MX2011001545A - Dispositivo robotico movil que tiene un sensor de colision. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo robótico móvil que comprende al menos un miembro de sensor desplazable (8, 9) para percibir una colisión entre el dispositivo móvil y un objeto estacionario. Los primeros medios de detección (12, 13) están presentes para la detección de un primer desplazamiento predeterminado del miembro de sensor (8, 9) y los segundos medios de detección (14, 15) están presentes para detectar un mayor desplazamiento predeterminado del miembro de sensor (8,9).

Description

DISPOSITIVO ROBOTICO MOVIL QUE TIENE UN SENSOR DE COLISION Campo de la Invención La invención se refiere a un dispositivo robótico móvil que comprende al menos un miembro de sensor desplazable para percibir una colisión entre el dispositivo móvil y un objeto estacionario, con lo cual se dispone el miembro de sensor en una forma accionada por resorte para estar normalmente en una posición extendida, y con lo cual los medios están presentes para detectar el desplazamiento del miembro de sensor con respecto al dispositivo móvil, con lo cual los medios comprenden los primeros medios de detección para la detección de un primer desplazamiento predeterminado del miembro de sensor y los segundos medios de detección para detectar un desplazamiento mayor predeterminado del miembro de sensor.

Antecedentes de la Invención Tal dispositivo robótico móvil se describe en KR-B-100835968 , cuyo documento pre-publicado corresponde a la última publicación publicada WO-A-2008/105634. Esta publicación describe un limpiador al vacío robótico que tiene un miembro de sensor desplazable que comprende dos parachoques en su lado frontal en la dirección principal de recorrido. El primer parachoques está dispuesto en una porción superior del lado frontal del dispositivo y el Ref. 216971 segundo parachoques está dispuesto en la porción inferior. Por consiguiente, el primer parachoques percibe los objetos que se van a evitar y el segundo parachoques percibe los objetos sobre los que se va a pasar. El segundo parachoques puede girar hacia abajo alrededor de un eje horizontal, para que el dispositivo se eleve con el fin de pasar sobre el objeto superable. El primer parachoques puede disponerse para que sobresalga comparado con el segundo parachoques, para que un obstáculo que se va a evitar primero contacte el primer parachoques y entonces el segundo parachoques. Por lo tanto, antes de que se opere el segundo parachoques, se determina el obstáculo que se va a evitar.

Otra clase de parachoques táctil de un robot o plataforma móvil autónoma se describe en US—A-4596412. El parachoques táctil comprende una pluralidad de miembros de sensor desplazables que son bandas que flotan libremente en un alojamiento. Los medios para detectar el desplazamiento de los miembros de sensor son una pluralidad de micro interruptores fijados al alojamiento y dispuestos detrás de los miembros de sensor.

Por ejemplo, el dispositivo robótico móvil es un limpiador al vacío para limpiar autónomamente una habitación mientras el dispositivo móvil viaja alrededor de un piso de la habitación. Con ello, la trayectoria del limpiador al vacío puede controlarse con base en la observación de ese ambiente mediante cámaras u otros medios de observación, tal como sensores de sonar o sensores infrarrojos. Adicionalmente , los miembros de sensor están presentes en uno o más lados del dispositivo móvil con el fin de detectar contacto físico entre el dispositivo móvil y los objetos estacionarios (obstáculos) sobre el piso de la habitación. El limpiador al vacío puede comprender dos módulos, un módulo principal que comprende el ventilador al vacío y un compartimento de recolección de desechos, y un módulo de cabeza limpiadora conectado con el módulo principal mediante una manguera, a través de esa manguera se transportan los desechos desde el módulo de cabeza limpiadora hacia el módulo principal. Además, la manguera comprende cables conductores para suministrar energía eléctrica desde el módulo principal hacia el módulo de cabeza limpiadora y para intercambiar información electrónica entre los dos módulos. Tal limpiador al vacío se describe en US-A-2002/0174506. En consecuencia, el módulo de cabeza limpiadora puede ser el dispositivo móvil que comprende uno o más miembros de sensor para percibir el contacto físico entre el módulo y los efectos estacionarios sobre el piso de la habitación que se va a limpiar.

Sumario de la Invención En general, el dispositivo robótico móvil ha encontrado su trayectoria de recorrido entre objetos estacionarios en su ambiente. Cuando el dispositivo móvil contacta un objeto estacionario, la dirección de recorrido tiene que cambiarse, para que pueda evitarse el objeto estacionario. Por lo tanto, el contacto con tal objeto estacionario se detecta con el fin de continuar el movimiento del dispositivo móvil en una dirección diferente, por ejemplo, en la dirección opuesta, lejos del objeto estacionario. Sin embargo, el dispositivo móvil puede quedar atrapado entre objetos estacionarios cuando realiza el recorrido. Con el fin de escapar de tal posición atrapada, el dispositivo móvil hará movimientos, tal como desplazamientos hacia adelante y hacia atrás y/o rotación alrededor de un eje vertical, pero el espacio para maniobrar puede ser pequeño.

Un objetivo de la invención es un dispositivo robótico móvil, con lo cual están presentes medios para detectar el desplazamiento del miembro de sensor con respecto al dispositivo móvil y con lo cual los medios comprenden los primeros medios de detección para la detección de un primer desplazamiento predeterminado del miembro de sensor y los segundos medios de detección para detectar un mayor desplazamiento predeterminado del miembro de sensor, con lo cual puede lograrse una estructura compacta y relativamente simple .

Con el fin de cumplir con ese objetivo, el miembro de sensor está unido a una estructura, con lo cual el miembro de sensor puede desplazarse con respecto a la estructura que es el primer desplazamiento detectado mediante el primer medio de detección, y con lo cual el miembro de sensor junto con la estructura pueden desplazarse con respecto al dispositivo móvil para obtener el mayor desplazamiento del miembro de sensor detectado mediante los segundos medios de detección, esos segundos medios de detección detectan un desplazamiento predeterminado de la estructura. En consecuencia, el accionamiento por resorte entre el dispositivo móvil y la estructura es superior al accionamiento por resorte entre la estructura y el miembro de sensor. Al hacer uso de tal estructura intermedia, puede lograrse una estructura compacta y relativamente simple, en particular cuando el dispositivo es relativamente pequeño, por ejemplo en caso de que sea el módulo de cabeza limpiadora de un limpiador al vacío.

Durante el recorrido normal del dispositivo móvil, el control del movimiento del dispositivo móvil se basa en las señales desde los primeros medios de detección. Sin embargo, en caso de que el dispositivo móvil esté en una posición en la cual parezca ser difícil escapar de esa posición, por ejemplo, cuando se maniobra repetidamente hacia adelante y hacia atrás, entonces los segundos medios de detección se vuelven activos y dominan los primeros medios de detección, con lo cual el dispositivo móvil tienen más libertad de moverse con el fin de escapar de la posición atrapada.

En una modalidad preferida, el miembro de sensor es un parachoques desplazable en un lado del dispositivo móvil, preferiblemente el lado frontal y el lado trasero del dispositivo móvil. En consecuencia, el parachoques puede generar una señal de detección tan pronto como el dispositivo móvil contacte un objeto estacionario, así como también puede absorber el impacto durante una colisión entre el dispositivo móvil y ese objeto. El dispositivo móvil puede transportar dos o más parachoques en diferentes lados del dispositivo móvil, con lo cual cada parachoques funciona como un miembro de sensor.

Un dispositivo robótico móvil que tiene un parachoques desplazable que define la periferia del dispositivo se describe en EP-A-1582957. El parachoques flota sobre resortes, sobre la estructura principal del dispositivo. El contacto con un obstáculo causa el movimiento del parachoques con respecto a la estructura principal, cuyo movimiento se detecta por medio de un interruptor de palanca.

Preferiblemente, el dispositivo robótico móvil tiene una dirección principal de recorrido, con lo cual dos miembros de sensor están presentes en lados opuestos del dispositivo móvil, que es un miembro defensor frontal y un miembro de sensor trasero, con lo cual el miembro de sensor frontal llega a su dirección principal de recorrido. Cuando el dispositivo móvil queda atrapado entre dos objetos estacionarios, uno al frente del dispositivo móvil y uno en su lado trasero, entonces puede ampliarse la libertad de maniobra al hacer uso de los segundos medios de detección en lugar de los primeros medios de detección. En consecuencia, el dispositivo móvil puede moverse hacia adelante y hacia atrás en una distancia mayor, para que tenga más espacio para girar alrededor de su eje vertical con el fin de escapar de su posición atrapada.

La estructura puede portar más de un miembro de sensor, con lo cual los primeros medios de detección detectan un desplazamiento predeterminado de cada uno de los miembros de sensor, y los segundos medios de detección detectan un desplazamiento predeterminado de la estructura. En una modalidad preferida, la estructura porta dos o más miembros de sensor en lados opuestos de dispositivo móvil, preferiblemente en el lado frontal y en el lado trasero en la dirección principal del recorrido del dispositivo móvil, para que el dispositivo móvil tenga una libertad aumentada al maniobrar hacia adelante y hacia atrás durante el escape de una posición atrapada. Por supuesto, la estructura puede transportar más de dos miembros de sensor, por ejemplo, en cada lado del dispositivo.

Preferiblemente, los medios de detección comprenden micro interruptores, los micro interruptores pueden activarse mediante el desplazamiento del miembro de sensor. Los micro interruptores son dispositivos simples y relativamente pequeños que pueden proporcionar una señal eléctrica cuando el miembro de sensor hace un desplazamiento predeterminado.

En una modalidad preferida, el dispositivo móvil es un limpiador al vacío que comprende un módulo principal y un módulo de cabeza limpiadora móvil conectado mediante una manguera al módulo principal, por ejemplo, como se describe en US-A-2002/0174506 , con lo cual el módulo de cabeza limpiadora comprende el miembro de sensor desplazable.

La invención también se refiere a un método para controlar un dispositivo robótico móvil que comprende al menos un miembro de sensor desplazable que percibe las colisiones entre el dispositivo móvil y los objetos estacionarios, con lo cual el miembro de sensor se dispone en una forma accionada por resorte para normalmente estar en una posición extendida, y con lo cual se detecta el desplazamiento del miembro de sensor con respecto al dispositivo móvil, con lo cual los primeros medios de detección detectan un primer desplazamiento predeterminado del miembro de sensor y con lo cual los segundos medios de detección detectan un desplazamiento mayor predeterminado del miembro de sensor, con lo cual el miembro de sensor está unido a una estructura, con lo cual el miembro de sensor se desplaza con respecto a la estructura que es el primer desplazamiento detectado mediante los primeros medios de detección, y con lo cual el miembro de sensor junto con la estructura se desplazan con respeto al dispositivo móvil para obtener el desplazamiento mayor del miembro de sensor detectado mediante los segundos medios de detección.

Breve Descripción de las Figuras La invención ahora se explicará adicionalmente por medio de una descripción de una modalidad del módulo de cabeza limpiadora de un limpiador al vacío robótico móvil, que comprende dos miembros de sensor desplazables unidos a una estructura desplazable. Se hace referencia al dibujo que comprende figuras diagramáticas , con lo cual: la Figura 1 es una vista en perspectiva de una sección transversal del módulo de cabeza limpiadora; y la Figura 2 y la Figura 3 son vistas transversales esquemáticas del módulo.

En particular, las Figuras 2 y 3 son representaciones esquemáticas, que únicamente muestran partes que contribuyen a la explicación de la modalidad descrita.

Descripción Detallada de la Invención Las figuras muestran el módulo de cabeza limpiadora que tiene una parte de base 1 que forma la mayor porción del lado inferior del módulo. La parte de base 1 porta cuatro ruedas, con lo cual únicamente dos ruedas 2 se representan en las vistas transversales. Las dos ruedas 2 se impulsan mediante un motor eléctrico 3 (Figura 1) y las dos otras ruedas (no mostradas) se impulsan mediante otro motor eléctrico (no mostrado) . Al controlar de forma separada la velocidad giratoria de los dos pares de ruedas 2, puede controlarse el movimiento del módulo sobre un piso. Por consiguiente, el módulo puede desplazarse hacia adelante y hacia atrás, y puede girarse alrededor de un eje vertical al impulsar los pares de ruedas 2 con diferentes velocidades giratorias, durante su desplazamiento así como durante la posición estacionaría del módulo.

El módulo de cabeza limpiadora tiene un cepillo giratorio 4 en una boca de succión 5 que se extiende en la dirección transversal con respecto a la dirección principal de recorrido del módulo, en las figuras hacia la dirección derecha y hacia la dirección izquierda. Durante la operación, la abertura de la boca de succión 5 en el lado inferior del módulo se localiza cerca del piso, mientras que el cepillo giratorio 4 está tocando el piso, para que se remuevan los desechos del piso y se succionen a través de la boca de succión 5 y se transporten hacia una manguera (no mostrada) conectada al módulo de cabeza limpiadora. El otro extremo de la manguera está conectado con el módulo principal del limpiador al vacío (no mostrado) que comprende un ventilador al vacío y un compartimento de recolección de desechos.

La pared superior del módulo es una parte de una estructura 6, la estructura 6 que rodea parcialmente el módulo. La estructura 6 está unida a la parte de base 1 por medio de cuatro resortes 7 helicoidales (se muestran dos resorte 7) , para que la estructura 6 pueda moverse en la dirección horizontal. Los resortes son relativamente rígidos, para que se requiera una gran fuerza relativa para desplazar la estructura 6 con respecto a la parte de base 1. En el lado frontal del módulo (en la Figura 1 el lado derecho y en las Figura 2 y 3 el lado izquierdo) la estructura 6 porta un parachoques 8, mientras que la estructura porta un parachoques 9 en el lado trasero del módulo. Los dos parachoques 8, 9 están unidos a la estructura 6 por medio de resortes helicoidales 10, 11 (representados en las Figura 2 y 3) , para que cada parachoques 8, 9 pueda desplazarse desde su posición extendida (mostrada en la Figura 2) hacia la estructura 6 contra la fuerza de impulso de los resortes 10, 11. En consecuencia, cada parachoques 8, 9 contactará un micro interruptor 12, 13, el micro interruptor 12, 13 detecta el desplazamiento de los parachoques 8, 9.

Cuando el módulo de cabeza limpiadora se desplaza hacia adelante (en las Figuras 2 y 3 hacia la izquierda) , el módulo puede chocar contra un objeto estacionario, con lo cual el parachoques 8 en el lado frontal del módulo se impulsa hacia la estructura 6 (como se muestra en la Figura 3) . En consecuencia, se activa el micro interruptor 12 con lo cual se genera una señal que reporta la colisión con el objeto estacionario, para que se detenga el movimiento del módulo de cabeza limpiadora inmediatamente y se continúe en la dirección opuesta lejos del objeto estacionario. Puede ser que el módulo entonces choqué contra otro objeto estacionario, por ejemplo, cuando el módulo no se estaba desplazando en una trayectoria recta o cuando el otro objeto estacionario no estaba presente antes. En consecuencia, el parachoques 9 en el lado trasero del módulo se impulsa hacia la estructura 6, para que el micro interruptor 13 detecte la coalición con el otro objeto estacionario. Con el fin de encontrar una salida de tal posición atrapada, el módulo puede intentar girar alrededor de un eje vertical mientras se mueve hacia adelante y hacia atrás. Cuando el espacio entre los dos objetos estacionarios es relativamente pequeño, puede ser difícil que el módulo haga maniobras. Con el fin de aumentar la libertad de maniobra, la detección mediante los dos micro interruptores 12, 13 no está activa y la detección del contacto con los objetos estacionarios se asume por los micro interruptores 14, 15, los micro interruptores 14, 15 se activan cuando la estructura 6 se mueve con respecto a la parte de base 1 del módulo. Debido a que la detección se lleva a cabo mediante los micro interruptores 14, 15 en un desplazamiento mayor de los parachoques 8, 9 con respecto a la parte de base 1, el módulo puede moverse más cerca de los dos objetos estacionarios lo que resulta en una libertad aumentada de maniobra del módulo.

La Figura 3 muestra la situación por la cual no se activan los micro interruptores 12, 13, es decir, están fuera de servicio, y con lo cual la colisión con los objetos estacionados se detecta por medio de los micro interruptores 14, 15. En la Figura 3, el módulo choca contra un objeto estacionario cuando se mueve en una dirección hacia adelante. Por consiguiente, el micro interruptor 14 se activa debido a que la estructura 6 se mueve contra la fuerza de los resortes 7. La fuerza para mover la estructura 6 con respecto a la parte de base 1 es mayor que la fuerza generada mediante los resortes 10, 11, para que la estructura 6 sólo se mueva con respecto a la parte de base 1 cuando se impulsa hacia adentro de uno de los resortes 10, 11.

En resumen, un dispositivo robótico móvil que comprende al menos un miembro de sensor 8, 9 desplazable para percibir una colisión entre el dispositivo móvil y un objeto estacionario. Los primeros medios de detección 12, 13 están presentes para la detección de un primer desplazamiento predeterminado del miembro de sensor 8, 9 y los segundos medios de detección 14, 15 están presentes para detectar un mayor desplazamiento predeterminado del miembro de sensor 8, 9.

La modalidad descrita de la invención es únicamente un ejemplo, son posibles muchas otras modalidades dentro alcance de la invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, mejor método conocido por la solicitante para llevar a práctica la citada invención, es el que resulta claro de presente descripción de la invención.

Claims (6)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1.- Un dispositivo robótico móvil que comprende al menos un miembro de sensor desplazable para percibir una colisión entre el dispositivo móvil y un objeto estacionario, con lo cual el miembro de sensor está dispuesto en una forma accionada por resorte para normalmente estar en una posición extendida, y con lo cual los medios están presentes para detectar el desplazamiento del miembro de sensor con respecto al dispositivo móvil, con lo cual los medios comprenden los primeros medios de detección para la detección de un primer desplazamiento predeterminado del miembro de sensor y los segundos medios de detección para detectar un desplazamiento mayor predeterminado del miembro de sensor, caracterizado porque el miembro de sensor está unido a una estructura, con lo cual el miembro de sensor puede desplazarse con respecto a la estructura que es el primer desplazamiento detectado mediante los primeros medios de detección, y con lo cual el miembro de sensor junto con la estructura pueden desplazarse con respecto al dispositivo móvil para obtener el mayor desplazamiento del miembro de sensor detectado mediante los segundos medios de detección.

2. - Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo robótico móvil tiene una dirección principal de recorrido, y porque los dos miembros de sensor están presentes en lados opuestos del dispositivo móvil, que son un miembro de sensor frontal y un miembro de sensor trasero, con lo cual el miembro de sensor frontal alcanza la dirección principal del recorrido .

3. - Un dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la estructura porta dos miembros de sensor en lados opuestos del dispositivo móvil.

4. - Un dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de detección comprenden micro interruptores, los micro interruptores pueden activarse mediante el desplazamiento del miembro de sensor.

5. - Un dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, con lo cual el dispositivo móvil es un limpiador al vacío que comprende un módulo principal y un módulo de cabeza limpiadora móvil conectando mediante una manguera al módulo principal, caracterizado porque el módulo de cabeza limpiadora comprende el miembro de sensor desplazable.

6. - Un método para controlar un dispositivo robotico móvil que comprende al menos un miembro de sensor desplazable que percibe las colisiones entre el dispositivo móvil y los objetos estacionarios, con lo cual el miembro de sensor se dispone en una forma accionada por resorte para estar normalmente en una posición extendida, y con lo cual se detecta el desplazamiento del miembro de sensor con respecto al dispositivo móvil, con lo cual los primeros medios de detección detectan un primer desplazamiento predeterminado del miembro de sensor y con lo cual los segundos medios de detección detectan un mayor desplazamiento predeterminado del miembro de sensor, caracterizado porque el miembro de sensor está unido a una estructura, con lo cual el miembro de sensor se desplaza con respecto a la estructura que es el primer desplazamiento detectado por los primeros medios de detección, y con lo cual el miembro de sensor junto con la estructura se desplaza con respecto al dispositivo móvil para obtener el mayor desplazamiento del miembro de sensor detectado mediante los segundos medios de detección.