CN113397438A - 停靠站、机器人系统及机器人系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及家用电器技术领域，公开了一种停靠站、机器人系统及机器人系统的控制方法。其中，停靠站包括停靠站本体和升降装置，升降装置与停靠站本体连接，在驱动力作用下沿高度方向位移，升降装置外表面设置有光识别区。机器人系统包括机器人本体和上述停靠站，机器人本体上方设置有信号扫描装置，信号扫描装置发射的信号扫描光路与水平面平行，且光路的高度与光识别区所能到达的其中一种高度相同。由此可通过调节升降装置的高度来调节光识别区的高度，当停靠站应用于机器人中时，光识别区的高度可调节至与机器人本体中的信号扫描装置发射的光路同等的高度，即，使得信号扫描装置能够准确照射至光识别区，进而确定停靠站的位置。

Description

停靠站、机器人系统及机器人系统的控制方法

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，特别是涉及一种停靠站、机器人系统及机器人系统的控制方法。

背景技术

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器、机器人吸尘器等，属于智能家用电器的一种，其能够凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地面清理工作。随着人们生活水平的提高，扫地机器人已经逐渐取代人力劳动，成为当前社会的主流产品之一。

目前的扫地机器人均采用自动回充技术，即，在机器人本体上设置红外接收装置，通过停靠站发射数组红外信号，红外接收装置接收到红外信号后，依据信号判断停靠站位置，进而自动移动至停靠站处进行充电。或者通过机器人本体上自带的LDS(Laser DirectStructuring，激光雷达)扫描周围特征点来判断停靠站位置。就后一种方法而言，其必须要求特征点和LDS位于同等高度的位置，否则LDS无法扫描到特征点，也就无法确定停靠站的位置。但是，现有的停靠站上一般均会设置有红外发射器，且红外发射器与机器人本体上的LDS位于相近高度，因此，在当前结构的停靠站上无法找到合适的位置设置特征点。

发明内容

基于此，有必要针对无法合理布置特征点的问题，提供一种停靠站、机器人系统及机器人系统的控制方法。

一种停靠站，包括：

停靠站本体；

升降装置，与所述停靠站本体连接，所述升降装置外表面设置有光识别区；

第一控制装置，与所述升降装置连接，用于控制所述升降装置升降，进而调整所述光识别区的高度。

在其中一个实施例中，所述升降装置包括升降架、传动机构和驱动机构，所述光识别区设置于所述升降架外表面，所述升降架与所述传动机构连接，所述传动机构与所述驱动机构连接，所述驱动机构为所述传动机构提供驱动力，使得所述传动机构带动所述升降架位移。

在其中一个实施例中，所述停靠站本体包括充电仓，所述充电仓内设置有充电接口，所述升降装置设置于所述充电仓外。

在其中一个实施例中，所述停靠站本体包括充电仓，所述充电仓内设置有充电接口，所述充电仓顶部设置有容置空间，所述升降装置为伸缩结构，一端固定于所述容置空间内，另一端可延伸出所述容置空间以及收缩至所述容置空间。

在其中一个实施例中，所述停靠站本体包括：

充电仓，其内设置有充电接口；

第一拖布仓，设置于所述充电仓的上方，用于存储待替换拖布；

第二拖布仓，与所述第一拖布仓并排设置，且位于所述第一拖布仓远离所述充电仓的一侧，用于存储已替换拖布；

所述升降架包括第一升降架和第二升降架，所述第一升降架和所述第二升降架分别设置于所述第一拖布仓、所述第二拖布仓的下方，用于沿高度方向传送拖布。

在其中一个实施例中，所述光识别区内包括若干间隔设置的凹凸结构；

或者，所述光识别区内包括若干黑白间隔设置的区块；

或者，所述光识别区内包括若干间隔设置的区块，相邻两个所述区块中的一个区块表面为斜面。

一种机器人系统，包括机器人本体和独立于机器人本体设置的上述停靠站，所述机器人本体设置有信号扫描装置，所述信号扫描装置发射的信号扫描光路与水平面平行，用于扫描所述光识别区，所述第一控制装置用于控制所述升降装置升降，以使所述光识别区的高度与所述信号扫描光路的高度相同。

在其中一个实施例中，所述信号扫描装置为激光雷达扫描设备。

在其中一个实施例中，还包括：

第二控制装置，设置于所述机器人本体内部，用于发送控制指令至所述停靠站；

所述第一控制装置用于接收所述第二控制装置的控制指令，并根据所述控制指令控制所述升降装置升降。

一种机器人系统的控制方法，包括：

接收机器人本体的控制指令，所述控制指令包括充电或停靠或更换拖布；

当所述控制指令为充电或停靠时，调节升降装置，以使机器人本体能够进入停靠站内充电或停靠；

当所述控制指令为更换拖布时，调节升降装置，以使机器人本体能够进入停靠站内更换拖布。

本申请提供的上述停靠站，包括停靠站本体和升降装置，且将光识别区设置于升降装置上，由此可通过调节升降装置的高度来调节光识别区的高度，当停靠站应用于机器人中时，光识别区的高度可调节至与机器人本体中的信号扫描装置发射的信号扫描光路同等的高度，即，使得扫描信号能够准确照射至光识别区，进而确定停靠站的位置。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的停靠站的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的停靠站的俯视示意图；

图3为本发明实施例2提供的机器人系统的结构示意图；

图4为本发明实施例2提供的机器人系统的结构示意图；

图5为本发明实施例2提供的机器人系统的结构示意图；

图6为光识别区的一种实施方式的结构示意图；

图7为光识别区的另一种实施方式的结构示意图。

附图标记：

11-停靠站本体；111-充电仓；112-第一拖布仓；113-第二拖布仓；114-拖布架；115-拖布；

12-升降装置；121-升降架；1211-第一升降架；1212-第二升降架；122-传动机构；1221-同步带；1222-同步轮；1223-锁扣；123-驱动机构；

13-光识别区；131-凹凸结构；132-斜面；

2-机器人本体；21-信号扫描装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件或者一个元件与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，并且应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域中的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

本实施例提供了一种停靠站，可应用于扫地机器人或者拖地机器人等需要停靠或自动回充或更换拖布的家用服务机器人或商用服务机器人，本申请实施例以及附图仅以拖地机器人为例进行说明。

如图1和图2所示，该停靠站包括停靠站本体11和升降装置12，升降装置12与停靠站本体11连接，在驱动力作用下沿高度方向位移，升降装置12外表面设置有光识别区13。

具体地，作为一种可选的实施方式，停靠站本体11包括充电仓111，充电仓111可容纳机器人本体2，充电仓111内设置有充电接口，充电接口可以设置为插座形式，也可以设置为充电端子形式。当充电接口为插座形式时，机器人本体2的充电接口也应当设置为与插座配套的插头；当充电接口为充电端子形式时，机器人本体2的充电接口也应当设置为配套的充电端子。需要说明的是，充电接口的形式还可以有多种，只要能够实现充电功能均可，在此不做限制。

充电接口可以设置在充电仓111的内侧仓壁上，也可以设置为充电仓111的底座上。充电接口的位置设置与配套使用的机器人本体2的充电接口位置设置相关，因此在此不做限制。

本实施例中，升降装置12可以直接设置于充电仓111外。即，升降装置12直接与充电仓111连接，并设置于充电仓111(门)外部，不占用充电仓111内的空间。实际应用时，如图3所示，当机器人本体2在外执行清扫工作时，升降装置12可下降到一定的高度，即，使其外表面的光识别区13达到合适的高度，以便机器人本体2上发出的光源能够识别到光识别区13。当机器人本体2即将回到充电仓111进行充电时，如图4所示，升降装置12上升以使机器人本体2能够进入仓内。

本领域技术人员应当理解的是，升降装置也可以间接设置于充电仓外，即充电仓与升降装置之间可以存在其他中间元件，不影响实现本发明的目的。

作为变形，充电仓111的顶部可设置容置空间，升降装置12为伸缩结构，一端固定于所述容置空间内，另一端可延伸出容置空间或收缩至容置空间。机器人本体2在充电仓111内进行充电时，升降装置12收缩至容置空间内，机器人本体2在外清扫时，升降装置12从容置空间内延伸出来，上升或下降到一定高度，进而使光识别区13到达与机器人本体2上发出的光源相对应的位置处。由此可缩小该停靠站整体体积。

本实施例中，如图1、图3、图4、图5所示，升降装置12可以包括升降架121、传动机构122以及驱动机构123，光识别区13设置于升降架121外表面。升降架121与传动机构122连接，传动机构122与驱动机构123连接，驱动机构123为传动机构122提供驱动力，使得传动机构122带动升降架121传动，进而使得升降架121沿高度方向发生位移，与此同时，升降架121上的光识别区13也能随之发生高度方向上的位移。其中，传动机构122优选为同步带1221和同步轮1222的配合结构，驱动机构123优选为驱动电机。

作为变形，驱动机构123也可以驱动传动机构122，以使传动机构122带动升降架121沿水平方向发生位移，使得光识别区13随之发生水平方向上的位移，以适应实际需求。

作为另一种变形，升降装置可以为左右摆动的机械装置或者其他一些能够实现光识别区的高度方向上的位移的装置，均可以实现本申请的目的。

作为一种可替换实施方式，停靠站本体11包括充电仓111、第一拖布仓112和第二拖布仓113，升降装置12分别与第一拖布仓112、第二拖布仓113对应设置，用于沿高度方向传送拖布。

其中，充电仓111内设置有充电接口，关于充电接口部分，可参见前文描述，在此不再赘述。第一拖布仓112设置于充电仓111的上方，用于存储待替换的拖布115，即干净拖布，待替换的拖布115可沿垂直方向叠放于第一拖布仓112内。第二拖布仓113与第一拖布仓112并排设置，且位于第一拖布仓112远离充电仓111的一侧，用于存储已替换的拖布115，即脏拖布，已替换的拖布115可沿垂直方向叠放于第二拖布仓113内，另外，为了保证已替换拖布115排列整齐，还设置有拖布架114，已替换的拖布115的一端可固定在拖布架114上。

第一拖布仓112可以为一个只有一面开口的仓体，使用时可通过开口处取放拖布115，也可以仅为一个承载台，拖布115均叠放于承载台上，还可以为其他结构，只要可以承载拖布115均可，在此不做限制。同理，第二拖布仓113和第一拖布仓112相同，在此不做赘述。

本实施例中，升降架121包括第一升降架1211和第二升降架1212，第一升降架1211和第二升降架1212分别对应设置于第一拖布仓112和第二拖布仓113的正下方，实际应用中，第一升降架1211用于从第一拖布仓112内将拖布115传送到下方，供机器人本体2使用，第二升降架1212用于将机器人本体2更换下来的拖布115传送至上方的第二拖布仓113内。

作为一种可选实施方式，第一升降架1211和第二升降架1212连接在一起，连接方式不限，优选为可拆卸连接，在此不作限制。当机器人本体2需要更换拖布时，驱动机构123驱动传动机构122带动第一升降架1211和第二升降架1212下降，与此同时，第一升降架1211会取走第一拖布仓112中的一块待替换拖布，取拖布的方式不限，可以是由第一拖布仓112自动开仓，拖布115自动落入第一升降架1211上，也可以在第一升降架1211上设置自动抓取部件，由抓取部件去抓取拖布至第一升降架1211上，在此不作限制。当机器人本体2进入到第二升降架1212处时，可卸除已用过的拖布，再向前运动至第一升降架1211处，更换待替换拖布。最后，第一升降架1211和第二升降架1212在传动机构122的带动下上升，将第二升降架1212上放置的拖布叠放至第二拖布仓113内，整个换拖布的过程结束。

作为变形，第一升降架1211和第二升降架1212可分开独立设置，也可以实现本发明的目的。

本实施例中，光识别区13设置于第二升降架1212的外表面，具体地，光识别区13设置在第二升降架1212朝向机器人本体2进入的一面上，由此可确保机器人本体2发射光源时能够更大概率地照射到光识别区13，进而快速确定停靠站的位置。当驱动机构123带动传动机构122传动，进而带动升降架121上下运动时，位于第二升降架1212上的光识别区13也会随之上下运动，即，光识别区13的水平高度可变，实际应用时，可将光识别区13的高度调节至与机器人本体2发射的光源高度相适应的高度，以使光源能够照射至光识别区13，进行识别确认停靠站的位置。

由于传统的带有抹布更换功能的停靠站，停靠站上部设置有抹布仓，下部为供机器人主机进入的门洞，因此进一步导致没有合适的地方设置光识别区。本申请上述将带有光识别区的升降装置应用于带有抹布更换功能的停靠站的方案，在不妨碍停靠站更换抹布的同时，能够灵活调整光识别区的高度，使光识别区的高度适应机器人本体发射的光源高度，利于机器人本体识别确认停靠站的位置。

本实施例中，传动机构122为互相配合使用的同步带1221和同步轮1222，驱动机构123为驱动电机，驱动电机的输出端与同步轮1222连接，通过驱动电机的驱动力，带动同步轮1222旋转，进而带动套设于同步轮1222上的同步带1221传动，同步带1221与升降架121之间通过锁扣1223连接，即带动与同步带1221连接的升降架121传动。作为变形，还可以使用其他能够实现升降的结构，均可以实现本发明的目的，对此不做限制。

作为一种可选实施方式，如图2和图6所示，光识别区13内包括若干间隔设置的凹凸结构131。当机器人本体2发射的光源照射到凹凸结构131上时，由于光源到凸面和凹面的距离不同，因此光源处接收到的光识别区13所反射的距离信号存在较为规律的差异，由此可识别出光识别区13的位置，即停靠站的位置。

作为变形，光识别区13内包括若干黑白间隔设置的区块。由于光源照射到黑色区块上，黑色区块不会反射光信号，而光源照射到白色区块上，白色区块会反射光信号，当黑白间隔设置时，光源处接收到的信号则会间隔有无，由此可判断出光识别区13的位置，即停靠站的位置。

作为进一步变形，如图7所示，光识别区13内包括若干间隔设置的区块，相邻两个区块中的一个区块表面为斜面132。当光源照射到斜面132上时，斜面13所在的区块的反射光不会原路返回至光源处，因此光源处无法接收到反射光信号，即，光源处接收到的信号则会间隔有无，由此可判断出光识别区13的位置，即停靠站的位置。

需要说明的是，以上三种实施方式中的区块均是沿水平方向间隔设置，这是由于机器人本体2发出的光束一般是呈水平方向分布，因此，将光识别区13中的区块也设置为水平方向分布，有利于光识别。另外，以上三种实施方式中所提到的间隔设置中的间隔距离不限，只要保证整个光识别区位于光束照射范围之内，均可实现本发明的目的。

还需要说明的是，光识别区13的设置方式不仅局限于以上三种实施方式，其他任何能够被光源识别到的方式均可，在此不做限制。

本实施例所提供的停靠站还包括第一控制装置，第一控制装置与升降装置连接，用于控制升降装置升降，进而调整光识别区的高度。由此可提高停靠站的自动化程度，提高了光识别区高度调整的便利性。

实施例二

本实施例提供了一种机器人系统，如图3-5所示，包括机器人本体2和实施例一中提供的停靠站，机器人本体2和停靠站独立设置。机器人本体2设置有信号扫描装置21，信号扫描装置21发射的信号扫描光路与水平面平行，用于扫描光识别区13。其中，信号扫描装置21可以选用激光雷达扫描设备。

其中，信号扫描装置21可以设置于机器人本体2的顶部，也可以设置于机器人本体2的侧面，并且对信号扫描装置21的数量不做限定，可以为一个，也可以为两个或更多个，均不影响本发明实施例方案的实施。

当机器人本体2在外清洁时，可将光识别区13的高度调节至与机器人本体2中的信号扫描装置21发射的激光光路同等的高度，即，使得扫描信号能够准确照射至光识别区13，进而确定停靠站的位置。

作为一种可选实施方式，本实施例所提供的机器人系统还包括第二控制装置。其中，第二控制装置设置于机器人本体2内部，用于发送控制指令至停靠站；设置于停靠站的第一控制装置则用于接收第二控制装置的控制指令，并根据第二控制装置的控制指令控制升降装置12升降，以调节光识别区13的高度。

即，可根据机器人本体2的实际需求，调节光识别区13的高度，当机器人本体2在外清洁时，则可调节光识别区13的高度至信号扫描光路的高度，当机器人本体2需要充电或停靠或更换拖布时，则可控制升降装置12上升或下降。

作为一种可选实施方式，本实施例所提供的机器人系统还包括第一通讯模块和第二通讯模块，第一通讯模块和第二通讯模块分别设置于机器人本体2内部和停靠站内部，主要用于传递机器人本体2与停靠站之间的控制指令。其中，第一通讯模块和第二通讯模块均选用近距离通信模块，例如蓝牙、Wi-Fi、NFC、ZigBee等。

实施例三

本实施例提供了一种机器人系统的控制方法，应用于实施例一中提供的停靠站以及实施例二中提供的机器人系统，由停靠站端执行，包括以下步骤：

步骤S31、接收机器人本体2的控制指令。其中，机器人本体2的控制指令主要包括充电、停靠、更换拖布、外出清洁等。

步骤S32、根据所述机器人本体2的控制指令调节升降装置12的高度。

具体地，步骤S32包括：

当停靠站检测到机器人主体脱离停靠站外出清洁时，调节升降装置12，以使升降装置12上的光识别区13高度与机器人主体上的信号扫描装置21发射的信号扫描光路的高度相同。

当停靠站接收到机器人主体的充电指令或停靠指令时，调节升降装置12，以使机器人主体能够进入停靠站本体11内充电或停靠。本实施例中，具体为调高升降装置12，以示机器人主体能够进入充电仓111内。

当停靠站接收到机器人主体的更换拖布指令时，调节升降装置12，具体为调低升降装置12，具体可参见实施例一中关于更换拖布的描述，在此不赘述。

作为一种可选实施方式，在步骤S31之前还包括：

步骤S30、设置机器人本体2的控制指令与升降装置12行程的映射关系，并存储映射关系。例如，设置高、中、低三种行程，高行程对应的是机器人本体2需要充电时升降装置12需要到达的位置，中行程对应的是机器人本体2外出清扫时升降装置12需要到达的位置，低行程对应的是机器人本体2需要更换拖布时升降装置12需要到达的位置。由此，当停靠站接收到机器人本体2的控制指令时，能够迅速调节好升降装置12的位置，提高机器人的工作效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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)

1.一种停靠站，其特征在于，包括：

停靠站本体；

升降装置，与所述停靠站本体连接，所述升降装置外表面设置有光识别区；

第一控制装置，与所述升降装置连接，用于控制所述升降装置升降，进而调整所述光识别区的高度。

2.根据权利要求1所述的停靠站，其特征在于，所述升降装置包括升降架、传动机构和驱动机构，所述光识别区设置于所述升降架外表面，所述升降架与所述传动机构连接，所述传动机构与所述驱动机构连接，所述驱动机构为所述传动机构提供驱动力，使得所述传动机构带动所述升降架位移。

3.根据权利要求1所述的停靠站，其特征在于，所述停靠站本体包括充电仓，所述充电仓内设置有充电接口，所述升降装置设置于所述充电仓外。

4.根据权利要求1所述的停靠站，其特征在于，所述停靠站本体包括充电仓，所述充电仓内设置有充电接口，所述充电仓顶部设置有容置空间，所述升降装置为伸缩结构，一端固定于所述容置空间内，另一端可延伸出所述容置空间以及收缩至所述容置空间。

5.根据权利要求2所述的停靠站，其特征在于，所述停靠站本体包括：

充电仓，其内设置有充电接口；

第一拖布仓，设置于所述充电仓的上方，用于存储待替换拖布；

第二拖布仓，与所述第一拖布仓并排设置，且位于所述第一拖布仓远离所述充电仓的一侧，用于存储已替换拖布；

所述升降架包括第一升降架和第二升降架，所述第一升降架和所述第二升降架分别设置于所述第一拖布仓、所述第二拖布仓的下方，用于沿高度方向传送拖布。

6.根据权利要求1所述的停靠站，其特征在于，所述光识别区内包括若干间隔设置的凹凸结构；

或者，所述光识别区内包括若干黑白间隔设置的区块；

或者，所述光识别区内包括若干间隔设置的区块，相邻两个所述区块中的一个区块表面为斜面。

7.一种机器人系统，其特征在于，包括机器人本体和独立于所述机器人本体设置的权利要求1-6任一项所述的停靠站，所述机器人本体设置有信号扫描装置，所述信号扫描装置发射的信号扫描光路与水平面平行，用于扫描所述光识别区，所述第一控制装置用于控制所述升降装置升降，以使所述光识别区的高度与所述信号扫描光路的高度相同。

8.根据权利要求7所述的机器人系统，其特征在于，所述信号扫描装置为激光雷达扫描设备。

9.根据权利要求7所述的机器人系统，其特征在于，还包括：

第二控制装置，设置于所述机器人本体内部，用于发送控制指令至所述停靠站；

所述第一控制装置用于接收所述第二控制装置的控制指令，并根据所述控制指令控制所述升降装置升降。

10.一种如权利要求8或9所述的机器人系统的控制方法，其特征在于，包括：

接收机器人本体的控制指令，所述控制指令包括充电或停靠或更换拖布；

当所述控制指令为充电或停靠时，调节升降装置，以使机器人本体能够进入停靠站内充电或停靠；

当所述控制指令为更换拖布时，调节升降装置，以使机器人本体能够进入停靠站内更换拖布。

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