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自移动清洁机器人及其控制方法

阅读:0发布:2021-12-11

专利汇可以提供自移动清洁机器人及其控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种自移动清洁 机器人 及其控制方法,所述自移动清洁机器人包含控制单元和边刷组件(120),所述边刷组件上设有与控制单元耦接的 传感器 ,所述传感器被设置为检测所述边刷组件被干扰,所述传感器被设置为将检测 信号 传送给控制单元,所述控制单元被设置为根据检测信号控制自移动清洁机器人动作。本 发明 通过设置在边刷组件上的传感器,检测边刷组件被干扰,从而控制自移动清洁机器人动作,解决了自移动清洁机器人正常行走时,可能出现的卡死现象,避免了烧毁 电机 等情况的发生。,下面是自移动清洁机器人及其控制方法专利的具体信息内容。

1.一种自移动清洁机器人,所述自移动清洁机器人包含控制单元和边刷组件(120),其特征在于,所述边刷组件上设有与控制单元耦接的传感器,所述传感器被设置为检测所述边刷组件被干扰,所述传感器被设置为将检测信号传送给控制单元,所述控制单元被设置为根据检测信号控制所述自移动清洁机器人动作。
2.如权利要求1所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述边刷组件(120)包含边刷和传动轴(122),所述传动轴连接并驱动边刷旋转,所述边刷包含旋转盘(123)和安装在旋转盘上的刷体(124)。
3.如权利要求2所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述传感器为传感器(400),所述压力传感器设置在所述旋转盘(123)的外周。
4.如权利要求3所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述压力传感器包含弹性伸缩单元(410)、触发单元(420)和压力开关(430),所述弹性伸缩单元的一端固定,另一端与触发单元相连,触发单元远离弹性伸缩单元的一侧设有压力开关。
5.如权利要求2所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述传感器包含触发件以及通过触发件触发的感应件,所述感应件与控制单元耦接,所述触发件设置在所述旋转盘上,所述感应件设置在旋转盘或传动轴上。
6.如权利要求5所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述触发件为移动杆,所述感应件为光耦、行程开关、微动开关、霍尔开关或磁性开关。
7.如权利要求2所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述传感器为扭矩传感器,所述扭矩传感器位于所述传动轴或所述旋转盘上。
8.一种自移动清洁机器人的控制方法,所述自移动清洁机器人包含控制单元和边刷组件(120),其特征在于,所述边刷组件上设有与控制单元耦接的传感器,所述传感器检测所述边刷组件被干扰,所述传感器将检测信号传送给控制单元,所述控制单元控制所述自移动清洁机器人动作。
9.如权利要求8所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述传感器检测边刷组件被干扰具体为:
若所述传感器检测边刷组件旋转时的转速低于转速阈值;或者,
若所述传感器检测边刷组件旋转时受到的压力大于压力阈值;或者,
若所述传感器检测边刷组件旋转时的扭矩变化大于扭矩阈值,
则判断边刷组件被干扰。
10.如权利要求8所述的自移动清洁机器人,其特征在于,所述动作包括所述自移动清洁机器人停止行走、后退、转向、边刷停止旋转及边刷反转中的一种或几种。

说明书全文

自移动清洁机器人及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种自移动清洁机器人及其控制方法,属于小家电制造技术领域。

背景技术

[0002] 清洗机在运行过程中,其边刷容易碰到电源线、地毯毛、脏污等障碍物,若发生上述障碍物干扰边刷的情况,则会影响清洗机的正常工作,且多数清洗机无法检测到低于清洗机最低高度的障碍物是否阻碍到清洗机正常工作。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足,提供一种自移动清洁机器人及其控制方法,通过设置在边刷组件上的传感器,检测边刷组件被干扰,从而控制自移动清洁机器人动作,解决了自移动清洁机器人正常行走时,可能出现的卡死现象,避免了烧毁电机等情况的发生。
[0004] 本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
[0005] 本发明提供一种自移动清洁机器人,所述自移动清洁机器人包含控制单元和边刷组件,所述边刷组件上设有与控制单元耦接的传感器,所述传感器被设置为检测边刷组件被干扰,所述传感器被设置为将检测信号传送给控制单元,所述控制单元被设置为根据检测信号控制自移动清洁机器人动作。
[0006] 具体的,所述边刷组件包含边刷和传动轴,所述传动轴连接并驱动边刷旋转,所述边刷包含旋转盘和安装在旋转盘上的刷体。
[0007] 为了检测边刷组件是否被干扰,所述传感器为传感器,所述压力传感器设置在所述旋转盘的外周。
[0008] 优选的,所述压力传感器包含弹性伸缩单元、触发单元和压力开关,所述弹性伸缩单元的一端固定,另一端与触发单元相连,触发单元远离弹性伸缩单元的一侧设有压力开关。
[0009] 为了检测边刷组件是否被干扰,所述传感器包含触发件以及通过触发件触发的感应件,所述感应件与控制单元耦接,所述触发件设置在所述旋转盘上,所述感应件设置在旋转盘或传动轴上。
[0010] 优选的,所述触发件为移动杆,所述感应件为光耦、行程开关、微动开关、霍尔开关或磁性开关。
[0011] 为了检测边刷组件是否被干扰,所述传感器为扭矩传感器,所述扭矩传感器位于所述传动轴或所述旋转盘上。
[0012] 所述障碍物包括但不限于低于自移动清洁机器人最低高度的电源线、地毯毛、脏污等;所述干扰包括阻挡、缠绕、限制、夹住等情况。
[0013] 本发明还提供一种自移动清洁机器人的控制方法,所述自移动清洁机器人包含控制单元和边刷组件,所述边刷组件上设有与控制单元耦接的传感器,所述传感器检测边刷组件被干扰,所述传感器将检测信号传送给控制单元,控制单元控制自移动清洁机器人动作。
[0014] 所述传感器检测边刷组件被干扰具体为:
[0015] 若所述传感器检测边刷组件旋转时的转速低于转速阈值;或者,[0016] 若所述传感器检测边刷组件旋转时受到的压力大于压力阈值;或者,[0017] 若所述传感器检测边刷组件旋转时的扭矩变化大于扭矩阈值,
[0018] 则判断边刷组件被干扰。
[0019] 为了使自移动清洁机器人解除障碍物的干扰,所述动作包括自移动清洁机器人停止行走、后退、转向、边刷停止旋转及边刷反转中的一种或几种。
[0020] 所述转速阈值为10r/min-20r/min,所述压力阈值为2N-5N,所述扭矩阈值为1N·m-3N·m。
[0021] 所述障碍物包括但不限于低于自移动清洁机器人最低高度的电源线、地毯毛、脏污等,所述干扰包括阻挡、缠绕、限制或夹住等情况。
[0022] 综上所述,本发明通过设置在边刷组件上的传感器,检测边刷组件被障碍物干扰,从而控制自移动清洁机器人动作,解决了自移动清洁机器人正常行走时,可能出现的卡死现象,避免了烧毁电机等情况的发生。
[0023] 下面结合附图和具体实施例,对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

[0024] 图1为本发明自移动清洁机器人的底部示意图;
[0025] 图2为本发明边刷组件的俯视图;
[0026] 图3为本发明边刷组件的剖视图。

具体实施方式

[0027] 图1为本发明自移动清洁机器人的底部示意图;图2为本发明边刷的俯视图;图3为本发明边刷的剖视图。如图1至图3所示,本发明提供一种自移动清洁机器人,所述自移动清洁机器人包含清洗单元、控制单元、驱动单元及检测单元等组件。
[0028] 驱动单元包含驱动轮110和驱动电机(图中未示出),控制单元控制驱动电机工作,从而带动驱动轮110转动以驱动所述自移动清洁机器人行走,所述驱动轮110安装在自移动清洁机器人底部,所述驱动轮110的数量至少为1个,在本实施例中所述驱动轮110的数量为两个,其对称分布在自移动清洁机器人底部左右两侧。驱动单元还可以包含随动轮111,所述随动轮111,被设置成支撑自移动清洁机器人,使自移动清洁机器人在工作时保持平。随动轮111还可以通过弹簧设置在自移动清洁机器人底部,当自移动清洁机器人行走时遇到较小的凹坑,弹簧允许随动轮111弹出一段距离以使自移动清洁机器人继续保持水平,当自移动清洁机器人行走时遇到较小的凸起时,弹簧允许随动轮111回缩一段距离以使自移动清洁机器人继续保持水平。
[0029] 检测单元可以包含以下传感组件中的一种或几种,如激光测距系统(LDS),被设置在自移动清洁机器人的顶部,用于检测自移动清洁机器人的周边环境,并生成环境地图,辅助自移动清洁机器人定位和行走;声波传感器,被设置在自移动清洁机器人的前部,用于检测自移动清洁机器人前方位置待清洁面与自移动清洁机器人之间的距离,从而识别自移动清洁机器人前方是否存在凹坑或凸起;地面介质传感器,被设置在自移动清洁机器人底部,用于检测地面介质的类型;指令接收组件,用于接收用户下达的各种工作指令。
[0030] 清洗单元包含边刷组件120和滚刷组件121,用于清理脏污。其中滚刷组件121包含滚刷电机和至少一个清洁辊,所述清洁辊上设有多排刷毛,每排所述刷毛呈“V”字型设置,用来限定脏污被刷毛搅动时的运动方向,使脏污向清洁辊中间运动。在一些实施例中,也可以设置两个相互平行的清洁辊,两个所述清洁辊在滚刷电机的驱动下彼此反向旋转,能够将脏污搅动至两个清洁辊之间,以方便回收。
[0031] 边刷组件120包含边刷电机、传动轴122和边刷,边刷电机通过所述传动轴122连接并驱动边刷旋转,优选的,所述传动轴122竖直设置。当然,也可以直接采用滚刷电机来驱动边刷旋转,或者采用边刷电机驱动滚刷旋转,本发明并不以此为限。所述边刷包含旋转盘123和安装在旋转盘123上的刷体124。
[0032] 控制单元(图中未示出)与所述清洗单元、驱动单元及检测单元等组件耦接,接收检测单元的检测信号,并控制自移动清洁机器人动作,如清洗、行走、转向、停止等动作。换句话说,控制单元可以响应于检测单元的各种检测信号,根据所述检测信号控制自移动清洁机器人动作,所述检测信号包含用户下达的动作指令。
[0033] 需要补充的是,自移动清洁机器人内还设有真空单元、储污单元等,分别用于产生吸力、用于回收脏污,自移动清洁机器人的结构为现有技术,在此不再赘述。
[0034] 本发明中边刷组件120还包含与控制单元耦接的传感器,所述传感器被设置为检测边刷组件被干扰,控制单元根据传感器的检测信号控制自移动清洁机器人动作。需要注意的是,所述干扰包括阻挡、缠绕、限制、夹住等情况。
[0035] 一般来说,由于边刷组件120在工作过程中不断旋转,当待清洁面上存在障碍物时,传动轴122或旋转盘123会被障碍物干扰,此时,通过检测传动轴122或旋转盘123受到的压力、扭矩或者转速变化,便可判断自移动清洁机器人被干扰。所述障碍物包括但不限于低于自移动清洁机器人最低高度(自移动清洁机器人底盘与地面之间的距离,并非驱动轮与地面之间的距离)的电源线、地毯毛、脏污等。例如,自移动清洁机器人工作时,边刷组件旋转,与自移动清洁机器人连接的电源线或者其他电器的电源线有可能缠绕或阻挡在边刷组件上,影响边刷组件正常工作;脏污中的毛发或塑料袋等也可能干扰边刷组件;或者,有些环境中存在长毛地毯,长毛地毯的边缘或者其脱落下的毛线也可能干扰边刷组件。若自移动清洁机器人被障碍物干扰,传感器将检测信号发送给控制单元,控制单元控制自移动清洁机器人动作,进一步地,为了避免传感器发出错误的信号,如传动轴122遇到不影响自移动清洁机器人的轻微障碍物,控制单元中储存有阈值,当控制单元收到检测信号后,将其与储存的阈值进行比较,当检测信号与该阈值满足一定关系时,控制单元控制自移动清洁机器人动作,当检测信号与该阈值无法满足一定关系时,控制单元控制自移动清洁机器人工作。
[0036] 所述动作包括但不限于自移动清洁机器人停止行走、后退、转向、边刷停止旋转及边刷反转中的一种或几种。本领域技术人员可以根据需要对上述动作进行组合,以便自移动清洁机器人解除障碍物的干扰。具体来说,当自移动清洁机器人受到障碍物干扰,且检测信号满足一定条件时,控制单元控制自移动清洁机器人停止行走,同时控制边刷组件120反转,经过一预定时间后若检测信号无法满足一定条件,意味着自移动清洁机器人已经脱离障碍物干扰,符合自移动清洁机器人正常运行的条件,控制单元继续控制自移动清洁机器人工作;若经过一预定时间后检测信号仍满足一定条件,意味着自移动清洁机器人还没有脱离障碍物干扰,控制单元控制自移动清洁机器人后退或转向,以便自移动清洁机器人解除障碍物的干扰。
[0037] 实施例一
[0038] 在本实施例中,传感器为压力传感器400,本领域技术人员可以根据实际需要将所述压力传感器400设置在传动轴122或旋转盘123上,优选的,所述旋转盘123的外周设有所述压力传感器400。
[0039] 当障碍物干扰边刷组件120,边刷组件120已经停止旋转时,若此时控制单元仅控制自移动清洁机器人停止行走或转向,而驱动边刷组件120的电机不停止工作,有可能导致电机烧毁,因此传感器在判断边刷组件120被干扰时,识别边刷组件120的运动状态也很重要。
[0040] 在本实施例中,传感器为压力传感器400,所述压力传感器400包含弹性伸缩单元410、触发单元420和压力开关430,所述弹性伸缩单元410的一端固定,另一端与触发单元
420相连,触发单元420远离弹性伸缩单元410的一侧设有压力开关430,其中,弹性伸缩单元
410可以采用弹簧或伸缩绳等,触发单元420可以为珠或触发器等物体(可以为任意物体,只要其能触发压力开关430便可)。在本实施例中,控制单元中储存的阈值为转速阈值。
[0041] 如图3所示,压力开关430靠近传动轴122设置,边刷组件120静止时触发单元420与压力开关430接触,当边刷组件120旋转或者旋转高于一定转速时,触发单元420由于受到离心力会发生运动,离开压力开关430的开关(图中未示出),从而使压力开关430的状态发生变化,当边刷120和传动轴122停止旋转或者旋转低于转速阈值时,弹性伸缩单元410使触发单元420复位,触发单元420与压力开关430接触,从而检测边刷组件120是否处于旋转状态或者处于高速旋转状态。
[0042] 当然也可以改变弹性伸缩单元410、触发单元420和压力开关430的相对位置,使弹性伸缩单元410靠近传动轴122设置,压力开关430远离传动轴122设置(图中未示出)。此时边刷组件120静止时触发单元420与压力开关430不接触,当边刷组件120旋转或者旋转高于或等于一定转速时,触发单元420由于受到离心力会发生运动,接触压力开关430的开关,从而使压力开关430的状态发生变化。当边刷组件120和传动轴122停止旋转或者旋转低于转速阈值时,弹性伸缩单元410使触发单元420复位,触发单元420与压力开关430不接触,从而检测边刷组件120是否处于旋转状态或者处于高速旋转状态。
[0043] 其中,转速阈值优选为10r/min-20r/min(转每分)。
[0044] 具体来说,例如,当自移动清洁机器人在商场里进行清洁工作时,商场里的人员可能会拉扯自移动清洁机器人的障碍物,导致自移动清洁机器人受到障碍物干扰,传感器检测到边刷组件120的转速低于转速阈值时,控制单元控制自移动清洁机器人停止行走,同时控制边刷组件120反转,经过一预定时间(如3s)后若转速高于或等于转速阈值,意味着自移动清洁机器人已经脱离障碍物干扰,符合自移动清洁机器人正常运行的条件,控制单元继续控制自移动清洁机器人工作;若经过一预定时间(如3s)后转速仍低于转速阈值,意味着自移动清洁机器人还没有脱离障碍物干扰,控制单元控制自移动清洁机器人后退或转向,以便自移动清洁机器人解除障碍物的干扰。本实施例通过检测边刷组件120的转速来判断自移动清洁机器人是否受到障碍物的干扰。
[0045] 实施例二
[0046] 在本实施例中,传感器包含触发件以及通过触发件触发的感应件,所述感应件与控制单元耦接。本领域技术人员可以根据实际需要将所述触发件和感应件设置在传动轴122或旋转盘123上,二者也可以分开设置。一般情况下自移动清洁机器人旋转盘123的体积较大,而传动轴122的长度较短,当障碍物干扰边刷组件120工作时,往往会与旋转盘123接触,优选的,所述触发件设置在所述旋转盘123上,所述感应件设置在旋转盘123或传动轴
122上,所述触发件被设置为在外力作用(障碍物干扰)下产生位移触发感应件产生检测信号,感应件将检测信号发送给控制单元,控制单元根据检测信号控制自移动清洁机器人动作。
[0047] 本发明并不限定触发件和感应件的类型,本领域技术人员可以根据自移动清洁机器人的工作环境以及自移动清洁机器人的自身结构来选择设计触发件和感应件。优选的,所述触发件采用移动杆,所述移动杆被设置为可以沿其长度方向移动,即障碍物阻挡、缠绕、限制或夹住在边刷组件120上时,会与移动杆接触,从而使移动杆移动,移动杆作为触发件会触发感应件,所述感应件优选为光耦、行程开关、微动开关、霍尔开关、磁性开关等。
[0048] 进一步地,当边刷组件120遇到不影响自移动清洁机器人的轻微障碍物,为了避免传感器发出错误的信号,控制单元中储存有阈值,在本实施例中,控制单元中储存的阈值为压力阈值。优选的,所述压力阈值为2N-5N,当然,本发明并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际需要对所述压力阈值进行调整。例如所述压力阈值为5N时,若由触发件和感应件组成的传感器检测到障碍物施加在边刷组件120上的力大于5N,控制单元控制自移动清洁机器人动作。具体来说,当自移动清洁机器人受到障碍物干扰,传感器检测到障碍物施加在边刷组件120上的压力大于压力阈值时,控制单元控制自移动清洁机器人停止行走,同时控制边刷组件120反转,经过一预定时间(如5s)后若压力小于等于压力阈值,意味着自移动清洁机器人已经脱离障碍物干扰,符合自移动清洁机器人正常运行的条件,控制单元继续控制自移动清洁机器人工作;若经过一预定时间(如5s)后压力仍大于压力阈值,意味着自移动清洁机器人还没有脱离障碍物干扰,控制单元控制自移动清洁机器人后退或转向,以便自移动清洁机器人解除障碍物的干扰。本实施例中通过检测障碍物施加在边刷组件120上的压力来判断自移动清洁机器人是否受到障碍物的干扰。
[0049] 实施例三
[0050] 本实施例中,传感器为扭矩传感器(图中未示出),所述扭矩传感器被设置为检测边刷组件120旋转时的扭矩变化。当障碍物干扰在传动轴122工作时,障碍物施加在边刷组件120上的压力会改变边刷组件120旋转时的扭矩,本实施例中通过设置扭矩传感器,监控边刷组件120旋转时的扭矩变化,从而判断自移动清洁机器人是否受到障碍物的干扰。所述扭矩传感器可以为非接触式扭矩传感器或者应变片扭矩传感器。在本实施例中,控制单元中储存的阈值为扭矩阈值。
[0051] 具体来说,控制单元中储存的扭矩阈值为1N·m-3N·m,当然,本发明并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际需要对所述扭矩阈值进行调整。具体来说,例如所述扭矩阈值为3N·m时,若扭矩传感器检测到边刷组件120上扭矩变化大于3N·m,控制单元控制自移动清洁机器人动作,如边刷组件120停止旋转或/和自移动清洁机器人停止行走或转向等,以便自移动清洁机器人解除障碍物的干扰,当扭矩传感器检测到边刷组件120上扭矩变化小于等于3N·m时,控制单元控制自移动清洁机器人工作。
[0052] 举例来说,当自移动清洁机器人在家庭中进行清洁工作时,为了清洁整个地面,自移动清洁机器人可能会经多次转向才能遍历地面,此时,自移动清洁机器人可能受到障碍物干扰,传感器检测到边刷组件120上扭矩变化大于扭矩阈值时,控制单元控制自移动清洁机器人停止行走,同时控制边刷组件120反转,经过一预定时间(如10s)后若扭矩变化至初始扭矩,意味着自移动清洁机器人已经脱离障碍物干扰,符合自移动清洁机器人正常运行的条件,控制单元继续控制自移动清洁机器人工作;若经过一预定时间(如10s)后若扭矩仍为变化至初始扭矩,意味着自移动清洁机器人还没有脱离障碍物干扰,控制单元控制自移动清洁机器人报警,已提醒用户来人工解除障碍物的干扰。本实施例通过检测边刷组件120的扭矩变化来判断自移动清洁机器人是否受到障碍物的干扰。
[0053] 需要补充的是,本领域技术人员还可以在不偏离本发明的原理的情况下,选用其他现有的传感器用来检测边刷组件被干扰;或者将上述多种传感器组合使用,例如,可以在边刷组件上同时设置扭矩传感器和压力传感器,从而能够能精确地识别边刷组件的工作状态,以方便控制单元针对不同的状态控制自移动清洁机器人动作。
[0054] 本发明还提供一种自移动清洁机器人的控制方法,所述自移动清洁机器人为如上所述的自移动清洁机器人,所述控制方法为:
[0055] 所述传感器检测所述边刷组件被干扰,所述传感器将检测信号传送给控制单元,所述控制单元控制自移动清洁机器人动作。
[0056] 所述传感器检测边刷组件被干扰具体为:
[0057] 若所述传感器检测边刷组件旋转时的转速低于转速阈值;或者,[0058] 若所述传感器检测边刷组件旋转时受到的压力大于压力阈值;或者,[0059] 若所述传感器检测边刷组件旋转时的扭矩变化大于扭矩阈值,则判断边刷组件被干扰。
[0060] 所述紧急动作包括自移动清洁机器人停止行走、后退、转向、边刷停止旋转及边刷反转中的一种或几种。
[0061] 所述转速阈值优选为10r/min-20r/min,所述压力阈值优选为2N-5N,所述扭矩阈值优选为1N·m-3N·m。
[0062] 综上所述,本发明提供一种自移动清洁机器人及其控制方法,通过设置在边刷组件上的传感器,检测边刷组件被干扰,从而控制自移动清洁机器人动作,解决了自移动清洁机器人正常行走时,可能出现的卡死现象,避免了烧毁电机等情况的发生。
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