CN114980787A - 识别基底的方法 - Google Patents

Abstract

一种识别基底(6)的方法，装置(1)可以在所述基底上运动，其中所述装置(1)具有主体(2)、驱动装置(3)、控制单元(4)和传感器组件(5)，其中所述装置(1)和所述基底(6)形成振动系统，所述振动系统产生振动，其中所述振动产生针对特定基底(6)的独特的振动模式，所述振动模式根据所述基底(6)的性质而改变，通过所述传感器组件(5)对所述振动模式进行检测并传输至所述控制单元(4)，在所述控制单元(4)中对所述振动模式进行评价，且在所述控制单元(4)中根据所述振动模式确定所述基底(6)的性质。

Description

识别基底的方法

发明领域

本发明涉及一种识别基底的方法，装置可以在所述基底上运动。本发明还涉及一种用于识别基底的组件，所述基底用于在所述基底上自主运动的装置，所述组件包括主体、驱动装置和/或至少一个电磁驱动的装置、传感器组件和控制单元。

背景技术

WO 1999/09874A1揭示过这种组件。在先前已知的组件中，借助声音分析来识别基底。对此，组件配设有单独的声源和单独的声接收器。

尤其对自驱清洁装置(例如清洁机器人)而言，识别基底是有利的。识别基底能够对由清洁机器人执行的清洁任务进行匹配或更改。在此，视基底的具体类型，待实施的清洁任务有所不同，例如对于光滑的地面可以期望进行湿清洁，而对于地毯地面应进行吸尘。

在先前已知的组件中，需要将仅用于识别基底的单独的传感器组件安装在该组件上。

发明内容

发明目的

有鉴于此，本发明的目的是提供能够借助简单的手段识别基底的一种方法和一种组件。

技术方案

本发明用以达成上述目的的解决方案为权利要求1和9的特征。有利的技术方案参考相应回溯引用的从属权利要求。

在本发明的识别基底的方法中，装置可以在所述基底上运动，所述装置具有主体、驱动装置、控制单元和传感器组件，其中所述装置和所述基底形成振动系统，所述振动系统产生振动，所述振动根据所述基底的性质而改变且产生针对特定基底的独特的振动模式，通过所述传感器组件对所述振动模式进行检测并传输至所述控制单元，在所述控制单元中对所述振动模式进行评价，且在所述控制单元中根据所述振动模式确定所述基底的性质。

因此，在本发明的方法中，振动模式不是通过单独安装的装置(例如声源)产生，而是将整个装置的振动模式用于评价。主体、驱动装置、控制单元和传感器组件大体保持不变，而基底可能视装置所在的具体位置而改变。例如装置可以在木地面、瓷砖、橡胶地面或地毯上行进。这些基底中的每一个均与装置共同作用并且引起振动模式的变化。

例如形式为电动机的驱动装置，通常即电磁激励器，具有大体上取决于激励器的频率的振动模式。驱动装置位于主体内部，其包括多个影响和改变由电动机发出的振动模式的空腔。装置的这种振动模式大体上是恒定的且可以说是基本振动模式。清洁装置的每个电磁装置同样具有独特的振动模式，该独特的振动模式同样可以用于评价。

当装置放置在基底上且至少一个电磁装置在运行中或者装置在基底上运动时，振动模式被转移且反映到基底上。由此进一步更改振动模式，其中更改又取决于基底的性质。就此而言，每个基底都有一个独特的振动模式。通过传感器组件对装置与基底一起产生的整体振动模式进行检测并且在控制单元中对其进行评价。根据特性来确定对应的基底。

所述传感器组件优选对多个轴线上的振动进行检测。特别优选地，传感器组件检测所有轴线上(即在所有空间方向上)的振动。通过装置与其组件以及与基底(装置位于该基底之上)的相互作用产生由传感器组件检测到的振动模式。在此，通过电动机产生的且通过装置其他组件以及根据基底更改的振动模式在方向上并非是特定的。因此，通过检测在所有空间方向上的振动模式可以特别好地确定针对基底的独特的振动。

在此尤其有利的是，用于确定基底的装置可以保持静止。用于确定基底的装置无需在待清洁的地面上运动。

可以将振动模式保存在控制单元中，其中将各独特的振动模式与基底的特定性质相关联。根据第一技术方案，控制单元可以是自学习的，且自动将振动模式保存在控制单元中并将这些振动模式与基底的特定性质相关联。对此，装置自动运动并且在此过程中横穿不同的基底，其中将在此过程中发生变化的振动模式和对应的基底保存在控制单元中。

装置还可以配设有其他传感器，例如光学传感器，其中可以将通过传感器组件检测到的振动模式与其他传感器的光学数据进行比较。由此又可以自动确定基底的性质。

替代地，可以对装置进行教学。为此将装置放置在基底上，其中传感器组件检测振动模式。接着，将基底的性质，即例如基底的类型保存在控制单元中。对此，装置可以配设有显示和输入装置，例如键盘或触控显示器，其中在显示器上显示基底的选项。通过按下按键可以确认基底类型，并将这个类型与振动模式一起保存在控制单元中。这可以针对多种不同的基底重复进行，从而使控制单元获得不同基底以及对应的振动模式的库。也可以借助移动设备上的无线连接进行输入和输出。

在所述控制单元中将所述传感器组件所检测到的当前振动模式与保存在所述控制单元中的振动模式进行比较，其中在所述控制单元中根据与保存在所述控制单元中的相一致的振动模式相关联的基底的性质确定所述基底的当前性质。由此装置能够自动确定基底的当前性质。

如果装置为自驱清洁设备，则这种技术方案尤其有利。自驱清洁设备例如是清洁机器人。

所述清洁设备优选配设有清洁装置的组合。就此而言，所述组合特别是可以包括抽吸装置、湿式清洁装置、用于硬地面的刷辊、用于软地面的刷辊和/或扁平的除尘垫。由此，清洁设备能够以针对基底优化的清洁方法来清洁多种基底。所述组合还可以包括护理装置，例如借助该护理装置可以将护理剂施加到瓷砖或木地面上。

根据所确定的基底的性质，可以从清洁装置的所述组合中选出正确的清洁装置。例如，如果控制单元确定装置位于瓷砖地面上，则可以从组合中选出湿式清洁装置，从而对瓷砖地面实施湿式清洁。反之，如果清洁装置位于地毯地面上，则可以从组合中启动抽吸装置，从而对地毯地面进行抽吸。就此而言，可以为每种基底从组合中选出优化的清洁装置，其中装置根据所确定的基底性质自动启动清洁装置。因此，本发明的方法是一种识别和清洁基底的方法。

本发明的用于识别基底的组件包括主体、驱动装置和/或至少一个电磁驱动的装置、传感器组件和控制单元，所述基底用于在所述基底上自主运动的装置，其中由所述主体、驱动装置、电磁驱动的装置和基底的共同作用产生的振动模式可以被所述传感器组件检测到，所述控制单元根据所述传感器组件检测到的振动模式确定所述基底的性质。根据本发明对整体装置产生的振动模式进行评价。这个振动模式根据供自主运动装置运动的基底而变化。本发明的组件尤其可以用于实施上述识别基底的方法。

在此，所述驱动装置优选用作信号发生器。一旦驱动装置运行，则这个驱动装置和装置的其余组件以及基底(装置位于该基底之上)一起产生独特的振动模式，该独特的振动模式通过传感器组件进行检测。这种振动模式在传播方向上是非特定的，因此如果传感器组件对多个轴线上的振动进行检测，则确定的准确性会提高。优选地，传感器组件检测全部三个轴线上(即在所有空间方向上)的振动。尤其有利的是，当装置竖立时，则也可以对基底进行确定。确定时装置无需在基底上移动。

所述传感器组件可以为所述驱动装置的控制器的整体组成部分。在此尤其有利的是，无需用于确定基底的单独的传感器组件。确切而言，使用在任何情况下都需要的用于控制自主运动装置的传感器。这种传感器例如是控制所需的加速度传感器和/或转速传感器(陀螺仪)。除了对装置进行控制之外，还可以使用通过这些传感器检测到的数据来检测振动模式。因此，无需为装置配设用于检测振动模式的单独的传感器单元。就此而言，该装置以特别简单的方式进行配设。传感器优选配设为用于检测多个轴线上的加速度，尤其是在所有空间方向上的加速度。

所述装置可以构建为清洁设备且配设有清洁装置的组合。所述装置还可以构建成实施不同的清洁工作。

此外，所述装置适于使所述清洁工作与确定的所述基底相匹配。就此而言，例如可以根据确定的基底来更改抽吸装置的抽吸功率以及刷辊的转速和接触压力。这样既改进了清洁性能，又延长了电池寿命。

附图说明

下面借助附图更详细地阐述本发明的装置和本发明的方法的若干技术方案。附图分别示意性示出：

图1为形式为清洁机器人的装置；

图2为通过传感器组件检测到的振动模式。

具体实施方式

图1示出构建为自主运动的清洁机器人的装置1。装置1包括主体2、驱动装置3、控制单元4和传感器组件5。

装置1还配设有清洁装置7的组合，其中一个清洁装置构建为抽吸装置且另一个清洁装置构建为刷辊。抽吸装置和刷辊分别具有一个电磁驱动的装置9。

驱动装置3包括蓄电池、电动机、控制单元4和用于增强控制单元4的控制信号的功率级。控制单元4配设为控制驱动装置3，从而使得装置1可以自动在基底6上移行。为此，控制单元4配设有形式为加速度传感器和转速传感器(陀螺仪)的传感器单元5。在此，传感器单元5对所有空间方向上的振动进行检测。

驱动装置3的电动机和电磁驱动的装置9与主体2一起产生独特的振动模式，其中驱动装置3用作信号发生器。装置1又与基底6共同作用，从而产生针对装置1和基底6的独特的振动模式。通过传感器组件5对这种振动模式进行检测并传输至控制单元4。仅由装置1产生的振动模式大体上恒定且根据基底6的性质而改变。例如，装置1在木地面上的运动产生与装置1在地毯地面上的运动明显不同的振动模式。在此，当装置1竖立在基底6之上时，就已经可以检测到独特的振动模式。

在控制单元4中根据通过传感器组件5检测到的振动模式确定所述基底6的性质。

传感器组件5为驱动装置3的控制器的整体组成部分。

确定基底6能够使得清洁装置的抽吸功率和刷辊的功能与基底6相匹配。抽吸装置的抽吸功率在光滑的地面上可能比在地毯地面上低。因此，当装置1在光滑的地面上，例如在瓷砖地面或镶木地面上运动时，可以减小抽吸装置的电磁驱动的装置9的功率。匹配抽吸功率能够实现更大的有效距离(电池寿命)。

此外，当装置1在光滑的地面上运动时可以减小刷辊的转速。由此可以防止颗粒被高速旋转的刷辊甩出装置1。在地毯地面中，提高的转速可以改善清洁效果。就此而言，通过匹配能够改进装置1的清洁性能。

当装置1在基底6上自主运动时，传感器组件5对通过装置1和基底6确定的振动模式进行检测。当装置1竖立在基底6之上时，在此也可以进行检测。视电磁驱动的装置9的具体技术方案，如果装置1运动或者装置1竖立，则对于检测振动模式可能是有利的。检测到的振动模式被传输至控制单元4且在该处对其进行评价。在控制单元4中根据振动模式确定基底6的性质。

为此，将振动模式保存在控制单元4中，其中将各独特的振动模式与基底6的特定性质相关联。为此，控制单元4包含具有振动模式和对应的基底的库。

在此在控制单元4中将传感器组件5所检测到的当前振动模式与保存在控制单元4中的振动模式进行比较，并且确定相一致的或在很大程度上相一致的振动模式。接着，在控制单元4中根据与保存在控制单元4中的相一致的振动模式相关联的基底6的性质确定基底6的当前性质。

这样可以扩展控制单元4的数据库。对此，装置1配设有输入/输出设备。其可以是键盘或触控显示器的形式。还可以借助移动设备上的无线连接进行输入和输出。当装置1放置在基底6上或者装置1在基底6上运动时，传感器组件5对独特的振动模式进行检测。可以根据显示在输出设备上的选项将这个振动模式与特定基底6相关联。例如，木地面、瓷砖地面和地毯地面等可以显示在输出设备中，通过输入装置上的选项来确认。然后，这个正确的基底6在控制单元4中永久地与通过传感器组件5检测到的振动模式相关联。

替代地，控制单元4也可以是自学习的并且可以自动对于检测到的振动模式保存基底的特性。这尤其可以与其他传感器，例如光学传感器相互作用来进行。

图2示出通过传感器组件5检测到的不同的振动模式。在此，在纵坐标上是以mm/s²为单位的加速度，在横坐标上是以Hz为单位的频率。上方三张图示出装置1与木地面形式的基底6的相互作用的频率模式r。其中上面、中间和下面的图示出被传感器组件5检测到的沿x轴、y轴和z轴加速度。下方三张图示出装置1与地毯地面形式的基底6的相互作用的振动模式。其中上面、中间和下面的图示再次示出被传感器组件5检测到的沿x轴、y轴和z轴加速度。尤其是相对较高频率下沿x轴的加速度而言，由基底6引起的频率模式在此存在明显差异。

Claims (18)

1.一种识别基底(6)的方法，装置(1)可以在所述基底上运动，其中所述装置(1)具有主体(2)、驱动装置(3)、控制单元(4)和传感器组件(5)，其中所述装置(1)和所述基底(6)形成振动系统，所述振动系统产生振动，所述振动产生针对特定基底(6)的独特的振动模式，所述振动模式根据所述基底(6)的性质而改变，通过所述传感器组件(5)对所述振动模式进行检测并传输至所述控制单元(4)，在所述控制单元(4)中对所述振动模式进行评价，且在所述控制单元(4)中根据所述振动模式确定所述基底(6)的性质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器组件(5)对多个轴线上的振动进行检测。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将振动模式保存在所述控制单元(4)中，其中将各独特的振动模式与基底(6)的特定性质相关联。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将不同性质的基底(6)的不同振动模式保存在所述控制单元(4)中。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述控制单元(4)中将所述传感器组件(5)所检测到的当前振动模式与保存在所述控制单元(4)中的振动模式进行比较，并且确定相一致的振动模式，其中在所述控制单元(4)中根据与保存在所述控制单元(4)中的相一致的振动模式相关联的基底(6)的性质来确定所述基底(6)的当前性质。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述装置(1)为自驱清洁设备。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述清洁设备配设有清洁装置(7)的组合。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据确定的基底的性质，从清洁装置(7)的所述组合中选出正确的清洁装置。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，根据所确定的基底(6)的性质，所述装置(1)自动选出待由清洁装置(7)实施的清洁任务。

10.一种用于识别基底(6)的组件(8)，所述基底用于在所述基底(6)上自主运动的装置(1)，所述组件包括主体(2)、驱动装置(3)和/或至少一个电磁驱动的装置(9)、传感器组件(5)和控制单元(4)，其中由所述主体(2)、驱动装置(3)、电磁驱动的装置(9)和基底(6)的共同作用所产生的振动模式可以被所述传感器组件(5)检测到，且所述控制单元(4)根据所述传感器组件(5)检测到的振动模式确定所述基底(6)的性质。

11.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述驱动装置(3)用作信号发生器。

12.根据权利要求10或11所述的组件，其特征在于，所述传感器组件(5)为所述驱动装置(3)的控制器的整体组成部分。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的组件，其特征在于，所述传感器组件(5)包括加速度传感器和/或转速传感器。

14.根据权利要求13所述的组件，其特征在于，所述传感器组件(5)对多个轴线上的加速度进行检测。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的组件，其特征在于，所述装置(1)构建为清洁设备。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的组件，其特征在于，所述装置(1)配设有清洁装置(7)的组合。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的组件，其特征在于，所述装置(1)构建成自动实施不同的清洁工作。

18.根据权利要求10至17中任一项所述的组件，其特征在于，所述装置(1)适于使所述清洁工作与确定的所述基底(6)相匹配。

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