CN113243860B - 扫地机器人及其滚轮故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扫地机器人及其滚轮故障检测方法，该方法包括：向滚轮发射光信号；接收所述光信号经滚轮反射后的反射光信号；将接收到开机信号或接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点；根据从始点开始经历预设时长的反射光信号，做出滚轮状态的判断；当滚轮状态异常时，限制反射光信号对扫地机器人的控制，从而，当滚轮状态异常时，限制反射光信号对扫地机器人的控制，也就是说，忽略滚轮状态异常的报警，只使用扫地机器人其他内置的控制方式控制扫地机器人的行为，从而可以提高扫地机器人的工作效率高。

Description

扫地机器人及其滚轮故障检测方法

技术领域

本发明涉及扫地机器人，特别是涉及扫地机器人的滚轮故障检测。

背景技术

传统技术中，扫地机器人的两侧通常设置有驱动轮，用以在工作区域内移动工作。扫地机器人可以设置传感器以监测工作状态。为了满足扫地机器人小型化的设计要求，扫地机器人可以在两个驱动轮中间的适当位置设置从动的滚轮。传感器监测滚轮的状态，以反映扫地机器人的工作状态。例如，扫地机器人被障碍物阻止移动时，传感器可以监测到滚轮静止的状态，从而，扫地机器人发出工作异常的示警。

上述传统技术存在以下技术问题：

当扫地机器人的滚轮由于缠绕头发等异物导致滚轮静止时，传感器可以监测到滚轮静止的状态，从而，扫地机器人发出工作异常的示警。这样，扫地机器人的工作异常示警时间长会导致干扰用户。另外，在扫地机器人中建立的行为模型中，将滚轮静止视为扫地机器人遇到障碍物，需要进行转向，在转向完成后继续工作。这样，发生异物缠绕滚轮时，扫地机器人始终判定遇到障碍物，不停地转向，使得扫地机器人工作效率低下。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种使得扫地机器人的工作效率高的技术方案。

一种扫地机器人的滚轮故障检测方法，包括：

向滚轮发射光信号；

接收所述光信号经滚轮反射后的反射光信号；

将接收到开机信号或接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点；

根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，做出滚轮状态的判断；

当滚轮状态异常时，限制根据反射光信号对扫地机器人的控制。

当滚轮状态异常时，限制反射光信号对扫地机器人的控制，也就是说，忽略滚轮状态异常的报警，只使用扫地机器人其他内置的控制方式控制扫地机器人的行为，从而可以提高扫地机器人的工作效率高。

在其中一个实施例中，所述将接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点的步骤，具体包括：

将接收到扫地机器人转向完成预设角度的信号的时点，作为始点；或

将接收到扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值的时点，作为始点。

扫地机器人转向完成预设角度，可以表明扫地机器人转弯完成。或者，扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值，可以表明扫地机器人转弯完成。将扫地机器人转弯完成作为反射光信号的采样周期的起点，并进一步根据及时获取的反射光信号进行滚轮状态的判断，从而可以及时调整控制扫地机器人的方式，提高扫地机器人的工作效率。

在其中一个实施例中，所述根据从始点开始经历预设时长的反射光信号，具体包括：

所述发射光信号为光脉冲信号，所述预设时长由从始点开始经历的光脉冲信号的预设周期数来确定。

设置反射光信号的采样周期，并根据采样周期内获得的反射光信号进行滚轮状态的判断，而不必即时采样、即时判断，降低了运算的能耗。

在其中一个实施例中，所述接收光信号经滚轮反射后的反射光信号的步骤具体包括：

接收滚轮至少两个不同的反光区的反射光信号。

接收滚轮至少两个不同的反光区的反射光信号，通过不同的反光区使得反射光信号发生明显的强度变化，从而可以提高滚轮静止的识别精度。

在其中一个实施例中，所述做出滚轮状态的判断，具体包括：

当所述反射光信号强度未做周期性变化时，做出滚轮状态异常的判断。

当反射光信号的强度未做出周期性变化时，从而可以准确判断滚轮的故障状态，提高滚轮异常的识别精度。

本申请还提供一种扫地机器人，包括：

发射模块，用于向滚轮发射光信号；

接收模块，用于接收所述光信号经滚轮反射后的反射光信号；

启动模块，用于将接收到开机信号或接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点；

判断模块，用于根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，做出滚轮状态的判断；

控制模块，用于当滚轮状态异常时，限制根据反射光信号对扫地机器人的控制。

当滚轮状态异常时，限制反射光信号对扫地机器人的控制，也就是说，忽略滚轮状态异常的报警，只使用扫地机器人其他内置的控制方式控制扫地机器人的行为，从而可以提高扫地机器人的工作效率高。

在其中一个实施例中，所述启动模块具体用于：

将接收到扫地机器人转向完成预设角度的信号的时点，作为始点；或

将接收到扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值的时点，作为始点。

扫地机器人转向完成预设角度，可以表明扫地机器人转弯完成。或者，扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值，可以表明扫地机器人转弯完成。将扫地机器人转弯完成作为反射光信号的采样周期的起点，并进一步根据及时获取的反射光信号进行滚轮状态的判断，从而可以及时调整控制扫地机器人的方式，提高扫地机器人的工作效率。

在其中一个实施例中，所述判断模块具体用于：

根据从始点开始经历预设数量的发射光信号，做出滚轮状态的判断。

设置反射光信号的采样周期，并根据采样周期内获得的反射光信号进行滚轮状态的判断，而不必即时采样、即时判断，降低了运算的能耗。

在其中一个实施例中，所述滚轮至少两个不同的反光区，以反射光信号。

接收滚轮至少两个不同的反光区的反射光信号，通过不同的反光区使得反射光信号发生明显的强度变化，从而可以提高滚轮静止的识别精度。

在其中一个实施例中，所述判断模块具体用于：

当所述反射光信号强度未做周期性变化时，做出滚轮状态异常的判断。

当反射光信号的强度未做出周期性变化时，从而可以准确判断滚轮的故障状态，提高滚轮异常的识别精度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的扫地机器人的滚轮故障检测方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的扫地机器人结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

图1为本申请实施例提供的扫地机器人的滚轮故障检测方法的流程图，具体包括以下步骤：

S100：向滚轮发射光信号。

扫地机器人可以借助发出的光信号以及光信号在环境中的反射来实现运动部件运行状态的侦测。例如，扫地机器人可以设置光信号发射器和光信号接收器。扫地机器人的光信号发射器发出的光信号，传播中遇到待侦测部件时，发生反射。扫地机器人的光信号接收器接收光信号的反射光信号。扫地机器人根据反射光信号的强度确定带侦测运动部件的运行状态。反射光信号的强度可以通过电信号来体现，例如电信号的电压值。在本申请提供的实施例中，扫地机器人借助光信号及光信号反射产生的反射光信号来确定扫地机器人的滚轮的运行状态。

通常，扫地机器人的两侧设置有驱动轮，用以在工作区域内移动工作。在对扫地机器人的工作状态监测时，可以通过侦测驱动轮的运行状态来实现。这种监测方式的缺点可能来自于扫地机器人底部被悬空时，驱动轮空转。也就是说，驱动轮运行状态正常，但是，扫地机器人工作异常。另一方面，实现驱动轮侦测时，需要在驱动轮附近设置侦测结构。而驱动轮通常由于小型化的设计需求设置于扫地机器人边缘。在扫地机器人边缘设置侦测机构会导致扫地机器人尺寸增大。因此，在对扫地机器人的工作状态监测时，可以通过侦测从动滚轮的运行状态来实现。从动滚轮运动，说明扫地机器人在移动工作，反之，从动滚轮静止，说明扫地机器人处于原地。本申请即是通过从动的滚轮的运行状态来表征扫地机器人的工作状态。

S200：接收所述光信号经滚轮反射后的反射光信号。

扫地机器人可以设置光信号接收器以便接收光信号经环境反射后的反射光信号。具体的，扫地机器人的光信号接收器接收光信号传播过程中遇到滚轮时的反射光信号。反射光信号可以是光脉冲信号。在扫地机器人的控制程序中，反射光信号的强度值可以体现为电信号的电压值。

S300：将接收到开机信号或接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点。

S400：根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，做出滚轮状态的判断。

扫地机器人开机，可以作为反射光信号的采样周期的始点。从始点开始的经历的预设时长可以作为反射光信号的采样周期。根据采样周期内的反射光信号，做出滚轮状态的判断。从而，在扫地机器人开机后可以及时获得滚轮的状态。

扫地机器人工作中在障碍物附近容易发生故障。例如，扫地机器人被障碍物阻挡，或者扫地机器人与障碍物发生碰撞导致部分零部件失效。扫地机器人根据内置的控制程序通常在障碍物附近进行避障转向。扫地机器人转弯完成可以作为反射光信号的采样周期的始点。从始点开始的经历的预设时长可以作为反射光信号的采样周期。根据采样周期内的反射光信号，做出滚轮状态的判断。从而，可以在扫地机器人转弯后可以及时获得滚轮的状态。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述将接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点的步骤，具体包括：

将接收到扫地机器人转向完成预设角度的信号的时点，作为始点；或

将接收到扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值的时点，作为始点。

扫地机器人转向完成预设角度，可以表明扫地机器人转弯完成。例如，扫地机器人可以设置陀螺仪以表征扫地机器人的转弯角度。在扫地机器人的内部控制程序中预设角度。扫地机器人转过预设角度表示转弯完成。

扫地机器人开始直线行走，可以表明扫地机器人转弯完成。扫地机器人转弯过程中，位列两侧的驱动轮之间具有差速值。两侧的驱动轮之间的差速值达到零值，并且速度值不为零值时，说明扫地机器人开始直线行走，表明扫地机器人转向完成。

将扫地机器人转弯完成作为反射光信号的采样周期的始点，从始点开始的经历的预设时长可以作为反射光信号的采样周期。并进一步根据及时获取的反射光信号进行滚轮状态的判断，从而可以及时调整控制扫地机器人的方式，提高扫地机器人的工作效率。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，具体包括：

所述发射光信号为光脉冲信号，所述预设时长由从始点开始经历的光脉冲信号的预设周期数来确定。

发射光信号可以是脉冲光信号。扫地机器人经历的预设时长，可以通过发射光信号经历的预设周期数来表征。假设，一个周期为0.02s，预设时长为2s时，预设周期数对应的为100个周期。设置反射光信号的采样周期，并根据采样周期内获得的反射光信号进行滚轮状态的判断，而不必即时采样、即时判断，降低了运算的能耗。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述做出滚轮状态的判断，具体包括：

当所述反射光信号强度未做周期性变化时，做出滚轮状态异常的判断。

扫地机器人运行正常时，扫地机器人的光信号接收器接收光信号传播过程中遇到滚轮时的反射光信号。滚轮运转一周，反射光信号随之进行一个周期的变化。当反射光信号强度未做周期性变化时，说明滚轮状态异常。例如，滚轮由于缠绕异物而停止转动。当反射光信号的强度未做出周期性变化时，从而可以准确判断滚轮的故障状态，提高滚轮异常的识别精度。

S500：当滚轮状态异常时，限制根据反射光信号对扫地机器人的控制。

反射光信号可以作为扫地机器人控制的因素之一。例如，光脉冲信号在滚轮上进行反射，通过对反射光信号的脉冲计数可以获得扫地机器人的移动距离。假设经历100个光脉冲信号，可以反映扫地机器人移动5m。扫地机器人每移动5m进行转向。当扫地机器人遭遇障碍物时，滚轮的反射光信号的强度不变，扫地机器人根据反射光信号的特征，进行转向。当滚轮状态异常时，例如，滚轮中缠绕了头发等异物导致停止转动。假设，对反射光信号的控制不进行限制，那么扫地机器人就会不停的进行转向，进而导致扫地机器人工作效率低下。在本申请中，发现滚轮状态异常时，对反射光信号进行限制。具体的限制手段可以是忽略反射光信号，也可以是屏蔽反射光信号。这样，扫地机器人在该周期内不会在根据反射光信号进行扫地机器人的行为控制。除非，在下一个反射光信号的采样周期，做出滚轮状态正常的判断，才会继续使用反射光信号对扫地机器人进行行为控制。

在本申请提供的实施例中，当滚轮状态异常时，限制反射光信号对扫地机器人的控制，也就是说，忽略滚轮状态异常的报警，只使用扫地机器人其他内置的控制方式控制扫地机器人的行为，从而可以提高扫地机器人的工作效率高。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述接收光信号经滚轮反射后的反射光信号的步骤具体包括：

接收滚轮至少两个不同的反光区的反射光信号。

滚轮可以设置至少两个不同的反光区。例如，滚轮可以圆周表面间隔设置凹纹或凸纹。或者，滚轮圆周表面可以设置明暗相间的条纹。即使滚轮转动很小的角度，不同的反光区仍然可带来第二反射光信号强度的显著变化，使得滚轮的转动被侦测到，提高滚轮故障的识别精度。

以上是本申请实施例提供的方法，基于同样的思路，请参照图2，为本申请实施例提供的扫地机器人。

扫地机器人包括：

发射模块11，用于向滚轮发射光信号；

接收模块12，用于接收所述光信号经滚轮反射后的反射光信号；

启动模块13，用于将接收到开机信号或接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点；

判断模块14，用于根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，做出滚轮状态的判断；

控制模块15，用于当滚轮状态异常时，限制根据反射光信号对扫地机器人的控制。

当滚轮状态异常时，限制反射光信号对扫地机器人的控制，也就是说，忽略滚轮状态异常的报警，只使用扫地机器人其他内置的控制方式控制扫地机器人的行为，从而可以提高扫地机器人的工作效率高。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，在其中一个实施例中，所述启动模块13具体用于：

将接收到扫地机器人转向完成预设角度的信号的时点，作为始点；或

将接收到扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值的时点，作为始点。

扫地机器人转向完成预设角度，可以表明扫地机器人转弯完成。或者，扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值，可以表明扫地机器人转弯完成。将扫地机器人转弯完成作为反射光信号的采样周期的始点，并进一步根据及时获取的反射光信号进行滚轮状态的判断，从而可以及时调整控制扫地机器人的方式，提高扫地机器人的工作效率。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述判断模块14具体用于：

根据从始点开始经历预设数量的发射光信号，做出滚轮状态的判断。

设置反射光信号的采样周期，并根据采样周期内获得的反射光信号进行滚轮状态的判断，而不必即时采样、即时判断，降低了运算的能耗。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，在其中一个实施例中，所述滚轮至少两个不同的反光区，以反射光信号。

接收滚轮至少两个不同的反光区的反射光信号，通过不同的反光区使得反射光信号发生明显的强度变化，从而可以提高滚轮静止的识别精度。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，在其中一个实施例中，所述判断模块14具体用于：

当所述反射光信号强度未做周期性变化时，做出滚轮状态异常的判断。

当反射光信号的强度未做出周期性变化时，从而可以准确判断滚轮的故障状态，提高滚轮异常的识别精度。

本申请实施例还提供一种扫地机器人，包括：

基体；

安装于基体的由电机驱动的驱动轮；

安装于基体的从动的滚轮；

安装于基体，并且朝滚轮发射脉冲信号的信号发射器；

安装于基体，并且接收滚轮对所述脉冲信号的反射信号的信号接收器；

控制器，与所述电机、所述信号发射器、信号接收器、驱动轮电性连接，用于：

根据信号接收器接收到的反射信号确定滚轮的运行状态；

当滚轮的运行状态异常时，限制反射信号对驱动轮的控制。

下面介绍本申请实施的具体应用场景：

扫地机器人可以设置光信号发射器以便发射脉冲光信号。扫地机器人可以设置光信号接收器以便接收光信号经滚轮反射后的反射光信号。扫地机器人开机，可以作为反射光信号的采样周期的始点。从始点开始的经历的预设时长可以作为反射光信号的采样周期。根据采样周期内的反射光信号，做出滚轮状态的判断。从而，在扫地机器人开机后可以及时获得滚轮的状态。扫地机器人转弯完成可以作为反射光信号的采样周期的始点。扫地机器人转向完成预设角度，可以表明扫地机器人转弯完成。当然，扫地机器人两侧的驱动轮之间的差速值达到零值，并且速度值不为零值时，说明扫地机器人开始直线行走，表明扫地机器人转向完成。从始点开始的经历的预设时长可以作为反射光信号的采样周期。根据采样周期内的反射光信号，做出滚轮状态的判断。从而，可以在扫地机器人转弯后可以及时获得滚轮的状态。当滚轮状态异常时，例如，滚轮中缠绕了头发等异物导致停止转动。扫地机器人进行转向，转向完成后，由于反射光信号不变，从而可以根据采样周期内的反射光信号，可以做出滚轮异常的判断。限制反射光信号对扫地机器人的行为控制。扫地机器人继续直线工作，从而可以提高扫地机器人的工作效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种扫地机器人的滚轮故障检测方法，其特征在于，包括：

向滚轮发射光信号；

接收所述光信号经滚轮反射后的至少两个反射光信号；

将接收到开机信号或接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点；

根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，做出滚轮状态的判断；

当滚轮状态正常时，根据反射光信号对扫地机器人进行行走行为控制；

当滚轮状态异常时，限制根据反射光信号对扫地机器人的控制，使用扫地机器人其他内置的控制方式控制扫地机器人的行为。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点的步骤，具体包括：

将接收到扫地机器人转向完成预设角度的信号的时点，作为始点；或

将接收到扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值的时点，作为始点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，具体包括：

所述发射光信号为光脉冲信号，所述预设时长由从始点开始经历的光脉冲信号的预设周期数来确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收光信号经滚轮反射后的反射光信号的步骤具体包括：

接收滚轮至少两个不同的反光区的反射光信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述做出滚轮状态的判断，具体包括：

当所述反射光信号强度未做周期性变化时，做出滚轮状态异常的判断。

6.一种扫地机器人，其特征在于，包括：

发射模块，用于向滚轮发射光信号；

接收模块，用于接收所述光信号经滚轮反射后的至少两个反射光信号；

启动模块，用于将接收到开机信号或接收到扫地机器人转弯完成的信号作为始点；

判断模块，用于根据从始点开始经历预设时长期间内的反射光信号，做出滚轮状态的判断；

控制模块，当滚轮状态正常时，根据反射光信号对扫地机器人进行行走行为控制；当滚轮状态异常时，限制根据反射光信号对扫地机器人的控制。

7.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述启动模块具体用于：

将接收到扫地机器人转向完成预设角度的信号的时点，作为始点；或

将接收到扫地机器人的两个驱动轮的差速值从非零值变化达到零值并且速度值为非零值的时点，作为始点。

8.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述判断模块具体包括：

当所述发射光信号为光脉冲信号时，所述预设时长由从始点开始经历的光脉冲信号的预设周期数来确定。

9.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述滚轮至少两个不同的反光区，以反射光信号。

10.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述判断模块具体用于：

当所述反射光信号强度未做周期性变化时，做出滚轮状态异常的判断。

Images