CN1854955A - 控制机器人清洁器操作的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

控制机器人清洁器操作的设备包括：安装在机器人清洁器中的电池；和用于当机器人清洁器的清洁操作被停止时，有选择地切断至少一个或多个用于执行清洁操作的操作单元的电池供电的装置。当机器人清洁器的清洁操作被停止时，机器人清洁器被改变到节能模式或待机模式，并因此，可以减少机器人清洁器的电池的电力消耗。

Description

控制机器人清洁器操作的设备和方法
技术领域
本发明涉及诸如机器人清洁器的移动机器人，特别涉及控制机器人清洁器操作的设备和方法。
背景技术
通常，移动机器人真空清洁器(此后，称为‘机器人清洁器’)是一种设备，其用于通过从地板吸取诸如灰尘的碎屑自动清洁一片区域，同时自主地在住房的房间(例如起居室)移动而无需用户的操纵。
当清洁时，机器人清洁器通过距离传感器识别其本身与障碍物比如清洁区域中的家具、办公用品或墙壁的距离，并根据识别的距离有选择地控制用于旋转左轮马达和用于旋转右轮的马达，以便改变它的方向并自动地清洁该清洁区。这里，机器人清洁器执行清洁操作，同时通过存储在内部存储单元中的地图信息在清洁区中移动。
例如，机器人清洁器包括：陀螺传感器，用于感测机器人清洁器的方向；编码器，用于通过感测机器人清洁器的轮子的转数来测量移动的距离；超声传感器，用于感测机器人清洁器和目标之间的距离；和红外线传感器，用于感测障碍物；和其他的许多传感器。
然而，常规的机器人传感器具有缺点，因为安装了许多昂贵的传感器以使机器人清洁器能够沿着预设的清洁路径精确地移动来执行清洁，它的内部结构复杂，并增加了制造成本。
为努力解决该问题，已经开了一种机器人清洁器，通过以随机方式沿着任意清洁路径移动来执行清洁。
现在将描述根据现有技术的用于操作机器人清洁器的典型设备。
图1是显示了根据现有技术的用于操作机器人清洁器的设备的结构框图。
如图1所示，用于操作机器人清洁器的现有设备包括：障碍物传感单元1，用于当机器人清洁器在特定区域中向前直行碰撞障碍物时，基于产生的冲击量来感测障碍物并产生障碍物传感信号；控制器2，用于基于障碍物传感单元1所产生的障碍物传感信号来停止机器人清洁器的移动，随机地产生随机角度，和产生用于根据该随机角度旋转机器人清洁器的驱动信号；左马达驱动单元3，用于根据控制器2的驱动信号在确定的速度上旋转机器人清洁器的左马达(ML)5；和右马达驱动单元4，根据控制器2的驱动信号在确定的速度上旋转机器人清洁器的右马达(MR)6。
图2是根据现有技术的操作机器人清洁器的方法的流程图。
首先，当用户输入清洁命令信号时(步骤S1)，控制器2产生驱动信号以使左马达5和右马达6的旋转速度相等，以使机器人清洁器向前直行，同时输出驱动信号到左马达驱动单元3和右马达驱动单元4(步骤S2)。
左马达驱动单元3根据控制器的驱动信号旋转左马达5。此时，右马达驱动单元4也根据控制器2的驱动信号旋转右马达6。就是说，随着左和右马达5和6同时旋转，机器人清洁器向前直行。
当机器人清洁器碰撞障碍物时，障碍物传感单元1基于所产生的冲击量来感测障碍物，产生障碍物传感信号，并把障碍物传感信号提供给控制器2(步骤S3)。如果没有产生障碍物传感信号，机器人清洁器继续执行清洁操作。
控制器2根据障碍物传感信号停止机器人清洁器的移动，随机地产生随机角度(步骤S4)，根据该随机角度产生用于旋转机器人清洁器的驱动信号，并接着把产生的驱动信号输出到左和右马达驱动单元3和4。
左马达驱动单元3根据控制器2的驱动信号旋转左马达5，右马达驱动单元4也根据控制器的驱动信号旋转右马达6。换句话说，通过相对不同地控制左马达5的旋转速度和右马达6的旋转速度，可以通过随机角度改变机器人清洁器的方向(步骤S5)。
此后，当机器人清洁器旋转差不多该随机角度时，控制器允许机器人清洁器重新向前直行(步骤S6)。当机器人清洁器的清洁操作完成时，控制器终止清洁操作(步骤S7)。如果机器人清洁器的清洁操作没有完成，控制器允许机器人清洁器重复地执行清洁操作程序。
为了执行清洁操作，现有技术的机器人清洁器包括：具有吸取马达和车轮马达的驱动单元(未显示)；传感单元(未显示)，具有缓冲器传感器、相位校正传感器和悬崖传感器(cliff sensor)；和显示模块(未显示)。
然而，现有技术的清洁器存在一个问题，即使当不执行清洁操作时，仍然将电池的电力提供给驱动单元、传感单元和显示模块，增加了电池的电力消耗。就是说，尽管清洁操作被终止，电池电力继续提供给用于执行机器人清洁器的清洁操作的单元，不必要地消耗了电池的电力。
此外，美国专利No.5440216和5646494也公开了机器人清洁器。
发明内容
因此，本发明的目的是提供控制机器人清洁器操作的设备和方法，当机器人清洁器的清洁操作被停止时，通过把机器人清洁器改变到节能模式或待机模式，其能够有效地减少安装在机器人中的电池的电力消耗。
为了实现这些和其他的优点，并根据本发明目的，如在此具体实施和广义所述的，提供了控制机器人清洁器操作的设备，其包括：安装在机器人清洁器中的电池；和用于当机器人清洁器的清洁操作被停止时，有选择地切断对至少一个或多个用于执行清洁操作的操作单元的电池供电的装置。
为实现上述目的，还提供了用于控制机器人清洁器操作的设备，其包括：显示单元，用于显示机器人清洁器的操作状态；传感单元，用于感测机器人清洁器的位置、安装在固定物体上的充电站的位置和障碍物的位置；驱动单元，用于移动机器人清洁器；安装在机器人清洁器上的电池；控制器，用于根据机器人清洁器的模式是否是清洁模式来输出节能控制信号；和开关单元，基于节能控制信号，有选择地切断提供给显示单元、传感单元和驱动单元的电池电力。
为实现上述目的，还提供了用于控制机器人清洁器操作的方法，其包括：将安装在机器人清洁器中的电池的电力提供给至少一个或多个用于执行机器人清洁器的清洁操作的操作单元；和当机器人清洁器的清洁操作停止时，切断提供给至少一个或多个单元的电池的电力。
为实现上述目的，还提供了控制机器人清洁器操作的方法，其包括：根据用户命令，通过把机器人清洁器改变为清洁模式，执行清洁操作；和当机器人清洁器的操作被停止时，把清洁模式改变为节能模式。
为实现上述目的，还提供了用于控制机器人清洁器操作的设备，该机器人清洁器具有显示单元，用于显示机器人清洁器的操作状态；传感单元，用于感测机器人清洁器的位置、安装在固定物体上的充电站的位置和障碍物的位置；驱动单元，用于移动机器人清洁器；和安装在机器人清洁器上的电池。该设备包括：控制器，用于当机器人清洁器处于清洁模式时产生控制信号，当机器人清洁器处于待机模式时产生第一节能控制信号，和当机器人清洁器处于节能模式时产生第二节能控制信号；和开关单元，用于基于控制信号提供电池电力给显示单元、传感单元和驱动单元，基于第一节能控制信号切断传感单元和驱动单元的电池供电，和基于第二节能控制信号切断显示单元的电池供电。
为实现上述目的，还提供了用于控制机器人清洁器操作的设备，其包括一种装置，用于当移动机器人的特定操作被停止时，有选择地切断至少一个或多个用于执行特定操作的操作单元的供电。
下面，通过结合参考附图对本发明的详细描述，本发明的前述和其他的目的、特点、方面和优点将更加显而易见。
附图说明
所包括的附图提供了本发明的进一步的理解，并被合并构成本说明书的一部分，其示例了本发明的实施例，并连同说明书一起用来解释本发明的原理。
附图中：
图1是显示了根据现有技术的控制机器人清洁器操作的设备结构的示意框图；
图2是示例了根据现有技术的控制机器人清洁器操作的方法的处理过程的流程图；
图3是显示了根据本发明的控制机器人清洁器操作的设备的结构的示意框图；和
图4是示例了根据本发明的控制机器人清洁器操作的方法的处理过程的流程图。
具体实施方式
现在将结合参考图3和4描述根据本发明优选实施例的控制机器人清洁器操作的设备和方法，其通过当机器人清洁器的清洁操作被停止时，把机器人清洁器改变到节能模式或待机模式，能够有效地减少安装在机器人清洁器中的电池的电力消耗。
图3是显示了根据本发明的控制机器人清洁器操作的设备结构的示意框图。
如图3所示，用于控制机器人清洁器的操作的设备包括：显示单元13，用于显示机器人清洁器的各种操作状态；传感单元15，用于感测机器人清洁器的位置、安装在固定物体比如房间的墙壁上的充电站的位置、障碍物和悬崖的位置；驱动单元16，用于根据控制信号移动机器人清洁器；电池11，安装在机器人清洁器内部并供电；控制器14，用于输出节能控制信号，该节能控制信号用于有选择地提供电池11的电力给驱动单元16；和开关单元12，基于节能控制信号，有选择地提供电池11的电力到显示单元13、传感单元15和驱动单元16。
当经开关单元12停止机器人清洁器的清洁操作时，控制器14切断对用于执行清洁操作的操作单元(例如，显示单元13、传感单元15和驱动单元16)的电池11的供电，借此有效的减少了电池11的电力消耗。
驱动单元16包括根据现有技术的吸取马达和车轮马达，传感单元15包括缓冲器传感器、相位校正传感器和悬崖传感器。
现在将描述控制机器人清洁器的操作的设备的操作。驱动单元16、传感单元15、显示单元13、左马达(ML)17和右马达(MR)18与现有技术的相同，因而省略它们的描述。
首先，当用户输入清洁命令信号时，控制器14驱动驱动信号以使左马达17和右马达18的旋转速度彼此相应，以便机器人清洁器向前直行，并把驱动信号输出到驱动单元16。
驱动单元16根据控制器14的驱动信号旋转左马达17和右马达18。就是说，随着左马达17和右马达18同时旋转，机器人清洁器向前直行。此时，驱动单元16驱动吸取马达(未显示)吸尘。
传感单元15感测机器人清洁器的位置、安装在固定物体比如房屋的墙壁上的充电站的位置、障碍物或悬崖的位置，产生传感信号，并把传感信号送到控制器14。
控制器14根据传感信号产生用于控制机器人清洁器方向的方向控制信号，并把产生的方向控制信号输出到驱动单元16。
驱动单元16根据控制器14的方向控制信号旋转左马达17和右马达18。就是说，通过不同地控制左马达17和右马达18的旋转速度，可以控制机器人清洁器的方向。
此后，当机器人清洁器被确定已经完成清洁操作时，控制器14终止清洁操作，否则，控制器14重复地执行清洁操作。在此情况下，当清洁操作完成时，显示单元13在屏幕上显示清洁完成消息。
下面将结合参考图4详细描述有效的减少安装在机器人清洁器中的电池11的电力消耗的控制器14和开关单元12的操作。
图4是示例了根据本发明的控制机器人清洁器操作的方法的处理过程的流程图。
首先，当由用户把机器人清洁器改变到清洁模式时，控制器14产生控制信号并把它输出到开关单元12以执行清洁操作。例如，当机器人清洁器被改变到清洁模式时，控制器14输出控制信号到开关单元12，该控制信号用于提供电池11的电力到用于执行机器人清洁器操作的操作单元，比如显示单元13、驱动单元16和传感单元15(步骤S11)。
开关单元12提供电池11的电力给显示单元13、驱动单元16和传感单元15。
此后，控制器14检查是否清洁操作已经终止(步骤S12)。当清洁操作被终止时，控制器14把清洁模式改变为待机模式(步骤S13)。
当机器人清洁器从清洁模式改变到待机模式时，控制器14产生用于切断驱动单元16的供电的第一节能控制信号，并把它提供给开关单元12。
接着，基于第一节能控制信号，开关单元12切断传感单元15和驱动单元16的供电，并且仅将电池11的电力提供给显示单元13和控制器14。
此后，控制器14检查是否待机模式已经保持了预设的时间(例如5～10秒)。当用于机器人清洁器的待机模式的时间过去时(步骤S14)，将待机模式改变到节能模式(步骤S15)。此时，显示单元13以预设的时间在机器人清洁器的屏幕上显示清洁操作完成消息。
当机器人清洁器处于节能模式时，控制器14产生第二节能控制信号，其用于切断提供到显示单元13的电池11的电力，并把第二节能控制信号送到开关单元12。
基于第二节能控制信号，开关单元12切断对显示单元13的电池11的供电，并只对控制器14提供电池11的电力。开关单元12始终把电池11的电力提供给控制器14以便控制器14能控制清洁模式、待机模式和节能模式。就是说，当机器人清洁器处于节能模式时，控制器14切断对显示单元13、传感单元15和驱动单元16的电池11的供电，并只对控制器14提供电池电力。
此后，当根据用户命令机器人清洁器从节能模式被改变到清洁模式时(就是说，当清洁命令信号被输入时)，控制器14输出控制信号到开关单元12，该控制信号用于将电池11的电力提供给执行机器人清洁器的清洁操作的操作单元，比如显示单元13、驱动单元15和传感单元15。
在此方式中，在本发明中，当机器人清洁器的清洁操作完成时，切断提供给机器人清洁器的显示单元13、传感单元15和驱动单元16的电池电力，借此有效地减少了电池的耗电。
此外，通过切断对执行机器人清洁器的清洁操作的任何其他操作单元的电池供电，以及对机器人清洁器的显示单元13、传感单元和驱动单元16的供电，可以进一步减少电池的电力消耗。
如前所述，根据本发明的用于控制机器人清洁器操作的设备和方法具有许多优点。
就是说，当机器人清洁器的清洁操作被停止时，机器人清洁器被改变到节能模式或待机模式，并因此，可以减少机器人清洁器的电池电力消耗。例如，当机器人清洁器的清洁操作被停止时，对执行机器人清洁器的清洁操作的操作单元的电池供电被切断，所以可以有效地减少电池的耗电。
在不脱离本发明的精神或实质性特征的情况下可以以许多形式实施本发明，应该明白的是，除非特别指出，上述的实施例不限于前述的任何细节，而是应在所附权利要求所定义的精神和范围内广泛地理解，并因此，所附权利要求包括落入权利要求的边界内或者这些边界的等效物的所有改变和修改。

Claims (21)

1.一种控制机器人清洁器操作的设备，包括：
安装在机器人清洁器中的电池；和
用于当机器人清洁器的清洁操作停止时，有选择地切断对至少一个或多个用于执行清洁操作的操作单元的电池供电的装置。
2.一种控制机器人清洁器操作的设备，包括：
显示单元，用于显示机器人清洁器的操作状态；
传感单元，用于感测机器人清洁器的位置、安装在固定物体上的充电站的位置和障碍物的位置；
驱动单元，用于移动机器人清洁器；
电池，其安装在机器人清洁器上；
控制器，用于根据机器人清洁器的模式是否是清洁模式来输出节能控制信号；和
开关单元，其基于节能控制信号，有选择地切断提供给显示单元、传感单元和驱动单元的电池电力。
3.如权利要求2所述的设备，其中当机器人清洁器处于清洁模式时，开关单元将电池电力提供给显示单元、驱动单元和传感单元。
4.如权利要求1所述的设备，其中当机器人清洁器的清洁操作停止时，开关单元切断对显示单元、驱动单元和传感单元的电池供电。
5.如权利要求1所述的设备，其中当机器人清洁器的清洁操作停止时，开关单元切断对驱动单元和传感单元的电池供电，并接着，当预设的时间过去时，开关单元切断对显示单元的电池供电。
6.如权利要求5所述的设备，其中当机器人清洁器的清洁操作停止时，显示单元在预设的时间内显示清洁完成消息。
7.一种控制机器人清洁器操作的方法，包括：
将安装在机器人清洁器中的电池的电力提供给至少一个或多个用于执行机器人清洁器的清洁操作的操作单元；和
当机器人清洁器的清洁操作停止时，切断提供给至少一个或多个单元的电池的电力。
8.如权利要求7所述的方法，其中，在切断电池电力的步骤中，电池电力是被选择地切断的。
9.如权利要求7所述的方法，其中，在提供电池电力的步骤中，将电池电力提供给被操作来执行清洁操作的显示单元、传感单元和驱动单元。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在切断电池电力的步骤中，当机器人清洁器的清洁操作停止时，切断提供给显示单元、传感单元和驱动单元的电池电力。
11.如权利要求9所述的方法，其中，在切断电池电力的步骤中，当机器人清洁器的清洁操作停止时，切断提供给驱动单元和传感单元的电池电力，并接着，当预设的时间过去时，切断提供给显示单元的电池电力。
12.如权利要求11所述的方法，其中当机器人清洁器的清洁操作停止时，显示单元在预设的时间内显示清洁完成消息。
13.一种控制机器人清洁器操作的方法，包括：
根据用户命令，通过把机器人清洁器改变为清洁模式，执行清洁操作；和
当机器人清洁器的操作终止时，把清洁模式改变为节能模式。
14.如权利要求13所述的方法，其中该清洁模式是一种模式，其中将机器人清洁器的电池的电力提供给至少一个或多个被操作来执行机器人清洁器的清洁操作的单元。
15.如权利要求14所述的方法，其中该节能模式是其中将提供给至少一个或多个单元的电池的电力切断的模式。
16.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
把清洁模式改变为待机模式，并接着，在将清洁模式改变到待机模式之后，当预设的时间过去时，把待机模式改变为节能模式。
17.如权利要求16所述的方法，其中该待机模式是一种模式，其中在将电池的电力提供给机器人清洁器的显示单元预设的时间之后，当预设的时间过去时，切断提供给显示单元的电池电力。
18.如权利要求17所述的方法，其中在预设的时间期间，显示单元显示清洁操作完成消息。
19.一种控制机器人清洁器操作的设备，该机器人清洁器具有用于显示机器人清洁器的操作状态的显示单元，用于感测机器人清洁器的位置、安装在固定物体上的充电站的位置和障碍物的位置的传感单元，用于移动机器人清洁器的驱动单元，和安装在机器人清洁器上的电池，该设备包括：
控制器，用于当机器人清洁器处于清洁模式时产生控制信号，当机器人清洁器处于待机模式时产生第一节能控制信号，和当机器人清洁器处于节能模式时产生第二节能控制信号；和
开关单元，其基于控制信号提供电池电力给显示单元、传感单元和驱动单元，基于第一节能控制信号切断对传感单元和驱动单元的电池供电，和基于第二节能控制信号切断对显示单元的电池供电。
20.如权利要求19所述的设备，其中当机器人清洁器处于待机模式时，在预设的时间期间，显示单元显示清洁完成消息。
21.一种控制机器人清洁器操作的设备，包括：
用于当移动机器人的特定操作停止时，有选择地切断对至少一个或多个被操作来执行特定操作的单元的供电的装置。
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