接到输入装置连接端口212的输入装置32的数量不限于两个,而是可以是一个、三个或者更多。
显示装置31显示并使得用户能够确认要创建的程序的内容,并且例如,可以使用显示单元、电视屏幕等。此外,输入装置32用于输入要创建的程序,并且例如可以使用键盘、鼠标等。
集成开发环境是用户进行编程以使自走式清扫机器人1进行任意动作的环境,并且是例如Python、Java(注册商标)、Scratch、Google Blockly、Viscuit等中的至少一种编程语言可动作的环境。其中,特别是,优选如Scratch、Google Blockly、Viscuit等可视化编程语言可动作。
存储部22存储使驱动部12、清扫部13和传感器部14动作的程序。行进控制部23读取存储在存储部22中的使驱动部12动作的程序,根据该程序控制驱动部12的动作。清扫控制部24读取存储在存储部22中的使清扫部13动作的程序,并根据该程序控制清扫部13的动作。
如图3所示,自走式清扫机器人1还可以包括编程用文本,该编程用文本描述由控制部21进行的编程的方法。
接着,参照图5~图7描述自走式清扫机器人1的动作和行进路线的编程。
如图5所示,在房间内等的清扫区域40内,放置诸如家具等的障碍物41、42。障碍物41是自走式清扫机器人1不能在其下方行进的物体,例如沙发、架子等,障碍物42是自走式清扫机器人1能够在其下方行进的物体,例如桌子、椅子等。
自走式清扫机器人1被放置在清扫区域40内,当电源接通或给出特定的指令时,它开始在清扫区域40内移动。开始移动的自走式清扫机器人1通过传感器部14检测清扫区域40内的墙壁和障碍物41、42,并将该信息发送到控制部21。控制部21基于由传感器部14获取的清扫区域40内的墙壁和障碍物41和42的信息,通过使用例如SLAM(环境地图创建)方法等来创建清扫区域40内的环境地图。所创建的环境地图从控制部21被发送到存储部22,并被存储在存储部22中。
当自走式清扫机器人1完成清扫区域40内的环境地图的创建时,用户打开自走式清扫机器人1的盖111,以将显示装置31连接到显示装置连接端口211,并且将输入装置32连接到输入装置连接端口212。然后,在控制部21的集成开发环境中启动编程软件,以读取存储在存储部22中的清扫区域40内的环境地图,并将其显示在显示装置31上。
用户在观看清扫区域40内的环境地图的同时,使用显示装置31和输入装置32来编程适合于自走式清扫机器人1的行进路线的路线。例如,当需要清扫带有腿的障碍物42下方时,可以考虑图6中的箭头所示的行进路线。此外,当需要清扫障碍物41之间的小区域和清扫区域40内的每个区域时,可以考虑图7中的箭头所示的行进路线。用户进行编程以使自走式清扫机器人1沿着这样的行进路线行进。
由用户创建的用于确定行进路线的程序存储在存储部22中。自走式清扫机器人1将从存储部22读取的行进路线发送到行进控制部23,行进控制部23控制驱动部12,由此,自走式清扫机器人1沿着行进路线行进。
另外,用户能够使用显示装置31和输入装置32对清扫区域40内的希望重点清扫的部分等进行编程。例如,当希望重点清扫桌子(障碍物)42的周边时,能够对清扫条件,例如在围绕桌子42行进时增强清扫部13的抽吸部132等进行编程。
用户创建的清扫条件的程序存储在存储部22中。自走式清扫机器人1将从存储部22读取的清扫条件发送到清扫控制部24,清扫控制部24控制清扫部13,由此,自走式清扫机器人1按照清扫条件进行清扫。
如上所述,根据本发明的自走式清扫机器人1,可从外部与安装在主体11上的控制单元20的控制部21连接。由于控制部21具有集成开发环境,用户能够使用从外部连接自走式清扫机器人1的显示装置31和输入装置32,来进行编程以确定自走式清扫机器人1的动作。因此,能够根据用户的需求来确定自走式清扫机器人1的行进路线和清扫方法。其结果是,能够确定以清扫区域40内的用户希望重点清扫的区域为焦点的行进路线和清扫方法。
此外,本发明的自走式清扫机器人1具有描述由控制部21进行的编程的方法的编程用文本。因此,即使用户不具备编程经验,也能够很容易地在阅读文本时进行编程。此外,如果集成开发环境是可视化编程语言可动作的环境,即使编程的初学者和小学生或中学生这样的低龄儿童或学生也能够容易地进行编程。尽管近年来编程教育趋向于成为强制性的,但是编程的本质是通过编程使机器人等进行由人完成的工作以减少人的工作量。根据本发明的自走式清扫机器人1,通过编程,能够使自走式清扫机器人1动作以进行由人完成的清扫工作,使得其重点清扫人可能重点清扫的区域等。如上所述,根据本发明的自走式清扫机器人1,不仅可以简单地学习编程,而且可以学习具有其基本目的的编程。其结果是,本发明的自走式清扫机器人1作为用于介绍编程的教材也是有益的。
尽管以上描述了本发明的实施方式,但是本发明不限于上述实施方式,并且在不脱离本发明的主旨的情况下,能够进行各种变更。
例如,驱动部12只要能够使主体11自主地行进即可,车轮可以是三个以上,也可以不是车轮型而是履带式。
此外,清扫部13可以不以套件的形式包括刷子部131和抽吸部132,而是包括它们中的一个。另外,可以具有诸如地板擦拭部等能够擦拭地板表面的其它清扫工具代替刷子部131和抽吸部132。构成清扫部13的清扫工具(刷子部、抽吸部、地板擦拭部等)可以任意组合,并且清扫工具的数量也可以是任意的。例如,各个工具的数量可以多于一个。
此外,自走式清扫机器人1可以具有已知的自走式清扫机器人的任意配置,只要其能够从外部访问,并且可以创建和/或重写控制驱动部12和清扫部13的程序即可。
虽然自走式清扫机器人1具有编程用文本,但其可以不是纸质文本,而是存储在自走式清扫机器人1的存储部中的电子文本。另外,编程用文本并非必要的,也可以不具有。
此外,在上述实施方式中,虽然自走式清扫机器人1具有创建清扫区域40内的环境地图的功能,但具有该创建清扫区域40内的环境地图的功能并不是必要的。即,可以通过用户创建用于创建清扫区域40内的环境地图的程序并执行该程序来创建清扫区域40内的环境地图。在这种情况下,例如,能够在同一房间内创建除了不需要清扫的区域之外的环境地图等,并且自走式清扫机器人1能够根据用户的需求进行清扫。此外,用户还能够学习创建清扫区域40的环境地图的方法,这增加了作为学习材料的实用价值。
相反,自走式清扫机器人1还具有如下功能:在控制部21,创建环境地图并进行自身位置的估计,自动确定自走式清扫机器人1的行进路线。由此,在用户不对行进路线进行编程的情况下也能够使用,即使不善于编程的用户也能够容易地使用自走式清扫机器人1。
此外,自走式清扫机器人1可在控制部21预先记录控制行进路线和/或清扫方法的程序。由此,用户能够通过使用存储在控制部21中的程序来使用自走式清扫机器人1,而无需进行任何开发。更进一步,可以通过从外部访问控制部21来改变预先记录的程序。由此,能够从预先记录的程序中仅修正用户想要改变的程序的一部分,并且能够通过对该部分进行编程来使自走式清扫机器人1动作,因此,能够减少用户的编程劳动。
Claims (5)
1.一种自走式清扫机器人,其特征在于,具备:
主体;
驱动部,所述驱动部使所述主体能够行进;
清扫部,所述清扫部安装于所述主体并且对清扫区域进行清扫;
传感器部,所述传感器部安装于所述主体并且对障碍物进行检测;以及
控制单元,所述控制单元搭载于所述主体并且对所述驱动部以及所述传感器部进行控制,
所述控制单元包括控制部,所述控制部具有用于创建编程代码的集成开发环境,
所述控制部能够从外部连接。
2.根据权利要求1所述的自走式清扫机器人,其特征在于,
进一步包括编程用文本,所述编程用文本描述由所述控制部进行的编程的方法。
3.根据权利要求1或2所述的自走式清扫机器人,其特征在于,
所述集成开发环境是一种可视编程语言可动作的环境。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自走式清扫机器人,其特征在于,
所述传感器部包括测距传感器,并且
所述控制部具有如下功能:在创建环境地图和估计自身位置的同时确定行进路线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的自走式清扫机器人,其特征在于,
所述控制单元还包括存储部,所述存储部存储使所述驱动部、所述传感器部和所述清扫部动作的程序,
在所述存储部预先存储有控制清扫方法的程序。
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