CN111481125A - 机器人防跌落系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人防跌落系统，主要通过一传感单元传感该机器人的行进方向会使该机器人跌落时，则生成一防跌落预警信号，通过一控制单元接收该防跌落预警信号以停止发送一行进控制信号至一驱动单元，且若一第一判断单元接收到该防跌落预警信号及该行进控制信号，则发送一第一中断信号至一第一切换单元，进一步通过该第一切换单元阻止该控制单元发送带动该机器人朝向将跌落的方向行进的该行进控制信号到该驱动单元，从而达到实时判断且防止机器人跌落的功效。

Description

机器人防跌落系统

技术领域

本发明提供一种机器人防跌落系统，尤指一种能快速判别防跌落预警信号，以及当控制单元故障时，可通过另一独立电路以防止机器人跌落的防跌落系统。

背景技术

为方便家庭的环境清洁，现今对清洁机器人使用已趋于普遍，其能在各预定区域内自主移动，且同时吸入灰尘或异物进行清洁操作，这样的清洁机器人通常会设有相关传感装置，除了用于清洁路线上的障碍物外，还会进行对地传感以避免清洁机器人的跌落的情形发生。

实现防跌落传感的技术，现有技术上，通常会使用一传感单元进行对地的传感，而一控制单元则驱使一驱动单元进行移动，当该传感单元的传感距离变远时，该传感单元则判断清洁机器人与地面之间具有一高低位差，而使得清洁机器人有跌落的风险，如此，该传感单元则会产生一防跌落预警信号与该控制单元，以通过该控制单元停止控制该驱动单元进行移动。

然而，若仅使用该控制单元作上述相关作动，则容易因该控制单元无法实时判别该防跌落预警信号，而造成清洁机器人已跌落后，该控制单元才判别出其防跌落预警信号；又或是当该控制单元故障而无法判别时，该传感单元所发送的该防跌落传感信号则无法有效防止清洁机器人跌落等。因此，如何快速判别防跌落预警信号，以及防止因控制单元故障而无法防止清洁机器人跌落等问题，即是现今必须解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种机器人防跌落系统，其为与控制单元连接的一独立判别电路，主要通过传感单元判断机器人的行进方向会使该机器人跌落后，再由控制单元及第一判断单元进行相对应的动作，以驱使机器人停止移动或往原先行进方向的相反方向移动的防跌落系统，进以解决先前技术的问题。

本发明提供一种机器人防跌落系统，其包括：

一驱动单元，其设在一机器人内，该驱动单元驱动该机器人移动；

一传感单元，其设在该机器人的底部或周缘的其中之一或两者皆是，该传感单元发送一传感信号，该传感信号传感到该机器人在行进方向上将跌落时，该传感单元则生成一防跌落预警信号；

一控制单元，其设在该机器人内，该控制单元与该传感单元及该驱动单元相连接，该控制单元发送一行进控制信号至该驱动单元，以控制该驱动单元驱动该机器人进行移动，且该控制单元接收到该防跌落预警信号，该控制单元发送一防跌落控制信号至该驱动单元；

一第一判断单元，其设在该机器人内，该第一判断单元与该传感单元及该控制单元相连接，且该第一判断单元在接收到防跌落预警信号的状态下，该第一判断单元收到为带动该机器人朝向将跌落的方向行进的该行进控制信号，该第一判断单元则发送一第一中断信号；以及

一第一切换单元，其设在该机器人内，该第一切换单元与该第一判断单元相连接，且设于该控制单元与该驱动单元之间，该第一切换单元收到该第一中断信号，即阻止该控制单元发送带动该机器人朝向将跌落的方向行进的该行进控制信号到该驱动单元。

较佳地，该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向前移动的前进信号，而该传感单元设在该机器人前方，该防跌落预警信号为防止机器人向前移动而跌落的前进防跌落预警信号，该控制单元在接收到该前进防跌落预警信号时，该控制单元则停止发送该前进信号，且再发送该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向后移动的后退信号。

较佳地，该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向后移动的后退信号，而该传感单元设在该机器人后方，该防跌落预警信号为防止机器人向后移动而跌落的后退防跌落预警信号，该控制单元在接收到该后退防跌落预警信号时，该控制单元则停止发送该后退信号，且再发送该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向前移动的前进信号。

较佳地，所述机器人防跌落系统还包括：

一第二判断单元，该第二判断单元与该驱动单元及该控制单元相连接，该第二判断单元接收到该驱动单元的行进方向，与该控制单元的该行进控制信号行进方向不一致，该第二判断单元发送一第二中断信号；以及

一第二切换单元，该驱动单元经由该第二切换单元连接到该机器人所设的一电源供应单元，且该第二切换单元也连接该第二判断单元，该第二切换单元接收到第二中断信号时，该第二切换单元中断该驱动单元与该电源供应单元的连接。

附图说明

图1为本发明实施例的机器人防跌落系统的传感单元的前进传感状态示意图；

图2为本发明实施例的机器人防跌落系统的系统链接关系图；

图3为本发明实施例的机器人防跌落系统的控制电路图；

图4为本发明实施例的机器人防跌落系统的传感单元的退后传感状态示意图；

图5为本发明实施例的机器人防跌落系统内的行进方向判断的系统链接关系图。

附图标记说明：

100-机器人，10-传感单元，11-传感信号，12-防跌落预警信号，121-前进防跌落预警信号，122-后退防跌落预警信号，20-地面，30-驱动单元，40-控制单元，41-行进控制信号，411-前进信号，412-后退信号，42-防跌落控制信号，50-第一判断单元，51-第一中断信号，60-第一切换单元，70-第二判断单元，71-第二中断信号，80-第二切换单元，90-电源供应单元。

具体实施方式

以下将描述具体的实施例以说明本发明的实施态样，但其并非用以限制本发明所欲保护的范畴。

请参阅图1至图4，其为本发明的防跌落系统的传感单元的前进传感状态示意图、系统链接关系图、控制电路图及传感单元的退后传感状态示意图。如图所示，本发明的机器人防跌落系统所设置的一传感单元10具体设置于一机器人100的底盘位置上，通过该传感单元10进行该机器人100与一地面20之间的传感动作，以判断该机器人100的行进方向是否会使得该机器人100跌落，如此，当该传感单元10进行传感而发送一传感信号11，若出现该传感信号11的传感距离变长或该传感单元10无法接收到回传信号等状况时，该传感单元10则会生成一防跌落预警信号12。

然而，该机器人100是通过一驱动单元30进行驱动，以使得该机器人100可进行前进或后退等移动动作，且其前进或后退的移动动作则是通过一控制单元40与该驱动单元30相连接，以通过该控制单元40发送一行进控制信号41至该驱动单元30后，该驱动单元30即可依照该行进控制信号41驱使该机器人100进行前进或后退的动作，如此，该行进控制信号41为一驱动该机器人100向前移动的前进信号411或一驱动该机器人100向后移动的后退信号412，当该驱动单元30接收到该前进信号411时，则会驱使该机器人100前进，但若是接收到该后退信号412时，该驱动单元30则驱使该机器人100后退。当该控制单元40与该传感单元10相连接以接收到该防跌落预警信号12时，该控制单元40则立即停止发送该行进控制信号41(无论是该前进信号411还是该后退信号412)，而当该驱动单元30未接收到该行进控制信号41时，则会相对地停止驱动该机器人100。另外，该控制单元40除了可停止发送该行进控制信号41外，还进一步地发送与原先行进方向相反的该防跌落控制信号42，例如，若原先发送的该行进控制信号41为该前进信号411时，在接收到该防跌落预警信号12后，该控制单元40则发送该防跌落控制信号42(亦如该后退信号412)，以驱使该机器人100远离其跌落区域。

除了上述动作，本发明还设有一第一判断单元50，该第一判断单元50与该传感单元10及该控制单元40相连接以接收该防跌落预警信号12及该行进控制信号41(具体来说是该前进信号411)，具体来说，该第一判断单元50是通过一第一切换单元60与该控制单元40相连接以接收该行进控制信号41。且该第一判断单元50与该第一切换单元60相连接，且该第一切换单元60设于该控制单元40与该驱动单元30之间，当该第一判断单元50接收到该防跌落预警信号12时，会先判断是否收到该行进控制信号41(即为该前进信号411)，若该第一判断单元50接收到该防跌落预警信号12的同时，亦收到该行进控制信号41，该第一判断单元50则会发送一第一中断信号51至一第一切换单元60，通过该第一切换单元60中断该控制单元40发送该行进控制信号41至该驱动单元30之间的连接，以阻止该控制单元40发送带动该机器人100朝向将跌落的方向行进的该行进控制信号41到该驱动单元30。具体来说，该防跌落预警信号12可为一前进防跌落预警信号121或一后退防跌落预警信号122，当该第一判断单元50接收到该前进防跌落预警信号121的同时，还收到为带动该机器人100朝向将跌落的方向行进的该前进信号411时，其代表该控制单元40虽接收到该前进防跌落预警信号121，但却未作出或尚未作出相对应的动作，而持续发送该前进信号411至该驱动单元30，故该第一判断单元50立即生成该第一中断信号51，且将该第一中断信号51发送至该第一切换单元60，而该第一切换单元60的设置位置，具体为该控制单元40发送该前进信号411至该驱动单元30的连接信道上，该第一切换单元60即可中断该控制单元40发送该前进信号411至该驱动单元30之间的连接，进以阻止该控制单元40发送带动该机器人100朝向将跌落的方向行进的该前进信号411到该驱动单元30，如此，纵使该控制单元40持续传输该前进信号411，该驱动单元30亦不会因接收到该前进信号411而作出相对应的动作，进以通过上述动作，强制停止该驱动单元30驱动该机器人100前进(如图1所示)。

此外，该第一判断单元50也可用于判断往后退的行进方向的相关信号，例如当该控制单元40发送该后退信号412至该驱动单元30以驱使该机器人100后退时，若该传感单元10传感到该机器人100的行进方向上即将跌落时，该传感单元10则会发送该后退防跌落预警信号122至该第一判断单元50，当该第一判断单元50接收到该后退防跌落预警信号122时，则会先判断是否收到该行进控制信号41(即为该后退信号412)，若该第一判断单元50接收到该后退防跌落预警信号122的同时，还收到为带动该机器人100朝向将跌落的方向行进的该后退信号412时，该第一判断单元50则会发出该第一中断信号51至该第一切换单元60，以通过该第一切换单元60中断该控制单元40发送该后退信号412至该驱动单元30之间的连接，以阻止该控制单元40发送带动该机器人100朝向将跌落的方向行进的该后退信号412到该驱动单元30(如图4所示)。

请参阅图5，其为本发明实施例的防跌落系统内的行进方向判断的系统链接关系图，且请一并参阅图2。如图所示，当该控制单元40发送该行进控制信号41至该驱动单元30，以通过该驱动单元30驱使该机器人100前进或后退时，该第二判断单元70也会接收到该行进控制信号41，其中，一第二切换单元80设置于与该驱动单元30与一电源供应单元90之间，而该第二判断单元70则与该第二切换单元80相连接，且该驱动单元30经由该第二切换单元80连接到该机器人100所设的该电源供应单元90，故当该驱动单元30驱动该机器人前进或后退时，该第二判断单元70则接收到该驱动单元30的行进方向(例如电流信号)，而该控制单元40发送该行进控制信号41至该驱动单元30时，该第二判断单元70也会接收该控制单元40所发送的该行进控制信号41，例如当该驱动单元30欲进行顺转而驱使该机器人前进时，该驱动单元30则会接收到正电流的电力以驱动该驱动单元30进行顺转，但若该驱动单元30欲进行逆转而驱使该机器人退后时，该驱动单元30则会接收到负电流的电力以驱动该驱动单元30进行逆转等，如此，当该第二判断单元70接收到该驱动单元30的行进方向(例如正电流或负电流的电力)及该行进控制信号41时，该第二判断单元70则开始比较该行进控制信号41及该驱动单元30的行进方向是否一致，若该第二判断单元70比较出该行进控制信号41与该驱动单元30的行进方向不一致时，该第二判断单元70则发送一第二中断信号71至一第二切换单元80，以通过该第二切换单元80中断该驱动单元30与该电源供应单元90的连接。

在上列详细说明针对本发明的一可行实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的保护范围中。

Claims (4)

1.一种机器人防跌落系统，其特征在于，包括：

一驱动单元，其设在一机器人内，该驱动单元驱动该机器人移动；

一传感单元，其设在该机器人的底部或周缘的其中之一或两者皆是，该传感单元发送一传感信号，该传感信号传感到该机器人在行进方向上将跌落时，该传感单元则生成一防跌落预警信号；

一控制单元，其设在该机器人内，该控制单元与该传感单元及该驱动单元相连接，该控制单元发送一行进控制信号至该驱动单元，以控制该驱动单元驱动该机器人进行移动，且该控制单元接收到该防跌落预警信号，该控制单元发送一防跌落控制信号至该驱动单元；

一第一判断单元，其设在该机器人内，该第一判断单元与该传感单元及该控制单元相连接，且该第一判断单元在接收到防跌落预警信号的状态下，该第一判断单元收到为带动该机器人朝向将跌落的方向行进的该行进控制信号，该第一判断单元则发送一第一中断信号；以及

一第一切换单元，其设在该机器人内，该第一切换单元与该第一判断单元相连接，且设于该控制单元与该驱动单元之间，该第一切换单元收到该第一中断信号，即阻止该控制单元发送带动该机器人朝向将跌落的方向行进的该行进控制信号到该驱动单元。

2.根据权利要求1所述的机器人防跌落系统，其特征在于，该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向前移动的前进信号，而该传感单元设在该机器人前方，该防跌落预警信号为防止机器人向前移动而跌落的前进防跌落预警信号，该控制单元在接收到该前进防跌落预警信号时，该控制单元则停止发送该前进信号，且再发送该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向后移动的后退信号。

3.根据权利要求2所述的机器人防跌落系统，其特征在于，该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向后移动的后退信号，而该传感单元设在该机器人后方，该防跌落预警信号为防止机器人向后移动而跌落的后退防跌落预警信号，该控制单元在接收到该后退防跌落预警信号时，该控制单元则停止发送该后退信号，且再发送该行进控制信号为该驱动单元驱动该机器人向前移动的前进信号。

4.根据权利要求3所述的机器人防跌落系统，其特征在于，所述机器人防跌落系统还包括：

一第二判断单元，该第二判断单元与该驱动单元及该控制单元相连接，该第二判断单元接收到该驱动单元的行进方向，与该控制单元的该行进控制信号行进方向不一致，该第二判断单元发送一第二中断信号；以及

一第二切换单元，该驱动单元经由该第二切换单元连接到该机器人所设的一电源供应单元，且该第二切换单元也连接该第二判断单元，该第二切换单元接收到第二中断信号时，该第二切换单元中断该驱动单元与该电源供应单元的连接。

Images