帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，包括：主機(jī)體（1），所述主機(jī)體（1）設(shè)有控制單元（2）、方向傳感器（3）及行走單元（4），所述控制單元控制所述帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人按照預(yù)設(shè)行走模式行走，所述方向傳感器用于指示機(jī)器人的行走方向，所述主機(jī)體上還設(shè)有邊界檢測傳感器（5）并與所述控制單元連接，根據(jù)邊界檢測傳感器的感應(yīng)信號，控制單元判斷方向傳感器是否處于正確的工作狀態(tài)，若方向傳感器處于錯誤的工作狀態(tài)則對其矯正。本實用新型帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，將邊界檢測傳感器用于清潔機(jī)器人可以輔助方向傳感器工作，驗證其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，使得機(jī)器人始終能夠以較小的誤差水平或豎直移動。
【專利說明】帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，屬于小家電制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的清潔機(jī)器人都是依靠履帶或輪子在工作表面上移動，為提高清潔效率，機(jī)器的行進(jìn)軌跡一般都是規(guī)劃成垂直于一條邊的“弓”字形軌跡(如圖7-圖8所示)。
[0003]目前，清潔機(jī)器人按照預(yù)設(shè)行進(jìn)軌跡在工作表面移動，主要通過加速度傳感器或陀螺儀等方向傳感器指示機(jī)器人的行走方向。將加速度傳感器安裝在清潔機(jī)器人上，并與控制單元相連，通過加速度傳感器檢測清潔機(jī)器人的運動狀態(tài)，同時將檢測結(jié)果反饋給控制單元，如果出現(xiàn)傾斜或偏離預(yù)定路線由控制單元發(fā)出指令進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。然而在該方案中，通過加速度傳感器等電子元器件指示機(jī)器人的行走方向，而電子元器件長時間使用會產(chǎn)生一定的累積誤差，當(dāng)加速度傳感器存在誤差時，加速度傳感器的指示方向偏離原規(guī)劃路徑的方向，從而清潔機(jī)器人不能沿預(yù)定規(guī)劃的路線行走，對清潔機(jī)器人在工作表面上的清潔效率存在較大的影響。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，通過邊界檢測傳感器用于清潔機(jī)器人可以輔助方向傳感器工作，驗證其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，使得機(jī)器人始終能夠以較小的誤差水平或豎直移動。
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，包括:主機(jī)體，所述主機(jī)體設(shè)有控制單元、方向傳感器及行走單元，所述控制單元控制所述帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人按照預(yù)設(shè)行走模式行走，所述方向傳感器用于指示機(jī)器人的行走方向，所述主機(jī)體上還設(shè)有邊界檢測傳感器，所述邊界檢測傳感器與所述控制單元連接，根據(jù)邊界檢測傳感器的感應(yīng)信號，控制單元判斷方向傳感器是否處于正確的工作狀態(tài)，若方向傳感器處于錯誤的工作狀態(tài)則對其矯正。
[0007]優(yōu)選地，所述邊界檢測傳感器為至少兩個。
[0008]更好地，所述主機(jī)體的一端面兩邊分別設(shè)有至少一個邊界檢測傳感器。
[0009]更好地，所述端面為主機(jī)體的前端面或后端面
[0010]所述邊界檢測傳感器為接觸式傳感器或非接觸式傳感器。
[0011]所述方向傳感器為加速度傳感器、陀螺儀或碼盤。
[0012]本實用新型帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，將邊界檢測傳感器用于清潔機(jī)器人可以輔助方向傳感器工作，驗證其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，使得機(jī)器人始終能夠以較小的誤差移動。
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]圖1為帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人控制結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2為邊界檢測傳感器設(shè)置于主機(jī)體前端兩邊的示意圖；
[0016]圖3為邊界檢測傳感器設(shè)置于主機(jī)體后端兩邊的示意圖；
[0017]圖4為帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人的矯正方法步驟圖；
[0018]圖5為邊界檢測傳感器設(shè)置于主機(jī)體前端兩邊的矯正過程示意圖；
[0019]圖6為邊界檢測傳感器設(shè)置于主機(jī)體后端兩邊的矯正過程示意圖；
[0020]圖7為現(xiàn)有技術(shù)擦清潔機(jī)器人傳統(tǒng)路徑規(guī)劃(水平方向)示意圖；
[0021]圖8為現(xiàn)有技術(shù)擦清潔機(jī)器人傳統(tǒng)路徑規(guī)劃(垂直方向)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1為帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人控制結(jié)構(gòu)框圖，圖2為帶有矯正裝置的清潔機(jī)器人實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2并參考圖1所示，一種帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，包括:主機(jī)體1，所述主機(jī)體I設(shè)有控制單元2、方向傳感器3及行走單元4，所述控制單元2控制所述自移動機(jī)器人按照預(yù)設(shè)行走模式行走，如垂直于邊框的“弓”字形行走或往復(fù)直線行走，所述方向傳感器用于指示機(jī)器人的行走方向，所述方向傳感器3可以為加速度傳感器、陀螺儀或碼盤等。如圖5所示，以圖示箭頭指示方向為自移動機(jī)器人的前向，在主機(jī)體I的前端兩邊各設(shè)一邊界檢測傳感器5，如圖2所示，所述邊界檢測傳感器5與所述控制單元2連接，根據(jù)邊界檢測傳感器5的感應(yīng)信號，控制單元2判斷方向傳感器是否處于正確的工作狀態(tài)，若方向傳感器3處于錯誤的工作狀態(tài)則對其矯正，需要指出的是，在主機(jī)體I的前端兩邊各設(shè)一邊界檢測傳感器5僅為本實施例所列舉的一種設(shè)置方式，所述邊界檢測傳感器5同樣可以設(shè)置于主機(jī)體I的左右兩側(cè)或主機(jī)體I的后端(如圖3所示)，所述邊界檢測傳感器5的數(shù)量可以為任意一個以上的多個。
[0023]請再次參考圖5所示，具體的，下面以主機(jī)體I設(shè)有重力加速度傳感器或陀螺儀作為方向傳感器3，主機(jī)體I前端左右兩邊分別設(shè)有邊界檢測傳感器5為例進(jìn)行解釋說明。當(dāng)自移動機(jī)器人采用如圖8所示的“弓”字形豎直行走，方向傳感器3始終以重力方向為基準(zhǔn)方向，控制機(jī)器人重復(fù)豎直向上行走碰到邊框轉(zhuǎn)彎后再豎直向下行走的行走過程。當(dāng)方向傳感器3正常工作時，機(jī)器人能準(zhǔn)確識別豎直方向；但隨著機(jī)器人的繼續(xù)行走，方向傳感器3出現(xiàn)誤差，則機(jī)器人行走的方向會偏離豎直方向，而機(jī)器人本身仍然以為沿豎直方向行走，造成較大的行走結(jié)果偏差，降低機(jī)器人的清潔效率等。而當(dāng)機(jī)器人向上或向下行走到邊框時，通過其前端的邊界檢測傳感器5實時檢測機(jī)器人的位姿來判斷方向傳感器3是否處于正確的工作狀態(tài)。如當(dāng)機(jī)器人根據(jù)方向傳感器3的指示，向上行走碰到邊框時，機(jī)器人前端左、右兩邊的邊界檢測傳感器5同時感應(yīng)到信號，則判斷方向傳感器3處于正確的工作狀態(tài)；若僅主機(jī)體I前端左邊的邊界檢測傳感器5或右邊的邊界檢測傳感器5感應(yīng)到信號，則判斷機(jī)身傾斜，機(jī)器人偏離豎直方向，方向傳感器3處于錯誤的工作狀態(tài)，需對其進(jìn)行矯正。當(dāng)然，若采用超聲傳感器或紅外傳感器時，若機(jī)器人行走到邊框時，左、右邊的邊界檢測傳感器5不會同時收到信號或者收到信號的強(qiáng)弱不同，則機(jī)器人判斷出機(jī)身傾斜，方向傳感器3處于錯誤的工作狀態(tài)，需對其進(jìn)行矯正。
[0024]上述實施中，玻璃邊框本身是水平設(shè)置的。若玻璃邊框是傾斜的，則當(dāng)機(jī)器人向上或向下行走，僅根據(jù)是否收到一個邊界檢測傳感器5的感測信號或收到兩個不同的邊界檢測傳感器5的感測信號，機(jī)器人無法判斷機(jī)身是否偏離豎直，進(jìn)而無法判斷方向傳感器3是否存在誤差，處于正確或錯誤的工作狀態(tài)。此時，需要先將自移動機(jī)器人放在邊框附近，根據(jù)邊界檢測傳感器5調(diào)整主機(jī)體I至相對于邊框的位姿A(主機(jī)體I前端左邊、右邊同時感應(yīng)到信號或感應(yīng)到相同強(qiáng)度的信號)，記錄此時方向傳感器3的角度值φ (如邊框與水平方向呈45度時，Φ為45度，即機(jī)身偏離豎直方向45度)。
[0025]當(dāng)機(jī)器人沿豎直方向進(jìn)行弓字形模式行走時，若機(jī)器人根據(jù)方向傳感器的指示向上行走碰到邊框，需根據(jù)邊界檢測傳感器5再次調(diào)整機(jī)器至相對于邊框的位姿Α，(即調(diào)整機(jī)身的位置，使得機(jī)體前端左邊、右邊同時感應(yīng)到信號或感應(yīng)到相同強(qiáng)度的信號)，比較此時方向傳感器3的角度值φ ’是否與φ相等，若φ ’不等于φ，則矯正方向傳感器3的角度值至φ后，返回S2，否則直接返回S2。較佳的，每隔一段預(yù)設(shè)的時間t，對所述方向傳感器矯正一次。
[0026]上述實施方式通過主機(jī)體I前端兩邊各設(shè)一邊界檢測傳感器判斷機(jī)器人行走到邊框時，機(jī)身是否傾斜，同樣可以僅使用一個邊界檢測傳感器達(dá)5到同樣的目的。下面以機(jī)器人的前端中間設(shè)置一邊界檢測傳感器5進(jìn)行解釋說明。若邊界檢測傳感器5為接觸式傳感器，如行程開關(guān)，機(jī)器人行走到邊框時(如被邊框阻擋無法繼續(xù)行走的情況)，若控制單元感測不到行程開關(guān)碰撞信號，則判斷機(jī)身傾斜，需對方向傳感器進(jìn)行矯正；若控制單元可以感測到行程開關(guān)碰撞信號，則判斷方向傳感器處于正確的工作狀態(tài)。若邊界檢測傳感器5為非接觸式傳感器，如紅外傳感器，所述紅外傳感器包含一發(fā)射器和一接收器，當(dāng)機(jī)器人行走到邊框時，若接收器接收不到紅外信號或收到信號強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)值，則判斷機(jī)身傾斜，需對方向傳感器進(jìn)行矯正；若接收器接收到紅外信號，則判斷方向傳感器處于正確的工作狀態(tài)。
[0027]當(dāng)機(jī)器人沿垂直于邊框的“弓”字形模式或往復(fù)直線模式行走時，控制單元2根據(jù)方向傳感器3的反饋信號控制主機(jī)體I在工作表面向邊框的方向行走至邊界，設(shè)置于主機(jī)體I前端面或后端面的邊界檢測傳感器5檢測到主機(jī)體I位姿傾斜時，矯正方向傳感器的誤差。
[0028]如當(dāng)機(jī)器人沿偏離邊框一定角度進(jìn)行“弓”字形模式或往復(fù)直線模式行走時，參見圖4，可采用下述帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人的一種矯正方法步，
[0029]具體包括如下步驟:
[0030]SI:自移動機(jī)器人放在邊框附近，根據(jù)邊界檢測傳感器5調(diào)整主機(jī)體I至相對于邊框的位姿A，記錄此時方向傳感器的角度值Φ ；
[0031]S2:自移動機(jī)器人按照預(yù)設(shè)的行走模式行走，通過方向傳感器3指示主機(jī)體I的行走方向，所述預(yù)設(shè)行走模式為垂直于邊框的“弓”字形路線或往復(fù)直線路線；
[0032]S3:當(dāng)機(jī)器人行走至邊框附近時，根據(jù)邊界檢測傳感器5調(diào)整機(jī)器至相對于邊框
的位姿A，比較此時方向傳感器3的角度值φ ’是否與φ相等，若φ ’不等于φ，則矯正方向傳感器3的角度值至φ后，返回S2，否則直接返回S2。
[0033]需要說明的是，所示主機(jī)體與邊框的位姿關(guān)系需要根據(jù)邊界檢測傳感器設(shè)置方式確定。在本實施例中，在所述主機(jī)體I前端兩邊各設(shè)一邊界檢測傳感器5，則所述位姿A為主機(jī)體I前端與邊框平行，當(dāng)然，若邊界檢測傳感器5設(shè)置于主機(jī)體I后端兩邊，所述位姿A為主機(jī)體I后端與邊框平行(如圖6所示)。需要指出的是，當(dāng)機(jī)器人沿垂直于邊框的“弓”字形模式或往復(fù)直線模式行走時同樣可以采用該矯正方法。
[0034]綜上，本實用新型帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，將邊界檢測傳感器用于清潔機(jī)器人可以輔助方向傳感器工作，驗證其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，使得機(jī)器人始終能夠以較小的誤差移動。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，包括:主機(jī)體(I)，所述主機(jī)體(I)設(shè)有控制單元(2)、方向傳感器(3)及行走單元(4)，所述控制單元(2)控制所述帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人按照預(yù)設(shè)行走模式行走，所述方向傳感器用于指示機(jī)器人的行走方向，其特征在于，所述主機(jī)體(I)上還設(shè)有邊界檢測傳感器(5)，所述邊界檢測傳感器(5)與所述控制單元(2)連接，根據(jù)邊界檢測傳感器(5)的感應(yīng)信號，控制單元(2)判斷方向傳感器是否處于正確的工作狀態(tài)，若方向傳感器處于錯誤的工作狀態(tài)則對其矯正。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，其特征在于，所述邊界檢測傳感器(5)為至少兩個。
3.如權(quán)利要求2所述的帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，其特征在于，所述主機(jī)體(I)的一端面兩邊分別設(shè)有至少一個邊界檢測傳感器(5 )。
4.如權(quán)利要求3所述的帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，其特征在于，所述端面為主機(jī)體的前端面或后端面。
5.如權(quán)利要求1所述的帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，其特征在于，所述邊界檢測傳感器(5)為接觸式傳感器或非接觸式傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的帶有矯正裝置的自移動機(jī)器人，其特征在于，所述方向傳感器(3)為加速度傳感器、陀螺儀或碼盤。
【文檔編號】A47L11/00GK203609373SQ201320739831
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】周四海 申請人:蘇州科沃斯商用機(jī)器人有限公司