TWI443488B - 自走式移動裝置遇障礙物感測方法 - Google Patents

Description

自走式移動裝置遇障礙物感測方法

　　本發明係有關於一種自走式移動裝置遇障礙物感測方法，尤其是指一種利用重力感測器進行偵測自走式移動裝置是否遭遇障礙且被卡住之方法。

　　按，隨著科技的進步與發達，電器或設備自動化之技術也越加純熟，且被普遍的應用，例如：自走式移動裝置（吸塵機器人、清掃機器人、清洗地板機器人…）。

　　由於該些自走式移動裝置具有完全自動化清潔家居地板而能大幅節省人力之優點，因此成為工作忙碌之現代人的福音。

　　惟該自走式移動裝置在進行居家環境的清潔作業時，若地板上有諸如電線、電扇基座或其他雜物而突起於地板表面時，這些電線、電扇基座或其他雜物將可能成為該自走式移動裝置行走時的障礙物，若該些障礙物突起地板表面高度不高，自走式移動裝置將可輕鬆越過，倘若該些障礙物突起地板表面高度不足以使自走式移動裝置越過反而被卡住時，該自走式移動裝置之清掃作業將受到阻礙而無法續行，而且自走式移動裝置之馬達持續的空轉也容易造成過熱毀損。

　　本發明之主要目的，係提供一種自走式移動裝置遇障礙物感測方法，係透過偵測自走式移動裝置與地面間的傾斜角度是否持續維持一段時間，來判定自走式移動裝置是否遭遇障礙而卡住無法續行移位的清掃作業；本發明可再進一步於判定自走式移動裝置確實遭遇障礙而卡住後隨即進入執行脫困模式，使清掃作業能繼續順利進行。

　　上述本發明之主要目的與功效，是由以下之具體技術手段所達成：

　　本發明係有關於一種自走式移動裝置遇障礙物感測方法，主要是透過利用裝設在自走式移動裝置上之重力感測器偵測到該自走式移動裝置與地面間具有一傾斜角，並維持一時間，則判定該自走式移動裝置遭遇障礙且被卡住，需進入脫困模式執行脫困動作。

　　其中，所述之脫困模式是指利用傳動行走單元之二馬達的轉速不同或轉向不同，來改變行走單元行走狀態，如轉彎，達到脫困之目的。

　　其中，在判斷自走式移動裝置是否遭遇障礙而卡住時，可同時偵測在同一時間內左或右任一行走單元的馬達電流值過大，使判斷遭遇障礙且卡住之狀態更為準確。

　　為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

　　請參第一圖，其係揭示本發明自走式移動裝置遇障礙物感測方法的步驟流程圖；第二圖所示者，為本發明自走式移動裝置的架構方塊示意圖。

　　本發明之自走式移動裝置（１）係包括一中央處理單元（１１）、一行走單元（１２）、ㄧ蓄電單元（１３）與一重力感測器（１４）；該中央處理單元（１１）與該行走單元（１２）、該蓄電單元（１３）及該重力感測器（１４）電行連接。該行走單元（１２）具有設在該自走式移動裝置（１）二側之行走輪（１２１），及各自傳動二行走輪（１２１）之馬達（１２２）；該蓄電單元（１３）則供應電源給整個該自走式移動裝置（１），包括該中央處理單元（１１）、該行走單元（１２）、及該重力感測器（１４）；該重力感測器（１４）則用以偵測該自走式移動裝置（１）之中心軸線是否與地面產生一傾斜角，且將此一偵測值回傳該中央處理單元（１１），以進行判斷該自走式移動裝置（１）是否遭遇行走障礙而被卡住無法移動。

　　即當啟動本發明之自走式移動裝置（１）時，該中央處理單元（１１）便會控制馬達（１２２）啟動且傳動行走輪（１２１）轉動，使自走式移動裝置（１）移動位置並進行清潔地板之工作。此時該重力感測器（１４）便不斷偵測感應自走式移動裝置（１）是否保持在正常行走或是傾斜的狀態，若該重力感測器（１４）感應到自走式移動裝置（１）保持在垂直狀態時，表示該自走式移動裝置（１）並未遭遇障礙。若該重力感測器（１４）感應到自走式移動裝置（１）傾斜，但此傾斜狀態之時間短於一預設時間時，表示該自走式移動裝置（１）剛剛越過一障礙物，且未被卡住。假設該重力感測器（１４）感應到自走式移動裝置（１）傾斜，且該自走式移動裝置（１）維持該傾斜狀態之時間超過一預設時間時，則表示該自走式移動裝置（１）遭遇障礙且被卡住，無法繼續以先前行走模式行進；這時，該中央處理單元（１１）獲知此一訊息後，便通知該行走單元（１２）之任一【左或右】馬達（１２２）改變轉速或轉向，以在傳動行走輪（１２１）後令該自走式移動裝置（１）進行轉彎動作，而藉此得以脫離障礙續行清潔作業；其中，所述之該中央處理單元（１１）控制行走單元（１２）之任一【左或右】馬達（１２２）改變轉速或轉向之操作，即為本發明之自走式移動裝置（１）遭遇障礙物時的脫困模式。

　　其中，所述重力感測器（１４）感測自走式移動裝置（１）是否傾斜之狀態之方式如下說明。請參第三圖所示，其係顯示該自走式移動裝置（１）在平常行走狀態下，該重力感測器（１４）的重力心軸（Ｚ）會有1G的作用力；而當自走式移動裝置（１）被障礙物卡住而如第四圖所示之傾斜狀態時，因為向量分力的關係使在重力感測器（１４）的重力心軸（Ｚ）處之作用力小於1G，而藉此量測重力感測器（１４）的重力心軸（Ｚ）的數值即能判斷自走式移動裝置（１）是否處於傾斜狀態。

　　其中，在本發明之自走式移動裝置遇障礙物物感測方法的較佳實施例中，由於當自走式移動裝置（１）遭遇障礙物並卡住時【如第四圖所示】，自走式移動裝置（１）之左、右馬達（１２２）因為與地面接觸狀態的不同使其轉速也有所不同，故自走式移動裝置（１）在判斷是否遭遇障礙而卡住時，能進一步偵測在同一時間內左或右任一行走單元（１２）的馬達（１２２）電流值的大小，作為判斷自走式移動裝置（１）遭遇障礙並卡住的另一參考依據，以令該自走式移動裝置（１）於判斷遭遇障礙且卡住之狀態時能夠更為準確。

　　經由以上的實施說明，可知本發明之自走式移動裝置能進行感應是否被障礙物卡住而無法續行清潔地板之動作，且進行脫困模式來完成脫離卡住之狀態，因此，能使自走式移動裝置之自動清掃作業順利進行不中斷；尤其當自走式移動裝置的感應模式進一步增加判斷左、右馬達的轉速狀態時，能使自走式移動裝置判斷遭遇障礙物並卡住之狀態更為準確無誤。

　　本發明之自走式移動裝置遇障礙物感測方法，主要是透過利用裝設在自走式移動裝置上之重力感測器偵測到該自走式移動裝置與地面間具有一傾斜角，並維持一時間，則判定該自走式移動裝置遭遇障礙且被卡住，需進入脫困模式執行脫困動作。

　　以上所舉者僅係本發明之部份實施例，並非用以限制本發明，致依本發明之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。

　　綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體技術手段，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

(1)．．．自走式移動裝置

(11)．．．中央處理單元

(12)．．．行走單元

(13)．．．蓄電單元

(14)．．．重力感測器

(121)．．．行走輪

(122)．．．馬達

(Z)．．．重力心軸

第一圖：係揭示本發明自走式移動裝置遇障礙物感測方法的步驟流程圖

第二圖：為本發明自走式移動裝置的架構方塊示意圖

第三圖：係顯示本發明自走式移動裝置在平常行走狀態下之示意圖

第四圖：係顯示本發明自走式移動裝置被障礙物卡住而呈傾斜狀態之示意圖

Claims (5)

1. 一種自走式移動裝置遇障礙物感測方法，主要是透過利用裝設在自走式移動裝置上之重力感測器偵測該自走式移動裝置是否處於傾斜狀態，且該傾斜狀態至少維持一預定時間，此時判定該自走式移動裝置遭遇障礙且被卡住。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當判定該自走式移動裝置遭遇障礙且被卡住，則令該自走式移動裝置進入脫困模式執行脫困動作。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，所述之脫困模式是指利用該自走式移動裝置上分別傳動左、右行走輪之二馬達的轉速不同或轉向不同，來改變自走式移動裝置行走狀態。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之方法，其中，所述該重力感測器偵測該自走式移動裝置是否處於傾斜狀態之方式，是利用量測該重力感測器在重力心軸處之作用力是否小於1G來進行判斷。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，在判斷自走式移動裝置是否遭遇障礙而卡住時，可進一步同時偵測左或右任一行走單元的馬達電流值。