碎屑監(jiān)視的制作方法
【專利摘要】一種碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，包括容器、第一和第二發(fā)射器和第一接收器。所述容器限定了將碎屑接收進(jìn)容器內(nèi)的開(kāi)口。所述第一和第二發(fā)射器各自布置成跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射信號(hào)。所述第一接收器靠近所述第一發(fā)射器，以接收第一發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)的反射部分，且所述第一接收器朝向開(kāi)口設(shè)置，以接收第二發(fā)射器跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射的信號(hào)的未反射部分。
【專利說(shuō)明】碎屑監(jiān)視
[0001]基于35U.S.C § 119(e)，本申請(qǐng)要求2010年12月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/428808的優(yōu)先權(quán),該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容被認(rèn)為是本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容的一部分,并由此通過(guò)引用整體結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本申請(qǐng)涉及機(jī)器人，并尤其涉及自主覆蓋機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0003]自主機(jī)器人可以在開(kāi)放環(huán)境中執(zhí)行期望的任務(wù)，而不需連續(xù)的人類引導(dǎo)。很多種機(jī)器人自主到特定程度。不同的機(jī)器人能夠以不同方式自主工作。自主覆蓋近期人能夠在沒(méi)有連續(xù)的人類引導(dǎo)的情況下穿過(guò)工作表面，來(lái)執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)。在家庭、辦公室和/或消費(fèi)者定制的機(jī)器人的領(lǐng)域，廣泛采用了執(zhí)行家務(wù)功能，如從表面去除碎屑(例如，真空清潔和地板清洗)的活動(dòng)機(jī)器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]下面的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分描述了本發(fā)明的各實(shí)施方式和發(fā)明。出于經(jīng)濟(jì)的考慮，這個(gè)
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的文字在【具體實(shí)施方式】部分沒(méi)有被逐字陳述。但是，【具體實(shí)施方式】部分應(yīng)被認(rèn)為是包括和結(jié)合這個(gè)
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的整體。
[0005]在一個(gè)方面，碎屑監(jiān)視系統(tǒng)包括容器、第一和第二發(fā)射器以及第一接收器。容器限定了將碎屑接收于該容器中的開(kāi)口。第一和第二發(fā)射器各自被布置成跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射信號(hào)。第一接收器靠近第一發(fā)射器，以接收從第一發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)的反射，并且第一接收器朝向所述開(kāi)口設(shè)置，以接收第二發(fā)射器跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射的信號(hào)的未反射部分。
[0006]在另一方面，覆蓋機(jī)器人包括殼體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、清潔組件、容器、第一和第二發(fā)射器、以及第一接收器。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)耦接到所述殼體上并且被構(gòu)造成操縱機(jī)器人跨過(guò)清潔表面。所述清潔組件耦接到所述殼體上。所述容器基本上設(shè)置在所述殼體之內(nèi)，并且所述容器限定了將碎屑從所述清潔組件接收到所述容器中的開(kāi)口。所述碎屑監(jiān)視系統(tǒng)基本上設(shè)置在所述殼體之內(nèi)。所述碎屑監(jiān)視系統(tǒng)包括第一和第二發(fā)射器以及第一接收器。所述第一和第二發(fā)射器各自布置成跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射信號(hào)。所述第一接收器靠近所述第一發(fā)射器，以接收第一發(fā)射器所發(fā)射的信號(hào)的反射部分，所述第一接收器朝向所述開(kāi)口設(shè)置，以接收由所述第二發(fā)射器跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射的信號(hào)的未反射部分。
[0007]本公開(kāi)內(nèi)容的這些方面中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，第一接收器和第二發(fā)射器基本上跨過(guò)開(kāi)口的最大尺寸彼此相對(duì)設(shè)置。所述開(kāi)口可以基本上為矩形。額外地或可替代的，第一接收器和第二接收器可以基本上跨過(guò)開(kāi)口彼此對(duì)角相對(duì)。在特定實(shí)施例中，第一和第二發(fā)射器相對(duì)于彼此布置成由第一和第二發(fā)射器發(fā)射的相應(yīng)信號(hào)沿著所述開(kāi)口的至少一部分相交。在碎屑被接收到所述容器中時(shí)，所述開(kāi)口能夠被限定在基本上垂直的平面內(nèi)。
[0008]在特定的實(shí)施例中，所述開(kāi)口具有頂部和底部，在碎屑被接收到所述容器中時(shí)，所述頂部在所述底部之上，并且第一和第二發(fā)射器以及第一接收器各自朝向所述開(kāi)口的頂部設(shè)置，且第一接收器設(shè)置在所述第一和第二發(fā)射器之上。
[0009]在一些實(shí)施例中，第一接收器布置在距第二發(fā)射器大約0.5英寸到大約30英寸處。第一接收器可以距第一發(fā)射器小于大約5英寸。額外地或可替代的，第一接收器和第二發(fā)射器之間的距離與第一接收器和第一發(fā)射器之間的距離的比在大約0.1到大約600。
[0010]在特定實(shí)施例中，所述容器與所述殼體可釋放地接合,所述殼體被構(gòu)造成在碎屑通過(guò)所述容器的開(kāi)口被接收時(shí)支撐所述容器。所述第一和第二發(fā)射器以及第一接收器各自被支撐在所述殼體上，且所述容器可以相對(duì)于所述第一和第二發(fā)射器以及第一接收器移動(dòng)。第一和第二發(fā)射器以及第一接收器能夠各自被支撐在所述容器上?？刂破髂軌虮恢卧谒鰵んw上。所述第一和第二發(fā)射器以及第一接收器能夠各自與所述控制器無(wú)線通信(例如，紅外通信)。
[0011 ] 在一些實(shí)施例中，在所述覆蓋機(jī)器人處于清潔表面上時(shí)所述容器可以從所述機(jī)器人的側(cè)部拆卸且/或從所述殼體的側(cè)部拆卸。額外地或可替代的，在所述覆蓋機(jī)器人處于清潔表面上時(shí)所述容器可以從所述機(jī)器人的頂部上拆卸且/或從所述殼體的頂部拆卸。
[0012]在另一方面，碎屑監(jiān)視系統(tǒng)包括容器、多個(gè)第一發(fā)射器和多個(gè)第二發(fā)射器、第一接收器以及第二接收器。所述容器限定了將碎屑接收到容器內(nèi)的開(kāi)口。每種所述多個(gè)發(fā)射器中的每個(gè)發(fā)射器布置成跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射信號(hào)。所述第一接收器靠近所述多個(gè)第一發(fā)射器，以接收由所述多個(gè)第一發(fā)射器中的每個(gè)所發(fā)射的信號(hào)的反射部分，所述第一接收器朝向所述開(kāi)口設(shè)置，以接收從所述多個(gè)第二發(fā)射器的每一個(gè)跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射的信號(hào)的未反射部分。所述第二接收器靠近所述多個(gè)第二發(fā)射器，以接收由所述多個(gè)第二發(fā)射器中的每一個(gè)所發(fā)射的信號(hào)的反射部分，且所述第二接收器朝向所述開(kāi)口設(shè)置，以接收由所述多個(gè)第一發(fā)射器中的每一個(gè)跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射的信號(hào)的未反射部分。
[0013]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，控制器被構(gòu)造成脈沖地開(kāi)和關(guān)所述多個(gè)第一發(fā)射器以及脈沖地開(kāi)和關(guān)所述多個(gè)第二發(fā)射器。所述控制器能夠被構(gòu)造成同步地使第一和第二接收器中每一個(gè)取樣，使得在所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述多個(gè)第二發(fā)射器關(guān)時(shí)取得每個(gè)接收器的第一樣本，當(dāng)所述多個(gè)第一發(fā)射器開(kāi)且所述多個(gè)第二發(fā)射器關(guān)時(shí)取得每個(gè)接收器的第二樣本，以及當(dāng)所述多個(gè)第一發(fā)射器關(guān)且所述多個(gè)第二發(fā)射器開(kāi)時(shí)取得每個(gè)接收器的第三樣本。
[0014]在特定實(shí)施例中，多個(gè)第一發(fā)射器和多個(gè)第二發(fā)射器相對(duì)于彼此布置成使得由多個(gè)第一發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)與由所述多個(gè)第二發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)相交。該相交可以沿著所述開(kāi)口的至少一部分。所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述多個(gè)第二發(fā)射器可以相對(duì)于彼此布置成使得沿著基本上等分所述開(kāi)口的線，由所述多個(gè)第一發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)與由所述多個(gè)第二發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)相交。
[0015]在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述多個(gè)第二發(fā)射器相對(duì)于彼此間隔開(kāi)，使得在每一種所述多個(gè)第一和第二發(fā)射器中的全部發(fā)射器都開(kāi)時(shí)，每個(gè)由所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述第二發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)基本上覆蓋所述開(kāi)口的所有區(qū)域(例如大于50%)。[0016]在又一個(gè)方面，碎屑監(jiān)視方法包括觸發(fā)和關(guān)閉第一發(fā)射器和第二發(fā)射器；測(cè)量設(shè)置在所述第一發(fā)射器附近的第一接收器；以及探測(cè)碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)。所述第一發(fā)射器和第二發(fā)射器被觸發(fā)以在基本上恒定的頻率下跨過(guò)由容器限定的開(kāi)口發(fā)射相應(yīng)的信號(hào)。所述第一接收器設(shè)置在第一發(fā)射器附近，以接收來(lái)自第一發(fā)射器的信號(hào)的反射部分，并且相對(duì)于第二發(fā)射器設(shè)置，以接收來(lái)自第二發(fā)射器的信號(hào)的未反射部分。所述探測(cè)碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)至少部分基于當(dāng)?shù)谝缓偷诙l(fā)射器被各自觸發(fā)時(shí)獲得的第一測(cè)量值、當(dāng)?shù)谝话l(fā)射器被觸發(fā)而第二發(fā)射器被關(guān)閉時(shí)獲得的第二測(cè)量值以及當(dāng)?shù)谝话l(fā)射器被關(guān)閉而第二發(fā)射器被觸發(fā)時(shí)的第三測(cè)量值。
[0017]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)如下特征。在一些實(shí)施例中，探測(cè)碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)包括作為時(shí)間的函數(shù)處理第一、第二和第三測(cè)量值，并且探測(cè)被處理的第二和第三測(cè)量值中至少一個(gè)的變化。在特定實(shí)施例中，探測(cè)碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)包括至少部分基于第一測(cè)量值從第二和第三測(cè)量值中濾掉環(huán)境光。第一、第二和第三測(cè)量值能夠作為時(shí)間的函數(shù)被處理(例如，通過(guò)低通濾波第二和第三測(cè)量值中的至少一個(gè))。在一些實(shí)施例中，探測(cè)被處理的第二和第三測(cè)量值中的至少一個(gè)的變化包括將瞬時(shí)變化與相應(yīng)被處理的測(cè)量值的平均值相比較。
[0018]在特定的實(shí)施例中，碎屑監(jiān)視方法包括確定被穿過(guò)開(kāi)口的碎屑阻擋的光量并至少部分基于所確定的被碎屑阻擋的光量來(lái)周期性將分?jǐn)?shù)分配給碎屑。確定被穿過(guò)開(kāi)口的碎屑阻擋的光量能夠至少部分基于第二或第三測(cè)量值。
[0019]在一些實(shí)施例中，碎屑監(jiān)視方法包括合計(jì)連續(xù)的碎屑分?jǐn)?shù)，并且如果該碎屑分?jǐn)?shù)的和超過(guò)閾值則提供污垢探測(cè)信號(hào)。所述碎屑分?jǐn)?shù)的和能夠隨時(shí)間減小。減小量可以至少部分基于碎屑分?jǐn)?shù)的移動(dòng)平均值(running average value)。
[0020]在再一方面中，碎屑監(jiān)視方法包括觸發(fā)和關(guān)閉第一發(fā)射器和第二發(fā)射器，以跨過(guò)由容器限定的開(kāi)口發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)；測(cè)量第一接收器；以及確定所述容器是否充滿碎屑。所述第一接收器設(shè)置在所述第一發(fā)射器附近，以接收來(lái)自第一發(fā)射器的信號(hào)的反射部分，并且相對(duì)于第二發(fā)射器設(shè)置，以接收來(lái)自第二發(fā)射器的信號(hào)的未反射部分。確定所述容器是否充滿碎屑是至少部分基于將第一反射信號(hào)與第一透射信號(hào)相比較。所述第一反射信號(hào)源自于第一發(fā)射器被觸發(fā)而第二發(fā)射器被關(guān)閉時(shí)所述第一接收器的測(cè)量值，而所述第一透射信號(hào)源自于第一發(fā)射器被關(guān)閉而第二發(fā)射器被觸發(fā)時(shí)所述第一接收器的測(cè)量值。
[0021]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)如下特征。在一些實(shí)施例中，確定所述容器是否充滿碎屑包括至少部分基于第一反射信號(hào)與第一透射信號(hào)的比較設(shè)定第一閾值。所述第一閾值能夠部分基于達(dá)到第一交叉點(diǎn)的第一透射信號(hào)和第一反射信號(hào)來(lái)設(shè)定，在所述第一交叉點(diǎn)，所述第一反射信號(hào)從小于所述第一透射信號(hào)變成大于或等于所述第一透射信號(hào)。所述第一閾值可以設(shè)定成比在第一交叉點(diǎn)處的所述第一反射信號(hào)的值更大的值。附加的和替代的，第一閾值可以至少部分基于以下中的一個(gè)或多個(gè):第一交叉點(diǎn)的值以及第一反射信號(hào)到達(dá)第一交叉點(diǎn)的速率。如果在已經(jīng)設(shè)定閾值之后第一反射信號(hào)落到第一交叉點(diǎn)之下，那么可以重新設(shè)定第一閾值。
[0022]在一些實(shí)施例中，碎屑監(jiān)視方法包括隨著時(shí)間漸減所述閾值，直到第一反射信號(hào)大于所述第一閾值為止。在特定實(shí)施例中，所述碎屑監(jiān)視方法包括:如果第一反射信號(hào)和第一透射信號(hào)各自達(dá)到大約零，則產(chǎn)生容器滿信號(hào)。[0023]在一些實(shí)施例中，碎屑監(jiān)視方法包括測(cè)量第二接收器，該第二接收器設(shè)置在所述第二發(fā)射器附近，以接收來(lái)自第二發(fā)射器的信號(hào)的反射部分，并且相對(duì)于所述第一發(fā)射器設(shè)置，以接收來(lái)自第二發(fā)射器的信號(hào)的未反射部分。確定容器是否充滿碎屑能夠包括將第二反射信號(hào)與第二透射信號(hào)相比較，所述第二反射信號(hào)源自于第二發(fā)射器被觸發(fā)而第一發(fā)射器被關(guān)閉時(shí)第二接收器的測(cè)量值，而所述第二透射信號(hào)源自于第二發(fā)射器被關(guān)閉而所述第一發(fā)射器被觸發(fā)時(shí)的第二接收器的測(cè)量值。確定容器是否充滿碎屑能夠包括至少部分基于所述第二反射信號(hào)與所述第二透射信號(hào)的比較來(lái)設(shè)定第二閾值。額外地或可替代的，所述碎屑監(jiān)視方法包括如果第一和第二反射信號(hào)每一個(gè)超過(guò)相應(yīng)的第一和第二閾值，則產(chǎn)生容器滿信號(hào)。
[0024]在又一方面中，碎屑監(jiān)視方法包括操縱自主覆蓋機(jī)器人穿過(guò)清潔表面；觸發(fā)和關(guān)閉第一發(fā)射器和第二發(fā)射器；從第一接收器接收信號(hào)；至少部分基于接收到的信號(hào)探測(cè)碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)；以及至少部分基于探測(cè)到的信號(hào)確定容器是否充滿碎屑。所述機(jī)器人帶有清潔組件和相對(duì)于清潔組件布置的容器，以接收由清潔組件從清潔表面去除的碎屑。第一和第二發(fā)射器被觸發(fā)和關(guān)閉，以跨過(guò)由所述容器限定的開(kāi)口發(fā)射相應(yīng)的信號(hào)。所述第一接收器設(shè)置在所述第一發(fā)射器的附近，以接收來(lái)自所述第一反射器的信號(hào)的反射部分，并且相對(duì)于所述第二發(fā)射器設(shè)置以接收來(lái)自所述第二發(fā)射器的信號(hào)的未反射部分。從所述第一接收器接收信號(hào)包括:接收源自于在所述第一發(fā)射器被關(guān)閉且所述第二發(fā)射器被關(guān)閉時(shí)第一接收器的測(cè)量值的黑暗信號(hào)；接收源自于在第一發(fā)射器被觸發(fā)且第二發(fā)射器被關(guān)閉時(shí)第一接收器的測(cè)量值的反射信號(hào)；以及接收源自于第一發(fā)射器被關(guān)閉且第二發(fā)射器被觸發(fā)時(shí)第一接收器的測(cè)量值的透射信號(hào)。探測(cè)碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)至少部分基于黑暗信號(hào)、反射信號(hào)和透射信號(hào)，并且確定容器是否充滿碎屑至少部分基于所述反射信號(hào)和透射信號(hào)。
[0025]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)至少部分基于探測(cè)碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)而變化。機(jī)器人的變化的運(yùn)動(dòng)能夠包括初始化點(diǎn)覆蓋清潔圖案。例如，初始化點(diǎn)覆蓋清潔圖案能夠包括立即將機(jī)器人的行進(jìn)方向改變成朝向被探測(cè)的碎屑。所述點(diǎn)覆蓋圖案能夠包括一個(gè)或多個(gè)以下圖案:螺旋圖案、星形圖案、以及玉米條圖案。在一些實(shí)施例中，點(diǎn)覆蓋圖案的至少一個(gè)尺寸至少部分基于被探測(cè)到的碎屑通過(guò)開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)中的變化。額外地或可替代的，改變機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)包括改變?nèi)缦轮辽僖豁?xiàng):機(jī)器人的行進(jìn)方向和機(jī)器人的行進(jìn)速度。
[0026]在特定實(shí)施例中，碎屑監(jiān)視方法包括至少部分基于探測(cè)到容器充滿碎屑而改變機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。改變機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)包括朝向清空站移動(dòng)機(jī)器人，所述清空站被構(gòu)造成接合所述容器。在一些實(shí)施例中，所述碎屑監(jiān)視方法包括至少部分基于探測(cè)到所述容器充滿碎屑而清空清潔組件。
[0027]在又一方面中，自主覆蓋機(jī)器人包括具有向前部分和后部分的機(jī)器人主體、右和左從動(dòng)輪、由機(jī)器人主體所承載的碎屑攪拌器、第一和第二落差傳感器(cliff sensor)以及與所述左和右從動(dòng)輪以及第一和第二落差傳感器連通的控制器。所述右和左從動(dòng)輪限定了在所述機(jī)器人主體的向前部分和后部分之間的橫向軸，并且每個(gè)從動(dòng)輪可以圍繞該橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)。碎屑攪拌器被構(gòu)造成從清潔表面去除碎屑。第一落差傳感器設(shè)置在所述橫向軸之前，而所述第二落差傳感器設(shè)置在所述橫向軸之后。所述控制器被構(gòu)造成至少部分基于從第一和第二落差傳感器接收到的信號(hào)來(lái)改變機(jī)器人的行進(jìn)方向。
[0028]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，包括廢物容器，該廢物容器被所述機(jī)器人主體承載并且與所述碎屑攪拌器流體連通，以接收從清潔表面去除的碎屑。廢物容器的至少一部分可以設(shè)置在所述機(jī)器人主體中。額外地或可替代的，所述廢物容器能夠承載在所述機(jī)器人主體的后部分上。
[0029]在特定實(shí)施例中，所述廢物容器可釋放地與所述機(jī)器人主體接合，并且所述第二落差傳感器設(shè)置在所述廢物容器上。所述控制器能夠與所述第二落差傳感器無(wú)限通信，并且這個(gè)無(wú)限通信能夠包括以下的一種或多種:光學(xué)通信、電磁通信和射頻通信。
[0030]在一些實(shí)施例中，第一電觸頭設(shè)置在廢物容器上，而第二電觸頭被承載于機(jī)器人主體上，其中，第一電觸頭與第二電觸頭可釋放地接合，以在第二落差傳感器和控制器之間建立電通信。所述控制器可以被構(gòu)造成:如果與第二落差傳感器的通信被中斷，則使左和右從動(dòng)輪無(wú)效。
[0031]在特定實(shí)施例中，自主覆蓋機(jī)器人包括設(shè)置在所述橫向軸之后的第三落差傳感器。該第三落差傳感器可以靠近所述廢物容器。額外地或可替代的，所述第二落差傳感器靠近所述廢物容器。
[0032]在一些實(shí)施例中，所述第一落差傳感器和第二落差傳感器限定了基本上與所述橫向軸垂直的前后軸。在特定實(shí)施例中，所述碎屑攪拌器基本上平行于所述橫向軸延伸。
[0033]在另一方面，用于從清潔表面去除碎屑的自動(dòng)覆蓋機(jī)器人的廢物容器包括可釋放地與所述自主覆蓋機(jī)器人的機(jī)器人主體相接合的殼體以及被支撐在殼體上的落差傳感器。所述殼體限定了容納碎屑的容積，且所述殼體限定了用于接收從清潔表面去除的碎屑的開(kāi)口。所述落差傳感器布置成在所述殼體與所述機(jī)器人主體可釋放地接合且所述機(jī)器人從清潔表面去除碎屑的同時(shí)，探測(cè)潛在的落差。
[0034]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，在所述殼體可拆卸地與所述機(jī)器人主體相接合時(shí)，殼體的至少一部分限定了所述自主覆蓋機(jī)器人的外周的至少一部分。額外地或可替代的，所述殼體的至少一部分限定了所述自主覆蓋機(jī)器人的在該機(jī)器人從清潔表面去除碎屑是基本上與清潔表面相對(duì)的表面的至少一部分。在一些實(shí)施例中，所述殼體的至少一部分限定了所述自主覆蓋機(jī)器人的在該機(jī)器人從清潔表面去除碎屑時(shí)基本上垂直于該清潔表面的表面的至少一部分。
[0035]在特定實(shí)施例中，所述落差傳感器被支撐在殼體中的限定了所述自主機(jī)器人的外周的至少一部分的部分上。所述殼體可以具有大致拱形的部分，且所述落差傳感器可沿著該大致拱形的部分設(shè)置。所述大致拱形的部分可以與用于接收從清潔表面去除的碎屑的開(kāi)口相對(duì)。
[0036]在一些實(shí)施例中，在所述殼體可釋放地與所述機(jī)器人主體相接合并且所述機(jī)器人從清潔表面去除碎屑時(shí)，所述殼體在基本上垂直于所述清潔表面的方向上的尺寸小于大約10英寸。
[0037]在特定實(shí)施例中，電觸頭支撐在殼體上并且與落差傳感器電連通，該電觸頭被構(gòu)造成與機(jī)器人主體上支撐的電觸頭可釋放地接合。在一些實(shí)施例中，光發(fā)射器被支撐在殼體上并且與所述落差傳感器電連通，所述光發(fā)射器被構(gòu)造成與支撐在機(jī)器人主體上的光接收器光學(xué)連通。[0038]在另一方面，操縱自主覆蓋機(jī)器人的方法包括從第一落差傳感器接收信號(hào)；從第二落差傳感器接收信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)右和左從動(dòng)輪，以將機(jī)器人沿著與被探測(cè)到的潛在落差基本上相反的方向上移動(dòng)。所述第一落差傳感器被布置成探測(cè)橫向軸之前的潛在落差，所述橫向軸被所述機(jī)器人的右和左從動(dòng)輪限定。所述橫向和走基本上垂直于所述機(jī)器人行進(jìn)的前后方向。所述第二落差傳感器被布置成探測(cè)所述橫向軸之后的潛在落差。
[0039]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，從第二落差傳感器接收信號(hào)包括從第二落差傳感器接收無(wú)限信號(hào)。額外地或可替代的，從第二落差傳感器接收信號(hào)包括通過(guò)可釋放地接合的電觸頭接收所述信號(hào)的至少一部分。
[0040]在特定實(shí)施例中，所述第一落差傳感器沿著所述機(jī)器人的基本上最向前部分設(shè)置，而所述第二落差傳感器沿著所述機(jī)器人的基本上最后部分設(shè)置。在一些實(shí)施例中，確定所述第二落差傳感器是否存在，并且如果所述第二落差傳感器不存在，則使右和左從動(dòng)輪無(wú)效。在特定實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)所述右和左從動(dòng)輪以沿著與被探測(cè)的潛在落差基本上相反的方向上移動(dòng)機(jī)器人包括移動(dòng)機(jī)器人大于沿著橫向軸在所述右從動(dòng)輪和所述左從動(dòng)輪之間的距離的距離。
[0041]在又一方面中，操作自主清潔設(shè)備的方法包括:控制清潔設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以移動(dòng)所述清潔設(shè)備越過(guò)清潔表面；從清潔設(shè)備的碎屑傳感器接收信號(hào)；以及至少部分基于所接收到的碎屑信號(hào)，移動(dòng)所述清潔設(shè)備通過(guò)運(yùn)動(dòng)圖案。來(lái)自碎屑傳感器的信號(hào)表示清潔設(shè)備正收集碎屑。所述運(yùn)動(dòng)圖案包括多個(gè)線條(swath)。
[0042]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，多個(gè)線條中的每一個(gè)彼此基本上平行。在特定實(shí)施例中，多個(gè)線條中的每個(gè)從星形圖案的中心區(qū)域延伸。所述中心區(qū)域可以是清潔表面的基本上對(duì)應(yīng)于所接收到的碎屑信號(hào)的局部最大值的區(qū)域。所述星形圖案能夠通過(guò)大約360度的角度輻射。
[0043]在特定實(shí)施例中，所述多個(gè)線條的至少一些的至少一部分彼此重疊。在一些實(shí)施例中，線條之間的重疊量可以至少部分基于碎屑信號(hào)的大小來(lái)調(diào)節(jié)。額外地或可替代的，線條的數(shù)量能夠至少部分基于來(lái)自所述碎屑傳感器的信號(hào)。在特定實(shí)施例中，調(diào)節(jié)所述線條的數(shù)量包括與所述碎屑信號(hào)的大小成比例地調(diào)節(jié)線條的數(shù)量。
[0044]在一些實(shí)施例中，每個(gè)線條的長(zhǎng)度至少部分基于來(lái)自所述碎屑傳感器的信號(hào)加以調(diào)節(jié)。額外地或可替代的，在碎屑信號(hào)落入閾值之下時(shí)，每個(gè)線條能夠被終止。在特定實(shí)施例中，碎屑傳感器是設(shè)置在清潔設(shè)備的清潔路徑上的光學(xué)傳感器。所述碎屑傳感器能夠包括設(shè)置在廢物容器上的光學(xué)傳感器，該廢物容器可釋放地與所述清潔設(shè)備相接合。額外地或可替代的，所述碎屑傳感器包括壓電傳感器元件。
[0045]在另一方面，操作自主清潔設(shè)備的方法包括:控制所述清潔設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以移動(dòng)清潔傳感器越過(guò)清潔表面；從清潔設(shè)備的碎屑傳感器接收信號(hào)；沿著在探測(cè)到的碎屑的方向上的前方移動(dòng)所述清潔設(shè)備。所述信號(hào)對(duì)應(yīng)于被探測(cè)的碎屑方向上的前方。
[0046]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，碎屑傳感器包括基本上指向清潔設(shè)備的前方的攝像機(jī)。在特定實(shí)施例中，該攝像機(jī)是可移動(dòng)的，以掃描基本上在清潔設(shè)備前方的區(qū)域。額外地或可替代的，所述碎屑的尺寸被確定，且清潔設(shè)備遠(yuǎn)離大于預(yù)定尺寸的碎屑移動(dòng)。
[0047]在另一方面，一種導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法包括:操縱自主覆蓋機(jī)器人越過(guò)表面；探測(cè)從維護(hù)站發(fā)出的信號(hào)中的第一變化，該維護(hù)站被構(gòu)造成接收自主覆蓋機(jī)器人；探測(cè)從維護(hù)站發(fā)出的信號(hào)中的第二變化；以及確定機(jī)器人在一時(shí)間段內(nèi)發(fā)現(xiàn)維護(hù)站的可能性。所確定的可能性是至少部分基于被探測(cè)到的信號(hào)中的第一變化和被探測(cè)到的信號(hào)中的第二變化之間的消逝時(shí)間。
[0048]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施例中，確定機(jī)器人在一時(shí)間段內(nèi)發(fā)現(xiàn)維護(hù)站的可能性包括至少部分基于所述消逝時(shí)間來(lái)更新可能性分布。所述可能性分布可以是非參數(shù)模型(例如柱狀圖)。額外地或可替代的，所述可能性分布可以是參數(shù)模型，如泊松分布，其中，泊松分布的中間值被估計(jì)(例如平均值)。
[0049]在一些實(shí)施例中，導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法還包括確定在機(jī)器人能夠找到維護(hù)站之前可從機(jī)器人攜帶的電池獲得的能量將被耗盡的可能性。在特定實(shí)施例中，為找到維護(hù)站分配一時(shí)間段。分配的時(shí)間段可以至少部分基于所確定的在該分配的時(shí)間段內(nèi)機(jī)器人將找到維護(hù)站的可能性。在一些例子中，在分配的時(shí)間段內(nèi)，給機(jī)器人的能量將被減少。例如，減少能量能夠包括減少向機(jī)器人攜帶的清潔組件的能量。
[0050]在特定實(shí)施例中，導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法還包括探測(cè)機(jī)器人是否已經(jīng)從表面移除，并且忽略探測(cè)到的信號(hào)中的第一變化，該信號(hào)中的第一變化正好在探測(cè)到機(jī)器人已經(jīng)從表面移除之前發(fā)生，并且忽略探測(cè)到的信號(hào)中的第二變化，該信號(hào)中的第二變化正好在探測(cè)到機(jī)器人已經(jīng)從表面移除之后發(fā)生。例如，探測(cè)到機(jī)器人已經(jīng)從表面移除可以包括從機(jī)器人所攜帶的一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，車(chē)輪掉落傳感器和/或落差傳感器)接收信號(hào)。
[0051]在特定實(shí)施例中，機(jī)器人和維護(hù)站之間的可釋放的接觸被建立。在機(jī)器人和維護(hù)站之間建立可釋放接觸時(shí)，機(jī)器人所攜帶的電池可以被充電。
[0052]在又一方面，導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法包括操縱自主覆蓋機(jī)器人越過(guò)表面；探測(cè)沿著該表面設(shè)置的第一結(jié)構(gòu)；探測(cè)沿著該表面設(shè)置的第二結(jié)構(gòu)；確定在一時(shí)間端內(nèi)機(jī)器人將發(fā)現(xiàn)所述第一結(jié)構(gòu)的可能性，其中，探測(cè)到的可能性至少部分基于探測(cè)第二結(jié)構(gòu)以及在探測(cè)第一結(jié)構(gòu)和探測(cè)第二結(jié)構(gòu)之間的消逝時(shí)間。
[0053]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。所述第一結(jié)構(gòu)可以是被構(gòu)造成接收機(jī)器人的維護(hù)站，而所述第二結(jié)構(gòu)是燈塔。額外地或可替代的，所述第一結(jié)構(gòu)可以是第一燈塔而所述第二結(jié)構(gòu)可以是第二燈塔。
[0054]在又一方面，系統(tǒng)包括維護(hù)站和自主覆蓋機(jī)器人。所述維護(hù)站包括用于發(fā)出信號(hào)的發(fā)射器。所述自主覆蓋機(jī)器人被構(gòu)造成操縱越過(guò)一表面，并且包括用于接收所發(fā)射的信號(hào)的至少一個(gè)接收器和控制器。所述控制器被構(gòu)造成操作該機(jī)構(gòu)器跨過(guò)該表面；探測(cè)從所述維護(hù)站發(fā)出并且由所述至少一個(gè)接收器所接收的信號(hào)中的第一變化；探測(cè)由所述維護(hù)站發(fā)出并且由所述至少一個(gè)接收器所接收的信號(hào)中的第二變化；以及確定在一時(shí)間段內(nèi)所述機(jī)器人將找到所述維護(hù)站的可能性。所探測(cè)的可能性是至少部分基于所探測(cè)到的信號(hào)中的第一變化和所探測(cè)到的信號(hào)中的第二變化之間的消逝時(shí)間。
[0055]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)如下特征。發(fā)射器可以包括紅外發(fā)射器，而所述至少一個(gè)接收器包括紅外接收器。在一些實(shí)施例中，所述自主覆蓋機(jī)器人還包括電池。所述維護(hù)站可以被構(gòu)造成可釋放地接合所述自主覆蓋機(jī)器人，以將能量傳輸給電池。
[0056]在又一方面，校準(zhǔn)廢物容器的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)的方法包括:探測(cè)初始條件；向發(fā)射器陣列施加第一脈寬調(diào)制占空因數(shù)；在接收器處測(cè)量響應(yīng)于第一脈寬調(diào)制占空因數(shù)的第一信號(hào)；向發(fā)射器信號(hào)施加第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)；在接收器處測(cè)量響應(yīng)于第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)的第二信號(hào)；確定測(cè)得的第一信號(hào)和測(cè)得的第二信號(hào)之間的差是否大于閾值；以及至少部分基于所確定的測(cè)得的第一信號(hào)和測(cè)得的第二信號(hào)之間的差大于閾值而將測(cè)得的第二信號(hào)設(shè)定成基礎(chǔ)亮度。所述第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)小于第一脈寬調(diào)制占空因數(shù)。
[0057]本公開(kāi)內(nèi)容的這個(gè)方面的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)以下方面。探測(cè)初始條件可以包括探測(cè)廢物容器插入到碎屑收集裝置(例如，自主清潔機(jī)器人)的主體內(nèi)。額外地或可替代的，探測(cè)初始條件可以包括探測(cè)施加的能量(例如，探測(cè)電池的插入和/或電源開(kāi)關(guān)的位置)。在一些實(shí)施例中，至少部分基于探測(cè)到初始條件來(lái)觸發(fā)指示器。
[0058]在特定實(shí)施例中，至少部分基于測(cè)得的第一信號(hào)和測(cè)得的第二信號(hào)之間的差是否大于閾值來(lái)關(guān)閉指示器。
[0059]在一些實(shí)施例中，觸發(fā)和/或關(guān)閉指示器包括觸發(fā)和/或關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二級(jí)管。
[0060]在特定實(shí)施例中，向發(fā)射器陣列施加第一脈寬調(diào)制占空因數(shù)包括向發(fā)射器陣列施加最大脈寬調(diào)制占空因數(shù)。
[0061]在一些實(shí)施例中，廢物容器限定了開(kāi)口，以將碎屑接收于廢物容器中。第一發(fā)射器陣列可以布置成跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射信號(hào)。在接收器處測(cè)量第一和第二信號(hào)可以各自包括接收由第一發(fā)射器所發(fā)出的信號(hào)的未反射部分。額外地或可替代的，在接收器處測(cè)量第一和第二信號(hào)可以各自包括接收由第一發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)的反射部分。
[0062]在特定實(shí)施例中，向發(fā)射器陣列施加第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)包括確定所施加的第二脈寬調(diào)制是否大于極限值。
[0063]在又一方面，碎屑監(jiān)視系統(tǒng)包括容器、多個(gè)第一發(fā)射器和多個(gè)第二發(fā)射器、第一接收器和第二接收器。所述容器包括擋板，該擋板水平跨過(guò)容器的寬度延伸并且垂直沿著所述容器的高度的至少一部分延伸。所述擋板限定了開(kāi)口的至少一部分，該開(kāi)口將碎屑接收到容器中。第一發(fā)射器在所述開(kāi)口的第一側(cè)上彼此垂直間隔開(kāi)，而第二發(fā)射器在所述開(kāi)口的第二側(cè)上彼此垂直間隔開(kāi)。所述第一和第二發(fā)射器中的發(fā)射器被布置成跨越所述開(kāi)口的水平和垂直尺寸發(fā)射信號(hào)。第一接收器靠近所述多個(gè)第一發(fā)射器，而第二接收器靠近所述多個(gè)第二發(fā)射器。
[0064]在一些實(shí)施例中，所述擋板的至少一部分是門(mén)，所述門(mén)可移動(dòng)，以允許接近存放在容器中的碎屑。例如，所述擋板可以包括鉸接的門(mén)。額外地或可替代的，所述擋板可以包括可滑動(dòng)的門(mén)。
[0065]在特定實(shí)施例中，開(kāi)口的垂直尺寸基本上是所述容器的組合高度的大約1/2或更小(例如，所述開(kāi)口的垂直尺寸和擋板的組合高度的大約1/2或更小)。
[0066]在一些實(shí)施例中，開(kāi)口的寬度可以是容器的寬度的大約2/3或更小。在這些實(shí)施例中，平展可以基本上跨過(guò)容器的整個(gè)寬度延伸。從而，例如，擋板的寬度可以壁開(kāi)口的寬度大至少1/3。
[0067]在附圖和下面的描述中陳述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的其他特征、目的和有點(diǎn)將從該描述和附圖以及從權(quán)利要求中理解到。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0068]圖1A是自主機(jī)器人清潔器的俯視圖
[0069]圖1B是自主機(jī)器人清潔器的底視圖
[0070]圖1C是自主機(jī)器人清潔器的側(cè)視圖
[0071]圖2是自主機(jī)器人清潔器的系統(tǒng)的方框圖
[0072]圖3A至3B是自主機(jī)器人清潔器的俯視圖
[0073]圖3C是自主機(jī)器人清潔器的后部透視圖；
[0074]圖3D至3E是自主機(jī)器人清潔器的底視圖
[0075]圖3F至3G是自主機(jī)器人清潔器的透視圖
[0076]圖4A至4B是可拆卸集塵盒的透視圖；
[0077]圖4C至4E是自主機(jī)器人清潔器的示意圖
[0078]圖5A是自主機(jī)器人清潔器的俯視圖；
[0079]圖5B是盒傳感器刷的俯視圖；
[0080]圖6A至6C是自主機(jī)器人清潔器的示意圖
[0081]圖7A至7B是可拆卸集塵盒的前視圖
[0082]圖7C至7E是可拆卸集塵盒的透視圖
[0083]圖7F至7H是可拆卸集塵盒的前視圖
[0084]圖8A至8E是可拆卸集塵盒的前視圖
[0085]圖9A是碎屑監(jiān)視程序的過(guò)程流程圖；
[0086]圖9B是碎屑定量程序的過(guò)程流程圖；
[0087]圖9C是盒充滿探測(cè)程序的過(guò)程流程圖；
[0088]圖9D是閾值設(shè)定程序的過(guò)程流程圖；
[0089]圖9E是校準(zhǔn)程序的過(guò)程流程圖；
[0090]圖1OA是機(jī)器人清潔圖案的示意圖；
[0091]圖1OB是機(jī)器人清潔圖案的示意圖；
[0092]圖11是機(jī)器人的透視圖；
[0093]圖12A至12B是自主機(jī)器人清潔器的示意圖；
[0094]圖13A是集塵盒的透視圖；
[0095]圖13B至13D是集塵盒指示器的示意圖；
[0096]圖14A是集塵盒指示器系統(tǒng)的示意圖；
[0097]圖14B至14C是遠(yuǎn)程集塵盒指示器的示意圖；
[0098]圖14D是自主機(jī)器人清潔器和清空站的示意圖；
[0099]圖15A是自主機(jī)器人清潔器和清空站的示意圖；
[0100]圖15B是自主機(jī)器人清潔器相對(duì)于清空站移動(dòng)的示意圖；
[0101]圖16是搜尋程序的過(guò)程流程圖；
[0102]圖17是自主機(jī)器人清潔器相對(duì)于清空站和第二結(jié)構(gòu)移動(dòng)的示意圖
[0103]圖18是搜尋程序的過(guò)程流程圖；
[0104]圖19A是自主機(jī)器人清潔器的局部分解頂部透視圖；
[0105]圖19B是圖19A的自主機(jī)器人清潔器的局部分解底部透視圖；[0106]圖19C是沿著線19C-19C截取的處于未分解結(jié)構(gòu)的圖19A的自主機(jī)器人清潔器的橫剖前視圖；
[0107]圖19D是圖19A的自主機(jī)器人清潔器的垃圾箱的透視圖；
[0108]圖19E是圖19A的自主機(jī)器人清潔器的垃圾箱的側(cè)視圖；
[0109]圖19F是沿著線19F-19F截取的圖19A的自主機(jī)器人清潔器的垃圾箱的橫截面圖；
[0110]圖19G是沿著線19G-19G截取的圖19A的自主機(jī)器人清潔器的垃圾箱的橫截面圖；
[0111]在各個(gè)圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0112]參照?qǐng)D1A至1C，自主機(jī)器人清潔器11包括機(jī)器人主體31 (例如底盤(pán)和/或殼體)，該機(jī)器人主體承載連接到緩沖器5上的外殼6。機(jī)器人主體31還承載控制面板10和全方向接收器15，該接收器具有360度的視線，用于從基本上所有方向探測(cè)朝機(jī)器人11發(fā)射的信號(hào)。
[0113]參照?qǐng)D1B，沿著機(jī)器人主體31的每一側(cè)安裝的是差速驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪45，每個(gè)車(chē)輪圍繞橫向軸可旋轉(zhuǎn)，以使機(jī)器人11機(jī)動(dòng)，并且提供兩點(diǎn)支撐。差速驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪45可以在向前和相反方向上移動(dòng)機(jī)器人11，使得機(jī)器人主體31具有在差速驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪45之前的相應(yīng)的向前部分3IA和在差速驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪45之后的后部分31B。
[0114]落差傳感器30A (例如，紅外傳感器)安裝在機(jī)器人11的下側(cè)，沿著機(jī)器人主體31的向前部分31A，以隨著機(jī)器人11在向前驅(qū)動(dòng)方向上移動(dòng)而探測(cè)機(jī)器人11前方的潛在落差。落差傳感器30B安裝在機(jī)器人11的下側(cè)，沿著機(jī)器人主體31的后部分31B，以隨著機(jī)器人11在向后驅(qū)動(dòng)方向上移動(dòng)而探測(cè)機(jī)器人11后方的潛在落差。至少一個(gè)落差傳感器30B碎屑盒50上，該碎屑盒50與清潔頭40流體連通，以接收從清潔表面去除的碎屑。設(shè)置在集塵盒50上的落差傳感器30B能夠與機(jī)器人主體31上的一個(gè)或多個(gè)部件通信且/或由機(jī)器人主體31上的能源通過(guò)在集塵盒50和機(jī)器人主體31之間建立的通信和/或能量通道供能(分別在下面描述)。落差傳感器30A和30B被構(gòu)造成地板特性的突然變化，該地板特性表示地板的邊緣或落差(例如樓梯的邊緣)。如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，落差傳感器30A和30B能夠利于清潔圖案的執(zhí)行，該清潔圖案包括機(jī)器人11在包含碎屑的區(qū)域上來(lái)回運(yùn)動(dòng)。例如，設(shè)置在機(jī)器人11的向前部分和后部分上的落差傳感器30A和30B能夠減小隨著機(jī)器人在執(zhí)行清潔圖案過(guò)程中的前后移動(dòng)而機(jī)器人11翻越其前方或后方的落差的可能性。
[0115]底盤(pán)31的向前部分31A包括腳輪35，該腳輪35為機(jī)器人11提供額外支撐，作為與地板接觸的第三點(diǎn)，并且不會(huì)阻礙機(jī)器人的活動(dòng)性。位于腳輪35附近并且位于腳輪35的每一側(cè)上的是兩個(gè)輪-地板接近傳感器70。輪-地板接近傳感器70被構(gòu)造成探測(cè)表示地板的邊緣或落差(例如樓梯的邊緣)的地板特性的突然變化。輪-地板接近傳感器70在一旦主落差傳感器30A不能探測(cè)邊緣或落差時(shí)提供冗余性。在一些實(shí)施例中，未包括輪-地板接近傳感器70，但是主落差傳感器30A仍然沿著底盤(pán)31的底部向前部分3IA安裝。在特定實(shí)施例中，腳輪35未被包括在內(nèi)，而為機(jī)器人11的額外支撐是通過(guò)清潔頭組件的至少一部分來(lái)提供的，后者在下面詳細(xì)描述。
[0116]清潔頭組件40大體上設(shè)置在機(jī)器人11的向前部分31A和后部分31B之間，且清潔頭組件的至少一部分設(shè)置在機(jī)器人主體31之內(nèi)。清潔頭組件40包括主刷65和次刷60。電池25承載在機(jī)器人主體31上，并且在一些實(shí)施例中，靠近清潔頭組件40。在一些例子中，主刷65和/或次刷60是可拆卸的。在其他例子中，清潔頭組件40包括固定的主刷65和/或次刷60，在此固定是指刷永久安裝在機(jī)器人主體31上。
[0117]側(cè)刷20被支撐在機(jī)器人主體31的一側(cè)上，使得側(cè)刷20的至少一部分延伸超出機(jī)器人主體31。在一些實(shí)施例中，當(dāng)機(jī)器人11工作時(shí)，側(cè)刷20被構(gòu)造成圍繞基本上垂直于清潔表面的軸旋轉(zhuǎn)360度。側(cè)刷20的旋轉(zhuǎn)可以改善在機(jī)器人側(cè)面相鄰區(qū)域內(nèi)以及否則更居中定位的清潔頭組件40無(wú)法到達(dá)的區(qū)域內(nèi)(例如，角落)的清潔。
[0118]可拆卸的集塵盒50被朝向機(jī)器人11的后端3IB支撐，且可拆卸的集塵盒50的至少一部分設(shè)置在外殼6內(nèi)。在特定實(shí)施例中，集塵盒50從底盤(pán)31上可拆卸，以提供對(duì)盒內(nèi)容物以及內(nèi)部過(guò)濾器54的接近。額外地或可替代的，接近集塵盒50可以通過(guò)清空口 80來(lái)提供，如圖1C所示。在一些實(shí)施例中，清空口 80包括一組沿著底盤(pán)31的側(cè)壁滑動(dòng)的滑動(dòng)側(cè)板55以及外殼6的下側(cè)板，以打開(kāi)清空口 80。清空口 80被構(gòu)造成與維護(hù)站或其他用于將碎屑從盒50清空的裝置上的相應(yīng)的清空口配合。在其他實(shí)施例中，清空口 80沿著外殼6的邊緣設(shè)置在外殼6的最頂部上、在機(jī)器人主體31的底部上或者清空口 80使得集塵盒50的內(nèi)容物容易接近的其他類似位置。
[0119]圖2是包括在機(jī)器人11之內(nèi)的系統(tǒng)的方塊圖。機(jī)器人11包括微處理器245,該微處理器245能夠執(zhí)行成像并且向機(jī)器人11內(nèi)的致動(dòng)器產(chǎn)生和發(fā)送控制信號(hào)。與該微處理器245相連接的是用于存儲(chǔ)程序和傳感器的輸入和輸出的存儲(chǔ)器225、電源組件20 (例如，電池和/或能夠產(chǎn)生并且向微處理器245配送電能的多個(gè)放大器)、以及其他包括在機(jī)器人11內(nèi)的部件。數(shù)據(jù)模塊240連接到微處理器245上，其可以包括ROM、RAM、EEPROM或閃存。數(shù)據(jù)模塊240可以存儲(chǔ)在機(jī)器人11內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)值或者將新的軟件程序或數(shù)值上傳到機(jī)器人11。
[0120]微處理器245連接到多個(gè)組件和系統(tǒng)，其中之一是通信系統(tǒng)205，該通信系統(tǒng)205包括RS-232收發(fā)器、無(wú)線電、以太網(wǎng)和無(wú)線通信器。驅(qū)動(dòng)組件210連接到微處理器245上，并包括右和左差速驅(qū)動(dòng)車(chē)輪45、右和左車(chē)輪馬達(dá)以及車(chē)輪編碼器。驅(qū)動(dòng)組件210可操作以從微處理器245接收命令并且產(chǎn)生通過(guò)通信系統(tǒng)205發(fā)送回到微處理器245的傳感器數(shù)據(jù)。單獨(dú)的腳輪組件230連接到微處理器245上，并且包括腳輪35和車(chē)輪編碼器。清潔組件215連接到微處理器245并且包括主刷65、次刷60、側(cè)刷20以及與每個(gè)刷相關(guān)聯(lián)的刷馬達(dá)。還連接到微處理器上的是傳感器組件235，該傳感器組件235包括紅外接近傳感器75、全方向探測(cè)器15、安裝在緩沖器5中的機(jī)械開(kāi)關(guān)、輪-地板接近傳感器70、停滯傳感器、陀螺儀71和紅外落差傳感器30。
[0121]參照?qǐng)D3A至3E，圖中示出了集塵盒50和過(guò)濾器54設(shè)置在底盤(pán)31和外殼6上的示例性位置。圖3A顯示了機(jī)器人300A，其中清空口 305設(shè)置在機(jī)器人300A的頂部，更具體地說(shuō)，安裝在集塵盒3IOA的頂部。集塵盒3IOA可以從底盤(pán)31和外殼6上拆卸或者不可拆卸，如果可拆卸的話，則該集塵盒310A可拆卸以使得盒310A與機(jī)器人300A到后部分312A分離(例如，可釋放地接合)。[0122]參照?qǐng)D3B，集塵盒310B朝向機(jī)器人300B的后部安裝并包括閂鎖315。在一些實(shí)施例中，在閂鎖315被操縱時(shí)，集塵盒310的一部分朝向機(jī)器人310B的向前部分滑動(dòng)，提供對(duì)集塵盒310B的內(nèi)容物的接近，以將其去除。額外地或可替代的，集塵盒310B可以從機(jī)器人310B的后部分312B上去除，以提供對(duì)集塵盒310B的內(nèi)容物的接近，用于將其去除且/或提供對(duì)基本上設(shè)置于集塵盒310B之內(nèi)的過(guò)濾器(例如過(guò)濾器54)的接近。在這個(gè)實(shí)施例中，集塵盒閂鎖315可以被操作者手動(dòng)操縱或者可以通過(guò)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的操縱器自動(dòng)操縱。
[0123]參照?qǐng)D3C，機(jī)器人300C包括位于外殼6的最后側(cè)壁320上的集塵盒310C。集塵盒310C具有一組可移動(dòng)的門(mén)350，每個(gè)門(mén)可沿著機(jī)器人主體31的側(cè)面滑動(dòng)，并且每個(gè)門(mén)可以在外殼6之下凹入。在一些實(shí)施例中，在門(mén)350可以在外殼6下面凹入的情況下，集塵盒3IOC被構(gòu)造成接收外部清空口并且與該外部清空口配合。
[0124]圖3D提供了機(jī)器人300D和位于機(jī)器人300D后底部的集塵盒3IOD的底部的仰視圖。集塵盒310D具有閂鎖370，該閂鎖370允許位于集塵盒310D底部上的門(mén)365朝向機(jī)器人300D的向前部分滑動(dòng)，使得可以去除集塵盒310D的內(nèi)容物。在特定實(shí)施例中，集塵盒310D支撐過(guò)濾器(例如，圖1C所示的過(guò)濾器54)，并且集塵盒310D可以從機(jī)器人300D的后部拆卸，以便于清潔和/或更換過(guò)濾器。集塵盒310D和閂鎖370可以由操作者手動(dòng)操縱或者通過(guò)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的操縱器來(lái)自動(dòng)操縱。
[0125]圖3E提供了機(jī)器人300E以及位于機(jī)器人300E的后底部的集塵盒3IOE的仰視圖。集塵盒3IOE包括用于接近集塵盒3IOE的內(nèi)容物的清空口 380。清空軟管可以連接到清空口 380上，以清空集塵盒310E。在特定實(shí)施例中，集塵盒310E可以從機(jī)器人300D的后部分312E上拆卸，以及接近和清潔設(shè)置在集塵盒310之內(nèi)的過(guò)濾器(例如，如圖1C所示的過(guò)濾器54)。
[0126]參照?qǐng)D3F，機(jī)器人300F包括沿著機(jī)器人后部分312F設(shè)置的集塵盒310F。在一些實(shí)施例中，集塵盒310F包括在后側(cè)上的至少一個(gè)清空口 380 (圖中示出三個(gè))。清空口 380可以被構(gòu)造成接收清空軟管，用于從盒310F去除碎屑。額外地或可替代的，清空口 380可以被構(gòu)造成利于手動(dòng)去除碎屑(例如，通過(guò)抓住盒310F，以在重力作用下使得盒內(nèi)的碎屑落到盒之外)。
[0127]參照?qǐng)D3G，機(jī)器人300G包括位于機(jī)器人后部分312G上的集塵盒310G。集塵盒310G包括在側(cè)部(例如左和/或右側(cè))上的一個(gè)或多個(gè)清空口 380。清空口 380被構(gòu)造成接收清空軟管，用于從盒3IOG中去除碎屑。
[0128]機(jī)器人清潔器11可以接收多種不同的集塵盒50。例如，參照?qǐng)D4A，集塵盒400A被構(gòu)造成與外部真空清空口配合。集塵盒400A限定了主腔室405A，該主腔室405A具有傾斜的地板410A，其有利于碎屑朝向清空口 415、420和425移動(dòng)。第一側(cè)清空口 415位于中心清空口 420附近，該中心清空口 420位于第一側(cè)清空口 415和第二側(cè)清空口 425之間。位于盒400A的側(cè)壁上的是兩個(gè)清空出口 430，該清空出口被安裝以在其清空操作過(guò)程中進(jìn)一步有利于產(chǎn)生真空。
[0129]參照?qǐng)D4B，盒400B包括沿著盒400B的開(kāi)口邊緣452的齒450。通過(guò)將盒400B足夠靠近主刷60和/或次刷65，使得齒492在刷60、65上累積的細(xì)絲之下滑動(dòng)并隨著刷60、65的旋轉(zhuǎn)而剝離細(xì)絲，齒450可以減少在刷6、65上累積的細(xì)絲量。在一些例子中，盒400B可以包括大約24至36個(gè)齒之間。在所示的例子中，盒400B限定了清掃集塵盒部分460和真空集塵盒部分465。梳或齒450定位在清掃集塵盒部分460和真空集塵盒部分465之間，并且布置成隨著清掃刷60旋轉(zhuǎn)而輕微梳理清掃刷60。梳或齒450從清掃刷60上去除雜亂的細(xì)絲，其累積在齒450上或累積在清掃集塵盒部分460中。真空集塵盒部分465與上述齒450彼此互不干涉。集塵盒400B帶有真空組件480 (例如，真空馬達(dá)/風(fēng)扇)，該真空組件被構(gòu)造成通過(guò)通道吸取碎屑，該通道如在真空集塵盒部分460內(nèi)的一對(duì)橡膠掃帚470A和470B所限定的通道。
[0130]集塵盒400B包括電觸頭482A、482B，它們與機(jī)器人主體31上的相對(duì)應(yīng)的電觸頭可釋放地接合，使得在集塵盒400B與機(jī)器人主體31相接合時(shí)，電能被供給到集塵盒400B。在一些實(shí)施例中，電能被提供給真空組件480。在特定實(shí)施例中，電觸頭482A、482B可以提供與集塵盒微處理器217的通信。過(guò)濾器54 (圖1C所示)可以將真空集塵盒部分460與真空組件480分離開(kāi)。在一些例子中，過(guò)濾器54沿著側(cè)邊緣、頂邊緣或者底邊緣可以輸轉(zhuǎn)打開(kāi)，以用于維護(hù)。在其他例子中，過(guò)濾器54滑出到真空集塵盒部分460之外。
[0131]在一些情況下，集塵盒50包括盒滿探測(cè)系統(tǒng)，用于感測(cè)集塵盒50內(nèi)存在的碎屑量。例如，參照?qǐng)D5A至5B，盒滿探測(cè)系統(tǒng)包括容納在集塵盒50內(nèi)的發(fā)射器755和探測(cè)器760。殼體757圍繞發(fā)射器755和探測(cè)器760的每一個(gè)并且在集塵盒50沒(méi)有碎屑是基本上也沒(méi)有碎屑。在一個(gè)實(shí)施例中，集塵盒50可拆卸地連接到機(jī)器人清潔器11上，并包括刷組件770，用于從發(fā)射器/探測(cè)器殼體757的表面去除碎屑和油煙。刷組件770包括安裝到機(jī)器人主體31上的刷772，該刷772被構(gòu)造成在集塵盒50從機(jī)器人11上拆卸或者將集塵盒50安裝到機(jī)器人11上時(shí)清掃發(fā)射器/探測(cè)器殼體757。刷772包括在距機(jī)器人11最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端的清潔頭774 (例如，鬃毛或海綿)以及窗口部分760，該窗口部分760朝向刷772的底部定位并且在集塵盒50安裝到機(jī)器人11上時(shí)與發(fā)射器755或探測(cè)器760對(duì)齊。發(fā)射器755發(fā)出光，且探測(cè)器760通過(guò)該窗口 760接收光。除了從發(fā)射器755和探測(cè)器760掃走碎屑之外，在集塵盒50安裝到機(jī)器人11上時(shí)，清潔頭774減少了到達(dá)發(fā)射器755和探測(cè)器760的碎屑或灰塵量。在一些例子中，窗口 776包括透明的或者半透明的材料，并且與清潔頭774—體地形成。在一些例子中，發(fā)射器755和探測(cè)器760安裝在機(jī)器人11的底盤(pán)31上，并且清潔頭774和/或窗口 776安裝在集塵盒50上
[0132]參照?qǐng)D6A，在一些實(shí)施例中，清掃機(jī)器人11包括刷60和翻蓋65，它們清掃或另外攪拌來(lái)自清潔表面的碎屑，使之移動(dòng)到集塵盒700A中，該集塵盒700A具有發(fā)射器755和探測(cè)器760，它們各自位于集塵盒進(jìn)口 701 (例如，由集塵盒700A限定的開(kāi)口)附近。
[0133]參照?qǐng)D6B，在特定實(shí)施例中，集塵盒700B包括真空/鼓風(fēng)機(jī)馬達(dá)780、和位于進(jìn)入到集塵盒700B內(nèi)的真空流入路徑的入口 782附近的發(fā)射器755和探測(cè)器760。機(jī)器人11的機(jī)器人主體31包括機(jī)器人真空出口 784，該真空出口 784接合集塵盒700B的真空入口782 (例如，與真空入口 782平齊配合)。通過(guò)將發(fā)射器755和探測(cè)器760設(shè)置在碎屑入口792附近，可以沿著吸取流動(dòng)路徑，而非在碎屑腔室785內(nèi)，探測(cè)碎屑。因此，當(dāng)沿著流動(dòng)路徑被清掃或真空吸取的碎屑量非常高(通常是很少見(jiàn)的情況)時(shí)或者當(dāng)碎屑腔室785被充滿(例如，碎屑不在沉積在里面，而代之以沿著吸取流動(dòng)路徑堵塞在入口 782附近)，即可以觸發(fā)盒滿條件。
[0134]參照?qǐng)D6C，在一些實(shí)施例中，組合的真空/清掃集塵盒700C包括位于清掃集塵盒入口 782A和真空集塵盒入口 782B附近的發(fā)射器755和探測(cè)器760對(duì)，安裝在清掃集塵盒入口 782A附近的發(fā)射器755和探測(cè)器760被支撐在機(jī)器人11的機(jī)器人主體31上。額外地或可替代的，入口傳感器755、760、若干發(fā)射器陣列788定位在集塵盒700C的內(nèi)表面上(例如在集塵盒700C的底部?jī)?nèi)表面上)，并且一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器760定位在集塵盒700C的基本上相對(duì)的內(nèi)表面上(例如，在集塵盒700C的頂部?jī)?nèi)表面上)。如下面將更詳細(xì)描述的，來(lái)自沿著吸取流動(dòng)路徑以及集塵盒700C的容器定位的探測(cè)器760的信號(hào)可以被比較，以探測(cè)是否存在碎屑和/或用于確定盒滿。例如，當(dāng)大量的碎屑被刷60、翻蓋65和/或真空馬達(dá)780拉入集塵盒700C時(shí)，沿著流動(dòng)路徑定位的探測(cè)器760會(huì)產(chǎn)生低探測(cè)信號(hào)。但是，位于集塵盒700D的頂部?jī)?nèi)表面上的探測(cè)器760不會(huì)探測(cè)到滿的集塵盒700C，如果它還沒(méi)有滿的話。探測(cè)器信號(hào)的比較避免了錯(cuò)誤的盒滿條件。
[0135]圖7A至7E示出用于探測(cè)集塵盒50內(nèi)的碎屑的透射型光學(xué)碎屑感測(cè)系統(tǒng)。如圖7A所示，在一些例子中，集塵盒50包括位于集塵盒50的底部?jī)?nèi)表面51上的發(fā)射器755以及位于集塵盒50的上部?jī)?nèi)表面上的探測(cè)器760。發(fā)射器755發(fā)出光線，光線穿過(guò)集塵盒50的內(nèi)部，并且可以被探測(cè)器760探測(cè)到。當(dāng)集塵盒50的內(nèi)部沒(méi)有碎屑時(shí)，從發(fā)射器755發(fā)出的光線在探測(cè)器760產(chǎn)生相對(duì)高的信號(hào)強(qiáng)度，這是因?yàn)殡S著被發(fā)射的光線穿過(guò)空的集塵盒50的內(nèi)部，很少的被發(fā)射的光線被轉(zhuǎn)向或偏轉(zhuǎn)而遠(yuǎn)離探測(cè)器760。相反，當(dāng)集塵盒50的內(nèi)部容納碎屑是，至少一些從發(fā)射器755發(fā)射的光線由于其撞擊碎屑而被吸收、反射或轉(zhuǎn)向，使得較小比例的發(fā)射光線到達(dá)探測(cè)器760。由集塵盒50內(nèi)部的碎屑所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向或偏轉(zhuǎn)程度與集塵盒50內(nèi)的碎屑量正相關(guān)。
[0136]通過(guò)將集塵盒50不包含碎屑時(shí)探測(cè)器760所產(chǎn)生的信號(hào)與在清潔工作周期中隨著機(jī)器人11將碎屑清掃和真空吸取到集塵盒50內(nèi)而由探測(cè)器760獲得的隨后的信號(hào)讀數(shù)相比較，可以確定集塵盒50內(nèi)存在碎屑。例如，當(dāng)隨后選擇(polled)的探測(cè)器信號(hào)與初始探測(cè)器信號(hào)(例如，在集塵盒50基本上空時(shí)取得的信號(hào))相比較，可以做出判定集塵盒50內(nèi)累積的碎屑是否已經(jīng)達(dá)到足以觸發(fā)盒滿條件的程度。
[0137]一個(gè)示例性的集塵盒結(jié)構(gòu)包括一個(gè)發(fā)射器755和兩個(gè)探測(cè)器760。另一種結(jié)構(gòu)包括在集塵盒51內(nèi)定位一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器755和探測(cè)器760，并且它們?cè)谙嗷フ坏姆较蛏辖徊嬷赶?。在?nèi)部定表面上的第一探測(cè)器760所產(chǎn)生的信號(hào)相對(duì)低，而在內(nèi)部側(cè)表面上的第二探測(cè)器760 (其探測(cè)水平發(fā)射的光線)所產(chǎn)生的信號(hào)沒(méi)有滿足盒滿閾值時(shí)，機(jī)器人11可以確定大量碎屑已經(jīng)累積在集塵盒50的底部，但是還沒(méi)有充滿集塵盒50。額外地或可替代的，當(dāng)兩個(gè)探測(cè)器760報(bào)告相對(duì)低的接收到的光線信號(hào)時(shí)，可以確定集塵盒50被充滿。
[0138]參照?qǐng)D7B，在一些實(shí)施例中，集塵盒50包括探測(cè)器760，該探測(cè)器760靠近校準(zhǔn)發(fā)射器805，二者都設(shè)置在集塵是50的頂部?jī)?nèi)表面上的擋板801后面。發(fā)射器755設(shè)置在集塵盒50的底部?jī)?nèi)表面51上。校準(zhǔn)信號(hào)讀數(shù)是通過(guò)從校準(zhǔn)發(fā)射器805發(fā)射光線，該光線然后被探測(cè)器760作為第一讀數(shù)探測(cè)到而實(shí)現(xiàn)的。半透明或透明的擋板801防止從校準(zhǔn)發(fā)射器805向探測(cè)器760的發(fā)射與來(lái)自集塵盒50的灰塵或碎屑之間的發(fā)光干涉。發(fā)射器755然后跨過(guò)集塵盒50的內(nèi)部發(fā)射光線，并且探測(cè)器760取得被接收光線的第二讀數(shù)。通過(guò)將第二讀數(shù)與第一讀數(shù)相比較，可以確定集塵盒50是否充滿碎屑。在一些例子中，機(jī)器人11包括在沿著集塵盒50的進(jìn)口 53之前的碎屑流動(dòng)路徑定位的傳感器755、760。盒滿傳感器755、760可以探測(cè)趨于從集塵盒50溢出的碎屑。
[0139]參照?qǐng)D7C，在一些實(shí)施例中，集塵盒50包括兩個(gè)發(fā)射器陣列788和兩個(gè)探測(cè)器760。每個(gè)發(fā)射器陣列788可以包括若干光源。在相同的發(fā)射器陣列788之內(nèi)，光源可以各自發(fā)射彼此不同的光頻率。例如，改變被光源發(fā)射的光線的頻率呈現(xiàn)出被不同尺寸碎屑的各種吸收程度。發(fā)射器陣列788內(nèi)的第一子發(fā)射器可以發(fā)射第一頻率的光線，它被非常小顆粒尺寸的碎屑所吸收，而發(fā)射器陣列788內(nèi)的第二子發(fā)射器在第二頻率發(fā)射光線，該光線不會(huì)被小尺寸碎屑顆粒所吸收。即使在碎屑的顆粒尺寸變化時(shí)，通過(guò)測(cè)量和比較從第一和第二子發(fā)射器接收的光信號(hào)，機(jī)器人11可以確定集塵盒50被充滿。通過(guò)采用在不同頻率下發(fā)光的子發(fā)射器，可以避免與光學(xué)透射探測(cè)系統(tǒng)不期望的干涉。
[0140]與例如單個(gè)發(fā)射器和探測(cè)器對(duì)相比，多個(gè)發(fā)射器陣列788和探測(cè)器760可以提供更準(zhǔn)確和可靠的盒滿探測(cè)。在所示的例子中，多個(gè)發(fā)射器陣列788提供穿過(guò)集塵盒信號(hào)以探測(cè)潛在的集塵盒堵塞。一個(gè)可能的堵塞位置是靠近突出的真空保持隔壁59，該隔壁59將集塵盒50分成兩個(gè)橫向隔室。額外地或可替代的，當(dāng)足夠大尺寸的被接收的碎屑(例如紙張或者毛團(tuán))至少暫時(shí)堵塞并分隔集塵盒50時(shí)會(huì)發(fā)生堵塞。在特定實(shí)施例中，當(dāng)在集塵盒中偏移、結(jié)塊、移動(dòng)、振動(dòng)或推動(dòng)的碎屑在集塵盒50內(nèi)廣生Iv或多個(gè)隔室(例如，經(jīng)由系統(tǒng)的累計(jì)圖案產(chǎn)生)時(shí)發(fā)生堵塞。如果碎屑累積在一個(gè)橫向隔室內(nèi)，但不是另一個(gè)內(nèi)，單個(gè)探測(cè)器對(duì)不能探測(cè)到這種累積。單個(gè)探測(cè)器對(duì)也會(huì)從大的碎屑物品或結(jié)塊而提供錯(cuò)誤的正信號(hào)(例如，在集塵盒50未充滿時(shí)指示集塵盒充滿了)。在兩個(gè)不同的橫向或前后位置、位于集塵盒50的底部?jī)?nèi)表面51上的多個(gè)發(fā)射器陣列788和位于集塵盒50的頂部?jī)?nèi)表面52上的多個(gè)探測(cè)器760覆蓋集塵盒50的更大的潛在容積，與在相同或類似取向上的單個(gè)探測(cè)器對(duì)相比，提供更準(zhǔn)確和可靠的盒滿探測(cè)。集塵盒探測(cè)器信號(hào)的直方圖或平均或者在多個(gè)一個(gè)中斷光束的結(jié)果上使用XOR或AND可以用于給出更真的正值(即使取決從累積開(kāi)始的時(shí)間)。
[0141]參照?qǐng)D7D，在特定實(shí)施例中，集塵盒50包括透射光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個(gè)發(fā)射器陣列788，每個(gè)陣列具有擴(kuò)散所發(fā)出的紅外光的擴(kuò)散器790。相對(duì)于從來(lái)自非擴(kuò)散光源的匯聚光束所產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)，發(fā)射到集塵盒50內(nèi)部的擴(kuò)散光提供了更穩(wěn)定的探測(cè)器760產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)，至少這是因?yàn)閿U(kuò)散光提供了所發(fā)射信號(hào)的一種物理平均。相對(duì)于來(lái)自一個(gè)發(fā)射器的僅僅一個(gè)視線斷開(kāi)的光束的中斷相比，接收擴(kuò)散的紅外光信號(hào)的探測(cè)器760能夠測(cè)量整體的堵塞量。
[0142]參照?qǐng)D7E，在特定實(shí)施例中，集塵盒50包括光管或光纖路徑792，其設(shè)置在集塵盒50的底部?jī)?nèi)表面51上。來(lái)自集塵盒50內(nèi)的光源793的光線沿著光纖路徑792傳播，并且從分配器終端794發(fā)出。這個(gè)集塵盒結(jié)構(gòu)將光的產(chǎn)生集中到單個(gè)光源793，而非將電能施加到多個(gè)獨(dú)立光源，同時(shí)跨過(guò)集塵盒50分布光線。分配器終端794也可以包括擴(kuò)散器790，如上面相對(duì)于圖7D所討論的。
[0143]參照?qǐng)D7F至7H，在一些實(shí)施例中，集塵盒50包括通過(guò)反射光傳輸實(shí)現(xiàn)的光學(xué)碎屑探測(cè)。在一個(gè)例子中，如圖7F所示，集塵盒50包括位于探測(cè)器760附近的屏蔽的發(fā)射器756。由屏蔽的發(fā)射器756發(fā)出的光線由于遮擋而不會(huì)直接傳播到探測(cè)器760。但是，從發(fā)射器756發(fā)出的光線被集塵盒50的內(nèi)表面55所反射，并且穿過(guò)間接路徑到達(dá)探測(cè)器760。由集塵盒50內(nèi)的碎屑所造成的反射光的衰減相對(duì)大于直接透射結(jié)構(gòu)的，這是因?yàn)槔绶瓷涔獗仨氃诩瘔m盒50內(nèi)行進(jìn)的路徑實(shí)際上被加倍。雖然屏蔽的發(fā)射器756和探測(cè)器760被圖示彼此靠近，但是它們可以額外地或替代的彼此遠(yuǎn)離。發(fā)射器756和探測(cè)器760可以定位在相同表面上或在不同表面上。
[0144]參照?qǐng)D7G，在特定實(shí)施例中，兩組屏蔽的發(fā)射器756和探測(cè)器760各自定位在集塵盒50的內(nèi)部的相對(duì)的水平側(cè)上。在這種結(jié)構(gòu)中，被每個(gè)探測(cè)器760所接收的光線可以是從位于集塵盒50的相對(duì)側(cè)上的屏蔽發(fā)射器756直接發(fā)射的光線以及來(lái)自附近的屏蔽發(fā)射器756的被內(nèi)表面55反射的光線的組合。在一些例子中，第一組屏蔽發(fā)射器756和探測(cè)器760位于第二組屏蔽發(fā)射器756和探測(cè)器769附近的集塵盒表面上。在一個(gè)例子中，單個(gè)屏蔽發(fā)射器756和探測(cè)器760對(duì)位于集塵盒50的底表面上。
[0145]圖7H示出其中集塵盒50包括沿著屏蔽發(fā)射器756的發(fā)射路徑放置的擴(kuò)散屏幕412的結(jié)構(gòu)，該屏蔽發(fā)射器756設(shè)置在集塵盒50的底面51上。擴(kuò)散屏幕790擴(kuò)散從屏蔽發(fā)射器756發(fā)射的光線，該光線在到達(dá)探測(cè)器760之前在集塵盒50的內(nèi)部55的不同表面上反射，由此提供了反映集塵盒50內(nèi)部的寬廣區(qū)域的探測(cè)信號(hào)。
[0146]參照?qǐng)D8A至8E，在一些實(shí)施例中，集塵盒50包括光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800，該光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800通過(guò)反射和透射信號(hào)的組合探測(cè)集塵盒50內(nèi)移動(dòng)的碎屑。光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800包括第一接收器802A、第二接收器802B、第一發(fā)射器陣列804A和第二接收器陣列804B。在使用過(guò)程中，碎屑48通過(guò)進(jìn)口 53進(jìn)入集塵盒50，并且形成從集塵盒的底面51延伸的堆積49。隨著碎屑48持續(xù)進(jìn)入集塵盒50，堆積49在從底面51向頂部?jī)?nèi)表面52限定的方向上尺寸增加(比較圖8A、8B和8C)。如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，發(fā)射器陣列804A和804B被依次允許和禁止(例如，以基本上恒定的頻率脈動(dòng))，同時(shí)接收器802A和802B同步地采樣，以測(cè)量反射的和透射的信號(hào)，并進(jìn)一步處理，以探測(cè)穿過(guò)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800的碎屑48，并確定集塵盒50是否充滿碎屑(例如，碎屑48的堆積49是否具有表示盒滿條件的尺寸和/或密度特性)。
[0147]當(dāng)集塵盒50是空的(如圖8A所示)，或者包含在接收器802A、802B和發(fā)射器804A、804B之下的碎屑的堆積49 (如圖8B所示)，在每個(gè)接收器802A、802B處接收的透射信號(hào)大于(例如，明顯大于)在相應(yīng)接收器處接收的反射信號(hào)。隨著集塵盒50填充碎屑48 (例如，在工作過(guò)程中)，反射信號(hào)的大小相對(duì)于由每個(gè)相應(yīng)的接收器802A、802B所測(cè)量的透射信號(hào)的大小會(huì)增加。當(dāng)碎屑的堆積49已經(jīng)填滿集塵盒50 (例如,如圖8C中所示)時(shí),反射信號(hào)大約等于或大于在相應(yīng)的接收器802A、802B處測(cè)量的透射信號(hào)。如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，在接收器802A處測(cè)量的反射信號(hào)與在接收器802B處測(cè)量的反射信號(hào)的比較可以提供集塵盒50內(nèi)的碎屑的堆積49是否對(duì)稱(圖8C)或不對(duì)稱(圖8D和8E)的指示。
[0148]第一和第二接收器802A、802B設(shè)置在集塵盒的進(jìn)口 53的基本上相對(duì)側(cè)上，并且沿著進(jìn)口 53的最大尺寸彼此分開(kāi)。第一和第二接收器802A和802B大致指向彼此，使得每個(gè)接收器可以測(cè)量從另一接收器附近的光源發(fā)出的光線，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。在一些實(shí)施例中，第一和第二接收器802A、802B被支撐在集塵盒50的基本相對(duì)的側(cè)壁57上。當(dāng)集塵盒50安裝到機(jī)器人主體31上時(shí)，進(jìn)口 53可以是在垂直于清潔表面的基本上垂直平面上的開(kāi)口。例如，進(jìn)口 53能夠是基本上矩形的開(kāi)口，側(cè)壁57限定了基本上矩形開(kāi)口的短邊，而底面51和頂部52限定了基本上矩形開(kāi)口的長(zhǎng)邊。
[0149]在一些實(shí)施例中，被支撐在集塵盒50的基本上相對(duì)的側(cè)壁57上的第一和第二接收器802A、802B通過(guò)提供冗余的測(cè)量能夠減小錯(cuò)誤的正信號(hào)的可能性，該冗余的測(cè)量可以彼此比較，以確定集塵盒充滿條件或者集塵盒內(nèi)的碎屑堆積異常。例如，如果被第一和第二接收器802A、802B所接收的反射信號(hào)基本上類似，這能夠表示集塵盒是滿的。額外地或可替代的，如果被第一接收器802A所接收的反射信號(hào)大于(例如明顯大于)被第二接收器802B所接收的反射信號(hào)，這可以是在集塵盒的最靠近第一接收器802A的部分內(nèi)不對(duì)稱的碎屑堆積的指示(例如，如圖8D所示)。類似的，如果第二接收器802B所接收的反射信號(hào)大于(例如明顯大于)第一接收器802A所接收的反射信號(hào)，這可以是在集塵盒的最靠近第二接收器802B的部分中不對(duì)稱的碎屑堆積的指示(例如，如圖8E所示)。在特定實(shí)施例中，第一和第二接收器802A和802B所提供的冗余測(cè)量能夠探測(cè)在第一和第二接收器802A、802B的相應(yīng)一個(gè)的區(qū)域內(nèi)的異常，如紙片或者其他障礙物。
[0150]第一和第二接收器802A和802B以及第一和第二發(fā)射器陣列804A和804B朝向集塵盒50的頂部?jī)?nèi)表面52設(shè)置，以將感測(cè)區(qū)域偏置向集塵盒50的頂部，在特定實(shí)施例中，大部分碎屑從該處進(jìn)入集塵盒50。額外地或可替代的，在集塵盒50從底面51向頂面52填充的實(shí)施例中，將第一和第二接收器802A、802B以及第一和第二發(fā)射器陣列804A、804B朝向集塵盒50的頂部?jī)?nèi)表面52定位有利于盒滿探測(cè)(例如，減少錯(cuò)誤正信號(hào)的可能性)。在特定實(shí)施例中，將接收器802A、802B以及發(fā)射器陣列804A、804B朝向頂部?jī)?nèi)表面52定位可以降低接收器802A、802B以及發(fā)射器陣列804A、804B由于碎屑在接收器802A、802B上的堆積而造成的退化，這至少是因?yàn)榧瘔m盒50的頂部通常是最少碎屑堆積的位置。
[0151]第一和第二發(fā)射器陣列804A、804B設(shè)置成靠近相應(yīng)的第一和第二接收器802A、802B并且在該第一和第二接收器下方，使得每個(gè)發(fā)射器陣列804A、804B基本上對(duì)角跨過(guò)進(jìn)口 53的至少一部分發(fā)射信號(hào)。每個(gè)發(fā)射器陣列804A、804B被取向成跨過(guò)集塵盒50的進(jìn)口53、向各個(gè)相對(duì)的接收器802A、802B發(fā)射信號(hào)。例如，第一發(fā)射器陣列804A朝向第二接收器802B發(fā)射信號(hào)，使得在集塵盒50內(nèi)沒(méi)有碎屑時(shí)，第二接收器802B接收來(lái)自第一發(fā)射器陣列804A的信號(hào)的透射部分(例如，未反射部分)，而第一接收器802A接收來(lái)自第一發(fā)射器陣列804A的信號(hào)的反射部分。第二發(fā)射器陣列804B和第一接收器802A相對(duì)于彼此以類似的方式布置。
[0152]每個(gè)發(fā)射器陣列804A、804B基本上未屏蔽，并且可以包括一個(gè)或多個(gè)光源806 (例如，兩個(gè)光源)。在發(fā)射器陣列804A、804B包括多于一個(gè)光源806的實(shí)施例中，每個(gè)陣列的光源806 —個(gè)在另一個(gè)之上布置，并且彼此間隔開(kāi)。在這些實(shí)施例中，多個(gè)光源806的這種間隔可以有利于覆蓋進(jìn)口 53的全部或基本部分的信號(hào)的發(fā)射，而不需要定制光源806的透鏡。光源806可以布置成，在所有光源806發(fā)射信號(hào)時(shí)發(fā)出基本上覆蓋進(jìn)口 53 (例如覆蓋超過(guò)進(jìn)口 53的面積的約50%)的信號(hào)。在特定實(shí)施例中，第一接收器802A和第一發(fā)射器陣列804B基本上與第二接收器802A和第二發(fā)射器陣列804B相同地布置，使得例如，由第一發(fā)射器陣列804A發(fā)出的信號(hào)沿著及本省等分進(jìn)口 53的軸線與第二發(fā)射器陣列804發(fā)出的信號(hào)相交(例如，交叉)。
[0153]在一些實(shí)施例中，接收器802A、802B和發(fā)射器陣列804A、804B被支撐在機(jī)器人主體31上，正好在集塵盒50的進(jìn)口 53的上游，使得在集塵盒50與機(jī)器人主體11脫開(kāi)時(shí)，接收器802A、802B和發(fā)射器陣列804A、804B仍設(shè)置在機(jī)器人主體11上。在一些實(shí)施例中，至少一些接收器802A、802B和發(fā)射器陣列804A、804B機(jī)械連接到集塵盒50上，并由此在集塵盒50從機(jī)器人主體11上脫離時(shí)與集塵盒50 —起移動(dòng)。接收器802A、802B和發(fā)射器陣列804A、804B可以與微處理器245和/或集塵盒微處理器217 (見(jiàn)圖2)無(wú)線通信。微處理器245和/或集塵盒微處理器217與光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800之間的無(wú)線通信可以包括以下中的任一種:紅外通信、電磁通信、以及射頻通信。
[0154]參照?qǐng)D9A，光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800包括碎屑監(jiān)視程序900，以監(jiān)視碎屑通過(guò)進(jìn)入到集塵盒中。碎屑監(jiān)視程序900可以通過(guò)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800與集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個(gè)或多個(gè)之間的通信來(lái)實(shí)施。
[0155]第一發(fā)射器陣列804A和第二發(fā)射器陣列804B被觸發(fā)和關(guān)閉902，以跨過(guò)集塵盒51的進(jìn)口 53發(fā)射相應(yīng)的信號(hào)。觸發(fā)和關(guān)閉902是依次完成的，使得第一發(fā)射器陣列804A和第二發(fā)射器陣列804B各自在第一時(shí)間階段關(guān)閉，在第二時(shí)間階段，第一發(fā)射器陣列804A被觸發(fā)而第二發(fā)射器陣列804B被關(guān)閉，并且在第三時(shí)間階段，第一發(fā)射器陣列804A被關(guān)閉，而第二發(fā)射器陣列804B被觸發(fā)。在一些實(shí)施例中，第一和第二發(fā)射器陣列804A、804B的觸發(fā)和關(guān)閉902以大約0.5kHz到大約20kHz (例如大約IkHz)的基本恒定頻率循環(huán)。
[0156]第一接收器802A被測(cè)量904。測(cè)量值可以在大約0.25kHz到大約IOkHz (例如，大約4kHz)的基本恒定速率下取得。在一些實(shí)施例中，第二接收器802B以類似的方式被測(cè)量。來(lái)自第一接收器802A和第二接收器802B的測(cè)量信號(hào)例如通過(guò)比較來(lái)自第一接收器802A和第二接收器802B的測(cè)量信號(hào)而能夠降低錯(cuò)誤的正測(cè)量值的可能性。額外地或可替代的，來(lái)自第一接收器802A和第二接收器802B的測(cè)量信號(hào)可以用于確定碎屑是從右側(cè)還是從左側(cè)進(jìn)入集塵盒50。
[0157]至少部分基于第一和第二發(fā)射器陣列804A、804B被各自關(guān)閉時(shí)獲得的第一測(cè)量值、第一發(fā)射器陣列804A被觸發(fā)而第二發(fā)射器陣列804B被關(guān)閉時(shí)獲得的第二測(cè)量值以及第一發(fā)射器陣列804A被關(guān)閉而第二發(fā)射器陣列804B被觸發(fā)時(shí)獲得的第三測(cè)量值，碎屑通過(guò)進(jìn)口 53的運(yùn)動(dòng)被探測(cè)906。例如，探測(cè)碎屑通過(guò)進(jìn)口 53的運(yùn)動(dòng)906可以包括將測(cè)量值的瞬時(shí)值與其相應(yīng)的平均值相比較。通過(guò)至少部分基于第一測(cè)量值來(lái)調(diào)節(jié)第二和第三測(cè)量值的大小，可以濾掉環(huán)境光的影響，所述第一測(cè)量值是在兩個(gè)發(fā)射器陣列804A和804B都關(guān)閉時(shí)取得的。額外地或可替代的，如在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，通過(guò)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序，可以確定基礎(chǔ)亮度，該動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序例如至少部分基于初始條件的探測(cè)而開(kāi)始。
[0158]在一些實(shí)施例中，第一、第二和第三測(cè)量值被作為時(shí)間的函數(shù)處理，并且探測(cè)至少一個(gè)被處理的測(cè)量值(例如,被處理的第二和第三測(cè)量值中的至少一個(gè))中的變化。例如,作為時(shí)間的函數(shù)處理可以包括低通濾波器，以將測(cè)量值的底線定為平均值。這種低通濾波可以減小傳感器間的變化，由此，例如改善了利用光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800的碎屑探測(cè)的魯棒性。
[0159]探測(cè)906碎屑通過(guò)集塵盒51的進(jìn)口 53可以包括產(chǎn)生初始化點(diǎn)覆蓋程序的信號(hào)，以在對(duì)應(yīng)于所探測(cè)的碎屑的區(qū)域上移動(dòng)機(jī)器人11，如下面詳細(xì)描述的。在特定實(shí)施例中，這種點(diǎn)覆蓋程序的初始化至少部分基于確定的碎屑的量。例如，如果在給定區(qū)域內(nèi)探測(cè)到大量碎屑，則可以初始化和/或調(diào)整點(diǎn)覆蓋程序。
[0160]為了描述清楚的緣故，已經(jīng)作為基于測(cè)量第一接收器802A處的信號(hào)來(lái)監(jiān)視碎屑進(jìn)入到碎屑盒中而描述了碎屑監(jiān)視程序900。但是，應(yīng)該指出的是，碎屑監(jiān)視程序900可以額外地或替代地包括類似地測(cè)量在第二接收器802B處的信號(hào)。
[0161]在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D9B，光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800包括碎屑定量程序975。碎屑定量程序975可以通過(guò)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800和集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個(gè)或多個(gè)之間的通信來(lái)實(shí)施。[0162]碎屑定量程序975包括周期性向穿過(guò)進(jìn)口 53的碎屑分配978分?jǐn)?shù)。該分?jǐn)?shù)可以至少部分基于所確定的被碎屑阻擋的光量，這可以基于下面中的一項(xiàng)或多項(xiàng)來(lái)大致定量化:測(cè)得的碎屑信號(hào)的大小(表示碎屑的尺寸)以及測(cè)得的碎屑信號(hào)的持續(xù)時(shí)間(表示碎屑的濃度)。所分配的碎屑分?jǐn)?shù)被相加980到先前的碎屑分?jǐn)?shù)上。當(dāng)前碎屑分?jǐn)?shù)向先前碎屑分?jǐn)?shù)的相加980可以包括將碎屑分?jǐn)?shù)的移動(dòng)總和規(guī)則地增量一個(gè)固定量988。這種規(guī)則增量有時(shí)被稱為泄漏積分，并且可以減少在小和輕的碎屑(例如，松散的地毯纖維或作為被清潔的表面的一部分的其他“環(huán)境”碎屑)將被作為碎屑探測(cè)同時(shí)仍允許大片的碎屑和高濃度的小碎屑被探測(cè)到的可能性。增量的大小可以是固定值。額外地或可替代的，增量的大小可以基于被清潔的表面來(lái)調(diào)節(jié)(例如，手動(dòng)調(diào)節(jié))，使得脫落的表面(例如，地毯)將比不脫落的表面(例如，硬木地板)具有通常高的增量。
[0163]如果合計(jì)的碎屑分?jǐn)?shù)大于閾值982，產(chǎn)生污跡探測(cè)信號(hào)984并且合計(jì)的碎屑分?jǐn)?shù)被復(fù)位986 (例如，復(fù)位到零)。如果合計(jì)的碎屑分?jǐn)?shù)不大于閾值982，則將連續(xù)地分配周期性的碎屑分?jǐn)?shù)978，并且加到先前的碎屑分?jǐn)?shù)上980。確定產(chǎn)生碎屑信號(hào)的閾值可以是存儲(chǔ)在集塵盒微處理器217內(nèi)的固定值。在特定實(shí)施例中，閾值可以在清潔循環(huán)的開(kāi)始時(shí)(例如，當(dāng)探測(cè)的碎屑信號(hào)更有可能表示碎屑在地板上)比在清潔循環(huán)結(jié)束時(shí)低。額外地或可替代的，碎屑越經(jīng)常被探測(cè)到，閾值可以越高，這可以減小機(jī)器人11運(yùn)行點(diǎn)覆蓋圖案太多次的可能性。
[0164]參照?qǐng)D9C，在一些實(shí)施例中，光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800包括盒滿探測(cè)程序900，以確定集塵盒50是否充滿碎屑。盒滿探測(cè)程序990可以通過(guò)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800與集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個(gè)或多個(gè)之間的通信來(lái)實(shí)施。
[0165]第一發(fā)射器陣列804A和第二發(fā)射器陣列804B被觸發(fā)和關(guān)閉992，以跨過(guò)集塵盒51的進(jìn)口 53發(fā)射相應(yīng)的信號(hào)，并且測(cè)量994第一接收器802A。觸發(fā)和關(guān)閉992以及測(cè)量994類似于上面相對(duì)于碎屑監(jiān)視程序900所描述的觸發(fā)和關(guān)閉以及測(cè)量，使得在一些實(shí)施例中，相同組的測(cè)量值被用作碎屑監(jiān)視程序900和盒滿探測(cè)程序990的一部分。
[0166]在集塵盒內(nèi)的碎屑量至少部分基于第一反射信號(hào)與第一透射信號(hào)的比較來(lái)確定996,在此,反射信號(hào)源自于第一發(fā)射器陣列804A被觸發(fā)而第二發(fā)射器陣列804B被關(guān)閉時(shí)第一接收器802A的測(cè)量值，而透射信號(hào)源自于當(dāng)?shù)谝话l(fā)射器陣列804A被關(guān)閉而第二發(fā)射器陣列804B被觸發(fā)時(shí)第一接收器802A的測(cè)量值。
[0167]為了描述清楚的緣故，盒滿探測(cè)程序990已經(jīng)被描述為基于第一接收器802A處的測(cè)量信號(hào)來(lái)確定集塵盒是否充滿。但是，應(yīng)指出的是，碎屑監(jiān)視程序900可以額外地或替代的包括在第二接收器802B處的類似的信號(hào)測(cè)量。
[0168]參照?qǐng)D9D，確定996集塵盒50是否充滿碎屑可以包括閾值設(shè)定程序1050。閾值設(shè)定程序1050可以通過(guò)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800和集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個(gè)或多個(gè)之間的通信來(lái)實(shí)施。
[0169]閾值設(shè)定程序1050包括比較1052測(cè)得的反射信號(hào)與測(cè)得的透射信號(hào)(即，被第一接收器802A和/或第二接收器802B測(cè)得的反射和透射信號(hào))。在一些實(shí)施例中，測(cè)得的反射信號(hào)與測(cè)得的透射信號(hào)的比較1052是基于每個(gè)信號(hào)的平均值(例如時(shí)間平均值)的。這種平均例如通過(guò)減小假的和/或瞬時(shí)的條件對(duì)盒滿探測(cè)的影響，來(lái)減小錯(cuò)誤的正的盒滿結(jié)果的可能性。在特定實(shí)施例中，測(cè)得的反射信號(hào)和測(cè)得的透射信號(hào)以IHz到100Hz(例如大約60Hz)的速率比較1052。
[0170]如果測(cè)得的反射信號(hào)小于測(cè)得的透射信號(hào)1054，閾值設(shè)定程序1050持續(xù)比較測(cè)得的反射信號(hào)與測(cè)得的透射信號(hào)。這種條件表示集塵盒相對(duì)空，這是因?yàn)橛砂l(fā)射器陣列(例如，發(fā)射器陣列804A、804B)發(fā)出的光基本上到達(dá)跨過(guò)集塵盒的進(jìn)口 53設(shè)置的接收器(例如接收器802A、802B)。如果測(cè)得的反射信號(hào)大于或等于測(cè)得的透射信號(hào)1054，反射信號(hào)與透射信號(hào)比較來(lái)確定1066兩個(gè)信號(hào)是否小于最小目標(biāo)值(例如，等于零或大約等于零)。這反映了異常條件，如，集塵盒極快地填充。如果兩個(gè)信號(hào)都等于零，則產(chǎn)生盒滿信號(hào)1062。
[0171]反射信號(hào)變得大于或等于透射信號(hào)時(shí)的值被稱為交叉值，并且大致提供了集塵盒變得充滿的指示，這是因?yàn)楸话l(fā)射器陣列發(fā)出的光隨著它穿過(guò)集塵盒的進(jìn)口 53行進(jìn)而被以大約相等的量透射和散射。通常，將閾值設(shè)定為接收器的交叉值的函數(shù)能夠作用為自校準(zhǔn)盒滿探測(cè)。
[0172]在一些實(shí)施例中，設(shè)定1056閾值包括將交叉值乘固定倍(例如加倍該交叉值)。在特定實(shí)施例中，設(shè)定1056閾值包括將交叉值與這樣一個(gè)值相乘，該值與交叉點(diǎn)的值成比例(例如正比或反比)。額外地或可替代的，設(shè)定1056閾值可以包括將交叉值乘以與至峰值透射信號(hào)和/或達(dá)到交叉點(diǎn)的時(shí)間量成比例(例如，成正比或成反比)的值。
[0173]設(shè)定的閾值可以隨著時(shí)間以規(guī)則的減量減小1058。這可以確保盒滿條件最終可以達(dá)到，由此在錯(cuò)誤或異常條件下減小機(jī)器人11持續(xù)嘗試清潔的可能性。
[0174]反射信號(hào)與設(shè)定的閾值相比較1060。假設(shè)盒滿過(guò)程大致緩慢，這個(gè)比較可以在大約IHz到大約IOOHz (例如大約60Hz)的相對(duì)頻率下進(jìn)行。
[0175]如果反射信號(hào)大于或等于設(shè)定的閾值，則產(chǎn)生盒滿信號(hào)1062。在一些實(shí)施例中，閾值被設(shè)定為第一和第二接收器802A和802B所測(cè)量的信號(hào)的平均值。額外地或可替代的，盒滿信號(hào)的產(chǎn)生1062可以至少部分基于閾值與第一和第二接收器802A和802B測(cè)得的反射信號(hào)的平均值的比較。如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，這個(gè)盒滿信號(hào)可以用來(lái)提醒用戶盒滿條件。在特定實(shí)施例中，盒滿信號(hào)用于初始化導(dǎo)航程序，來(lái)找尋?？空?例如，維護(hù)站1250)。額外地或可替代的，盒滿信號(hào)的產(chǎn)生1062可以禁止清潔頭40的至少一部分，使得不會(huì)將額外的碎屑吸入到集塵盒50。
[0176]反射信號(hào)持續(xù)與透射信號(hào)相比較，以確定1064反射信號(hào)在已經(jīng)大于透射信號(hào)之后是否小于或等于透射信號(hào)(這有時(shí)被稱為變得不交叉)。如果反射信號(hào)大于或等于透射信號(hào)且閾值得以設(shè)定，則閾值被持續(xù)減小1058，直到反射信號(hào)大于或等于閾值為止。如果在閾值已經(jīng)設(shè)定之后反射信號(hào)變得小于透射信號(hào)，閾值被復(fù)位1067 (例如，設(shè)定為較大值且/或復(fù)位標(biāo)志)，并且反射信號(hào)持續(xù)與透射信號(hào)比較1054，以確定1054新的交叉點(diǎn)，并且設(shè)定1056新的閾值。這種閾值的動(dòng)態(tài)設(shè)定減小了例如由于碎屑被裝入集塵盒50然后被移走所導(dǎo)致的錯(cuò)誤的正盒滿探測(cè)的可能性。
[0177]雖然以在自主的機(jī)器人清潔裝置中實(shí)施為例已經(jīng)描述了光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800，但是光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800可以額外地或替代地結(jié)合到非自主清潔裝置(例如傳統(tǒng)真空吸塵器)中。
[0178]來(lái)自碎屑探測(cè)系統(tǒng)(例如，光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)，如光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800或者壓電碎屑探測(cè)系統(tǒng))的信號(hào)能夠被用于改變機(jī)器人11的操作，包括設(shè)定行為模式(如進(jìn)入點(diǎn)清潔模式)、改變操作條件(如速度、功率等)、在碎屑方向上轉(zhuǎn)向(尤其是在間隔開(kāi)的左和右碎屑傳感器用于產(chǎn)生不同信號(hào)時(shí))、或者采取其他動(dòng)作。例如，至少基于探測(cè)到的碎屑信號(hào)，機(jī)器人11能夠基本上立即開(kāi)始移動(dòng)通過(guò)點(diǎn)覆蓋圖案，包括在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的點(diǎn)覆蓋圖案。通過(guò)至少部分基于從陀螺儀71接收到的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)組件210，微處理器25能夠移動(dòng)機(jī)器人11通過(guò)下面的一種或多種點(diǎn)覆蓋圖案。例如，從陀螺儀71接收的信號(hào)能夠允許機(jī)器人11在相對(duì)于被感測(cè)的碎屑的方向上移動(dòng)且/或返回到被感測(cè)的碎屑的位置。
[0179]參照?qǐng)D9E，在一些實(shí)施例中，光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800包括動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100，以設(shè)定1116用于碎屑探測(cè)(例如通過(guò)如圖9A所示且如上所述的碎屑監(jiān)視程序900)的基礎(chǔ)亮度。如上面指出的，可以從在接收器892A、802B處接收的隨后的信號(hào)中減去基礎(chǔ)亮度，以例如改善碎屑探測(cè)的準(zhǔn)確性。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)程序1100可以至少部分基于確定集塵盒是否充滿來(lái)觸發(fā)和/或關(guān)閉盒滿指示器(例如，圖12A中的盒滿指示器1015)。動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100可以通過(guò)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800與集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個(gè)或多個(gè)之間的通信來(lái)實(shí)施。
[0180]動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100包括如果初始條件被探測(cè)1102，則施加1104a第一脈寬調(diào)制占空因數(shù)到第一發(fā)射器陣列804A，并且在第二接收器802B處測(cè)量來(lái)自第一發(fā)射器陣列804A的信號(hào)。如果第一發(fā)射器陣列804A的工作循環(huán)被確定1110為大于極限，則第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)被施加1108到第一發(fā)射器陣列804A，并且在第二接收器802B處測(cè)量1112第二信號(hào)。如果第一測(cè)得信號(hào)和第二測(cè)得信號(hào)之間的差大于閾值，則測(cè)得1112的第二信號(hào)被設(shè)定1116為基礎(chǔ)亮度。如在此使用的，脈寬調(diào)制指的是通過(guò)以快速的步調(diào)打開(kāi)和關(guān)閉供給負(fù)載的電能來(lái)控制施加到負(fù)載(例如，第一發(fā)射器804A)上的平均值，并且工作循環(huán)描述開(kāi)時(shí)間相對(duì)規(guī)則間隔的比例。從而，與低的脈寬調(diào)制占空因數(shù)相比，更高的脈寬調(diào)制占空因數(shù)對(duì)應(yīng)于提供到負(fù)載的更大的電能，這是因?yàn)殡娔鼙淮蜷_(kāi)更長(zhǎng)的時(shí)間段。
[0181]探測(cè)1102初始條件可以包括探測(cè)集塵盒50插入到機(jī)器人主體31內(nèi)。額外地或可替代的，探測(cè)1102初始條件可以包括探測(cè)能量施加到自主機(jī)器人清潔器11上(例如，電池25插入到機(jī)器人主體31中和/或電源開(kāi)關(guān)的位置)。在一些實(shí)施例中，探測(cè)1102初始條件可以包括至少部分基于探測(cè)到的初始條件觸發(fā)盒滿指示器。例如，在探測(cè)1102到集塵盒50插入到機(jī)器人主體31內(nèi)時(shí)，盒滿指示器被觸發(fā)。如在此描述的，盒滿指示器可以包括視覺(jué)指示器(例如，發(fā)光二級(jí)管和/或在用戶界面上的文字信息)和/或聲音指示器(例如，警報(bào))。
[0182]施加1104第一脈寬調(diào)制占空因數(shù)到第一發(fā)射器804A可以包括施加最大脈寬調(diào)制占空因數(shù)到第一發(fā)射器804A。
[0183]在第二接收器802B處測(cè)量1106第一信號(hào)可以包括測(cè)量來(lái)自第一發(fā)射器陣列804A的信號(hào)的未反射部分。例如，如上所述，第一發(fā)射器陣列804A可以布置成跨過(guò)集塵盒50的進(jìn)口 53的至少一部分發(fā)射信號(hào)。額外地或可替代的，在第二接收器802B處測(cè)量1106第一信號(hào)可以包括測(cè)量來(lái)自靠近第二接收器的第二發(fā)射器804B的信號(hào)的反射部分。
[0184]施加1108第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)到第一發(fā)射器陣列804A包括從第一脈寬調(diào)制占空因數(shù)降低脈寬調(diào)制占空因數(shù)。在一些實(shí)施例中，第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)被從先前的脈寬調(diào)制占空因數(shù)降低固定的百分比。額外地或可替代的，第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)能夠隨著施加1108第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)到第一發(fā)射器804A的每次反覆而降低逐漸大的百分比。
[0185]確定1110第一發(fā)射器陣列804A的脈寬調(diào)制占空因數(shù)是否大于極限可以包括將第一發(fā)射器804A的脈寬調(diào)制占空因數(shù)與存儲(chǔ)在集塵盒微處理器217和微處理器245的至少一個(gè)內(nèi)的極限相比較。例如，該極限可以小于第一發(fā)射器陣列804A的最大脈寬調(diào)制占空因數(shù)的90% (例如，小于50%、小于40%)。額外地或可替代的，該極限可以是大于零的任何值。
[0186]如果確定1110第一發(fā)射器陣列804A的脈寬調(diào)制占空因數(shù)小于極限同時(shí)第一測(cè)得信號(hào)和第二測(cè)得信號(hào)之間的差小于閾值，動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100可以結(jié)束。動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100的這種終止表示所測(cè)得的第一發(fā)射器陣列804A處的信號(hào)部沒(méi)有隨著第一和第二測(cè)得信號(hào)中的相應(yīng)變化而充分變化。在第一發(fā)射器陣列804A處的測(cè)得信號(hào)中的不充分變化可以表示在初始條件器件集塵盒50內(nèi)存在碎屑。例如，在第一發(fā)射器陣列804A處的測(cè)得信號(hào)中的不充分變化可以表示在集塵盒50被插入到機(jī)器人主體31內(nèi)時(shí)在集塵盒50內(nèi)存在碎屑。額外地或可替代的，在第一發(fā)射器陣列804A處的測(cè)得信號(hào)的不充分變化可以表示當(dāng)電池插入到機(jī)器人主體31時(shí)和/或當(dāng)電源被提供給光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800時(shí)，在集塵盒50內(nèi)存在碎屑。于是，在至少部分基于初始條件的探測(cè)1102而觸發(fā)盒滿指示器的實(shí)施例中，在動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100終止時(shí)，盒滿指示器可以保持觸發(fā)。
[0187]測(cè)量1112第二接收器802B處的第二信號(hào)可以類似于測(cè)量1106在第二接收器802B處的第一信號(hào)。
[0188]確定1114第一測(cè)得信號(hào)和第二測(cè)得信號(hào)之間的差是否大于閾值可以包括在第一測(cè)得信號(hào)和第二測(cè)得信號(hào)的每一個(gè)已經(jīng)被處理之后比較第一測(cè)得信號(hào)與第二測(cè)得信號(hào)。例如，第一和第二測(cè)得信號(hào)中的每一個(gè)可以通過(guò)低帶通濾波器處理。在確定1114中使用的閾值可以是在集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個(gè)或多個(gè)中存儲(chǔ)的常數(shù)。
[0189]如果確定1114第一測(cè)得信號(hào)和第二測(cè)得信號(hào)之間的差小于或等于閾值，則第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)從前一個(gè)反覆的第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)減小1115。在一些實(shí)施例中，第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)在每個(gè)連續(xù)的反覆中減小1115在大約1%到大約30%之間。在特定實(shí)施例中，第二脈寬調(diào)制占空因數(shù)在每個(gè)連續(xù)的反覆中減小1115逐漸增大的量。
[0190]如果確定1114第一測(cè)得信號(hào)和第二測(cè)得信號(hào)之間的差大于閾值，則第二測(cè)得信號(hào)被設(shè)定成基礎(chǔ)亮度(例如，通過(guò)存儲(chǔ)在集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個(gè)或多個(gè)中)。額外地或可替代的，至少部分基于確定了第一測(cè)得信號(hào)和第二測(cè)得信號(hào)之間的差大于閾值，盒滿指示器被關(guān)閉。例如，比閾值大的差的確定1114以是在初始條件時(shí)集塵盒50未充滿的指示，因此，盒滿指示器被關(guān)閉。
[0191]盡管在此將動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100描述為基于從第一發(fā)射器陣列804A發(fā)射并且在第二接收器802B處接收的信號(hào)，但是應(yīng)當(dāng)理解動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)程序1100可以額外地或替代地基于從第二發(fā)射器陣列804B發(fā)射并在第一接收器802A處接收的信號(hào)。
[0192]參照?qǐng)D10A，機(jī)器人11可以包括點(diǎn)清潔模式(有時(shí)也稱為點(diǎn)覆蓋模式)，其包括星形圖案1150，具有源自于中心區(qū)域1151的向外線條1152和向內(nèi)線條1153的線條對(duì)155。每一對(duì)155線條1152、1153限定了夾角α，并且與相鄰對(duì)155的線條1152、1153傾斜地分開(kāi)外角β。星形圖案1150的反覆的來(lái)回圖案能夠大致模擬手持真空吸塵器的操作者共同使用的清潔圖案。
[0193]為了運(yùn)動(dòng)通過(guò)星形圖案，機(jī)器人11從中心區(qū)域1151沿著向外線條1152在行進(jìn)的向前方向上移動(dòng)，并且反轉(zhuǎn)方向，沿著向內(nèi)線條1153返回到中心區(qū)域1151。這個(gè)過(guò)程可以反覆，使得機(jī)器人11跟隨對(duì)應(yīng)于多對(duì)155線條1152、1153的星形圖案。星形圖案1150能夠圍繞中心區(qū)域1151延伸180度。在特定實(shí)施例中，中心區(qū)域1151基本上相對(duì)于所探測(cè)的碎屑1154的區(qū)域居中定位。在一些實(shí)施例中，中心區(qū)域1151可以基本上相對(duì)于所探測(cè)的碎屑1154的區(qū)域沿外周定位。
[0194]機(jī)器人11能夠沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)通過(guò)星形圖案1150。例如，機(jī)器人11移動(dòng)通過(guò)星形圖案1150的方向可以至少部分基于碎屑方向的確定(例如，基于在光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800的第一和第二接收器802A和802B處測(cè)得的信號(hào)的比較)。
[0195]向外線條1152的長(zhǎng)度可以是固定長(zhǎng)度。例如，向外線條1152的長(zhǎng)度可以在機(jī)器人11的尺寸(例如，機(jī)器人的前后尺寸)的0.5倍到5倍之間(例如I倍)。作為另一個(gè)例子，向外線條1152的長(zhǎng)度可以是在中心區(qū)域1151內(nèi)被碎屑探測(cè)系統(tǒng)所探測(cè)的碎屑量的函數(shù)，使得向外線條1152的長(zhǎng)度反比于在中心區(qū)域1151內(nèi)被碎屑探測(cè)系統(tǒng)所探測(cè)到的碎屑量，使得機(jī)器人11在更高碎屑密度的區(qū)域中移動(dòng)通過(guò)較小的星形圖案1150。
[0196]在特定實(shí)施例中，向外線條1152的長(zhǎng)度可以是可變長(zhǎng)度。例如，機(jī)器人11可以沿著向外線條1152行進(jìn)，直到所探測(cè)的碎屑量落入閾值量之下(例如，表示高碎屑區(qū)域的周邊)。
[0197]每個(gè)向外線條1152和相應(yīng)的向內(nèi)線條1153之間的夾角α是O到45度。在特定實(shí)施例中，夾角α通過(guò)在向外線條1152的末端在反轉(zhuǎn)機(jī)器人11的方向以沿著向內(nèi)線條1153移動(dòng)之前基本上在原位轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人(順時(shí)針或逆時(shí)針)被掃掠。在一些實(shí)施例中，夾角α的值至少部分基于被碎屑探測(cè)系統(tǒng)(例如，光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800)探測(cè)到的碎屑量例如，角度α可以至少部分通過(guò)隨著機(jī)器人11從中心區(qū)域1151沿著向外線條1152移動(dòng)而探測(cè)到的碎屑量來(lái)確定。在這樣的實(shí)施例中，沿著向外線條1152探測(cè)到相對(duì)大量的碎屑會(huì)導(dǎo)致較小的夾角α，使得在機(jī)器人沿著向外線條1152和向內(nèi)線條1153清潔的路徑中存在明顯的重疊。
[0198]在特定實(shí)施例中，相鄰線條對(duì)1155之間的外角β大于O度且小于約90度。外角β可以相對(duì)于夾角α固定。例如，外角β可以基本上等于內(nèi)角α。額外地或可替代的，外角β可以根據(jù)上述相對(duì)于夾角α的一個(gè)或多個(gè)規(guī)則來(lái)設(shè)定。
[0199]在一些實(shí)施例中，外角β在大約-90度和大約90度之間。在這種實(shí)施例中，機(jī)器人11可以通過(guò)順時(shí)針和逆時(shí)針都移動(dòng)來(lái)沿著星形圖案1150移動(dòng)，使得相鄰的線條對(duì)1155
可以局部并且在一些情況下完全重疊。
[0200]在特定實(shí)施例中，沿著機(jī)器人11的相應(yīng)的向前部分31Α和后部分31Β設(shè)置的落差傳感器30Α和30Β (圖1B中所示)能夠減小機(jī)器人11在執(zhí)行星形圖案1150或其他包括反復(fù)向前和向后運(yùn)動(dòng)的清潔圖案時(shí)越過(guò)落差的可能性。例如，沿著機(jī)器人的向前部分31Α設(shè)置的落差傳感器30Α隨著機(jī)器人在向前方向上移動(dòng)能夠探測(cè)機(jī)器人11前部的潛在落差，而沿著機(jī)器人的后部分31Β設(shè)置的落差傳感器30Β能夠探測(cè)機(jī)器人11后面的潛在落差。響應(yīng)于落差傳感器30Α和/或落差傳感器30Β所探測(cè)的潛在落差，機(jī)器人11可以中止點(diǎn)覆蓋圖案，例如，初始化避開(kāi)和/或逃逸行動(dòng)。從而，與僅在向前部分上具有落差傳感器的機(jī)器人相比，機(jī)器人11可以執(zhí)行更寬隊(duì)列的清潔模式，例如，包括不需要機(jī)器人11在特定向前取向上的清潔模式。
[0201]在特定實(shí)施例中，參照?qǐng)D10Β，機(jī)器人11包括點(diǎn)清潔模式，該模式包括玉米條狀圖案1180，具有反復(fù)的相鄰的行1182。機(jī)器人11可以至少部分基于在清潔表面上探測(cè)的碎屑1184而開(kāi)始通過(guò)玉米條狀圖案1180的運(yùn)動(dòng)。額外地或可替代的，每行1182可以基本上垂直于碎屑1184的被探測(cè)的方向(例如，如光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800的第一和第二接收器802A、802B所探測(cè)的)延伸。
[0202]機(jī)器人11通過(guò)沿著行1182a移動(dòng)而沿著玉米條狀圖案1180移動(dòng)，直到所探測(cè)的碎屑量(例如，如光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800所確定的)落入到閾值之下，并然后在基本上相反的方向上沿著相鄰的行1182b移動(dòng)機(jī)器人11，并重復(fù)這個(gè)圖案設(shè)定的時(shí)間段，或者直到機(jī)器人11移動(dòng)通過(guò)一行或多行，而沒(méi)有探測(cè)到碎屑量超過(guò)閾值。
[0203]在一些實(shí)施例中，機(jī)器人沿著相鄰的行1182a、1182b移動(dòng)，使得相鄰行1182a、1182b重疊。重疊量可以是固定量，如，例如清潔頭的尺寸的固定倍數(shù)(例如一倍半)。額外地或可替代的，在特定相鄰行1182a和1182b之間的重疊量可以至少部分基于機(jī)器人11所探測(cè)的碎屑量，重疊的程度可以與探測(cè)到的碎屑量1184成正比。
[0204]盡管已經(jīng)將機(jī)器人11描述為以點(diǎn)覆蓋模式操作來(lái)至少部分基于被探測(cè)的碎屑信號(hào)來(lái)移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)星形圖案1150和玉米條狀圖案1180，但是其他類型的圖案也是有附加或替代的可能的。例如，機(jī)器人11可以移動(dòng)通過(guò)向內(nèi)螺旋圖案、向外螺旋圖案和/或Z
字形圖案。
[0205]參照?qǐng)D11，在一些實(shí)施例中，機(jī)器人11包括攝像機(jī)1190，該攝像機(jī)朝向在機(jī)器人11的向前部分設(shè)置，且視場(chǎng)超過(guò)機(jī)器人11的周長(zhǎng)。這個(gè)攝像機(jī)1190可以與微處理器245連通，使得機(jī)器人11在清潔表面上的運(yùn)動(dòng)能夠至少部分基于攝像機(jī)1190對(duì)碎屑和/或障礙物的探測(cè)。例如，微處理器245能夠處理來(lái)自攝像機(jī)1190的信號(hào)，以識(shí)別清潔表面上的碎屑并使機(jī)器人11朝向碎屑運(yùn)動(dòng)。
[0206]額外地或可替代的，微處理器245能夠處理來(lái)自攝像機(jī)1190的信號(hào)，以是被在機(jī)器人11附近的障礙物和/或碎屑，并且使機(jī)器人11運(yùn)動(dòng)，來(lái)避開(kāi)大于特定尺寸閾值(例如，小于清潔頭所限定的大約最小開(kāi)口的值)的障礙物和/或碎屑。
[0207]參照?qǐng)D12A至12B，在一些實(shí)施例中，機(jī)器人11包括機(jī)器人通信終端1012，而集塵盒50包括集塵盒通信終端1014。關(guān)于盒滿狀態(tài)的信息例如從集塵盒50通過(guò)通信終端1012、1014傳輸?shù)綑C(jī)器人11。額外地或可替代的，來(lái)自設(shè)置于集塵盒50上的一個(gè)或多個(gè)落差傳感器30B的落差探測(cè)信號(hào)從集塵盒通過(guò)通信終端1012、1014傳輸?shù)綑C(jī)器人11。在一些實(shí)施例中，在集塵盒50安裝到機(jī)器人11上時(shí)，集塵盒通信終端1014接觸相應(yīng)的機(jī)器人通信終端1012。在一些實(shí)施例中，通信終端1012和1014包括串口，其根據(jù)適當(dāng)?shù)拇型ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)(例如RS-232、USB或適當(dāng)?shù)膮f(xié)議)來(lái)工作。
[0208]在一些例子中，機(jī)器人11包括解調(diào)器/解碼器29，通過(guò)它，電能從電池25通過(guò)通信終端1012和1014連接(routed)到集塵盒50。集塵盒供電/通信線1018將電能提供給真空馬達(dá)780、集塵盒微控制器217和后部落差傳感器30B。集塵盒微控制器217監(jiān)視由集塵盒50內(nèi)的碎屑探測(cè)系統(tǒng)700所報(bào)告的盒滿狀態(tài)，并且將報(bào)告信號(hào)承載于在集塵盒側(cè)線路1018上傳輸?shù)碾娔苌?。所承載的報(bào)告信號(hào)然后被傳遞到機(jī)器人11的解調(diào)器/解碼器29。例如，機(jī)器人11的微處理器245處理來(lái)自承載于電源線1018上的報(bào)告信號(hào)的盒滿指示。
[0209]在特定實(shí)施例中，集塵盒微控制器217監(jiān)視集塵盒50內(nèi)的碎屑探測(cè)系統(tǒng)700所報(bào)告的盒滿狀態(tài)(例如，與機(jī)器人控制器獨(dú)立)，允許集塵盒50在沒(méi)有碎屑探測(cè)系統(tǒng)700的情況下在機(jī)器人上使用。集塵盒更新時(shí)也需要機(jī)器人軟件更新。
[0210]在一些實(shí)施例中，如圖12A所示，集塵盒50包括設(shè)置在集塵盒50上的與集塵盒微控制器217電連通的集塵盒電源1013 (例如電池)、真空馬達(dá)780、盒滿指示器1015和/或后部落差傳感器30B。集塵盒微控制器217可以至少部分基于碎屑探測(cè)系統(tǒng)700報(bào)告的盒滿狀態(tài)而控制給真空馬達(dá)780的電力。例如，在探測(cè)到碎屑探測(cè)系統(tǒng)700報(bào)告的盒滿條件時(shí)，集塵盒微控制器217可以禁止給真空馬達(dá)780的電力。額外地或可替代的，集塵盒微控制器217可以控制盒滿指示器1015 (例如LED)的狀態(tài)，以給用戶提供集塵盒的狀態(tài)的視覺(jué)指示(例如，如果盒滿指示器1015被點(diǎn)亮，則集塵盒被充滿)。用集塵盒電源1013給盒滿指示器1015供電允許在集塵盒50從機(jī)器人11脫離時(shí)(例如，在集塵盒50被清空時(shí))，盒滿指示器1015保持點(diǎn)亮。
[0211]參照?qǐng)D12B，在一些實(shí)施例中，機(jī)器人11包括接收器1020 (例如，紅外接收器)，而集塵盒50包括相應(yīng)的發(fā)射器1022 (例如，紅外發(fā)射器)。發(fā)射器1022和接收器1020分別定位在集塵盒50和機(jī)器人11上，使得在集塵盒50安裝到機(jī)器人11上時(shí)，從發(fā)射器1022發(fā)出的信號(hào)到達(dá)接收器1020。例如，在接收器1020和發(fā)射器1022是紅外的實(shí)施例中，發(fā)射器1022和接收器1020相對(duì)于彼此定位，以利于發(fā)射器1022和接收器1020之間的視線通信。在一些例子中，發(fā)射器1022和接收器1020都作用為發(fā)射器和接收器，允許在機(jī)器人11和集塵盒50之間的雙向通信。在一些例子中，機(jī)器人11包括在底盤(pán)31上的全方向接收器13，并被構(gòu)造成與發(fā)射和接收紅外信號(hào)的遠(yuǎn)程虛擬墻壁導(dǎo)航臺(tái)1050相互作用。來(lái)自集塵盒50上的發(fā)射器1022的信號(hào)被全方向接收器13和/或遠(yuǎn)程虛擬墻壁導(dǎo)航臺(tái)1050接收，以通信盒滿信號(hào)。如果機(jī)器人11被修整有集塵盒50并且接收適當(dāng)?shù)能浖?，則當(dāng)集塵盒50充滿時(shí)，修整的集塵盒50能夠引導(dǎo)機(jī)器人11返回到維護(hù)站(例如，在圖15A和15B中的維護(hù)站)，用于維護(hù)。雖然已經(jīng)描述了在機(jī)器人11和集塵盒50之間的紅外通信，但是可以額外地或替代地使用一種或多種類型的無(wú)線通信，以實(shí)現(xiàn)這樣的無(wú)線通信。在機(jī)器人11和集塵盒50之間的其他類型的無(wú)線通信的例子包括電磁通信和射頻通信。
[0212]參照?qǐng)D13A至13D，在一些實(shí)施例中，集塵盒50包括盒滿指示器1130。一些例子中，盒滿指示器1130包括視覺(jué)指示器1132，如LED(圖13B)、IXD、燈泡、旋轉(zhuǎn)消息輪(圖13C)或者旋轉(zhuǎn)色輪，或者任何其他適合的視覺(jué)指示器。視覺(jué)指示器1132可以穩(wěn)定地發(fā)光，閃爍，脈動(dòng)，通過(guò)各種顏色循環(huán)或者通過(guò)色譜演變(advance),以向用戶指示集塵盒50充滿了碎屑，等等。指示器30可以包括模擬顯示器，用于表示集塵盒50充滿的相對(duì)程度。半透明的窗口允許用戶看到根據(jù)集塵盒50內(nèi)探測(cè)的充滿程序而旋轉(zhuǎn)的色輪的區(qū)段，例如從綠色(空)到紅色(滿)。在一些例子中，指示器30包括例如成條桿圖案的兩個(gè)或多個(gè)LED，它們點(diǎn)亮與集塵盒充滿程度成比例的數(shù)量。替代的是，例如，指示器1030可以是電子的和/或機(jī)械的指示器，如標(biāo)志、彈起或消息條。在其他例子中，盒滿指示器1130包括可聽(tīng)見(jiàn)的指示器1134，如揚(yáng)聲器、呼叫器、聲音合成器、鈴、壓電揚(yáng)聲器或用于聲音指不用戶盒滿狀態(tài)的任何其他適合的裝置?？陕?tīng)見(jiàn)的指示器1134發(fā)出聲音，如穩(wěn)定的聲調(diào)、鈴聲、顫音、嗡嗡聲、間歇的聲音或任何其他適合的可聽(tīng)見(jiàn)的指示?？陕?tīng)見(jiàn)的指示器1134調(diào)制音量，以便吸引注意到盒滿狀態(tài)(例如，通過(guò)反覆增加和減小音量)。在一些例子中，如圖13D所示，指示器1130分別包括視覺(jué)和可聽(tīng)見(jiàn)的指示器1132和1134。用戶可以關(guān)閉視覺(jué)指示器1132或可聽(tīng)見(jiàn)的指示器1134，而不必清空集塵盒50。在一些實(shí)施例中，盒滿指示器1130位于機(jī)器人主體31上或在機(jī)器人11的外殼6上。
[0213]參照?qǐng)D14A至14B，在一些實(shí)施例中，集塵盒50向遠(yuǎn)程指示器1202無(wú)線傳輸信號(hào)(例如，通過(guò)發(fā)射器1201)，該遠(yuǎn)程指示器1202然后利用光學(xué)(例如LED、IXD、CRT、燈泡等)和/或聲音輸出(如揚(yáng)聲器1202C)向用戶指示集塵盒被充滿。在一個(gè)例子中，遠(yuǎn)程指示器1202包括安裝在廚房用磁鐵(kitchen magnet)上的電子器件。遠(yuǎn)程指示器1202可以提供(I)普通的機(jī)器人維護(hù)通知；(2)清潔程序完成通知；(3)中止和回家指示；以及(4)其他與機(jī)器人11和/或集塵盒50的控制相互作用。
[0214]現(xiàn)有的機(jī)器人11沒(méi)有包括任何通信路徑或線路，用于與集塵盒50上的盒滿傳感器系統(tǒng)通信，但是該現(xiàn)有的機(jī)器人可以被翻新具有包括盒滿傳感器系統(tǒng)700和發(fā)射器1201的集塵盒50?！胺隆蓖ǔＲ馑紴閷⒓瘔m盒與現(xiàn)有的正在工作的機(jī)器人相關(guān)聯(lián)，但是用于本公開(kāi)內(nèi)容的目的，至少額外包括向前的配裝，即，將集塵盒與新生產(chǎn)的機(jī)器人以兼容的方式關(guān)聯(lián)。雖然機(jī)器人11不能與盒滿傳感器系統(tǒng)700通信，并且不能包括任何對(duì)盒滿條件做出相應(yīng)的程序或者動(dòng)作慣例，盡管如此集塵盒50可以通過(guò)將適當(dāng)?shù)男盘?hào)經(jīng)由發(fā)射器1201傳輸?shù)竭h(yuǎn)程指示器1202而向用戶指示集塵盒50被充滿。遠(yuǎn)程指示器1202可以位于不同于機(jī)器人11的房間內(nèi)，并且利用適當(dāng)?shù)臒o(wú)線通信方法，如IEEE801.11/WiF1、藍(lán)牙、Zigbee、無(wú)線USB、調(diào)頻信號(hào)、調(diào)幅信號(hào)等從集塵盒50無(wú)線地接收信號(hào)。
[0215]在一些實(shí)施例中，如圖14B所示，遠(yuǎn)程指示器1202是磁鐵安裝的單元，其包括LED1204，當(dāng)集塵盒50充滿時(shí)該LED點(diǎn)亮或閃爍。在一些例子中，如圖14C所示，遠(yuǎn)程指示器1202包括IXD顯示器1206，用于打印關(guān)于盒滿條件的消息和/或包括揚(yáng)聲器1208，用于向用戶發(fā)出可聽(tīng)見(jiàn)的信號(hào)。遠(yuǎn)程指示器1202可以包括功能鍵1210，當(dāng)觸發(fā)時(shí)，該功能鍵1210將指令傳送給機(jī)器人11。在一些例子中，遠(yuǎn)程指示器1202包括確認(rèn)按鈕1212，該確認(rèn)按鈕1212在被推動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)闹噶钚盘?hào)發(fā)送到活動(dòng)的機(jī)器人11。例如，當(dāng)接收到盒滿信號(hào)時(shí)，IXD顯示器1206將顯示消息，該消息向用戶表示集塵盒被充滿。用戶然后按下按鈕1212，導(dǎo)致指令被傳送給機(jī)器人11，這又進(jìn)一步導(dǎo)致機(jī)器人11被導(dǎo)航到特定位置。例如，用戶然后拆下和清空集塵盒50。
[0216]在一些例子中，遠(yuǎn)程指示器1202是桌面裝置或者計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的部件。遠(yuǎn)程指示器1202可以設(shè)置有安裝裝置，如鏈、夾子或者在反面上的磁鐵，允許它保持在廚房、吊燈或在腰帶上。發(fā)射器1201可以利用WiFi或其他家用射頻(RF)網(wǎng)絡(luò)與作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1204的一部分的遠(yuǎn)程指示器1202通信，這又導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示通知用戶盒滿狀態(tài)的窗口。
[0217]參照?qǐng)D14D，當(dāng)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800確定集塵盒50被充滿和/或當(dāng)微處理器245確定電池25的充電狀態(tài)已經(jīng)落入到閾值之下，在一些例子中，機(jī)器人11移動(dòng)到維護(hù)站1250(例如，對(duì)接塢(dock))用于維護(hù)。移動(dòng)機(jī)器人11到維護(hù)站1250將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0218]機(jī)器人11可釋放地與維護(hù)站1250接合。在一些例子中，維護(hù)站1250自動(dòng)清空集塵盒50 (例如，通過(guò)連接到集塵盒50的清空口 80、305、380、415、420、425、430的真空管)。額外地或可替代的，維護(hù)站1250給電池25充電。例如，維護(hù)站1250能夠通過(guò)與至少一個(gè)充電端子72的可釋放接合來(lái)給電池25充電。在一些例子中，充電端子72沿著機(jī)器人11的底部設(shè)置。額外地或可替代的，充電端子72能夠沿著機(jī)器人的頂部和/或側(cè)部設(shè)置。至少一個(gè)充電端子72能夠是接觸端子。
[0219]如果清潔頭40被填滿累積的細(xì)絲，機(jī)器人11可以自動(dòng)排出清潔刷/翻蓋60、65，用于自動(dòng)或手動(dòng)清潔。刷/翻蓋60、65可以手動(dòng)或自動(dòng)地送入到維護(hù)站1250中，該維護(hù)站將細(xì)絲和碎屑從刷/翻蓋60、65上剝離。[0220]參照?qǐng)D15-16，在一些例子中，維護(hù)站1250發(fā)出信號(hào)1252(例如，單個(gè)信號(hào)、多個(gè)信號(hào)或多個(gè)疊加的信號(hào))。該信號(hào)1252例如是一個(gè)或多個(gè)光學(xué)信號(hào)(例如，紅外的)和/或聲音信號(hào)。機(jī)器人11包括用于接收信號(hào)1252的接收器15。維護(hù)站1250的信號(hào)發(fā)射以及機(jī)器人11的信號(hào)接收的其他細(xì)節(jié)和特征在名稱為“自主機(jī)器人自動(dòng)對(duì)接以及能量管理系統(tǒng)和方法(Autonomous Robot Auto-Docking and Energy Management System and Methods) ”的美國(guó)專利第7，332，890中公開(kāi)，該專利的整個(gè)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
[0221]隨著機(jī)器人11移動(dòng)跨過(guò)清潔表面1，在機(jī)器人11沿著路徑1254移動(dòng)(例如，以反彈模式)時(shí)，接收器15能夠接收維護(hù)站1250發(fā)射的信號(hào)1252。機(jī)器人11能夠探測(cè)與信號(hào)1252中的每個(gè)變化相關(guān)聯(lián)的時(shí)間tl-t7，信號(hào)1252中的每個(gè)變化表示機(jī)器人11進(jìn)入和離開(kāi)信號(hào)1252的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。例如，機(jī)器人11在tl探測(cè)到離開(kāi)信號(hào)1252的運(yùn)動(dòng)，并且在t2探測(cè)到進(jìn)入信號(hào)1252的運(yùn)動(dòng)。類似地，機(jī)器人11在t3探測(cè)到離開(kāi)信號(hào)1252的運(yùn)動(dòng)，而在t4探測(cè)到進(jìn)入信號(hào)1252的運(yùn)動(dòng)。如下面描述的，機(jī)器人11的微處理器245可以至少部分基于tl、t2、t3和t4等之間消逝的時(shí)間來(lái)找尋維護(hù)站1250。為了解釋清楚的緣故，在圖15B中顯示了與信號(hào)1252中的變化相關(guān)聯(lián)的七個(gè)時(shí)間。但是，應(yīng)理解的是機(jī)器人可以探測(cè)任何數(shù)量的時(shí)間。
[0222]在一些實(shí)施例中，找尋1300維護(hù)站1250可以包括沿著路徑1254移動(dòng)1302機(jī)器人11跨過(guò)清潔表面1，探測(cè)1304從維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)內(nèi)的第一變化，探測(cè)1306從維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)中的第二變化，以及確定1308機(jī)器人在一時(shí)間段內(nèi)找到對(duì)接塢的可能性。在一時(shí)間段內(nèi)找到對(duì)接塢的可能性的確定1308至少部分基于探測(cè)到1304信號(hào)中的第一變化和探測(cè)到1306信號(hào)中的第二變化之間的消逝時(shí)間。這個(gè)確定1308例如能夠減小機(jī)器人11將被困在清潔表面I上而沒(méi)有足夠能量返回維護(hù)站1250的可能性。在特定實(shí)施例中，機(jī)器人11周期性地找尋1300維護(hù)站1250。額外地或可替代的，機(jī)器人11可以在探測(cè)到電池25的充電狀態(tài)低于閾值(例如，低于大約50%)時(shí)找尋1300維護(hù)站。
[0223]移動(dòng)1302機(jī)器人11跨過(guò)清潔表面可以包括在執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)其他行為的同時(shí)移動(dòng)機(jī)器人11。例如，移動(dòng)1302可以包括以反彈模式、點(diǎn)覆蓋模式、逃脫模式、遷移模式等移動(dòng)機(jī)器人11跨過(guò)清潔表面。額外地或可替代的，移動(dòng)1302機(jī)器人11跨過(guò)清潔表面I可以通過(guò)仲裁器(arbiter)來(lái)確定。這種仲裁器的細(xì)節(jié)和特征在名稱為“用于自主機(jī)器人的多模式覆蓋的方法和系統(tǒng)(Method and System for Mult1-Mode Coverage for an AutonomousRobot) ”的美國(guó)專利第7，388，343號(hào)中公開(kāi)，該專利的整個(gè)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
[0224]探測(cè)1304從維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)中的第一變化包括接收(例如通過(guò)接收器15)從維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)1252。探測(cè)到1304信號(hào)中的第一變化可以包括探測(cè)從未接收到信號(hào)到接收到信號(hào)的變化和/或探測(cè)從接收到信號(hào)到未接收到信號(hào)的變化。在一些實(shí)施例中，探測(cè)1304在信號(hào)中的第一變化包括探測(cè)變化的信號(hào)。例如，該信號(hào)可以被編碼，以識(shí)別與該機(jī)器人11相關(guān)聯(lián)的維護(hù)站1250，使得機(jī)器人11不會(huì)找尋與之不相關(guān)聯(lián)的維護(hù)站1250。
[0225]探測(cè)1306從維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)中的第二變化包括接收(例如通過(guò)接收器15)從維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)1252。探測(cè)1306信號(hào)1252中的第二變化暫時(shí)在探測(cè)1304信號(hào)中的第一變化之后，使得在探測(cè)1304信號(hào)中的第一變化和探測(cè)1306信號(hào)中的第二變化之間具有消逝時(shí)間。[0226]確定1308機(jī)器人將找到維護(hù)站1250的可能性至少部分基于探測(cè)1304信號(hào)中的第一變化和探測(cè)1306信號(hào)中的第二變化之間的消逝時(shí)間。探測(cè)1304信號(hào)中的第一變化和探測(cè)1306信號(hào)中的第二變化之間的消逝時(shí)間表示維護(hù)站1250被機(jī)器人11 (各次)發(fā)現(xiàn)之間的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，消逝時(shí)間用于至少部分基于消逝時(shí)間和/或先前確定的消逝時(shí)間來(lái)更新可能性分布。例如，t6和t5之間的消逝時(shí)間用于更新包括t4和t3之間的消逝時(shí)間和t2和tl之間的消逝時(shí)間的可能性分布。
[0227]可能性分布用于估計(jì)機(jī)器人11在一時(shí)間段(例如，特定的時(shí)間段或變化的時(shí)間段)內(nèi)將到達(dá)維護(hù)站1250的可能性。例如，可能性分布可以用于估計(jì)在五分鐘之內(nèi)機(jī)器人11將到達(dá)維護(hù)站1250的可能性。
[0228]額外地或可替代的，可能性分布可以用于確定機(jī)器人11以特定可能性到達(dá)維護(hù)站1250所需要的時(shí)間長(zhǎng)度。例如，可能性分布能夠用于估計(jì)在大于75%的可能性下機(jī)器人11到達(dá)維護(hù)站1250所需的時(shí)間長(zhǎng)度。在一些例子中，機(jī)器人11以特定可能性到達(dá)維護(hù)站1250所需的時(shí)間長(zhǎng)度可以是允許機(jī)器人11找到維護(hù)站1250所分配的時(shí)間。從而，在一個(gè)例子中，如果機(jī)器人以大于95%的可能性到達(dá)維護(hù)站1250所需的估計(jì)時(shí)間是5分鐘，希望在找到維護(hù)站1250為95%的成功率，當(dāng)剩余電池25的壽命是五分鐘時(shí)，機(jī)器人11開(kāi)始試圖找到維護(hù)站1250。為了允許更大的安全裕度，機(jī)器人11可以通過(guò)例如在所分配的時(shí)間期間降低給清潔頭40的電能量來(lái)減小電池25的能量消耗。
[0229]在一些實(shí)施例中，消逝時(shí)間的可能性分布是非參數(shù)模型。例如，非參數(shù)模型可以是作為消逝時(shí)間的函數(shù)的可能性的可能性分布直方圖。用于直方圖的解析度(resolution)的消逝時(shí)間范圍可以是固定值(例如，大約5秒到大約2分鐘間隔)。
[0230]在特定實(shí)施例中，消逝時(shí)間的可能性分布是參數(shù)模型。例如，該參數(shù)模型可以是泊松分布，其中成功的結(jié)果是機(jī)器人11在一時(shí)間段內(nèi)到達(dá)維護(hù)站1250的結(jié)果，而失敗是機(jī)器人11在一時(shí)間段內(nèi)未到達(dá)維護(hù)站1250的結(jié)果。泊松分布的平均值例如可以作為多個(gè)消逝時(shí)間測(cè)量值的算數(shù)平均來(lái)估計(jì)。從泊松分布，可以確定機(jī)器人11在一時(shí)間段內(nèi)到達(dá)維護(hù)站1250的可能性。例如，泊松分布可以用于確定機(jī)器人11在五分鐘之內(nèi)到達(dá)維護(hù)站1250的可能性。作為額外地或可替代的例子，泊松分布可以用于確定機(jī)器人11以特定可能性(例如大于75%的可能性)到達(dá)維護(hù)站1250所需要的時(shí)間長(zhǎng)度。
[0231]在一些實(shí)施例中，確定1308機(jī)器人11將找到維護(hù)站1250的可能性可以包括確定可從機(jī)器人11所攜帶的電池25獲得的能量在機(jī)器人11找到維護(hù)站1250之前將耗盡的可能性。例如，對(duì)應(yīng)于從電池25可獲得的剩余能量的時(shí)間長(zhǎng)度可以基于在當(dāng)前操作模式下機(jī)器人11的能量消耗率來(lái)確定。機(jī)器人11在剩余電池時(shí)間內(nèi)將到達(dá)維護(hù)站1250的可能性可以例如利用如上面所討論的非參數(shù)和/或參數(shù)模型來(lái)確定。
[0232]如果機(jī)器人11從清潔表面11上移走，在維護(hù)站1250的連續(xù)發(fā)現(xiàn)之間的消逝時(shí)間可能不表示機(jī)器人11找到維護(hù)站1250所需要的時(shí)間長(zhǎng)度。從而，在一些實(shí)施例中，找尋1300維護(hù)站1250包括在探測(cè)到機(jī)器人11從表面I移走之后忽略被探測(cè)的信號(hào)中的變化。例如，如果機(jī)器人11在tl和t2之間從表面I移走，對(duì)應(yīng)于tl的探測(cè)到的1304信號(hào)1252中的第一變化被忽略，，且探測(cè)到1306的信號(hào)1252中的第二變化也被忽略，使得下一個(gè)消逝時(shí)間被確定為t4和t3之間的差。在特定實(shí)施例中，探測(cè)機(jī)器人已經(jīng)從表面被移走包括從機(jī)器人11所攜帶的一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，落差傳感器30A和30B和/或接近傳感器70)接收信號(hào)。額外地或可替代的，車(chē)輪45可以被偏壓成下降，并且探測(cè)機(jī)器人已經(jīng)從表面被移走可以包括探測(cè)車(chē)輪45已經(jīng)下降。這種偏壓成下降的車(chē)輪45和下降的車(chē)輪的探測(cè)的細(xì)節(jié)在名稱為“覆蓋機(jī)器人活動(dòng)性(Coverage Robot Mobility) ”的美國(guó)專利第7，441，298號(hào)中公開(kāi)，該美國(guó)專利的整體內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
[0233]參照?qǐng)D17-18，維護(hù)站1250發(fā)出第一信號(hào)1252’(例如，單個(gè)信號(hào)、多個(gè)信號(hào)或者多個(gè)疊加信號(hào))，且第二結(jié)構(gòu)1258發(fā)出第二信號(hào)1258。第二結(jié)構(gòu)1258可以是燈塔(例如，導(dǎo)航臺(tái))、出入口標(biāo)記器、第二維護(hù)站等。機(jī)器人11在清潔表面I上沿著路徑1260移動(dòng)，使得機(jī)器人11穿越維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)1252’，并且穿越第二結(jié)構(gòu)1256發(fā)出的第二信號(hào)1258。機(jī)器人11在和t5’穿越信號(hào)1252’，并且在t2’和t3’穿越信號(hào)1258。第二結(jié)構(gòu)1256可以作為標(biāo)志，以利于對(duì)找到維護(hù)站1250的預(yù)測(cè)。例如，如下所述，發(fā)現(xiàn)第二結(jié)構(gòu)1256和發(fā)現(xiàn)維護(hù)站1250之間的時(shí)間可以用于預(yù)測(cè)找到對(duì)接塢所需要的時(shí)間長(zhǎng)度，假設(shè)第二結(jié)構(gòu)1256剛剛被看到。
[0234]在一些實(shí)施例中，找尋1400維護(hù)站1250包括移動(dòng)1402機(jī)器人跨過(guò)清潔表面1，探測(cè)1404維護(hù)站1250，探測(cè)1406第二結(jié)構(gòu)1256，以及確定1408機(jī)器人在一時(shí)間段內(nèi)將找到維護(hù)站1250的可能性。在一些實(shí)施例中，來(lái)自維護(hù)站1250的信號(hào)1252’與從第二結(jié)構(gòu)1256發(fā)出的信號(hào)1258不同(例如不同地編碼和/或具有不同波長(zhǎng))。找尋1400可以允許機(jī)器人11通過(guò)選擇提供從一個(gè)標(biāo)志向下一個(gè)標(biāo)志移動(dòng)的最佳機(jī)會(huì)的動(dòng)作，將終點(diǎn)在目標(biāo)位置(如維護(hù)站1250)的路徑捆綁到一起來(lái)導(dǎo)航。
[0235]探測(cè)1404維護(hù)站1250包括探測(cè)接收到的維護(hù)站1250發(fā)出的信號(hào)1252’中的變化。在時(shí)間tl’，例如，在接收到的信號(hào)1252’中的變化是從接收到信號(hào)1252’到未接收到信號(hào)1252’的變化。作為另一個(gè)例子，在時(shí)間t4’，在接收到的信號(hào)1252’中的變化是從為接收到信號(hào)1252’到接收到信號(hào)1252’的變化。
[0236]探測(cè)1406第二結(jié)構(gòu)1256包括探測(cè)所接收到的第二結(jié)構(gòu)1256發(fā)出的信號(hào)1258中的變化。在時(shí)間t2’，例如，所接收到的信號(hào)1258中的變化是從未接收到信號(hào)1258到接收到信號(hào)1258的變化。作為另一個(gè)例子，在時(shí)間t3’，在接收到的信號(hào)1258中的變化是從接收到信號(hào)1258到未接收到信號(hào)1258的變化。
[0237]確定1408機(jī)器人11在一時(shí)間段內(nèi)將找到維護(hù)站1250的可能性是至少部分基于探測(cè)到1404維護(hù)站1250和探測(cè)到1406第二結(jié)構(gòu)之間的消逝時(shí)間。例如，消逝時(shí)間是t2’和tl’之間的差，且可能性確定是假設(shè)第二結(jié)構(gòu)1256剛剛被探測(cè)到，機(jī)器人11將找到維護(hù)站1250的可能性。機(jī)器人11在一時(shí)間段內(nèi)將找到維護(hù)站1250的可能性的確定1408可以類似于上面討論的確定1308。
[0238]在一些實(shí)施例中，維護(hù)站1250是第一燈塔(例如當(dāng)電池25充滿電時(shí))，并且第二結(jié)構(gòu)1256是第二燈塔，使得機(jī)器人11基于對(duì)維護(hù)站1250和/或第二結(jié)構(gòu)1256的相對(duì)定位來(lái)沿著清潔表面I移動(dòng)。
[0239]圖19A至19G示出自主機(jī)器人清潔器的另一實(shí)施例。由包括“撇(prime) ”的附圖標(biāo)記所標(biāo)示的特征類似于在上述實(shí)施例中相應(yīng)的未加撇的附圖標(biāo)記所標(biāo)示的特征。因此，例如，機(jī)器人11’類似于機(jī)器人11，且集塵盒50’類似于集塵盒50。
[0240]盒導(dǎo)引件33限定了由機(jī)器人主體31’限定的接收容積37的至少一部分。集塵盒50’可以沿著盒導(dǎo)引件33移動(dòng)(例如，滑動(dòng))，以閉鎖到位(例如，如下面描述的)，使得集塵盒50’的進(jìn)入53’與接收容積37的頂部對(duì)齊。例如，這種對(duì)齊在圖8A、圖19C和圖19F中示出。圖19C是沿著接收容積37通過(guò)機(jī)器人11’截取的橫截面圖，其中集塵盒50’插入到接收容積37中。于是，如圖19C所示，例如，碎屑移動(dòng)通過(guò)沿著接收容積37的頂部設(shè)置的紅外陣列組件810，并且進(jìn)入由集塵盒50’限定的進(jìn)口 53’中。這種運(yùn)動(dòng)在圖19F中示意性示出，例如，其中紅外陣列組件810的位置(其沿著機(jī)器人11’的接收容積37設(shè)置并因此在圖19F中表示為虛線)被相對(duì)于集塵盒50’限定的進(jìn)口 53’來(lái)表示。
[0241]每個(gè)紅外陣列組件810包括發(fā)射器陣列(第一發(fā)射器陣列804A’或第二發(fā)射器陣列804B’，如圖19C所示)，每個(gè)相應(yīng)的發(fā)射器陣列包括兩個(gè)光源806’。每個(gè)紅外陣列組件801還包括接收器(第一接收器802A’或第二接收器802B’，如圖19C所示)以及設(shè)置在接收容積37和紅外陣列組件810的相應(yīng)的發(fā)射器陣列和接收器之間的過(guò)濾器812。每個(gè)過(guò)濾器812可以是紅外透過(guò)的日光過(guò)濾器。
[0242]雖然每個(gè)紅外陣列組件810被視作沿著機(jī)器人主體31’限定的接收容積設(shè)置，但是，每個(gè)紅外陣列組件810也可以設(shè)置在集塵盒50’上。無(wú)論紅外陣列組件810設(shè)置在接收容積37上還是設(shè)置在集塵盒50’上，第一和第二接收器802A’、802B’以及第一和第二發(fā)射器陣列804A’、804B’可以在進(jìn)口 53’的每個(gè)水平側(cè)上跨過(guò)進(jìn)口 53’基本上均勻地間隔開(kāi)，以基本上通過(guò)來(lái)自陣列組件810的發(fā)射光跨越進(jìn)口 53’的水平和垂直尺寸。
[0243]機(jī)器人11 ’包括集塵盒50 ’，用于在機(jī)器人11 ’工作時(shí)收集碎屑。集塵盒50 ’可釋放地從機(jī)器人11’拆卸(例如，可釋放地從機(jī)器人主體31’拆卸)，以允許碎屑從集塵盒50’中去除和/或允許集塵盒50’所攜帶的過(guò)濾器811得以更換。集塵盒50’可以通過(guò)移動(dòng)閂鎖809的釋放件819 (例如，壓下釋放件819和/或提升釋放件819)從機(jī)器人11’上拆卸，使得集塵盒50’能夠從機(jī)器人11’上可滑動(dòng)地拆下。在一些實(shí)施例中，釋放件819可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光件(例如，表示機(jī)器人11’的工作模式的發(fā)光件)以及/或一個(gè)或多個(gè)接近傳感器。在特定實(shí)施例中，釋放件819探測(cè)閂鎖809的位置，使得釋放件819提供集塵盒50’的位置的指示(例如，集塵盒50’未與機(jī)器人11’完全接合的指示)。
[0244]集塵盒50’包括擋板55，該擋板跨過(guò)集塵盒50’的寬度水平延伸并且沿著集塵盒50’的至少一部分垂直延伸，使得擋板55限定了進(jìn)口 53’的水平底部的至少一部分。在一些實(shí)施例中，擋板55限定了保持碎屑的隔室的一部分，當(dāng)集塵盒在機(jī)器人11’中就位時(shí)，所述碎屑沉積在集塵盒50’的底部。在特定實(shí)施例中，擋板55的至少一部分是門(mén)(例如，鉸接門(mén)和/或滑動(dòng)門(mén))，該門(mén)可移動(dòng)以允許接近集塵盒50’內(nèi)存放的碎屑。在一些實(shí)施例中，擋板55相對(duì)于進(jìn)口 53’剛性固定，并且對(duì)碎屑的接近是通過(guò)形成集塵盒50’的側(cè)壁、底壁或后壁的一部分的一個(gè)或多個(gè)門(mén)來(lái)獲得的。
[0245]在一些實(shí)施例中，進(jìn)口 53’的垂直尺寸基本上是擋板55和進(jìn)口 53’的垂直尺寸的組合高度的1/2或更小。于是，在集塵盒50’的高度大致由進(jìn)口 53’和擋板55的組合垂直尺寸限定的實(shí)施例中，擋板55的垂直尺寸可以大于進(jìn)口 53’的垂直尺寸。擋板55和進(jìn)口53’的這些相對(duì)尺寸可以有利于在使用過(guò)程中在保持機(jī)器人11’的輪廓不變的情況下，在集塵盒50’內(nèi)存放大量碎屑。
[0246]雖然進(jìn)口 53’和擋板55被視作基本上跨過(guò)集塵盒50’的整個(gè)寬度延伸，但是其他結(jié)構(gòu)也是有可能的。例如，進(jìn)口 53’可以延伸集塵盒50’的寬度的大約2/3或更小，而擋板55基本上跨過(guò)集塵盒50’的整個(gè)寬度延伸，使得擋板55的寬度比進(jìn)口 53’的寬度大至少1/3。擋板55和進(jìn)口 53’的這些尺寸關(guān)系可以有利于在使用過(guò)程中在保持機(jī)器人11’的輪廓不變的情況下，在集塵盒50’內(nèi)存放大量碎屑。
[0247]雖然集塵盒50’被視為限定了具有單個(gè)開(kāi)口的進(jìn)口 53’，但是其他實(shí)施例也是有可能的。例如，集塵盒50’可以限定具有多個(gè)開(kāi)口的進(jìn)口 53’，這可以有利于增加沿著流動(dòng)路徑819 (圖19F)的湍流和/或有利于大塊的碎屑隨著它沿著流動(dòng)路徑819移動(dòng)而破碎。例如，集塵盒50’可以限定具有兩個(gè)開(kāi)口的進(jìn)口，這兩個(gè)開(kāi)口彼此水平間隔開(kāi)。更具體地說(shuō)，如在此使用的，術(shù)語(yǔ)進(jìn)口指的是在工作過(guò)程中碎屑通過(guò)其進(jìn)入集塵盒50’的總的開(kāi)口面積。
[0248]集塵盒50’包括朝向集塵盒50’的與機(jī)器人11’相接合的端部設(shè)置的突起807。突起807可以與機(jī)器人11’接合，以減小在集塵盒50’滑動(dòng)而與機(jī)器人11’形成接合時(shí)損壞集塵盒50’的各部分的可能性。例如，突起807能夠減小在集塵盒50’滑動(dòng)到機(jī)器人11’之內(nèi)時(shí)對(duì)門(mén)54’和/或釋放件819損壞的可能性。額外地或可替代的，突起807能夠有利于將集塵盒50’固定到機(jī)器人11’上的閂鎖809的對(duì)齊。
[0249]集塵盒50’還包括過(guò)濾器811、馬達(dá)815、和葉輪817。在使用過(guò)程中，通過(guò)由馬達(dá)815驅(qū)動(dòng)的葉輪817的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的負(fù)壓，流體流819(例如在空氣中攜帶的碎屑)被吸入到集塵盒50’中。流體流819移動(dòng)通過(guò)光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800’，使得碎屑探測(cè)和盒滿探測(cè)可以如上所述執(zhí)行。流體流819移動(dòng)通過(guò)過(guò)濾器811，使得碎屑與空氣分離，且碎屑保留在集塵盒50’內(nèi)(例如在集塵盒50’中至少部分由擋板55限定的部分中)，并且空氣通過(guò)集塵盒50’限定的排出口 813離開(kāi)集塵盒50’。
[0250]光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800’類似于光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)800，并且作用為以類似于上面參照?qǐng)D8A至8E所描述的碎屑和盒滿探測(cè)的方式探測(cè)碎屑和盒滿條件?？偟膩?lái)說(shuō)，圖8A至SE所示的視圖對(duì)應(yīng)于圖19C所示的集塵盒50’的前視圖。如圖19C所示，由集塵盒50’限定的進(jìn)口53’僅沿著集塵盒50’垂直尺寸的一部分延伸。從而，為了進(jìn)一步說(shuō)明圖8A所示的集塵盒50和圖19C所示的集塵盒50’之間的結(jié)構(gòu)上的對(duì)應(yīng)性，進(jìn)口 53’的位置在圖8A中作為虛線示出。
[0251]因此，可以理解到圖SB中碎屑48的探測(cè)類似于沿著路徑819通過(guò)進(jìn)口 53’進(jìn)入到集塵盒50’內(nèi)的碎屑的碎屑探測(cè)。類似的，應(yīng)理解到圖SC所示的由于碎屑的堆積49而導(dǎo)致的盒滿探測(cè)類似于碎屑在集塵盒50’限定的隔室內(nèi)的堆積的盒滿探測(cè)。同樣，應(yīng)該進(jìn)一步理解到圖8D和SE所示的非對(duì)稱碎屑堆積的探測(cè)類似于在集塵盒50’限定的隔室內(nèi)的非對(duì)稱碎屑堆積的探測(cè)。
[0252]可以與在此描述的那些相組合的其他細(xì)節(jié)和特征可以在2007年5月21日提交的名稱為“覆蓋機(jī)器人及相關(guān)的集塵盒(Coverage Robots and Associated Cleaning Bins”的美國(guó)專利申請(qǐng)第11/751,267號(hào)和2004年I月28日提交的名稱為“用于清潔設(shè)備的碎屑傳感器(Debris Sensor for Cleaning Apparatus) ”美國(guó)專利申請(qǐng)第 10/766，303 號(hào)(現(xiàn)在為美國(guó)專利第6，956，348號(hào))中找到，上述申請(qǐng)的每一個(gè)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
[0253]雖然本發(fā)明在所附的權(quán)利要求書(shū)中限定，但是應(yīng)理解的是本發(fā)明也可以替代地由本說(shuō)明書(shū)的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分限定的本發(fā)明的實(shí)施方式來(lái)限定。這個(gè)【具體實(shí)施方式】部分包括和結(jié)合有
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的整體。
[0254]已經(jīng)描述了多個(gè)實(shí)施例，盡管如此，應(yīng)理解到在不背離本公開(kāi)內(nèi)容的精髓和范圍的前提下可以做出各種修改，于是，其他的實(shí)施例也在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，包括:容器，該容器限定了接收碎屑進(jìn)入該容器中的開(kāi)口，該開(kāi)口具有頂部和底部，隨著碎屑被接收到所述容器中，所述頂部在底部之上；第一和第二發(fā)射器，每個(gè)發(fā)射器布置成跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射信號(hào)；以及第一接收器，所述第一接收器靠近所述第一發(fā)射器，以接收由所述第一接收器發(fā)射的信號(hào)的反射部分，所述第一接收器沿著所述開(kāi)口的頂部并朝向所述開(kāi)口設(shè)置，以接收由所述第二發(fā)射器跨過(guò)所述開(kāi)口的最大尺寸發(fā)射的信號(hào)的未反射部分。
2.如權(quán)利要求1所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述開(kāi)口基本上為矩形的，所述第一接收器和第二接收器跨過(guò)所述開(kāi)口基本上彼此對(duì)角相對(duì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一和第二發(fā)射器相對(duì)于彼此布置，使得由所述第一和第二發(fā)射器發(fā)射的相應(yīng)信號(hào)沿著所述開(kāi)口的至少一部分相交。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，隨著所述碎屑被接收到所述容器中，所述開(kāi)口被限定在基本上豎直的平面內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1 至4中任一項(xiàng)所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一接收器布置成距第二發(fā)射器大約I英寸到大約8英寸。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一接收器距所述第一發(fā)射器小于約0.25英寸。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一接收器和所述第二發(fā)射器之間的距離與所述第一發(fā)射器和所述第一接收器之間的距離的比是大約4到大約100。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，隨著碎屑通過(guò)所述容器的開(kāi)口被接收，所述容器可釋放地與用于支撐所述容器的殼體接合。
9.如權(quán)利要求8所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一和第二發(fā)射器以及第一接收器每個(gè)都被支撐在所述殼體上，且所述容器相對(duì)于所述第一和第二發(fā)射器以及所述第一接收器可移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一和第二發(fā)射器和所述第一接收器每個(gè)都被支撐在所述容器上。
11.如權(quán)利要求10所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，還包括被支撐在所述殼體上的控制器，其中，所述第一和第二發(fā)射器以及所述第一接收器每個(gè)都與所述控制器無(wú)線通信。
12.如權(quán)利要求11所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述無(wú)線通信包括紅外通信。
13.—種碎屑監(jiān)視系統(tǒng),包括:容器，所述容器限定了接收碎屑進(jìn)入該容器的開(kāi)口 ；多個(gè)第一發(fā)射器和多個(gè)第二發(fā)射器，每個(gè)所述多個(gè)發(fā)射器中的每個(gè)發(fā)射器被設(shè)置成跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射信號(hào)；第一接收器，該第一接收器靠近所述多個(gè)第一發(fā)射器，以接收由所述多個(gè)第一發(fā)射器中的每一個(gè)發(fā)射的信號(hào)的反射部分，且所述第一接收器朝向所述開(kāi)口設(shè)置，以接收由所述多個(gè)第二發(fā)射器中的每一個(gè)跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射的信號(hào)中的未反射部分；以及第二接收器，該第二接收器靠近所述多個(gè)第二發(fā)射器，以接收由所述多個(gè)第二發(fā)射器中的每一個(gè)發(fā)射的信號(hào)的反射部分，且所述第二接收器朝向所述開(kāi)口設(shè)置，以接收由所述多個(gè)第一發(fā)射器中的每一個(gè)跨過(guò)所述開(kāi)口的至少一部分發(fā)射的信號(hào)中的未反射部分。
14.如權(quán)利要求13所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，還包括控制器，該控制器被構(gòu)造成脈沖地打開(kāi)和關(guān)閉所述多個(gè)第一發(fā)射器以及脈沖地打開(kāi)和關(guān)閉所述多個(gè)第二發(fā)射器。
15.如權(quán)利要求14所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述控制器被進(jìn)一步構(gòu)造成同步地采樣每個(gè)第一和第二接收器，使得每個(gè)接收器的第一樣本在所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述多個(gè)第二發(fā)射器關(guān)閉時(shí)取得，每個(gè)接收器的第二樣本在所述多個(gè)第一接收器打開(kāi)而所述多個(gè)第二發(fā)射器關(guān)閉時(shí)取得，且每個(gè)接收器的第三樣本在所述多個(gè)第一發(fā)射器關(guān)閉而所述多個(gè)第二發(fā)射器打開(kāi)時(shí)取得。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述多個(gè)第二發(fā)射器相對(duì)于彼此設(shè)置，使得由所述多個(gè)第一發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)與由所述多個(gè)第二發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)相交，交點(diǎn)沿著所述開(kāi)口的至少一部分。
17.如權(quán)利要求16所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述多個(gè)第二發(fā)射器相對(duì)于彼此設(shè)置，使得由所述多個(gè)第一發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)沿著基本上等分所述開(kāi)口的線與由所述多個(gè)第二發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)相交。
18.如權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的碎屑監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)第一發(fā)射器和所述多個(gè)第二發(fā)射器相對(duì)于彼此間隔開(kāi)，使得當(dāng)來(lái)自所述多個(gè)第一和第二發(fā)射器中每一個(gè)的所有發(fā)射器都打開(kāi)時(shí)，由所述多個(gè)第一發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)和由所述多個(gè)第二發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)基本上覆蓋(spa n)所述開(kāi)口的全部區(qū)域。
【文檔編號(hào)】G01N21/47GK103443612SQ201180068872
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月30日
【發(fā)明者】M.S.施尼特曼, M.T.羅森斯坦 申請(qǐng)人:美國(guó)iRobot公司