CN112020041B - 一种清洁机器人与基站的通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种清洁机器人与基站的通信系统，涉及清洁机器人技术领域。基站包括基站控制器，清洁机器人包括机器人控制器、与机器人控制器连接的红外传感器，基站还包括与基站控制器连接的第一红外信号接收器；机器人控制器，用于控制红外传感器在传感器检测模式和通信模式之间切换；红外传感器处于通信模式时，红外传感器用于向第一红外信号接收器发送第一红外通信信号。采用本申请无需在基站上额外设置网络装置，节省成本。

Description

一种清洁机器人与基站的通信系统

技术领域

本申请涉及清洁机器人技术领域，特别是涉及一种清洁机器人与基站的通信系统。

背景技术

清洁机器人因能够自主的对地面进行清洁，已被广泛应用于家庭用户。为了提高清洁机器人的工作能力，清洁机器人还配有基站，基站可以向清洁机器人充电，或将清洁机器人的尘盒中的灰尘抽吸出来，或对清洁机器人的拖布进行清洁，或向清洁机器人的水箱加水。而为了实现上述功能，基站通常需要与清洁机器人通信。

为了使基站与清洁机器人通信，目前通常采用的方式为：在基站上设置网络装置，以使基站连接到网络上，而清洁机器人通常也设置有网络装置，可以连接到网络，基站与清洁机器人可以通过网络进行通信。

然而，为了使基站与清洁机器人通信，在基站上额外设置网络装置，会使基站的成本过高。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种清洁机器人与基站的通信系统，无需在基站上额外设置网络装置，可以节省成本。具体技术方案如下：

一种清洁机器人与基站的通信系统，所述基站包括基站控制器，所述清洁机器人包括机器人控制器、与所述机器人控制器连接的红外传感器，所述基站还包括与所述基站控制器连接的第一红外信号接收器；

所述机器人控制器，用于控制所述红外传感器在传感器检测模式和通信模式之间切换；

所述红外传感器处于通信模式时，所述红外传感器用于向所述第一红外信号接收器发送第一红外通信信号。

可选的，所述红外传感器为以下传感器之一：红外沿墙传感器、红外障碍物传感器、红外悬崖传感器。

可选的，所述机器人控制器，用于在检测到清洁机器人回到基站时，控制所述红外传感器切换至通信模式。

可选的，所述基站包括第一充电电极，所述清洁机器人包括第二充电电极；

所述机器人控制器，用于在检测到第一充电电极与第二充电电极对接成功时，确定所述清洁机器人回到基站。

可选的，在所述清洁机器人回到基站时，所述红外传感器与所述第一红外信号接收器位置相对。

可选的，所述清洁机器人和/或所述基站设置有信号反射结构，以使所述红外传感器发射的第一红外通信信号经由所述信号反射结构反射至所述第一红外信号接收器。

可选的，所述红外传感器，用于向所述第一红外信号接收器发送包含不同脉冲宽度的第一红外通信信号。

可选的，所述第一红外通信信号包括以下通信数据之一或任意组合：抽尘指令、清洗拖布指令、补水指令、烘干指令、排污指令、清洁机器人的电量信息、清洁机器人的清扫进度信息、清洁机器人的清扫时长。

可选的，所述清洁机器人包括回充红外接收器，所述基站包括回充红外发射器；

所述基站控制器，用于控制所述回充红外发射器在回充信号发射模式和通信模式之间切换；

所述回充红外发射器处于通信模式时，所述回充红外发射器用于向所述回充红外接收器发送对基站通信数据编码而成的第二红外通信信号，以使所述机器人控制器通过所述红外回充接收器接收的第二红外通信信号获取所述基站通信数据。

可选的，所述基站控制器，用于在检测到所述清洁机器人回到基站时，控制所述回充红外发射器切换至通信模式；

所述基站通信数据包括以下之一或任意组合：基站集尘容器的灰尘量信息，基站净水箱的水位信息，基站污水箱的水位信息。

本申请实施例提供的一种清洁机器人与基站的通信系统，清洁机器人包括机器人控制器、与机器人控制器连接的红外传感器，基站还包括与基站控制器连接的第一红外信号接收器；机器人控制器，用于控制红外传感器在传感器检测模式和通信模式之间切换；红外传感器处于通信模式时，红外传感器用于向第一红外信号接收器发送第一红外通信信号。相比于现有技术，本申请复用清洁机器人的红外传感器作为红外通信信号发射端，与基站上的第一红外信号接收器相互配合，可以实现清洁机器人向基站发送通信信号，无需在基站上额外设置网络装置，降低了成本。

另外，机器人控制器用于在检测到清洁机器人回到基站时，控制红外传感器切换至通信模式，在清洁机器人回到基站时，清洁机器人无需行进，也就无需采用红外传感器检测周围的环境信息，因此，仅在清洁机器人回到基站时复用清洁机器人的红外传感器处于通信模式，而不在清洁机器人行进时复用清洁机器人的红外传感器处于通信模式，不会影响清洁机器人的行进。且在清洁机器人回到基站时复用清洁机器人的红外传感器处于通信模式，可以实现清洁机器人与基站的通信，可以更好的实现基站对清洁机器人的操作，比如基站对清洁机器人充电、补水等。

另外，在清洁机器人回到基站时，红外传感器与所述第一红外信号接收器位置相对，使得第一红外信号接收器能够接收到红外传感器发射的第一红外通信信号，避免了第一红外信号接收器接收不到红外传感器发射的第一红外通信信号的问题。

另外，基站控制器，用于控制回充红外发射器在回充信号发射模式和通信模式之间切换；回充红外发射器处于通信模式时，回充红外发射器用于向回充红外接收器发送对基站通信数据编码而成的第二红外通信信号，以使机器人控制器通过红外回充接收器接收的第二红外通信信号获取基站通信数据。本申请复用基站的回充红外发射器作为红外通信信号发射端，以与清洁机器人的回充红外接收器通信，可以实现基站向清洁机器人发送通信信号，无需在基站上额外设置网络装置，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种清洁机器人与基站的通信系统示意图；

图2A为本申请实施例提供的一种清洁机器人的结构示意图；

图2B为本申请实施例提供的一种清洁机器人的结构示意图；

图2C为本申请实施例提供的一种清洁机器人的结构示意图；

图3A为本申请实施例提供的一种清洁机器人与基站的位置关系示意图；

图3B为本申请实施例提供的一种清洁机器人与基站的位置关系示意图；

图3C为本申请实施例提供的一种清洁机器人与基站的位置关系示意图；

图4为本申请实施例提供一种第一红外通信信号的脉冲示意图；

图5为本申请实施例提供的一种清洁机器人与基站的通信系统示意图；

图6为本申请实施例提供的一种红外传感器工作模式切换方法流程图；

图7为本申请实施例提供的一种回充红外发射器的工作模式切换方法流程图；

图8为本申请实施例提供的一种清洁机器人与基站的交互流程图。

附图标记说明：

1、清洁机器人；101、机器人控制器；102、红外传感器；103、回充红外接收器；104、红外沿墙传感器；105、红外悬崖传感器；106、红外障碍物传感器；2、基站；201、基站控制器；202、第一红外信号接收器；203、回充红外发射器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供了一种清洁机器人与基站的通信系统，基站2包括基站控制器201，清洁机器人1包括机器人控制器101、与机器人控制器101连接的红外传感器102，基站2还包括与基站控制器201连接的第一红外信号接收器202；机器人控制器101，用于控制红外传感器102在传感器检测模式和通信模式之间切换；红外传感器102处于通信模式时，红外传感器102用于向第一红外信号接收器202发送第一红外通信信号。

其中，清洁机器人1可以包括吸尘装置和尘盒，清洁机器人1可以通过吸尘装置将地面上的污物吸入尘盒中，清洁机器人1还可以包括拖布，以对地面进行擦拖，清洁机器人1还可以包括水箱，水箱可以向地面或拖布供水，以对地面进行湿拖。基站2可以包括以下之一或任意组合：用于向清洁机器人1充电的充电装置、用于对清洁机器人1的拖布进行清洁的拖布清洁装置、用于抽吸清洁机器人1的尘盒中污物的抽吸装置和集尘容器、用于向清洁机器人1的水箱补水的净水箱。

本申请实施例中，红外传感器102为清洁机器人1在移动过程中用于检测周围环境的传感器，基站2上可以设置有第一红外信号接收器202，机器人控制器101可以控制红外传感器102在传感器检测模式和通信模式之间切换。例如，在清洁机器人1处于行走状态时，清洁机器人1需要红外传感器102检测周围环境，机器人控制器101可以控制红外传感器102处于传感器检测模式，以检测清洁机器人1周围的环境。在清洁机器人1处于静止状态时，清洁机器人1无需红外传感器102检测周围环境，机器人控制器101可以控制红外传感器102处于通信模式。

红外传感器102可以为红外对管传感器，包括红外发射装置和红外接收装置，红外传感器102处于通信模式时，红外传感器102的红外发射装置可以将对机器人通信数据编码而成的第一红外通信信号发射出去，基站2上的第一红外信号接收器202可以接收该第一红外通信信号，以获取机器人通信数据。

可选的，红外传感器102可以为红外沿墙传感器104、红外障碍物传感器106或红外悬崖传感器105。

本申请实施例中，参见图2A，红外传感器102可以为红外悬崖传感器105，红外悬崖传感器105处可以位于清洁机器人1前侧的下方，红外悬崖传感器105处于传感器检测模式时，红外悬崖传感器105用于检测清洁机器人1的下方是否悬空。

或者，参见图2B，红外传感器102可以为红外沿墙传感器104，红外沿墙传感器104可以位于清洁机器人1的侧方，红外沿墙传感器104处于传感器检测模式时，红外沿墙传感器104可以检测清洁机器人1是否贴近障碍物/墙体，以使清洁机器人1沿障碍物/墙体行进。

或者，参见图2C，红外传感器102可以为红外障碍物传感器106，红外障碍物传感器106可以位于清洁机器人1的前方，红外障碍物传感器106处于传感器检测模式时，红外障碍物传感器106可以检测清洁机器人1前方是否有障碍物，以使清洁机器人1及时避障。

可选的，机器人控制器101用于在检测到清洁机器人1回到基站2时，控制红外传感器102切换至通信模式。

本申请实施例中，在清洁机器人1位于基站2外自移动清扫状态时，机器人控制器101可以控制红外传感器102处于传感器检测模式，在清洁机器人1回到基站2时，机器人控制器101可以控制红外传感器102处于通信模式。在清洁机器人1回到基站2后，基站2可以向清洁机器人1补水，或对清洁机器人1进行清洁，或向清洁机器人1充电，或将清洁机器人1的尘盒中的灰尘抽吸出来。

可选的，基站2包括第一充电电极，清洁机器人1包括第二充电电极；机器人控制器101，用于在检测到第一充电电极与第二充电电极对接成功时，确定清洁机器人1回到基站2。

本申请实施例中，在第一充电电极与第二充电电极对接成功时，基站2可以向清洁机器人1充电。机器人控制器101在检测到第二充电电极上的电压为充电电压时，表明第一充电电极与第二充电电极对接成功，确定清洁机器人1回到基站2。

可选的，在清洁机器人1回到基站2时，红外传感器102与第一红外信号接收器202位置相对。

一种实现方式中，参见图3A，红外传感器102为红外悬崖传感器105，在清洁机器人1回到基站2时，红外悬崖传感器105与第一红外信号接收器202的位置相对，以使第一红外信号接收器202能够容易的接收到红外悬崖传感器105发送的第一红外通信信号。

另一种实现方式中，参见图3B，红外传感器102为红外沿墙传感器104，在清洁机器人1回到基站2时，红外沿墙传感器104与第一红外信号接收器202的位置相对，以使第一红外信号接收器202能够容易的接收到红外沿墙传感器104发送的第一红外通信信号。

另一种实现方式中，参见图3C，红外传感器102为红外障碍物传感器106，在清洁机器人1回到基站2时，红外障碍物传感器106与第一红外信号接收器202的位置相对，以使第一红外信号接收器202能够容易的接收到红外沿墙传感器104发送的第一红外通信信号。

可选的，清洁机器人1和/或基站2设置有信号反射结构，以使红外传感器102发射的第一红外通信信号经由信号反射结构反射至第一红外信号接收器202。

本申请实施例中，清洁机器人1上可以设有信号反射结构，红外传感器102发射的第一红外通信信号可以经由信号反射结构反射至第一红外信号接收器202，以使第一红外信号接收器202能够容易的接收到红外沿墙传感器104发送的第一红外通信信号。或者，基站2设置有信号反射结构，红外传感器102发射的第一红外通信信号可以经由信号反射结构反射至第一红外信号接收器202，以使第一红外信号接收器202能够容易的接收到红外沿墙传感器104发送的第一红外通信信号。

可选的，红外传感器102，用于向第一红外信号接收器202发送包含不同脉冲宽度的第一红外通信信号。

本申请实施例中，红外传感器102可以发射对机器人通信数据编码而成的包含不同脉冲宽度的第一红外通信信号，以使基站2通过第一红外信号接收器202接收到的第一红外信号获取该机器人通信数据。其中，机器人通信数据包括以下通信数据之一或任意组合：抽尘指令、清洗拖布指令、补水指令、烘干指令、排污指令、清洁机器人的电量信息、清洁机器人的清扫进度信息、清洁机器人的清扫时长。

其中，机器人通信数据的编码方式可以如下：

将通信数据编码为由不同脉冲宽度组成的脉冲串，例如脉冲宽度为1.5ms代表数字0，脉冲宽度3ms代表数字1，红外传感器102发射包含该脉冲串的第一红外通信信号。其中，可以定义红外传感器102发送红外信号，相应的第一红外信号接收器202接收到红外信号产生低电平，红外传感器102不发送红外信号，相应的第一红外信号接收器202未接收到红外信号产生高电平。或者，可以定义红外传感器102发送红外信号，相应的第一红外信号接收器202接收到红外信号产生高电平，红外传感网不发送红外信号，相应的第一红外信号接收器202未接收到红外信号产生低电平。

例如，第一红外通信信号包括引导码和数据码，引导码作为信号起始端，引导码由9ms低电平加4.5ms高电平组成，数据码中脉冲宽度为1.5ms代表数字0，脉冲宽度3ms代表数字1。数据码为0001时，如图4所示，红外传感器102发射红外信号的顺序依次为：发射红外信号9ms、停止发射信号4.5ms、发射信号1.5ms、停止发射信号T(比如1.5ms)、发射信号1.5ms、停止发射信号T(比如1.5ms)、发射信号1.5ms、停止发射信号T(比如1.5ms)、发射信号3ms、停止发射信号T(比如1.5ms)。红外传感器102依此发射了1.5ms的脉冲、1.5ms的脉冲、1.5ms的脉冲和3ms的脉冲，也就是发射了数据码0001。

其中，数据码中的不同位的数值代表不同的信息，例如，数据码中第四位的数值为1，表示拖布清洁指令，基站2接收到该拖布清洁指令，会对清洁机器人1的拖布进行清洁。

可选的，参见图5，为了实现基站2向清洁机器人1发送数据，清洁机器人1包括回充红外接收器103，基站2包括回充红外发射器203；基站控制器201，用于控制回充红外发射器203在回充信号发射模式和通信模式之间切换；回充红外发射器203处于通信模式时，回充红外发射器203用于向回充红外接收器103发送对基站通信数据编码而成的第二红外通信信号，以使清洁机器人1控制器通过红外回充接收器接收的第二红外通信信号获取基站2通信数据。

本申请实施例中，在清洁机器人1处于基站2外进行清洁时，基站控制器201可以控制回充红外发射器203处于回充信号发射模式，以引导清洁机器人1回到基站2。在清洁机器人1回到基站2时，无需回充红外发射器203发射回充信号进行引导，基站控制器201可以控制回充红外发射器203处于通信模式，以使回充红外发射器203向回充红外接收器103发送对基站通信数据编码而成的第二红外通信信号，其中，基站通信数据的编码方式可以参见机器人通信数据的编码方式，本申请实施例在此不再赘述。

其中，第一红外信号接收器202接收到红外传感器102发射的红外信号时，基站控制器201确定清洁机器人1回到基站2。此处，如果将充电电极的电压信号作为回充红外发射器203的模式切换条件，清洁机器人1则不能控制基站2关闭充电功能，因为一但关闭，回充红外发射器203则会退出通信模式。

其中，基站通信数据包括以下之一或任意组合：基站集尘容器的灰尘量信息，基站净水箱的水位信息，基站污水箱的水位信息。

参见图6，本申请实施例提供了一种红外传感器的工作模式切换方法，应用于清洁机器人，具体步骤如下：

步骤601，检测清洁机器人的充电电极的电压。

步骤602，判断检测到的电压是否为充电电压。

若是，则执行步骤603；若否，则执行步骤604。

步骤603，控制红外传感器处于通信模式，以向第一红外信号接收器发送第一红外通信信号。

步骤604，控制红外传感器处于传感器检测模式，以检测清洁机器人周围环境。

其中，步骤601-604的具体实施过程可以参考上述通信系统，本申请实施例在此不再赘述。

参见图7，本申请实施例还提供了一种回充红外接收器的工作模式切换方法，应用于基站，具体步骤如下：

步骤701，判断第一红外信号接收器是否接收到红外传感器发射的第一红外通信信号。

若是，则执行步骤702；若否，则执行步骤703。

步骤702，控制回充红外发射器处于通信模式，以使回充红外发射器向回充红外接收器发送对基站通信数据编码而成的第二红外通信信号。

步骤703，控制回充红外发射器处于回充信号发射模式，以引导清洁机器人回到基站。

其中，步骤701-703的具体实施过程可以参考上述通信系统，本申请实施例在此不再赘述。

参见图8，本申请实施例还提供了一种清洁机器人与基站的交互流程图，具体步骤如下：

步骤801，基站通过回充红外发射器发射回充信号。

步骤802，在回充信号的引导作用下，清洁机器人向基站行进。

步骤803，若清洁机器人回到充电座，则基站向清洁机器人充电。

步骤804，若检测到第二充电电极的电压为充电电压，清洁机器人控制红外传感器处于通信模式。

步骤805，清洁机器人通过红外传感器向基站发送红外通信信号。

步骤806，若基站通过第一红外信号接收器接收到红外传感器发送的通信信号，基站控制回充红外发射器处于通信模式。

步骤807，基站通过回充红外发射器向清洁机器人发射对基站通信数据编码而成的红外通信信号。

其中，基站可以周期性的通过回充红外发射器向清洁机器人发射对基站通信数据编码而成的红外通信信号。

步骤808，若基站通信数据中的基站集尘容器的灰尘量信息表示基站集尘容器已满，则提示用户清理基站灰尘容器。

步骤809，若基站通信数据中的基站集尘容器的灰尘量信息表示基站集尘容器未满，清洁机器人通过红外传感器向基站发送抽吸指令。

步骤810，通过第一红外信号接收器接收到抽吸指令时，基站通过抽吸装置将清洁机器人尘盒中的污物抽吸入基站集尘容器中。

步骤811，若基站通信数据中的基站净水箱水位信息表示净水箱内无水，则提示用户加水。

步骤812，若基站通信数据中的基站净水箱水位信息表示净水箱内有水，清洁机器人通过红外传感器向基站发送清洗拖布指令。

步骤813，通过第一红外信号接收器接收到清洗拖布指令时，基站通过拖布清洁装置对拖布进行清洁。

步骤814，若基站通信数据中的基站净水箱水位信息表示净水箱内有水，且清洁机器人的水箱内无水，清洁机器人通过红外传感器向基站发送补水指令。

步骤815，通过第一红外信号接收器接收到补水指令时，基站通过净水箱向清洁机器人的水箱加水。

步骤816，若清洁机器人清洁结束，清洁机器人通过红外传感器向基站发送烘干指令。

其中，清洁机器人清洁结束指的是清洁机器人对需要清洁的区域已经清洁完成，无需离开基座继续清洁。因无需继续清洁，所以拖布无需保持湿润状态，可以烘干。

步骤817，通过第一红外信号接收器接收到烘干指令时，基站对清洁机器人的拖布进行烘干。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种清洁机器人与基站的通信系统，所述基站包括基站控制器，所述清洁机器人包括机器人控制器、与所述机器人控制器连接的红外传感器，其特征在于，所述基站还包括与所述基站控制器连接的第一红外信号接收器；

所述机器人控制器，用于控制所述红外传感器在传感器检测模式和通信模式之间切换；

所述红外传感器处于通信模式时，所述红外传感器用于向所述第一红外信号接收器发送第一红外通信信号；

其中，所述机器人控制器，用于在检测到清洁机器人回到基站时，控制所述红外传感器切换至通信模式。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述红外传感器为以下传感器之一：红外沿墙传感器、红外障碍物传感器、红外悬崖传感器。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述基站包括第一充电电极，所述清洁机器人包括第二充电电极；

所述机器人控制器，用于在检测到第一充电电极与第二充电电极对接成功时，确定所述清洁机器人回到基站。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，在所述清洁机器人回到基站时，所述红外传感器与所述第一红外信号接收器位置相对。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述清洁机器人和/或所述基站设置有信号反射结构，以使所述红外传感器发射的第一红外通信信号经由所述信号反射结构反射至所述第一红外信号接收器。

6.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述红外传感器，用于向所述第一红外信号接收器发送包含不同脉冲宽度的第一红外通信信号。

7.根据权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述第一红外通信信号包括以下通信数据之一或任意组合：抽尘指令、清洗拖布指令、补水指令、烘干指令、排污指令、清洁机器人的电量信息、清洁机器人的清扫进度信息、清洁机器人的清扫时长。

8.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述清洁机器人包括回充红外接收器，所述基站包括回充红外发射器；

所述基站控制器，用于控制所述回充红外发射器在回充信号发射模式和通信模式之间切换；

所述回充红外发射器处于通信模式时，所述回充红外发射器用于向所述回充红外接收器发送对基站通信数据编码而成的第二红外通信信号，以使所述清洁机器人控制器通过所述红外回充接收器接收的第二红外通信信号获取所述基站通信数据。

9.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述基站控制器，用于在检测到所述清洁机器人回到基站时，控制所述回充红外发射器切换至通信模式；

所述基站通信数据包括以下之一或任意组合：基站集尘容器的灰尘量信息，基站净水箱的水位信息，基站污水箱的水位信息。