CN203720653U - 具有路线记忆功能的移动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有路线记忆功能的移动装置，其包括一本体以及装设于该本体的至少二轮体，该移动装置具有一设置于该本体内的雷射测距器、一设置于该本体内并电气连接于该雷射测距器的微处理器以及一设置于该本体内并电气连接于该微处理器的记忆电路，其中，该雷射测距器是于行走过程中进行360度旋转扫描以取得行走路径中的各点坐标，该微处理器是进行二维运算以获得所在位置与终点垂直距离、水平误差距离以及偏移角度，该记忆电路则记录至少一条行进路线的时间、行进距离、相对距离、转角度数的数据，借此，该移动装置即记录有至少一行进路线，多种行进路线可排列组合，而各行进路线可被重复执行，且可依循该路线正向或逆向行进。

Description

具有路线记忆功能的移动装置

技术领域

本创作是关于一种移动装置，尤其是指一种可记忆其行进路线并在路线记忆完成后可重复且可倒车的移动装置。

背景技术

随着科技的进步，电子产品的种类也愈来愈多。在电子产业中，有一个次产业正逐渐地发展，其科技也循序渐进地正在进步而迈向成熟的境界，那就是自走式电子装置的产业，也就是俗称的机器人产业。

而随着机器人科技的逐渐进步，现在已有各式各样的任务及功能赋予在机器人身上，比如说救灾、清扫……等等，以最常见的清扫机器人而言，利用它来自动执行打扫工作的方式已经被广泛的应用于家庭中，而为了执行打扫这项任务，它本身就必须具备各项执行任务时得发挥的功能。

举例而言，当机器人在执行打扫任务时，为了避免碰撞到障碍物或是墙壁，通常会设置非接触式或是接触式的传感器，其中非接触式的传感器可利用红外线或是雷射，借由主动发出信号来检测与障碍物间的距离，并且为了减少死角产生的机率，也会具有接触式的传感器，例如缓冲器(Bumper)，当机器人借由缓冲器碰撞到障碍物时，会自动停止或改变移动方向。

但同时具有非接触式及接触式的传感器，不仅会增加设计的困难度，也会让制造成本增加。另一方面，非接触式或接触式的传感器对障碍物会有高度的限制，若是遇到高度低于机器人主体的障碍物或是障碍物的所在处正好高于缓冲器的位置时，机器人可能无法做出回避障碍物的控制，甚至是行走在不平整的地面时，它也无法根据所接触的地形环境实时执行相对应的调整。

因此，便有相关业者设计出一种如台湾专利申请第100126039号的机器人，其具有利用动态感应模块进行检测的效果，可根据机器人所接触的环境状态检测出产生感应信号；判断感应信号是否为移动异常信号；以及若是，则根据移动异常信号以控制马达，以进一步调整轮组以适应该环境状态。

除此之外，若是要限制机器人在打扫过程中的移动范围，需要在机器人所处的工作环境的地面上放置止挡条做为边界标记，让它在工作边界内的区域工作，或是在地面上放置红外设备，利用红外线来限制它的工作范围。

但不论止挡条或红外设备都是需要机器人搭配的外部装置，在工作环境中，尤其是居家环境中，摆设此类的外部装置，不仅占用空间也不美观，并且还需要增加额外的购买成本，十分不符合经济效益。

所以，便有相关业者发明出一种如台湾专利申请第100125864号的机器人，其包括：环境信息感测组件，用以检测自走机器人所处的工作环境信息；地图建构模块，是与该环境信息感测组件电性连接，用以依据工作环境信息建构环境地图；设定模块，是与该地图建构模块电性连接，用以在环境地图上设定工作边界；路径规划模块，与设定模块电性连接，用以规划自走机器人在工作边界所形成的工作区域内的一工作路径；驱动模块，与路径规划模块电性连接，用以驱动该机器人依该工作路径移动。借此，该机器人便不需与外部组件搭配，而能够在指定的工作区域内执行任务。

然而，以上所提及的现有技术，虽然能够闪避障碍物或墙壁，或者能够不与外部组件即可在指定的区域内工作，但在它们执行任务行走的过程中，倘若无法将其行进方案予以记忆下来，在其行走过程中，如果经过几次碰撞，将会失去原本规划的路径，因而变成无目标的行走，未被经过的地方可能都不会被经过，同一个地方则也有可能被经过好几次，故造成作业无效率的缺点产生，倘若有人能够设计、开发出一种具有路线记忆功能的移动装置，便可解决长久以来机器人缺乏路线记忆功能的缺陷。

实用新型内容

本创作人有鉴于上述常用的作业方式无法有效解决长久以来在该技术领域内存在的问题，于是萌生创意，借由自身实务经验，积极着手从事研究，经过不断的试验及努力，终于设计出此一具有路线记忆功能的移动装置，以克服现有技术的缺点。

本创作的主要目的在于提供一种具有路线记忆功能而可记忆其行进路线，并在路线记忆完成后可重复且可倒车的移动装置。

为了达到上述创作目的，本创作是采取以下的技术方案予以达成，其中，本创作的具有路线记忆功能的移动装置，其包括一本体以及装设于该本体的至少二轮体，该移动装置具有一设置于该本体内的雷射测距器、一设置于该本体内并电气连接于该雷射测距器的微处理器以及一设置于该本体内并电气连接于该微处理器的记忆电路，其中，该雷射测距器是于该移动装置行走过程中取得行走路径中的各点坐标，该微处理器获得所在位置与终点垂直距离、水平误差距离以及偏移角度进而校正路线，该记忆电路则记录至少一条行进路线的时间、行进距离、相对距离、转角度数的数据，借此，该移动装置即记录有至少一行进路线，多种行进路线可排列组合，而各行进路线可被重复执行，且可依循该路线正向或逆向行进。

通过本创作具有路线记忆功能的移动装置所具备的功能，当相关业者将本创作应用到各领域时，各应用领域的机器人在执行任务的同时，便可通过本创作的雷射测距器进行360度的旋转扫描作业而取得各点坐标，接着再经由本创作的微处理器进行二维运算，获得各项位置判断所需要的信息，故而可以判断该机器人是否已经抵达目标位置，若尚未抵达，则可持续通过上述步骤，进行路线偏移的校正，直到抵达目标位置为止，并且在此等路线校正功能执行的同时，通过该记忆电路记录至少一条行进路线的行进距离、相对距离、转角度数的数据，使得该移动装置可记忆至少一条行进路线规划，在路线记忆的后，用户便可选取其中所需要的一条路线，该移动装置便可在该路线上执行其任务，并可重复执行各路线的行进作业，且可依各路线的路径执行倒车功能，使得该移动装置不仅达到路线校正、路线记忆的目的，同时也提供使用者各路线可重复可倒车的功能。

此外，该移动装置记录有至少一行进路线，多种行进路线可排列组合，让用户可将该移动装置所记忆的各条行进路线，依据实际需求予以选择、规划、执行的，该移动装置在执行任务的过程中，可规划为不同的任务分区，在每个任务分区的区域范围内的行进路径皆可作为记忆路线，不同任务分区之间的连接路径也可作记忆路线。

因此，本创作具备了常用机器人缺乏的路线记忆功能，改善了现有机器人因为无法记忆路线产生的缺失，具备产业利用性。

附图说明

图1是本创作一实施例的具有记忆功能的移动装置的示意图；

图2是本创作一实施例的路线校正作业步骤示意图；

图3是本创作一实施例的工作流程示意图；

图4是本创作一实施例的路线记忆流程示意图；

图5是本创作一实施例的相关组件作业示意图；

图6是本创作一实施例的作业流程示意图；

图7是本创作一实施例的作业状态示意图；

图8是本创作一实施例的另一作业状态示意图。

附图标记说明：1-移动装置；11-本体；12-轮体；121-左马达；122-右马达；123-编码器；13-雷射测距器；14-微处理器；15记忆电路；16-前防撞板；17-左右防跌落装置；18-指示灯；19-电池；191-电源管理模块；20-按键盘；21-步骤A；22-步骤B；23-步骤C；24-步骤D；25-步骤E；26-步骤F；27-步骤G；31-步骤Ｈ；32-步骤Ｉ；33-步骤J；34-步骤Ｋ；35-步骤L；36-步骤M；37-步骤N；38-步骤O；39-步骤P；40-步骤Q；41-步骤R；42-步骤S；51-步骤T；52-步骤U；53-步骤V；54-步骤W；55-步骤X；56-步骤Y；6-无线遥控器（Remote Control，RC）。

具体实施方式

请参考图1，本创作具有记忆功能的移动装置（1），本实施例中，是以一清扫机器人为例，其包括一本体（11）以及装设于该本体（11）的轮体（12），在本实施例中，轮体（12）为二轮体，包括一左轮以及一右轮；该移动装置（1）具有一设置于该本体（11）内的雷射测距器（13）、一设置于该本体（11）内并电气连接于该雷射测距器（13）的微处理器（14）以及一设置于该本体（11）内并电气连接于该微处理器（14）的记忆电路（15）。

其中，该雷射测距器（13）于该移动装置（1）行走过程中进行360度旋转扫描以取得行走路径中的各点坐标，该微处理器（14）进行二维运算以获得所在位置与终点垂直距离、水平误差距离以及偏移角度，该记忆电路（15）则记录至少一条行进路线的时间、行进距离、相对距离、转角度数的数据，借此，该移动装置（1）即记录有至少一行进路线的行进方案，多种行进路线可排列组合，而各行进路线可被重复执行，且可依循该路线正向或逆向行进。

请参考图1及图2，当该清扫机器人在执行任务的同时，本创作具有记忆功能的移动装置（1）可通过以下步骤进行路线校正：

步骤A（21）：该雷射测距器（13）取得起点、终点坐标；

步骤B（22）：该移动装置（1）在行走过程中，由该雷射测距器（13）执行360度全方位的旋转扫描作业；

步骤C（23）：该雷射测距器（13）于扫描同时取得该移动装置（1）行走路径中的各点坐标；

步骤D（24）：通过该微处理器（14）进行二维运算，获得该移动装置（1）所在位置与终点的垂直距离、水平误差距离以及偏移角度；

步骤E（25）：判断该垂直距离是否在终点坐标的半径内；

步骤F（26）：若是，即抵达终点；

步骤G（27）：若否，即以该左轮与右轮位移的距离经该微处理器（14）计算出该移动装置（1）所在位置，并且重复步骤B、C、D、E至F或G。

请再参考图1及图3，该移动装置（1）具有以下的工作流程：

步骤Ｈ（31）：根据用户设定记录该移动装置（1）的起点位置；

步骤Ｉ（32）：启动该移动装置（1）的巡弋模式以执行路线记忆功能；

步骤J（33）：执行巡弋动作并同时由该雷射测距器（13）进行360度旋转扫描以取得行走路径中的各点坐标并由该记忆电路（15）记忆至少一条行进路线的时间、行进距离、相对距离、转角度数的数据；

步骤Ｋ（34）：结束巡弋动作，通过完成记忆键以完成路线记忆任务并根据用户指令设定工作名称；

步骤L（35）：判断是否继续下一条路线记忆，若是，即回到步骤J（33）；

步骤M（36）：若否，即选取工作名称以进行工作；

步骤N（37）：开始工作；

步骤O（38）：判断工作进行中是否被下令更改路径；

步骤P（39）：若是，则新路径覆盖原本的工作路径文件，并接到变更后的路径信息，回到步骤J（33）；

步骤Q（40）：若否，则依据既定工作路径行走同时进行扫地作业；

步骤R（41）：自动微调整行走路径，若遇障碍物时依各种辅助检测器信号指引绕着障碍转180度后，回到既定路线继续前进；

步骤S（42）：完成工作路径文件的行走数据。

请参考图1及图4，该移动装置（1）具有以下的路线记忆流程：

步骤T（51）：接受用户将该移动装置（1）摆放于规定位置；

步骤U（52）：接受用户设定的路线记忆模式及清扫区域文件名；

步骤V（53）：接受用户选择的该移动装置（1）走动模式：

步骤W（54）：接受用户外力推动或有线操控驱动马达或无线操控驱动马达的操作；

步骤X（55）：行走过程中，该微处理器（14）处理时间数据、左右轮转动数据、转向角度数据；

步骤Y（56）：步骤X（55）的数据存入该记忆电路（15），完成路线记忆。

请参考图1及图5，本创作的移动装置（1）另具有：

一前防撞板（16），电气连接于该微处理器（14）；

一左右防跌落装置（17），电气连接于该微处理器（14）；

一指示灯（18），电气连接于该微处理器（14）；

至少一电池（19），电气连接于该微处理器（14），并通过电源管理模块（191）供应电源；

一按键盘（20），电气连接于该微处理器（14）；

一左马达（121），电气连接于该微处理器（14）；

一右马达（122），电气连接于该微处理器（14）；

二编码器（123），分别电气连接于该左马达（121）与该右马达（122）。

当该移动装置（1）被启动，该电池（19）即供应电力，该微处理器（14）即开始与各项组件进行指令交换的动作，通过该记忆电路（15）记忆行走路径、通过该前防撞板（16）防止碰撞、通过该左右防跌落装置（17）防止左右两侧的跌落意外、通过该按键盘（20）输入各项指令、通过该指示灯（18）提供指示功能，并且，该微处理器（14）驱动该左马达（121）与右马达（122）以使得该移动装置（1）行走，该左马达（121）与右马达（122）在运转的同时，该二编码器（123）便将该左马达（121）与右马达（122）的运转信息编码并传送给该微处理器（14），以进行相关运算作业。

请参考图1及图6，本创作的移动装置（1）启动后，该雷射测距器（13）即进行辐射状的运行，即360度的旋转扫描，同时该移动装置（1）向前行进，左、右轮同时开始进行编码累加，接着，判断该前防撞板（16）及／或左右防跌落装置（17）是否动作。

若是，则该左马达（121）及／或右马达（122）逆转并累减加值，加值若不等于零，则继续逆转并累减加值；加值若等于零，则该移动装置（1）偏转一角度，并判断是否已转360度，若是，则逆转累减作业停止，若否，则继续前进；

若否，则该移动装置（1）继续前进并且进行编码累加，且判断该前防撞板（16）及／或左右防跌落装置（17）是否动作。

请参考图1及图7，以一厨房空间为例，其中的Ａ、Ｂ、C、Ｄ、E是为该移动装置（1）行进路径的各点标示，通过一无线遥控器（Remote Control，RC）（6）的控制，该移动装置（1）可沿着各点路线行走，并且，该移动装置（1）在行走同时即通过该微处理器（14）的运算处理与该记忆电路（15）的路线记忆功能，该移动装置（1）即可记忆至少一条行进路线，并可行走前进与后退的路线，且可重复行走圈数，换句话说，该移动装置（1）在路线记忆完成后，除了执行向前行进的作业外，另可重复执行各路线的行进作业，且可依各路线的路径执行倒车功能，使得该移动装置不仅达到路线校正、路线记忆的目的，同时也提供使用者各路线可重复可倒车的功能，在未来需要时，便可选取已记忆的路线，进而向前、向后执行其清扫任务。

请参考图1及图8，该移动装置（1）是记录有至少一行进路线，多种行进路线可排列组合，而各行进路线可被重复执行，且可依循该路线正向或逆向行进，让用户可将该移动装置所记忆的各条行进路线，依据实际需求予以选择、规划、执行的，该移动装置（1）在执行任务的过程中，可规划为不同的任务分区，在每个任务分区的区域范围内的行进路径皆可记忆路线，不同任务分区之间的连接路径也可记忆路线，在本实施例中，有六个任务分区：甲区、乙区、丙区、丁区、戊区、己区，其路线记忆模式如下：

甲区的路线记忆模式为甲区；

乙区的路线记忆模式为乙区；

丙区的路线记忆模式为丙区；

丁区的路线记忆模式为丁区；

戊区的路线记忆模式为戊区；

己区的路线记忆模式为己区；

甲区与乙区之间的行进路线记忆模式为I；

乙区与己区之间的行进路线记忆模式为II；

己区与戊区之间的行进路线记忆模式为III；

戊区与甲区之间的行进路线记忆模式为IV；

甲区与丙区之间的行进路线记忆模式为V；

丙区与丁区之间的行进路线记忆模式为VI；

丁区与己区之间的行进路线记忆模式为VII。

故当用户欲使用该移动装置（1）进行任务时，可依据需求进行路线规划，举例而言，若规划执行甲区、乙区、己区、戊区的任务，则其路径设定为甲区＋I＋乙区＋II＋己区＋III＋戊区。

若规划执行甲区、戊区的任务，则其路线设定为甲区＋IV＋戊区。

若规划执行甲区、丙区、丁区、己区的任务，其路线设定为甲区＋V＋丙区＋VI＋丁区＋VII＋己区。

故该移动装置（1）可提供多种排列组合的路线模式，用户可将该移动装置（1）所记忆的各条行进路线，依据实际需求予以选择、规划、执行。

综合上述，本创作具有路线记忆功能的移动装置是重复着运行与计算的循环，便可达到路线记忆的功能，彻底地改善了常用机器人在执行任务时，因为没有具备路线记忆功能，导致行走作业无效率的缺失。

因此，本创作的具有路线记忆功能的移动装置通过设计上无法显而易见的创意，开发出实用、新颖的工具，解决长久以来存在的问题。

以上所述，仅为本创作的较佳实施例，不能以此限定本创作实施的范围；因此，凡依本创作权利要求书及实用新型说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆属本创作涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种具有路线记忆功能的移动装置，其包括一本体以及装设于该本体的至少二轮体，其特征在于：该移动装置具有一设置于该本体内的雷射测距器、一设置于该本体内并电气连接于该雷射测距器的微处理器以及一设置于该本体内并电气连接于该微处理器的记忆电路，其中，该雷射测距器是于该移动装置行走过程中取得行走路径中的各点坐标，该微处理器获得所在位置与终点垂直距离、水平误差距离以及偏移角度，借此，该记忆电路则记录至少一条行进路线的时间、行进距离、相对距离、转角度数的数据，多条行进路线可排列组合，而各条行进路线可被重复执行，且可依循该路线正向或逆向行进，让用户可将该移动装置所记忆的各条行进路线，依据实际需求进行选择、规划、执行。

2.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，另具有：

一前防撞板，电气连接于该微处理器；

一左右防跌落装置，电气连接于该微处理器；

一指示灯，电气连接于该微处理器；

至少一电池，电气连接于该微处理器；

一按键盘，电气连接于该微处理器；

一左马达，电气连接于该微处理器；

一右马达，电气连接于该微处理器；

二编码器，分别电气连接于该左马达与该右马达。