CN1864944A - 自行机器人的位置识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自行机器人的位置识别系统。自行机器人的位置识别系统包括：其中插入了磁铁的地板；和设置有磁性传感器的自行机器人，其当机器人在地板上移动时能够检测磁铁。据此，通过磁性传感器来检测地板中安装的磁铁，并因此可以精确的识别自行机器人的当前位置，使得自行机器人可以被精确地控制。

Description

自行机器人的位置识别系统
技术领域
本发明涉及自行机器人的位置识别系统，特别涉及一种能够精确地识别机器人的当前位置的自行机器人的位置识别系统，其通过机器人上设置的传感器通过检测地板的确定位置中先前安装的指示来识别。
背景技术
通常，根据机器人的用途来进行有关机器人的各种研发活动。在本说明书中，为出于解释方便，将最广泛用于自行机器人的机器人清洁器被作为一个例子。
机器人清洁器经控制单元的命令，通过使用传感器来检测清洁区域和障碍物，并在清洁区域中行进，以自动的清洁该区域。当设备中提供的电池能量被耗尽时，机器人清洁器移动到在预定位置上设置的充电站并被充电。在充电完成后，机器人清洁器返回到它的原始位置并执行清洁。
这种常规的机器人清洁器通过使用超声波传感器或视觉系统来检测它的位置和清洁区域。
作为一个例子，在韩国专利10-1991-0002407中，公开了一种机器人清洁器，其通过安装在真空清洁器的前面，左侧和右侧上的超声波传感器来检测正面、左侧和右侧的距离，以之字形移动，重复直行前进-180度右转-直线驱动-180度左转，并因此检测是否具有要被清洁的地方。
作为另一个例子，在韩国专利(10-1995-0026477)中，公开了一种机器人清洁器，其通过超声波传感器测量相距墙壁的移动机器人清洁器的距离和角度。
还有另一个例子，在韩国专利(10-2004-0047371)中，公开了一种机器人清洁器，其使用视觉系统，通过捕获要被清洁的空间的内部情况(inside)来避开障碍物。
然而，如果通过超声波或视觉系统来控制机器人清洁器的位置，根据所捕获的表面和超声波被反射的反射表面的状态，在测量机器人清洁器的位置时会出现误差。此外，即使进行了精确的位置测量，机器人清洁器根据地板的状态会意外的滑动或由于与不期望的障碍物的碰撞可能不能到达目标点。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种自行机器人的位置识别系统，其能够精确地控制机器人的位置。
为实现这些和其他的优点以及根据本发明的目的，如在此具体和广义所述的，提供了一种自行机器人的位置识别系统，包括：其中插入了磁铁的地板；和自行机器人，其配备了能传感磁铁的磁性传感器，同时机器人在地板上移动。
通过下面结合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、方案和优点将更加显而易见。
附图说明
所包括的附图提供本发明的进一步解释并结合和构成本申请的一部分，本发明的实施例连同说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是示例了根据本发明一个实施例的机器人清洁器的示意图；
图2是沿图1的线II-II的截面视图；
图3是图1的机器人清洁器的仰视图；
图4示例了为控制图1的机器人清洁器的位置在地板上安装的磁铁的配置安排的示图；和
图5示例了为控制图1的机器人清洁器的位置在地板上安装的磁铁的配置安排的另一个例子的示图。
具体实施方式
现在将做出本发明优选实施例的描述，其例子被示例在附图中。
下面将结合参考附图描述根据本发明一个实施例的自行机器人的位置识别系统。
图1示例了根据本发明一个实施例的机器人清洁器的示意图，图2是沿图1的线II-II所取的截面图，而图3是图1的机器人清洁器的仰视图。
参考图1和2，机器人清洁器包括安装在主体外壳10内部的风扇马达20并产生吸力，安装在风扇马达20的前面的收集容器40和配备收集通过风扇马达20的吸力所吸入的灰尘的污秽的灰尘袋30，进口60，其设置在主体外壳10的下侧，并通过连接管50与收集容器40相连接，用于引入地板上的灰尘和外部物质，控制单元70，用于控制每个组件的操作，和主毛刷80，其安装在进口60的内部并从地板上清洁灰尘和污秽。
可充电和放电的电池21被安装在主体外壳10的内部，并且配备有充电端22的充电端子部分23设置在后侧。
安装在房间的墙壁74上的电源端部分25具有连接端26，以便在充电端22与连接端26相连接的状态下，安装在主体外壳10内部的电池21可以被再充电。
将光发射部分41安装在电源端部分25的下侧以便把清洁器的主体外壳引导(induce)到电源端部分25，以及将光接收部分42安装在机器人清洁器的后侧以便接收从光发射部分41所发射的光信号。
用于发射超声波的超声波发射器31被安装在主体外壳10内部的前面，而将对应于发射器31用于接收从障碍物反射的超声波的超声波接收器32被安装在主体外壳10的下侧。相应于超声波发射器31，通过在主体外壳10上贯穿形成的路径10a，从超声波发射器31发送的超声波离开机器人清洁器。
参考图3，通过马达驱动并被安置在主毛刷80的两端部分上的一对驱动轮13以彼此之间确定的间隔被安装在主体外壳10的下侧。
多个辅助轮14，其用于支持主体外壳10和保持水平状态，它们被安装在驱动轮的前面和后面。
当作传感器的磁性传感器100被安装在主体外壳10的底部。该磁性传感器检测作为指示的在地板中的特定部分上安装的磁铁，并把有关机器人清洁器的当前位置信息以信号形式提供给控制单元70。
多个磁性传感器100以扇形形状，相互之间以规则的间隔安置在底部11的边缘上。作为特殊要求，可以不规则的安置传感器100，或可以安装在底部11的中央部分上。
控制单元70基于从磁性传感器100接收的信号来确定是否机器人清洁器移动到编程的位置。如果有误差，则控制单元70校正该误差，并然后把机器人清洁器移动到目标位置。
此后，将结合参考图4和5的描述通过与磁性传感器100的交互工作来安排磁铁提供位置信息给机器人清洁器的方法。
图4是说明为控制图1的机器人清洁器的位置的目的而在地板上安装的磁铁的配置安排的示意图；而图5是说明用于控制图1的机器人清洁器的位置的目的而在地板上安装的磁铁的配置安排的另一个例子的示意图。
如图4所示，磁铁的布置结构包括安装在地板200的中心上的中心识别部分300并以交叉形式安排磁铁来形成，和围绕着地板200的外部边缘所安装的外部边缘识别部分310并以连接线(connected line)形式形成以便通知机器人清洁器的移动限制，以此防止机器人清洁器与墙壁碰撞。
可以使用任意适当的磁铁，只要它具有磁力，足以通过磁性传感器100来识别，并且磁铁不必具有足以吸引房间的金属片的强磁力。同时，如果在地板200中适当的安置了磁铁，其会形成磁场而且有助于人体健康。
参考图5，现在将描述应用于具有几个房间和起居室的普通住宅的磁铁的布置结构。
从房间1-4布置磁铁结构，包括：中心识别部分300，其安装在地板200的中央，并通过交叉形式安排磁铁来形成；和外部边缘识别部分310，其安装在地板200的外部边缘上，并且以连接线形式形成以便通知机器人清洁器的移动限制，并因此防止机器人清洁器与墙壁碰撞。
在起居室中布置的磁铁结构包括安装在连接端26前面以便识别连接端26的并由一个磁铁构成的充电识别部分350。
朝着房间1-4的入口布置的磁铁结构包括入口识别部分331-334，这些入口识别部分331-334包括，安装在第一房间的入口上并由一个磁铁构成的第一房间识别部分331，安装在第二房间的入口上并由两个分立的磁铁构成的第二房间识别部分332，安装在第三房间的入口上并以直线形式布置的由三个分立的磁铁构成的第三房间识别部分333，以及在第四房间的入口上安装和以T型安排所形成的四个单独的磁铁的第四房间识别部分334。
此外，在起居室的中央部分上的磁铁布置结构包括以菱形形式安排的由四个单独的磁铁所形成的起居室识别部分320，以便通知机器人清洁器的参考位置。而且，厨房的磁铁布置结构包括由五个单独的磁铁形成的厨房识别部分340。
如上所述，如果根据每个房间(房间1-4)、起居室和厨房来改变布置结构，这种差别被检测到，则机器人清洁器的操作可以根据每个房间的特征而改变。
例如，机器人清洁器在房间1中因为没有障碍物而高速执行清洁，而在房间2以低速仔细地执行清洁，因为有诸如椅子的家具。此外，如果在起居室上具有地毯，则机器人清洁器可以把它的清洁模式改变成增强模式以增加吸力。
优选地，其中安装了磁铁的地板由便于安装的木材构成。而且，优选地，为了安装方便的目的，磁铁的安装地方是标准化的居住空间，比如公寓住宅。
本发明的这种磁铁布置结构可以根据目的和地方而改变，而且本发明不限于机器人清洁器，但本领域技术人员应该明白，本发明可以应用于具有不同目的的其他的自行机器人。
通过根据本发明一个实施例的自行机器人的位置识别系统，安装在地板中的磁铁通过磁性传感器来检测，以便可以精确的识别自行机器人的当前位置，并因此可以精确地控制机器人。
在不脱离本发明的精神或实质特性的情况下可以以许多形式实施本发明，应该明白，上述的实施例不限于任何前述的细节，除非另外指出，否则将广义的解释为所附权利要求所定义的精神和范围内，因此，落入权利要求边界内的所有改变和修改，或这种边界的等效物意在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种自行机器人的位置识别系统，其包括：
地板，其中插入有磁铁；和
自行机器人，其设置有磁性传感器，当机器人在地板上移动时能检测该磁铁。
2.如权利要求1所述的系统，其中该地板由木质地板材料形成。
3.如权利要求1所述的系统，其中该磁铁的布置结构包括：
在地板的外部边缘上形成的外部边缘识别部分，以便表示机器人的移动区域的限制；和
在中心部分上形成的中心识别部分，以便表示地板的中心。
4.如权利要求1所述的系统，其中该磁铁的布置结构包括：
朝着确定空间的入口形成的入口识别部分，以诱导机器人进入该空间。
5.如权利要求1所述的系统，其中该磁铁的布置结构包括：
在连接端的前面形成的充电识别部分，以便识别用于给机器人充电的连接端。
6.如权利要求1-5的任一权利要求所述的系统，其中该自行机器人是用于清洁的机器人。
7.一种自行机器人的位置识别系统，其包括：
木质地板材料形成的地板，其中插入有磁铁；和
自行机器人，其包括主体外壳，安装在主体外壳内部的超声波发射器和接收器，以及安装在主体外壳底部上的用于感应磁铁的磁性传感器。
8.如权利要求7所述的系统，其中该磁铁的布置结构包括：
在地板的外部边缘上形成的外部边缘识别部分，以便表示机器人的移动区域的限制；
在中心部分上形成的中心识别部分，以便表示地板的中心；
朝着确定空间的入口形成的入口识别部分，以诱导机器人进入该空间；和
在连接端的前面形成的充电识别部分，以便识别用于充电机器人的连接端。
9.如权利要求8所述的系统，其中该中心识别部分以交叉或菱形形状的其中之一形成。
10.如权利要求8所述的系统，其中入口识别部分分别由以直线形状布置的一个磁铁，两个单独磁铁，三个单独磁铁，或以T形安排的四个单独的磁铁来形成。
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