CN201604157U - 机器人行走状态的检测装置及带有该装置的自移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人行走状态的检测装置及带有该装置的自移动机器人，该检测装置包括接近感应开关(11)和接近感应元件(12)，接近感应元件(12)设置在自移动机器人的从动轮(22)上，与从动轮(22)一起转动；接近感应开关(11)设置于自移动机器人本体(20)上，存储或输出感应到的电信号。所述机器人包括控制单元(24)和检测装置，所述检测装置将检测到的信号发送给所述控制单元(24)，由控制单元(24)对该信号进行处理。本检测装置可以准确地判断自移动机器人的工作状态，因此在提高机器人工作效率、节约能源等方面都做出了改善，并进一步突显了机器人的智能水平。

Description

机器人行走状态的检测装置及带有该装置的自移动机器人

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置和机器人，尤其是一种检测机器人行走状态的检测装置及带有该装置的处移动机器人。

背景技术

目前，与人类友好的家用机器人已被广泛应用，其中一个典型的例子是自移动清扫机器人。自移动清扫机器人是在如住宅或办公室中的特定清洁区内，自己移动的同时，吸取污物或其他杂质粒子的设备。

其中，清扫机器人的自动行走是通过控制器驱动驱动轮来实现的。在清扫机器人这类自移动机器人的使用当中，由于自移动机器人是在移动过程中进行工作的，因此，可以通过检测其是否移动来判断其工作状态。对于如何检测自移动机器人是否移动，在现有技术和产品中，一般的技术方案是，先通过判断驱动轮，即主动轮，是否转动来确定自移动机器人的工作状态，然后输出蜂鸣声、语音或曲调等来告知用户机器人的状态。

但是这种方案存在一定的问题：由于机器人的底板与地面之间存在着一定的距离，当机器人行走清扫的时候会被障碍物，例如椅子脚凳等，架空的情况出现，而此时驱动轮仍在运转，但是机器被架空无法行走，已处于非正常工作状态，这样情况下机器人不会报警来告知用户。

也有另外一种情况：由于地面原因，驱动轮打滑，此时机器没有走动，但驱动轮仍处于转动状态。此时机器人无法自我判断是处于正常工作状态还是停止状态，这种情况既费时费电，又没有达到清扫目的。

因此，有必要提供一种新的方式来解决上述缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种检测机器人行走状态的检测装置及带有该装置的自移动机器人，可以准确判断自移动机器人的工作状态。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种检测机器人行走状态的检测装置，包括接近感应开关和接近感应元件，所述接近感应元件设置在移动机器人的从动轮，与所述从动轮一起转动；所述接近感应开关设置于自移动机器人本体上，将感测到的感应信号转换为电信号输出。

进一步地，为了达到上述目的且节省成本，所述接近感应元件为一个，其设置在机器人从动轮的圆周边缘上，可以为从动轮轮廓内，也可以为从动轮轮廓外。

更进一步地，为了安装方便，所述的接近感应元件沿从动轮圆周方向设置。

其中，所述的接近感应开关为霍尔传感器或者磁控管，对应地，所述的接近感应元件为磁性元件，如磁铁；或者，所述的接近感应开关为金属接近开关，对应地，所述的接近感应元件为金属元件。为便于安装及安装紧固，所述接近感应元件为条形。

进一步地，所述检测装置还包括信号处理单元，所述信号处理单元接收接近感应开关发送的电信号，判断检测机器人的行走状态，并将该状态信息存储或输出。

当所述信号处理单元接收到变化的电信号时，所述的状态信息为代表检测机器人处于行走状态的信息，当所述信号处理单元没有接收到电信号或接收到的电信号没有变化时，所述的状态信息为代表检测机器人处于非行走状态的信息。

本实用新型还提供了一种自移动机器人，包括机器人本体、驱动轮、从动轮、功能单元和控制单元，还包括如上所述的检测装置，当上述的检测装置不具有信号处理单元时，所述控制单元对检测装置发送来的信号进行处理，输出该机器人是否处于行走状态的信息。更进一步地，所述控制单元还包括一信号处理子单元，所述信号处理子单元接收接近感应开关发送的电信号，判断检测机器人的行走状态，并将该状态信息存储或输出。

如果自移动机器人中带有的检测装置具有信号处理单元时，所述控制单元不用对该信息进行处理，仅根据检测装置输出的信号进行相应的处理即可。

为了进行报警，所述自移动机器人还包括报警单元，所述报警单元与所述控制单元相连接，用于接收所述控制单元根据机器人是否处于行走状态的信息而发送的报警信号进行报警；进一步地，所述报警单元还包括声音报警元件或/和灯光报警元件。

另外，上述自移动机器人的功能单元为清扫单元、除尘单元或拖地单元，根据其功能单元的不同，可以为各种类型的自移动机器人。

本实用新型可以准确地判断自移动机器人的工作状态，因此，当自移动机器人处于异常工作状态(诸如架空或驱动轮空转)时，由于机器人自身能够第一时间探测到该异常信息，然后通过各种报警单元来提醒、告知用户，便于用户能立刻来解决异常状况，从而迅速帮助机器人解困。这在提高机器人工作效率、节约能源、减少由此带来的降低机器人使用寿命等方面都做出了改善，并进一步突显了机器人的智能水平。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中机器人的总体结构示意图。

图2为图1所示实施例的控制结构框图。

图3为本实用新型一实施例中的检测装置的结构图。

图4为本实用新型一实施例中检测装置的控制结构框图。

图5为金属接近开关的原理图。

附图标记说明

11磁感应开关

12磁铁

13信号处理单元

20机器人本体

21驱动轮

22从动轮

23功能单元

24控制单元

240信号处理子单元

25报警单元

251声音报警元件

252灯光报警元件

具体实施方式

本实用新型提供了一种自移动机器人，所述自移动机器人具有检测从动轮的转动来判断自移动机器人的工作状态的检测装置。

本实用新型以清扫机器人为例，对本实用新型进行详细说明。如图1所示，为本实用新型一具体实施例---清扫机器人的整体结构示意图。如图2所示，为本实用新型的控制结构组成框图。结合图1和图2所示，所述清扫机器人包括机器人本体20、驱动轮21、从动轮22、功能单元23和控制单元24，控制单元24位于该机器人本体20体内。控制单元24通过驱动单元(图中未示出)驱动驱动轮21转动，驱动轮21带动机器人本体20移动。在移动的过程中，从动轮22跟随着转动。

该清扫机器人带有行走状态的检测装置如图3所示，该装置包括一个磁感应开关11和一块条形磁铁12，所述磁铁12沿自移动机器人的从动轮22的周向设置于从动轮22的圆周边缘处，沿圆周设置，与所述从动轮22一起转动；所述磁感应开关11设置于自移动机器人本体20上。在本实施例中，将所述磁感应开关11设置在机器人本体20的凹槽中，该位置邻近于从动轮22。由于磁铁12随着从动轮22转动，每一次经过磁感应开关11时，磁感应开关11便将感测到磁信号转换为电信号输出，因而，如果从动轮22一直在转，则磁感应开关11输出的是一系列连续的脉冲信号，并将该脉冲信号输出。

另外，为了从磁感应开关11接收的电信号来判断该机器人是否处于行走状态，该检测装置还包括一信号处理单元13。如图4所示，所述信号处理单元13接收磁感应开关11发送的电信号，判断是否接收到变化的电信号，如电信号是否为一连续的脉冲。如果接收到的电信号是变化的，则向机器人的控制单元24输出代表检测机器人处于行走状态的信号或者存储起来；如果没有接收到电信号，或者接收到的电信号没有变化，则存储或输出代表检测机器人处于非行走状态的信号，例如，当控制单元24接收到从信号处理单元13输出的信号为高电平，则认为机器人处于行走状态，如果该信号是低电平，则处于非行走状态。

并且，该信号处理单元还具有存储器，用于存储该代表检测机器人处于行走状态的信号，以便自移动机器人可以依据该信号控制其他部件的工作状态。其用途可以应不同的控制要求而定，如，对于家庭中使用的机器人，其控制单元在收到代表机器人处于非行走状态的信号时，在输出报警信号的同时，或报警一段时间之后，自动停止驱动轮的转动，并停止功能单元的工作，以便在没有人为干预时，自动停止工作，节省电能。

所述信号处理单元13在判断应输出处于行走或非行走信号时，先判断是否接收到电信号，接着判断该电信号是否有变化。例如，当机器人遇到障碍停下来时，如果磁铁12远离磁感应开关11，则磁感应开关11没有感测到磁信号，则不会输出电信号，因而信号处理单元13便没有接收到电信号，在此情况下，可以准确地判断所述机器人处于非行走状态。在停下来时还会有另一种情况，即磁铁12距离磁感应开关11较近，则磁感应开关11将输出一没有变化的电信号，在此情况下，也可以准确地判断所述机器人处于非行走状态。

上述实施例中信号处理单元判断机器人是否处于非行走状态的方法是在比较理想的状态下应用的。但是，在另一些情况下，如机器人在转弯、或仅仅是在克服一些小的行走障碍时而产生的从动轮转动较慢或停转的情况，由于机器人还可以正常工作，如果此时输出报警信号显然是误报，因此，在信号处理单元内还可以设定一固定时间段，用于判断在该固定时间段内是否接收到变化的电信号，如果在所述时间段内接收到的电信号是变化的，则输出代表检测机器人处于行走状态的信号，如果在所述时间段内没有接收到电信号或接收到的电信号没有变化，则输出代表检测机器人处于非行走状态的信号。

当然，该检测装置也可以只包括磁铁和磁感应元件，此时，在控制单元24中包括信号处理子单元240，其功能对应于前述信号处理单元13功能，该功能如前所述，在此不再赘述。

为了在机器人处于非行走状态时报警，所述机器人还包括报警单元25，如声音报警元件251和灯光报警元件252，声音报警元件可以实施为蜂鸣器、语音报警等，灯光报警元件可以实施为闪烁的LED等。

在本实用新型中，所述的磁感应开关可以为霍尔传感器或者是磁控管。

检测机器人行走状态的检测装置，除了本实施例所列举的采用磁感应开关和磁铁之外，检测装置还可以使用金属接近开关和金属元件。在使用中，将金属元件安装在从动轮上，将金属接近开关安装在机器人的主体上。

其中，金属接近开关(一般称为探头)在靠近金属元件时输出开关信号，其电路如图5所示。该电路由两部分组成，即高频振荡器及开关电路，其工作原理如下：

金属不靠近探头时，高频振荡器工作，振荡信号经DV1、DV2倍压整流，得到一直流电压使BG2导通，BG3截止，后续电路不工作。当有金属靠近探头时，由于涡流损耗，高频振荡器停振，BG2截止，BG3得电导通，光电耦合器4N25内藏发光管发光，光敏三极管导通接通电路，起开关作用。

此类接近开关技术为现有技术，在此不再过多说明。

对于自移动机器人，根据其功能单元的不同，可以为各种类型的自移动机器人。如当功能单元为清扫单元时，自移动机器人为清扫机器人；当功能单元为除尘单元时，自移动机器人为除尘机器人；当功能单元为拖地单元时，自移动机器人为拖地机器人。还可以是其他各种类型的自移动机器人。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种机器人行走状态的检测装置，包括接近感应开关(11)和接近感应元件(12)，其特征在于，所述接近感应元件(12)设置在移动机器人的从动轮上，与所述从动轮(22)一起转动；所述接近感应开关(11)设置于自移动机器人本体(20)上，将从所述接近感应元件(12)处感测到的感应信号转换为电信号输出。

2.根据权利要求1所述的机器人行走状态的检测装置，其特征在于，所述接近感应元件(12)为一个，其设置在机器人从动轮(22)的圆周边缘上。

3.根据权利要求1所述的机器人行走状态的检测装置，其特征在于，所述的接近感应元件(12)沿从动轮(22)圆周方向设置。

4.根据权利要求1所述的机器人行走状态的检测装置，其特征在于，所述的接近感应开关(11)为霍尔传感器或者磁控管，所述的接近感应元件(12)为一磁铁。

5.根据权利要求1所述的机器人行走状态的检测装置，其特征在于，所述的接近感应开关(11)为金属接近开关，所述的接近感应元件(12)为金属元件。

6.根据权利要求4或5所述的机器人行走状态的检测装置，其特征在于，所述的接近感应元件(12)呈条状。

7.根据权利要求1-5任一所述的机器人行走状态的检测装置，其特征在于，还包括信号处理单元(13)，所述信号处理单元(13)接收接近感应开关(11)发送的电信号，判断检测机器人的行走状态，并将该状态信息存储或输出。

8.一种自移动机器人，包括机器人本体(20)、驱动轮(21)、从动轮(22)、功能单元(23)和控制单元(24)，其特征在于，还包括如权利要求1所述的检测装置，所述检测装置将检测到的信号发送给所述控制单元(24)。

9.根据权利要求8所述的自移动机器人，其特征在于，所述检测装置或所述控制单元(24)还包括一信号处理子单元(240)，所述信号处理子单元(240)接收接近感应开关(11)发送的电信号，判断检测机器人的行走状态，并将对应机器人行走状态的状态信息存储或输出。

10.根据权利要求8或9任一所述的自移动机器人，其特征在于，还包括报警单元(25)，所述报警单元(25)与所述控制单元(24)相连接，用于接收所述控制单元(24)根据机器人是否处于行走状态的信息而发送的报警信号进行报警。

11.根据权利要求10所述的自移动机器人，其特征在于，所述报警单元(25)还包括声音报警元件(251)或/和灯光报警元件(252)。

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