專利名稱：智能機(jī)器人系統(tǒng)及其無(wú)障礙導(dǎo)向方法和電子導(dǎo)向鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于導(dǎo)向智能機(jī)器人的電子導(dǎo)向鏡、導(dǎo)向方法及智能機(jī)器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，智能機(jī)器人通常需要按照指令在某個(gè)空間內(nèi)完成特定工作，工作完畢后機(jī) 器人需要返回機(jī)座。以吸塵器為例，當(dāng)吸塵器自身的電量不足時(shí)，需要及時(shí)返回機(jī)座進(jìn)行充 電，通常機(jī)座通過紅外線引導(dǎo)吸塵器返回，然而當(dāng)機(jī)座與吸塵器之間存在障礙時(shí)，紅外線不 能越過障礙物將信號(hào)傳遞給吸塵器，使吸塵器接收不到引導(dǎo)信號(hào)而無(wú)法及時(shí)返回機(jī)座充電， 吸塵器就會(huì)不斷在某一區(qū)域進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)以及清掃，因而造成電池過量放電，影響電池壽命； 另外，如果吸塵器距離機(jī)座過遠(yuǎn)，也有可能由于信號(hào)的衰減，使吸塵器無(wú)法檢測(cè)到信號(hào)并返 回。
上述的這些弊端很大程度上限制了吸塵器的工作范圍，因此設(shè)計(jì)師和使用者都希望將吸 塵器限制在一個(gè)封閉的空間內(nèi)工作。如中國(guó)專利CN1241080C提供了一種用于機(jī)器人的定位和 制約的方法及系統(tǒng)，其主要是通過將機(jī)器人限制在某一區(qū)域內(nèi)，而避免機(jī)器人在工作中會(huì)不 經(jīng)意地從一個(gè)房間漫游到另一個(gè)房間。從該專利中可以看出，為了解決機(jī)器人從工作空間逃 逸的問題，機(jī)器人需要執(zhí)行復(fù)雜的算法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)障礙導(dǎo)向機(jī)器人的智能機(jī) 器人系統(tǒng)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種智能機(jī)器人系統(tǒng)，它包括
機(jī)座，所述的機(jī)座上具有用于發(fā)出無(wú)線信號(hào)指引機(jī)器人回到機(jī)座的發(fā)射器； 可移動(dòng)的機(jī)器人，所述的機(jī)器人的本體上具有用于接收無(wú)線信號(hào)的接收器以及對(duì)所述 的接收器所接收到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行比較的邏輯判斷模塊；
電子導(dǎo)向鏡，所述的電子導(dǎo)向鏡具有用于發(fā)射無(wú)線信號(hào)的發(fā)射裝置，所述的發(fā)射裝置 引導(dǎo)所述的機(jī)器人朝向所述的電子導(dǎo)向鏡運(yùn)動(dòng)；相對(duì)于所述的發(fā)射裝置發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，所 述的發(fā)射器發(fā)出的無(wú)線信號(hào)對(duì)所述的機(jī)器人具有優(yōu)先權(quán)。
所述的發(fā)射器與所述的發(fā)射裝置發(fā)出的均為紅外光信號(hào)。
5具體地說，所述的優(yōu)先權(quán)具有兩種實(shí)現(xiàn)方式， 一是通過所述的發(fā)射器與所述的發(fā)射裝置 所發(fā)出的無(wú)線信號(hào)的編碼和頻率不同實(shí)現(xiàn)的，其技術(shù)方案如下
所述的電子導(dǎo)向鏡具有與所述的機(jī)座通訊的接收裝置和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信號(hào)中轉(zhuǎn) 裝置的輸入端和輸出端分別與所述的接收裝置和發(fā)射裝置相電連接，所述的電子導(dǎo)向鏡與所 述的機(jī)座之間通過無(wú)線方式通訊。
所述的電子導(dǎo)向鏡還包括面板，所述的發(fā)射裝置和接收裝置均設(shè)置在所述的面板上，所 述的面板的高度大于所述的機(jī)器人的高度，當(dāng)所述的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到電子導(dǎo)向鏡的下方時(shí)，所 述的面板遮擋在所述的發(fā)射裝置與所述的接收器之間。
所述的發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射管以及傳導(dǎo)光道，所述的發(fā)射管固定設(shè)置在所述的傳導(dǎo)光 道內(nèi)，所述的傳導(dǎo)光道水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述的面板上。
所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)中包含有多個(gè)所述的電子導(dǎo)向鏡，并且所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之 間構(gòu)成級(jí)聯(lián)，其工作的原理主要有兩種
所述的機(jī)座發(fā)射特定碼率的第一無(wú)線信號(hào)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡中，位于最前級(jí)的電 子導(dǎo)向鏡的接收裝置接收到機(jī)座發(fā)出的第一無(wú)線信號(hào)后，其發(fā)射裝置發(fā)射碼率與第一無(wú)線信 號(hào)不同的第二無(wú)線信號(hào)；與該前級(jí)電子導(dǎo)向鏡相鄰的后級(jí)電子導(dǎo)向鏡接收所述的第二無(wú)線信 號(hào)，其發(fā)射裝置發(fā)射第一無(wú)線信號(hào)；自所迷的機(jī)座向所述的機(jī)器人的方向，所述的第一無(wú)線 信號(hào)與所述的第二無(wú)線信號(hào)交替存在，當(dāng)所述的機(jī)器人處于所述的第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線 信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，所述的機(jī)器人優(yōu)先執(zhí)行所述的第一無(wú)線信號(hào)。
所述的機(jī)座發(fā)射特定碼率的第一無(wú)線信號(hào)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡均發(fā)射碼率與所述的 第一無(wú)線信號(hào)不同的第二無(wú)線信號(hào)；機(jī)器人行進(jìn)過程中進(jìn)入多個(gè)電子導(dǎo)向鏡的信號(hào)重疊區(qū)域 時(shí)，機(jī)器人按在先接收到的信號(hào)確定的原路徑行走，當(dāng)行走到發(fā)射該在先信號(hào)的電子導(dǎo)向鏡 的面板下方時(shí)，由于面板擋住了該級(jí)電子導(dǎo)向鏡的發(fā)射裝置發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，因此機(jī)器人會(huì) 丟失掉該級(jí)信號(hào)而進(jìn)入前一級(jí)電子導(dǎo)向鏡的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，這樣逐級(jí)向前移動(dòng)，當(dāng)所述的 機(jī)器人處于所述的第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，所述的機(jī)器人優(yōu)先執(zhí)行所 述的機(jī)座發(fā)出的第一無(wú)線信號(hào)，直到回到機(jī)座。
所述的優(yōu)先權(quán)的另外一種實(shí)現(xiàn)方式是通過所述的接收器收到無(wú)線信號(hào)的先后順序?qū)崿F(xiàn) 的，其具體技術(shù)方案如下
所述的電子導(dǎo)向鏡具有與所述的機(jī)座通訊的接收裝置和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信號(hào)中轉(zhuǎn) 裝置的輸入端和輸出端分別與所述的接收裝置和發(fā)射裝置相電連接，所述的電子導(dǎo)向鏡與所 述的機(jī)座之間通過無(wú)線方式通訊。
6所述的電子導(dǎo)向鏡還包括面板，所述的發(fā)射裝置和接收裝置均設(shè)置在所述的面板上，所 述的面板的高度大于所述的機(jī)器人的高度，當(dāng)所述的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到電子導(dǎo)向鏡的下方時(shí)，所 述的面板遮擋在所述的發(fā)射裝置與所述的接收器之間。
所述的發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射管以及傳導(dǎo)光道，所述的發(fā)射管固定設(shè)置在所述的傳導(dǎo)光 道內(nèi)，所述的傳導(dǎo)光道水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述的面板上。
所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)中包含有多個(gè)所述的電子導(dǎo)向鏡，并且所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之 間構(gòu)成級(jí)聯(lián)，當(dāng)多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之間構(gòu)成級(jí)聯(lián)時(shí)，所述的邏輯判斷模塊可以通過如下方式工 作
所述的機(jī)座發(fā)射特定碼率的第一無(wú)線信號(hào)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡中，位于最前級(jí)的電 子導(dǎo)向鏡的接收裝置接收到機(jī)座發(fā)出的第一無(wú)線信號(hào)后，其發(fā)射裝置發(fā)射碼率與第一無(wú)線信
號(hào)不同的第二無(wú)線信號(hào)；與該前級(jí)電子導(dǎo)向鏡相鄰的后級(jí)電子導(dǎo)向鏡接收所述的第二無(wú)線信
號(hào)，其發(fā)射裝置發(fā)射第一無(wú)線信號(hào)；自所述的機(jī)座向所述的機(jī)器人的方向，所述的第一無(wú)線 信號(hào)與所述的第二無(wú)線信號(hào)交替存在，當(dāng)所述的機(jī)器人處于所述的第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線 信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，所述的機(jī)器人優(yōu)先執(zhí)行后收到的無(wú)線信號(hào)。
本發(fā)明的另一目的是為智能機(jī)器人系統(tǒng)提供一種實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙導(dǎo)向的方法。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種智能機(jī)器人系統(tǒng)的導(dǎo)向方法，它包括
(a) 機(jī)座發(fā)射用于引導(dǎo)機(jī)器人回到機(jī)座的無(wú)線信號(hào)，電子導(dǎo)向鏡發(fā)射引導(dǎo)所述的機(jī) 器人向所述的電子導(dǎo)向鏡移動(dòng)的無(wú)線信號(hào)；
(b) 所述的機(jī)器人上的接收器自動(dòng)搜索附近的導(dǎo)向信號(hào)，若同時(shí)搜索到所述的機(jī)座 發(fā)射的無(wú)線信號(hào)和所迷的電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，所述的機(jī)器人由所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú) 線信號(hào)導(dǎo)向；若僅搜索到所迷的電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，所述的機(jī)器人則由所述的電子 導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)導(dǎo)向，直至所述的機(jī)器人搜索到所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú)線信號(hào)。
更進(jìn)一步地說，所述的電子導(dǎo)向鏡處于所述的機(jī)座所發(fā)出的無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)，當(dāng) 所述的機(jī)器人沿所述的電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)行走時(shí)，就會(huì)進(jìn)入到所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú) 線信號(hào)的覆蓋范圍，進(jìn)而執(zhí)行所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú)線信號(hào)。
或者還可以通過下述方案實(shí)現(xiàn)所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)包括有多個(gè)電子導(dǎo)向鏡，所述的 多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之間形成級(jí)聯(lián)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡中最前級(jí)的電子導(dǎo)向鏡處于所述的機(jī) 座所發(fā)出的無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)，其余的各電子導(dǎo)向鏡分別處于其前級(jí)電子導(dǎo)向鏡的覆蓋 范圍內(nèi)。
所述的電子導(dǎo)向鏡與機(jī)座之間通過無(wú)線方式通訊，所述的電子導(dǎo)向鏡上具有發(fā)射裝置、信號(hào)接收裝置和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置分別與所述的信號(hào)接收裝置和所述的發(fā) 射裝置相電連接。
本發(fā)明的目的還在于提供一種電子導(dǎo)向鏡，其能夠在機(jī)器人與機(jī)座之間存在障礙物時(shí)， 指引機(jī)器人向電子導(dǎo)向鏡運(yùn)動(dòng)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種電子導(dǎo)向鏡，它包括面板，所述的面 板上設(shè)置有用于發(fā)出無(wú)線信號(hào)的發(fā)射裝置，所述的發(fā)射裝置發(fā)射的無(wú)線信號(hào)引導(dǎo)機(jī)器人朝向 所述的電子導(dǎo)向鏡運(yùn)動(dòng)。
所述的電子導(dǎo)向鏡具有接收裝置和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置的輸入端和輸出 端分別與所述的接收裝置和發(fā)射裝置相電連接。
所述的接收裝置為無(wú)線接收裝置。
所述的接收裝置與所述的發(fā)射裝置均采用紅外光信號(hào)。 所述的接收裝置包括紅外光接收器件。
所述的發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射管以及傳導(dǎo)光道，所述的發(fā)射管固定設(shè)置在所述的傳導(dǎo)光道 內(nèi)，所述的傳導(dǎo)光道水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述的面板上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過增設(shè)電子導(dǎo)向鏡，能夠在機(jī)座與機(jī)器 人之間存在障礙物時(shí)，利用電子導(dǎo)向鏡引導(dǎo)機(jī)器人，擺脫了紅外信號(hào)從機(jī)座發(fā)射到機(jī)器人接 收的路徑必須是直線的限制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的無(wú)障礙導(dǎo)向；此外，通過電子導(dǎo)向鏡的收發(fā)信 號(hào)過程，不但可保證信號(hào)強(qiáng)度不變，另外，還可以通過多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之間的級(jí)聯(lián)，擴(kuò)大無(wú) 線信號(hào)的覆蓋范圍，從而保證機(jī)器人能夠在一個(gè)擴(kuò)大的工作范圍內(nèi)順利返回。


附圖1為電子導(dǎo)向鏡的主視圖； 附困2為電子導(dǎo)向鏡的俯視圖； 附圖3為機(jī)座的立體圖； 附困4為機(jī)器人的俯視附困5為電子導(dǎo)向鏡為機(jī)器人導(dǎo)向的平面示意圖； 附圖6為電子導(dǎo)向鏡為機(jī)器人導(dǎo)向的立體示意圖； 附圖7為機(jī)器人到達(dá)電子導(dǎo)向鏡的面板下方時(shí)的示意圖 附圖8為多個(gè)電子導(dǎo)向鏡級(jí)聯(lián)導(dǎo)向的示意困
其中1、電子導(dǎo)向鏡；2、接收裝置；3、發(fā)射 置；4、機(jī)座；5、發(fā)射器；6、機(jī)器人; 7、接收器；8、面板；9、發(fā)射管；10、墻壁；11、信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置；12、信號(hào)產(chǎn)生裝置；13、傳導(dǎo)光道；15、指示燈。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1至附圖8，以自動(dòng)吸塵器為例對(duì)本發(fā)明的工作原理進(jìn)行詳細(xì)闡述。 在本發(fā)明的實(shí)施例一中， 一種智能機(jī)器人系統(tǒng)，它包括
機(jī)座4，所述的機(jī)座4上具有信號(hào)產(chǎn)生裝置12以及用于發(fā)出無(wú)線信號(hào)指引機(jī)器人6 回到機(jī)座4的發(fā)射器5，所述的無(wú)線信號(hào)具有特定的編碼和頻率以供機(jī)器人6辦認(rèn)；
可移動(dòng)的機(jī)器人6，所述的機(jī)器人6的本體上具有用于接收無(wú)線信號(hào)的接收器7以及 對(duì)所述的接收器7所接收到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行比較的邏輯判斷模塊，該機(jī)器人6可以通過其底 部的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)和自由行走
電子導(dǎo)向鏡1，所述的電子導(dǎo)向鏡1具有用于發(fā)射無(wú)線信號(hào)的發(fā)射裝置3、與所述的 機(jī)座4通訊的接收裝置2和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置11,所述的信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置11的輸入端和輸出端分 別與所述的接收裝置2和發(fā)射裝置3相電連接。本實(shí)施例中，接收裝置2接收到來自機(jī)座4 的第一無(wú)線信號(hào)后，將信號(hào)傳送至信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置11，經(jīng)信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置11解碼編譯后，通過 發(fā)射裝置3發(fā)出與第一無(wú)線信號(hào)碼率不同的第二無(wú)線信號(hào)，所述的第二無(wú)線信號(hào)引導(dǎo)所述的 機(jī)器人6朝向所述的電子導(dǎo)向鏡1運(yùn)動(dòng)。說明書中所述的"前"方向與機(jī)器人行進(jìn)的方向相 同。
相對(duì)于所述的發(fā)射裝置3發(fā)射的第二無(wú)線信號(hào)，所述的發(fā)射器5發(fā)出的第一無(wú)線信號(hào)對(duì) 所述的機(jī)器人6具有優(yōu)先權(quán)。本實(shí)施例中，優(yōu)先權(quán)是通過機(jī)座4與電子導(dǎo)向鏡1所發(fā)出的無(wú) 線信號(hào)的編碼和頻率不同，通過機(jī)器人的邏輯判斷模塊進(jìn)行識(shí)別和選擇從而實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明所涉及的智能機(jī)器人系統(tǒng)的導(dǎo)向方法是機(jī)器人6內(nèi)部的邏輯判斷模塊會(huì)自動(dòng)搜 索附近的導(dǎo)向信號(hào)，當(dāng)機(jī)器人6同時(shí)搜索到機(jī)座4發(fā)出的第一無(wú)線信號(hào)和電子導(dǎo)向鏡1發(fā)出 的第二無(wú)線信號(hào)時(shí)，該邏輯判斷模塊就會(huì)發(fā)出指令使機(jī)器人6執(zhí)行第一無(wú)線信號(hào)，即以第一 無(wú)線信號(hào)的引導(dǎo)回到機(jī)座4;當(dāng)機(jī)器人6與機(jī)座4之間存在障礙物(如附圖5中的墻壁10)， 而使得兩者之間無(wú)法直接通訊時(shí)，機(jī)器人6只能接收到電子導(dǎo)向鏡1發(fā)射的第二信號(hào)，邏輯 判斷模塊就會(huì)執(zhí)行第二無(wú)線信號(hào)，即命令機(jī)器人6向電子導(dǎo)向鏡1移動(dòng)，由于電子導(dǎo)向鏡1 處于第一無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍，機(jī)器人6在向著電子導(dǎo)向鏡1移動(dòng)的過程中，很容易就會(huì)重 新接收到第一無(wú)線信號(hào)，機(jī)器人6轉(zhuǎn)而執(zhí)行機(jī)座4發(fā)射的第一無(wú)線信號(hào)。
除了以碼率判斷優(yōu)先權(quán)，本實(shí)施例中還通過物理結(jié)構(gòu)的高度差來保障優(yōu)先權(quán)的可靠性， 其具體的技術(shù)方案是電子導(dǎo)向鏡1包括面板8，所迷的發(fā)射裝置2和接收裝置3均設(shè)置在 所述的面板8上，所述的面板8的高度大于所述的機(jī)器人6的高度，當(dāng)所述的機(jī)器人6按照
9第二無(wú)線信號(hào)的引導(dǎo)，運(yùn)動(dòng)到電子導(dǎo)向鏡1的下方時(shí)，所述的面板8遮擋在所述的發(fā)射裝置 2與所述的接收器7之間，因此接收器7只能接收到第一無(wú)線信號(hào)，機(jī)器人6就會(huì)轉(zhuǎn)而向機(jī) 座4移動(dòng)。
所述的電子導(dǎo)向鏡1與所述的機(jī)座4之間通過無(wú)線方式通訊，比如超聲波或紅外信號(hào)。 一般選擇紅外信號(hào)進(jìn)行通訊，相應(yīng)地，所述的發(fā)射器5與所述的發(fā)射裝置3均為紅外光發(fā)射 器件，所述的接收裝置2包括紅外光接收器件，該紅外光接收器件能夠接收360度范圍內(nèi)的 紅外光線，因此紅外光可以經(jīng)各角度入射到接收裝置2內(nèi)。
所述的發(fā)射裝置3包括信號(hào)發(fā)射管9以及傳導(dǎo)光道13，所述的發(fā)射管9固定設(shè)置在所述 的傳導(dǎo)光道13內(nèi)，所述的傳導(dǎo)光道13可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述的面板8上。 一般機(jī)座4都固定 放置在某處，而電子導(dǎo)向鏡1可以放置在拐角或門口，消費(fèi)者可以根據(jù)室內(nèi)障礙物的分布情 況，通過轉(zhuǎn)動(dòng)傳導(dǎo)光道13的角度來調(diào)整第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射的方向，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的順利導(dǎo) 向。
綜上所述，在本發(fā)明的實(shí)施例一中，通過利用電子導(dǎo)向鏡1實(shí)現(xiàn)機(jī)座4與機(jī)器人6之間 的中繼收發(fā)，可以克服機(jī)器人6導(dǎo)向的盲點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙導(dǎo)向。
與實(shí)施例一不同的是，在本發(fā)明的實(shí)施例二中，所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)中包含有多個(gè)所 述的電子導(dǎo)向鏡1，并且所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡1之間構(gòu)成級(jí)聯(lián)。上述級(jí)聯(lián)是指通過兩個(gè)或 兩個(gè)以上相同的單級(jí)設(shè)備聯(lián)成的整體，各個(gè)單獨(dú)的設(shè)備均可以單獨(dú)作用于目標(biāo)物體；同時(shí)， 多個(gè)單級(jí)設(shè)備還串聯(lián)在一起，使目標(biāo)物體依次通過各級(jí)，也就是從末級(jí)進(jìn)入，流至第一級(jí)。
在本發(fā)明的實(shí)施例二中，各電子導(dǎo)向鏡通過接收裝置2接收前級(jí)所發(fā)出的無(wú)線信號(hào)，并 通過發(fā)射裝置3發(fā)射另一無(wú)線信號(hào)，所述的優(yōu)先權(quán)是通過所述的接收器7收到無(wú)線信號(hào)的先 后順序?qū)崿F(xiàn)的。具體地說，所述的機(jī)座4發(fā)射特定碼率的第一無(wú)線信號(hào)，所述的多個(gè)電子導(dǎo) 向鏡中，位于最前級(jí)的電子導(dǎo)向鏡的接收裝置2接收到機(jī)座4發(fā)出的第一無(wú)線信號(hào)后，其發(fā) 射裝置3發(fā)射碼率與第一無(wú)線信號(hào)不同的第二無(wú)線信號(hào)；與該前級(jí)電子導(dǎo)向鏡相鄰的后級(jí)電 子導(dǎo)向鏡接收所述的第二無(wú)線信號(hào)，其發(fā)射裝置3發(fā)射第一無(wú)線信號(hào)；次后級(jí)電子導(dǎo)向鏡接 收第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射第二無(wú)線信號(hào)，按規(guī)律以此類推，自所述的機(jī)座4向所述的機(jī)器人6的 方向，所述的第一無(wú)線信號(hào)與所述的第二無(wú)線信號(hào)交替存在，這樣不管中間多少個(gè)電子導(dǎo)向 鏡，始終只有第一無(wú)線信號(hào)與第二無(wú)線信號(hào)，由于信號(hào)是單向傳遞的，后級(jí)電子導(dǎo)向鏡的信 號(hào)范圍不可能覆蓋前級(jí)導(dǎo)向鏡，因此機(jī)器人6交替執(zhí)行第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線信號(hào)，并且， 機(jī)器人6的邏輯判斷模塊會(huì)給在后收到的信號(hào)比在先收到的信號(hào)更高的優(yōu)先權(quán)，這樣機(jī)器人
6就能夠沿著正確的行走路徑逐級(jí)向前移動(dòng)，直至找到機(jī)座4。具體地說機(jī)器人6沿某一無(wú)
10線信號(hào)行進(jìn)(比如說第一無(wú)線信號(hào))，并進(jìn)入多個(gè)信號(hào)重疊的區(qū)域時(shí)，當(dāng)機(jī)器人6收到與原來 收到的信號(hào)(第一無(wú)線信號(hào))不同的信號(hào)(即收到第二無(wú)線信號(hào))時(shí)，此時(shí)機(jī)器人6會(huì)執(zhí)行 新收到的信號(hào)，確定行走路線，并且機(jī)器人6的邏輯判斷模塊不再理會(huì)原來收到的信號(hào)(第 一無(wú)線信號(hào))；這樣做的好處是機(jī)器人6的邏輯判斷模塊更簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。同樣是多個(gè)電子導(dǎo)向鏡級(jí)聯(lián)的情況下，還可以以不同編碼和頻率設(shè)置信號(hào)優(yōu)先權(quán)，具體 設(shè)置為第一信號(hào)的優(yōu)先權(quán)大于第二信號(hào)的優(yōu)先權(quán)。當(dāng)機(jī)器人6沿某一信號(hào)行進(jìn)過:f呈中進(jìn)入多 個(gè)信號(hào)重疊的區(qū)域時(shí)，當(dāng)機(jī)器人6收到比原來的信號(hào)優(yōu)先權(quán)高的信號(hào)時(shí)，此時(shí)機(jī)器人6會(huì)執(zhí) 行新收到的信號(hào)，確定新的行走路徑；而當(dāng)機(jī)器人6收到比原來的信號(hào)優(yōu)先權(quán)低的信號(hào)時(shí)， 繼續(xù)沿原定路線行走，機(jī)器人6走到發(fā)射該信號(hào)的電子導(dǎo)向鏡1面板8下方時(shí)，會(huì)丟失掉原 來的信號(hào)，而進(jìn)入前一級(jí)信號(hào)的輻射范圍內(nèi)，最終回到機(jī)座4。作為實(shí)施例一和實(shí)施例二的一種簡(jiǎn)化，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，所述的電子導(dǎo)向鏡1 上僅包括發(fā)射裝置3，其無(wú)需接收來自機(jī)座4或前級(jí)電子導(dǎo)向鏡1的信號(hào)，而是自行發(fā)射引 導(dǎo)信號(hào)，同樣可以達(dá)到本發(fā)明的目的。在智能機(jī)器人系統(tǒng)采用多個(gè)電子導(dǎo)向鏡級(jí)聯(lián)的情況下， 如實(shí)施例二，自機(jī)座4向機(jī)器人6的方向上，多個(gè)電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的信號(hào)是第一無(wú)線信號(hào)和 第二無(wú)線信號(hào)交替的，智能機(jī)器人系統(tǒng)的導(dǎo)向方法與實(shí)施例二中的相同機(jī)器人6交替執(zhí)行 第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線信號(hào)，最終使機(jī)器人6回到機(jī)座4。在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，與實(shí)施例三不同的是機(jī)座4發(fā)射第一信號(hào)，多個(gè)電子導(dǎo)向 鏡1均發(fā)射優(yōu)先權(quán)比機(jī)座發(fā)射的第一信號(hào)優(yōu)先權(quán)低的第二信號(hào)，機(jī)器人6行進(jìn)過程中進(jìn)入多 個(gè)(一般是兩個(gè))第二無(wú)線信號(hào)重疊的區(qū)域時(shí)，因機(jī)器人6無(wú)法識(shí)別先后收到的相同信號(hào)， 所以機(jī)器人6按在先接收到的信號(hào)確定的原路徑行走，當(dāng)行走到發(fā)射該在先信號(hào)的電子導(dǎo)向 鏡1的面板8下方時(shí)，由于面板8擋住了無(wú)線信號(hào)，因此機(jī)器人6會(huì)丟失掉該在先信號(hào)而進(jìn) 入前一級(jí)電子導(dǎo)向鏡1的信號(hào)輻射范圍內(nèi)，這樣逐級(jí)向前移動(dòng)，直到回到機(jī)座4。另外，電子導(dǎo)向鏡1上設(shè)置有信號(hào)指示燈15,無(wú)論是自行發(fā)射信號(hào)還是轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，指示 燈15用于顯示該電子導(dǎo)向鏡是否處于前一級(jí)電子導(dǎo)向鏡或機(jī)座的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，只要 其接收到前一級(jí)信號(hào)，指示燈15就會(huì)點(diǎn)亮表示連接成功，這樣當(dāng)機(jī)器人6移動(dòng)到該電子導(dǎo)向 鏡附近時(shí)，必定能夠搜索到前級(jí)電子導(dǎo)向鏡或機(jī)座的信號(hào)。綜上所述，通過電子導(dǎo)向鏡1的級(jí)聯(lián)，不但可保證信號(hào)強(qiáng)度不變，還可以使機(jī)器人的工 作范圍擴(kuò)大，保證機(jī)器人的順利返回，附圖8顯示了通過多個(gè)電子導(dǎo)向鏡級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在 多個(gè)房間內(nèi)導(dǎo)向的原理。1權(quán)利要求
1、一種智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是它包括機(jī)座，所述的機(jī)座上具有用于發(fā)出無(wú)線信號(hào)指引機(jī)器人回到機(jī)座的發(fā)射器；可移動(dòng)的機(jī)器人，所述的機(jī)器人的本體上具有用于接收無(wú)線信號(hào)的接收器以及對(duì)所述的接收器所接收到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行比較的邏輯判斷模塊；電子導(dǎo)向鏡，所述的電子導(dǎo)向鏡具有用于發(fā)射無(wú)線信號(hào)的發(fā)射裝置，所述的發(fā)射裝置引導(dǎo)所述的機(jī)器人朝向所述的電子導(dǎo)向鏡運(yùn)動(dòng)；相對(duì)于所述的發(fā)射裝置發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，所述的發(fā)射器發(fā)出的無(wú)線信號(hào)對(duì)所述的機(jī)器人具有優(yōu)先權(quán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的發(fā)射器與所述的發(fā)射裝置 發(fā)出的均為紅外光信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的優(yōu)先權(quán)是通過所述的發(fā)射 器與所述的發(fā)射裝置所發(fā)出的無(wú)線信號(hào)的編碼和頻率不同實(shí)現(xiàn)的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的電子導(dǎo)向鏡具有與所述的 機(jī)座通訊的接收裝置和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置的輸入端和輸出端分別與所述的 接收裝置和發(fā)射裝置相電連接，所述的電子導(dǎo)向鏡與所述的機(jī)座之間通過無(wú)線方式通訊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的電子導(dǎo)向鏡還包括面板， 所述的發(fā)射裝置和接收裝置均設(shè)置在所述的面板上，所述的面板的高度大于所述的機(jī)器人的 高度，當(dāng)所述的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到電子導(dǎo)向鏡的下方時(shí)，所述的面板遮擋在所述的發(fā)射裝置與所 述的接收器之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射管 以及傳導(dǎo)光道，所述的發(fā)射管固定設(shè)置在所述的傳導(dǎo)光道內(nèi)，所述的傳導(dǎo)光道水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地 連接在所述的面板上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)中包含有 多個(gè)所述的電子導(dǎo)向鏡，并且所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之間構(gòu)成級(jí)聯(lián)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的機(jī)座發(fā)射特定碼率的第一 無(wú)線信號(hào)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡中，位于最前級(jí)的電子導(dǎo)向鏡的接收裝置接收到機(jī)座發(fā)出 的第一無(wú)線信號(hào)后，其發(fā)射裝置發(fā)射碼率與第一無(wú)線信號(hào)不同的第二無(wú)線信號(hào)；與該前級(jí)電 子導(dǎo)向鏡相鄰的后級(jí)電子導(dǎo)向鏡接收所迷的第二無(wú)線信號(hào)，其發(fā)射裝置發(fā)射第一無(wú)線信號(hào)； 自所述的機(jī)座向所述的機(jī)器人的方向，所述的第一無(wú)線信號(hào)與所述的第二無(wú)線信號(hào)交替存在， 當(dāng)所述的機(jī)器人處于所述的第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，所述的機(jī)器人優(yōu) 先執(zhí)行所述的第一無(wú)線信號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的機(jī)座發(fā)射特定編碼和頻率的第一無(wú)線信號(hào)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡均發(fā)射編碼和頻率相同的第二無(wú)線信號(hào)，所述的第 二無(wú)線信號(hào)與所述的第一無(wú)線信號(hào)的編碼和頻率不同，當(dāng)所述的機(jī)器人處于所述的第一無(wú)線 信號(hào)和第二無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，所述的機(jī)器人優(yōu)先執(zhí)行所述的機(jī)座發(fā)出的第一無(wú)線信號(hào)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的優(yōu)先權(quán)是通過所述的接 收器收到無(wú)線信號(hào)的先后順序?qū)崿F(xiàn)的。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的電子導(dǎo)向鏡具有與所述 的機(jī)座通訊的接收裝置和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置的輸入端和輸出端分別與所述 的接收裝置和發(fā)射裝置相電連接，所述的電子導(dǎo)向鏡與所述的機(jī)座之間通過無(wú)線方式通訊。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的電子導(dǎo)向鏡還包括面板， 所述的發(fā)射裝置和接收裝置均設(shè)置在所述的面板上，所述的面板的高度大于所述的機(jī)器人的 高度，當(dāng)所述的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到電子導(dǎo)向鏡的下方時(shí)，所述的面板遮擋在所述的發(fā)射裝置與所 述的接收器之間。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射 管以及傳導(dǎo)光道，所述的發(fā)射管固定設(shè)置在所述的傳導(dǎo)光道內(nèi)，所述的傳導(dǎo)光道水平可轉(zhuǎn)動(dòng) 地連接在所述的面板上。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所迷的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)中包含 有多個(gè)所述的電子導(dǎo)向鏡，并且所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之間構(gòu)成級(jí)聯(lián)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征是所述的機(jī)座發(fā)射特定碼率的第 一無(wú)線信號(hào)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡中，位于最前級(jí)的電子導(dǎo)向鏡的接收裝置接收到機(jī)座發(fā) 出的第一無(wú)線信號(hào)后，其發(fā)射裝置發(fā)射碼率與第一無(wú)線信號(hào)不同的第二無(wú)線信號(hào)；與該前級(jí) 電子導(dǎo)向鏡相鄰的后級(jí)電子導(dǎo)向鏡接收所述的第二無(wú)線信號(hào)，其發(fā)射裝置發(fā)射第一無(wú)線信號(hào)； 自所述的機(jī)座向所述的機(jī)器人的方向，所述的第一無(wú)線信號(hào)與所述的第二無(wú)線信號(hào)交替存在， 當(dāng)所述的機(jī)器人處于所述的第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，所述的機(jī)器人優(yōu) 先執(zhí)行后收到的無(wú)線信號(hào)。
16、 一種智能機(jī)器人系統(tǒng)的導(dǎo)向方法，其特征是它包括(a) 機(jī)座發(fā)射用于引導(dǎo)機(jī)器人回到機(jī)座的無(wú)線信號(hào)，電子導(dǎo)向鏡發(fā)射引導(dǎo)所述的機(jī) 器人向所述的電子導(dǎo)向鏡移動(dòng)的無(wú)線信號(hào)；(b) 所述的機(jī)器人上的接收器自動(dòng)搜索附近的導(dǎo)向信號(hào)，若同時(shí)搜索到所述的機(jī)座 發(fā)射的無(wú)線信號(hào)和所述的電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，所述的機(jī)器人由所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú) 線信號(hào)導(dǎo)向；若僅搜索到所述的電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，所述的機(jī)器人則由所述的電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)導(dǎo)向，直至所述的機(jī)器人搜索到所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú)線信號(hào)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的導(dǎo)向方法，其特征是所迷的電子導(dǎo)向鏡處于所述的機(jī)座所 發(fā)出的無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)，當(dāng)所述的機(jī)器人沿所述的電子導(dǎo)向鏡發(fā)射的無(wú)線信號(hào)行走時(shí)， 就會(huì)進(jìn)入到所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍，進(jìn)而執(zhí)行所述的機(jī)座發(fā)射的無(wú)線信號(hào)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的導(dǎo)向方法，其特征是所述的智能機(jī)器人系統(tǒng)包括有多個(gè)電 子導(dǎo)向鏡，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之間形成級(jí)聯(lián)，所述的多個(gè)電子導(dǎo)向鏡中最前級(jí)的電子導(dǎo) 向鏡處于所述的機(jī)座所發(fā)出的無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)，其余的各電子導(dǎo)向鏡分別處于其前級(jí) 電子導(dǎo)向鏡的覆蓋范圍內(nèi)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的導(dǎo)向方法，其特征是所述的電子導(dǎo)向鏡與機(jī)座之間通過無(wú) 線方式通訊，所述的電子導(dǎo)向鏡上具有發(fā)射裝置、信號(hào)接收裝置和信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信 號(hào)中轉(zhuǎn)裝置分別與所述的信號(hào)接收裝置和所述的發(fā)射裝置相電連接。
20、 一種電子導(dǎo)向鏡，其特征是它包括面板，所述的面板上設(shè)置有用于發(fā)出無(wú)線信號(hào) 的發(fā)射裝置，所述的發(fā)射裝置發(fā)射的無(wú)線信號(hào)引導(dǎo)機(jī)器人朝向所述的電子導(dǎo)向鏡運(yùn)動(dòng)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子導(dǎo)向鏡，其特征是所述的電子導(dǎo)向鏡具有接收裝置和 信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置，所述的信號(hào)中轉(zhuǎn)裝置的輸入端和輸出端分別與所述的接收裝置和發(fā)射裝置相 電連接。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子導(dǎo)向鏡，其特征是所述的接收裝置為無(wú)線接收裝置。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的電子導(dǎo)向鏡，其特征是所述的接收裝置與所述的發(fā)射裝置 均采用紅外光信號(hào)。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的電子導(dǎo)向鏡，其特征是所述的接收裝置包括紅外光接收器件。
25、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子導(dǎo)向鏡，其特征是所述的發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射管以 及傳導(dǎo)光道，所述的發(fā)射管固定設(shè)置在所述的傳導(dǎo)光道內(nèi)，所述的傳導(dǎo)光道水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地連 接在所述的面板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能機(jī)器人系統(tǒng)及其導(dǎo)向方法和電子導(dǎo)向鏡，該系統(tǒng)包括機(jī)座，機(jī)座上具有用于發(fā)出無(wú)線信號(hào)指引機(jī)器人回到機(jī)座的發(fā)射器；機(jī)器人，機(jī)器人的本體上具有接收無(wú)線信號(hào)的接收器以及對(duì)接收器所接收到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行比較的邏輯判斷模塊；電子導(dǎo)向鏡，電子導(dǎo)向鏡具有發(fā)射無(wú)線信號(hào)的發(fā)射裝置，發(fā)射裝置引導(dǎo)機(jī)器人朝向電子導(dǎo)向鏡運(yùn)動(dòng)；相對(duì)于發(fā)射裝置發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，發(fā)射器發(fā)出的無(wú)線信號(hào)對(duì)機(jī)器人具有優(yōu)先權(quán)。本發(fā)明通過利用電子導(dǎo)向鏡實(shí)現(xiàn)機(jī)座與機(jī)器人之間的信號(hào)傳遞，可以使紅外信號(hào)繞過障礙物傳送到機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的無(wú)障礙導(dǎo)向；另外，通過多個(gè)電子導(dǎo)向鏡之間的級(jí)聯(lián)，還可以使機(jī)器人的工作范圍擴(kuò)大，并保證機(jī)器人的順利返回。
文檔編號(hào)G05D1/03GK101670580SQ200810107098
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者張曉駿, 湯進(jìn)舉 申請(qǐng)人:泰怡凱電器(蘇州)有限公司