專利名稱：自動(dòng)清潔器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)清潔器及其控制方法。具體而言，本發(fā)明涉及自動(dòng)清潔器，其清潔行進(jìn)圖案優(yōu)選是矩形螺旋并根據(jù)清潔表面的形狀可變，以及其控制方法。
背景技術(shù)：
近來，家用機(jī)器人市場，包括不同類型的自動(dòng)清潔器，已經(jīng)形成并成長起來。對(duì)于自動(dòng)清潔器能夠充分地清潔整個(gè)區(qū)域而不會(huì)留下任何未清潔的區(qū)域非常重要。這需要自動(dòng)清潔器識(shí)別任何未清潔的區(qū)域并清潔這些區(qū)域。
自動(dòng)清潔器的傳統(tǒng)清潔方法典型地是隨機(jī)清掃方法或者圖案清掃方法。圖1顯示了傳統(tǒng)的隨機(jī)清潔方法。參照?qǐng)D1，參考數(shù)字11a指示清潔區(qū)域，參考數(shù)字11b指示隨機(jī)清潔圖案。對(duì)于隨機(jī)清潔方法，清潔器在清潔區(qū)域中操作而沒有任何用于執(zhí)行清潔的規(guī)則。所述圖案與和壁碰撞的旋轉(zhuǎn)球相似并以V形彈出(spring out)。隨機(jī)清潔方法可能導(dǎo)致一定的區(qū)域被留下來未清潔。
圖2是傳統(tǒng)的清潔方法的示例，如1993年6月29日公開的日本專利No.H5-161577標(biāo)題為“Robot Cleaner”中所公開的傳統(tǒng)清潔方法。圖3是通過圖2的構(gòu)造所執(zhí)行的清潔路徑圖案的視圖。
參照?qǐng)D2、3，自動(dòng)清潔器包括移動(dòng)清潔體的行進(jìn)引導(dǎo)裝置3；行進(jìn)距離檢測(cè)裝置5；檢測(cè)體的方向的方向檢測(cè)裝置4；確定過程裝置8，所述確定過程裝置8從行進(jìn)距離檢測(cè)裝置5和方向檢測(cè)裝置4接收信號(hào)以將行進(jìn)信號(hào)輸出到行進(jìn)引導(dǎo)裝置3；清潔裝置2；電源1；行進(jìn)距離設(shè)定裝置6；以及多個(gè)U轉(zhuǎn)動(dòng)(U-turns)設(shè)定裝置7。自動(dòng)清潔器通過方向檢測(cè)裝置4和行進(jìn)引導(dǎo)裝置3直線行進(jìn)，通過利用方向檢測(cè)裝置4和行進(jìn)引導(dǎo)裝置3進(jìn)行U轉(zhuǎn)動(dòng)，并確定U轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)目和直線行進(jìn)距離是否到達(dá)特定的值以執(zhí)行清潔。在圖3中，參考數(shù)字18描述了自動(dòng)清潔器體，參考數(shù)字19描述了行進(jìn)圖案。如圖3中所示，自動(dòng)清潔器以簡單的帶行進(jìn)圖案行進(jìn)，這經(jīng)常不能有效地覆蓋清潔區(qū)域。
圖4A-4C是傳統(tǒng)的同心螺旋清潔行進(jìn)圖案。參照?qǐng)D4A-4C，參考數(shù)字18’描述了自動(dòng)清潔器體，參考數(shù)字19’描述了同心螺旋清潔行進(jìn)圖案，以及E1和E2描繪了未清潔的圖案。清潔傳輸圖案19’形成了同心圓，這樣只有具有與所述圓相同的直徑的區(qū)域可以被覆蓋。相應(yīng)地，未清潔區(qū)域E1和E2在清潔區(qū)域是矩形時(shí)特定地保留，這可以從圖4B、4C中看到。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的第一方面是提供一種自動(dòng)真空清潔器，具有矩形螺旋清潔行進(jìn)圖案并可變地應(yīng)用清潔行進(jìn)圖案以覆蓋整個(gè)清潔區(qū)域。
本發(fā)明的第二方面是提供一種前述的自動(dòng)清潔器的控制方法，所述自動(dòng)清潔器具有矩形螺旋行進(jìn)圖案。
為了實(shí)現(xiàn)第一方面，提供了一種自動(dòng)真空清潔器，包括在清潔表面上移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)單元；清潔區(qū)域檢測(cè)單元，所述清潔區(qū)域檢測(cè)單元檢測(cè)清潔表面的區(qū)域；以及中央處理單元，所述中央處理單元基于來自清潔區(qū)域檢測(cè)區(qū)域的信息計(jì)算對(duì)應(yīng)各清潔區(qū)域的形狀的螺旋清潔行進(jìn)圖案并將清潔行進(jìn)信號(hào)輸出到所述驅(qū)動(dòng)單元。清潔行進(jìn)圖案可以包括矩形螺旋，以及所述矩形可以包括長方形(oblong)或者正方形。
中央處理單元可以包括確定單元，所述確定單元從清潔區(qū)域檢測(cè)單元接收檢測(cè)信號(hào)以確定清潔區(qū)域；以及清潔行進(jìn)信號(hào)處理單元，計(jì)算對(duì)應(yīng)通過確定單元所確定的清潔區(qū)域的清潔行進(jìn)圖案并將對(duì)應(yīng)所述清潔行進(jìn)圖案的清潔行進(jìn)信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)單元。清潔區(qū)域的檢測(cè)可以在清潔時(shí)或者當(dāng)開始清潔時(shí)被執(zhí)行。
為了實(shí)現(xiàn)第二方面，提供了一種控制自動(dòng)真空清潔器的方法，包括步驟檢測(cè)清潔區(qū)域；計(jì)算對(duì)應(yīng)所檢測(cè)的清潔區(qū)域的螺旋清潔行進(jìn)圖案；以及將所計(jì)算的清潔行進(jìn)圖案信號(hào)輸出以執(zhí)行所述清潔。所述方法可以進(jìn)一步包括步驟在檢測(cè)清潔區(qū)域之前執(zhí)行初始清潔。所述清潔行進(jìn)圖案可以是矩形螺旋，以及所述矩形可以包括長方形或者正方形。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的實(shí)施例所應(yīng)用的自動(dòng)清潔器產(chǎn)生了優(yōu)選地是矩形螺旋的清潔行進(jìn)圖案以及對(duì)應(yīng)所述清潔區(qū)域可變地應(yīng)用的清潔行進(jìn)圖案，由此增加了清潔效率。


本發(fā)明的這些和/或者其它方面和特征將從實(shí)施例的下述說明并結(jié)合附圖而詳細(xì)了解到，其中圖1是傳統(tǒng)的隨機(jī)清潔方法圖案的示意圖；圖2是傳統(tǒng)的清潔方法的流程圖；圖3是通過圖2的方法所執(zhí)行的清潔行進(jìn)圖案的示意圖；圖4A-4C是傳統(tǒng)的同心螺旋清潔行進(jìn)圖案的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)清潔器的示意圖；圖6是如圖5中所示的自動(dòng)清潔器的方框圖；圖7是如圖5中所示的自動(dòng)清潔器的清潔操作的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的自動(dòng)清潔器的控制方法的流程圖；以及圖9A-9C是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的清潔行進(jìn)圖案的清潔區(qū)域的示例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的特定的實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。
在下述的說明中，相同的附圖參考數(shù)字用于相同的元件。限定在說明書中的諸如詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和元件，指示提供來用于協(xié)助本發(fā)明的理解。這樣，很明顯，本發(fā)明可以在沒有這些限定的情況下執(zhí)行。同樣，公知的功能和結(jié)構(gòu)將不詳細(xì)說明，因?yàn)樗鼈儗⑹沟帽景l(fā)明變得不必要的模糊。
參照?qǐng)D5，自動(dòng)清潔器100包括體101、清潔單元110、清潔區(qū)域檢測(cè)單元310、驅(qū)動(dòng)單元150、行進(jìn)距離檢測(cè)單元170、中央處理單元330、電池210，以及操縱單元230。
體101可以被配置為圓柱體，并包括用于從清潔表面收集灰塵或者污染物的清潔單元110。清潔單元110可以由用于從清潔表面抽吸灰塵(未示出)或者污染物的諸如抽吸刷115和抽吸管所形成，以及用于收集被抽吸的灰塵和污染物的灰塵室(未示出)。
清潔區(qū)域檢測(cè)單元310被安裝在體101的前側(cè)以通過傳感障礙物，諸如壁的清潔區(qū)域來檢測(cè)清潔區(qū)域。清潔區(qū)域檢測(cè)單元310包括用于檢測(cè)清潔區(qū)域的清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311。清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311可以是諸如光傳感器311a，其中發(fā)射紅外射線的元件和接收所反射的光的光接收元件被配對(duì)。清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311可以是超聲波傳感器(未示出)，所述超聲波傳感器能夠發(fā)射超聲波并接收所反射的超聲波。可選地，清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311可以是沿著體101的前側(cè)的外周設(shè)置的碰撞(bump)傳感器311b用于傳感障礙物。碰撞傳感器311b啟動(dòng)緩沖器中的觸覺開關(guān)(tactswitch)，其在緩沖器在行進(jìn)時(shí)與障礙物碰撞時(shí)傳感障礙物。
用于控制自動(dòng)清潔器100的輪的驅(qū)動(dòng)單元150被安裝到體101。驅(qū)動(dòng)單元150包括左輪電機(jī)153L和右輪電機(jī)153R，分別控制左輪151L和右輪151R。驅(qū)動(dòng)單元150接收來自中央處理單元330的信號(hào)以在沿著清潔行進(jìn)圖案移動(dòng)時(shí)改變左輪151L和右輪151R的方向。行進(jìn)距離檢測(cè)單元170包括用于傳感各左輪電機(jī)153L和右輪電機(jī)153R的狀態(tài)的左輪編碼器171L和右輪編碼器171R。
中央處理單元330控制自動(dòng)清潔器100的一般操作，電池210提供功率并通過外界充電裝置充電。此外，操縱單元230(圖6)設(shè)置在體101中并將自動(dòng)清潔器的操作要求根據(jù)用戶的操作輸入到中央處理單元330中。
參照?qǐng)D6，自動(dòng)清潔器100包括清潔單元110、清潔區(qū)域檢測(cè)單元310、驅(qū)動(dòng)單元150、行進(jìn)距離檢測(cè)單元170、中央處理單元330、電池210和操縱單元230以及存儲(chǔ)器250和通信單元270。
清潔單元110包括抽吸電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分111，接收來自中央處理單元330的清潔信號(hào)以驅(qū)動(dòng)抽吸電機(jī)113，以及抽吸刷115，所述抽吸刷115接收將被驅(qū)動(dòng)的抽吸電機(jī)113的驅(qū)動(dòng)力。
清潔區(qū)域檢測(cè)單元310傳感自動(dòng)清潔器100之前的諸如壁的障礙物，并將信息輸入到中央處理單元330中。所述單元310包括清潔區(qū)域檢測(cè)驅(qū)動(dòng)部分313，所述清潔區(qū)域檢測(cè)驅(qū)動(dòng)部分313從中央處理單元330接收信號(hào)并驅(qū)動(dòng)清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311。清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311可以初始沿著壁行進(jìn)以傳感清潔區(qū)域，或者可以傳感障礙物以檢測(cè)清潔區(qū)域。清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311可以諸如是光傳感器、紅外射線傳感器或者碰撞傳感器。
驅(qū)動(dòng)單元150包括從中央處理單元330接收行進(jìn)信號(hào)的左輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分153L和右輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分153R并將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到左輪電機(jī)155L和右輪電機(jī)155R以驅(qū)動(dòng)左輪151L和右輪151R。
行進(jìn)距離檢測(cè)單元170將自動(dòng)清潔器100的行進(jìn)距離發(fā)送到中央處理單元330，并包括左輪編碼器171L和右輪編碼器171R用于確定左輪電機(jī)155L和右輪電機(jī)155R的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。
中央處理單元330控制自動(dòng)清潔器100的通常的清潔操作，并包括通過清潔區(qū)域檢測(cè)單元310所確定的清潔區(qū)域的確定單元331，以及基于確定單元331的信息計(jì)算自動(dòng)清潔器100的清潔行進(jìn)圖案的清潔行進(jìn)信號(hào)處理單元333并將清潔行進(jìn)圖案輸出到驅(qū)動(dòng)單元150。清潔行進(jìn)圖案可以是螺旋，并且優(yōu)選地是矩形螺旋，以更為有效地覆蓋清潔區(qū)域。中央處理單元330還包括基于左輪電機(jī)155L和右輪電機(jī)155R的旋轉(zhuǎn)次數(shù)計(jì)算傳輸距離的距離計(jì)算單元335，所述旋轉(zhuǎn)次數(shù)通過左輪編碼器171L和右輪編碼器171R所發(fā)送。
操縱單元230控制自動(dòng)清潔器100的各操作并包括不同的操縱開關(guān)。存儲(chǔ)器250被內(nèi)置或者可移除以控制自動(dòng)清潔器100的整個(gè)操作，并包括EPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(電學(xué)可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)以及RAM(隨機(jī)獲取存儲(chǔ)器)。通信單元270發(fā)送自動(dòng)清潔器100中的數(shù)據(jù)，或者將所接收的外部數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理單元330。
參照?qǐng)D6、7，自動(dòng)清潔器100首先在步驟S100執(zhí)行初始清潔。
在操作中，中央處理單元330將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到清潔單元110并同時(shí)在從操縱單元230接收清潔開始信號(hào)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)單元150。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)從中央處理單元330發(fā)送到抽吸電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分111，抽吸電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分111驅(qū)動(dòng)抽吸電機(jī)113以操作抽吸刷115。清潔表面的灰塵或者碎片通過抽吸刷所抽吸并移動(dòng)到清潔器的塵室中。同時(shí)，當(dāng)來自中央處理單元330的驅(qū)動(dòng)信號(hào)別發(fā)送到左輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分153L或者右輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分153R，左輪電機(jī)153L或者右輪電機(jī)153R被驅(qū)動(dòng)以沿著清潔行進(jìn)圖案以移動(dòng)左輪151L或者右輪151R，這樣執(zhí)行特定的清潔。
如上所述，中央處理單元330將清潔區(qū)域檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到清潔區(qū)域檢測(cè)驅(qū)動(dòng)部分313并操作清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311以在步驟S300上清潔時(shí)檢測(cè)清潔區(qū)域。當(dāng)檢測(cè)信號(hào)通過清潔區(qū)域檢測(cè)傳感器311發(fā)送到中央處理單元330，中央處理單元330的確定單元331確定清潔區(qū)域的形狀，以及清潔行進(jìn)信號(hào)處理單元333計(jì)算對(duì)應(yīng)所述形狀的清潔行進(jìn)圖案并在步驟S500上將清潔行進(jìn)信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)單元150。清潔行進(jìn)圖案優(yōu)選地是矩形螺旋圖案901，如圖9B中所示，并可以是長方形螺旋或者正方形螺旋圖案，這可以分別從圖9A、9C中所示。
從清潔行進(jìn)信號(hào)處理單元333所接收信號(hào)的驅(qū)動(dòng)單元150沿著清潔行進(jìn)圖案行進(jìn)并對(duì)應(yīng)清潔區(qū)域的形狀以在步驟S700上執(zhí)行清潔。如果清潔在步驟S700上完成時(shí)，那么清潔操作在步驟S900上終止。如果清潔沒有完成，步驟S700重復(fù)。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的自動(dòng)清潔器的控制方法的視圖。參照?qǐng)D8，檢測(cè)清潔區(qū)域在開始清潔之前執(zhí)行。換言之，清潔區(qū)域根據(jù)圖7的方法在清潔時(shí)被檢測(cè)，除了在步驟S100上開始清潔之前清潔區(qū)域在步驟S110上被檢測(cè)之外。相應(yīng)地，相同的參考數(shù)字被用于圖7的相同的過程，以及將省略詳細(xì)的說明。
盡管對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是普通技術(shù)人員可以理解，在不背離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改，其范圍由權(quán)利要求書及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)真空清潔器，包括在清潔表面上移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)單元；清潔區(qū)域檢測(cè)單元，所述清潔區(qū)域檢測(cè)單元檢測(cè)清潔表面的區(qū)域；以及中央處理單元，所述中央處理單元基于來自清潔區(qū)域檢測(cè)單元的信息計(jì)算對(duì)應(yīng)清潔區(qū)域的形狀的螺旋清潔行進(jìn)圖案并將清潔行進(jìn)信號(hào)發(fā)送到所述驅(qū)動(dòng)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)真空清潔器，其中，清潔行進(jìn)圖案包括矩形螺旋圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)真空清潔器，其中，中央處理單元包括確定單元，所述確定單元從清潔區(qū)域檢測(cè)單元接收檢測(cè)信號(hào)以確定清潔區(qū)域的形狀；以及清潔行進(jìn)信號(hào)處理單元，所述清潔行進(jìn)信號(hào)處理單元計(jì)算對(duì)應(yīng)通過確定單元所確定的清潔區(qū)域的清潔行進(jìn)圖案以將對(duì)應(yīng)所述清潔行進(jìn)圖案的清潔行進(jìn)信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)真空清潔器，其中，所述清潔行進(jìn)圖案包括長方形螺旋圖案或者正方形螺旋圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)真空清潔器，其中，清潔區(qū)域檢測(cè)單元包括檢測(cè)傳感器。
6.一種用于控制自動(dòng)真空清潔器的方法，包括步驟檢測(cè)清潔區(qū)域；計(jì)算對(duì)應(yīng)所檢測(cè)的清潔區(qū)域的螺旋清潔行進(jìn)圖案；以及將基于所計(jì)算的清潔行進(jìn)圖案信號(hào)輸出以執(zhí)行順應(yīng)所述圖案的清潔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，清潔行進(jìn)圖案包括矩形螺旋圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，清潔行進(jìn)圖案包括長方形螺旋圖案或者正方形螺旋圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，還包括步驟在檢測(cè)清潔區(qū)域之前執(zhí)行初始清潔。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，還包括步驟確定清潔區(qū)域的形狀并計(jì)算對(duì)應(yīng)清潔區(qū)域的形狀的螺旋清潔行進(jìn)圖案。
全文摘要
一種自動(dòng)真空清潔器，包括在清潔表面上移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)單元；清潔區(qū)域檢測(cè)單元，所述清潔區(qū)域檢測(cè)單元檢測(cè)清潔表面的區(qū)域；以及中央處理單元，所述中央處理單元基于來自清潔區(qū)域檢測(cè)單元的信息計(jì)算對(duì)應(yīng)各清潔區(qū)域的形狀的螺旋清潔行進(jìn)圖案以將對(duì)應(yīng)所計(jì)算的清潔行進(jìn)圖案的清潔行進(jìn)信號(hào)輸出到所述驅(qū)動(dòng)單元。清潔行進(jìn)圖案可以依賴于各清潔區(qū)域的形狀可變地施加，這樣清潔區(qū)域的覆蓋率可以增加。
文檔編號(hào)G05D1/02GK1823676SQ20061000634
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2006年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者宋貞坤, 金祺萬, 李周相, 高將然, 丁參鐘, 林廣洙 申請(qǐng)人:三星光州電子株式會(huì)社