一种清扫机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及控制移动机器人W保持在一个区域内，特别是自主清扫机器人，并且 特别地设及指定清扫区域的技术。
【背景技术】
[0002] 机器人一般是一种通过计算机或电子编程引导的机电机器。执行例如地板清扫的 家居功能的自主机器人现在是易于获得的消费产品。移动机器人具有在它们的环境中移动 的能力，而不固定到一个物理位置；然而，在一个房间里工作的真空吸尘机器人可能在令人 满意地完成真空吸尘之前无意地从一个房间漫游到另一房间，或者从一个区域漫游到另一 区域。 【实用新型内容】
[0003] 总体上，本公开设及一种移动机器人W及一种将所述机器人的运动限制到有限区 域的方法，所述有限区域例如区域地毯的表面。机器人可W包括在清扫过程中使用的多个 传感器，并且运些传感器中的一个或多个可W有利地构造为帮助限制机器人运动到规定的 区域，例如地板表面的机器人在其上开始清扫过程的区域。在使用中，运种限制使得用户能 够清扫基于区域的地板类型选择的区域。例如，本文描述的概念和方法可W被有利地利用， W将清扫机器人保持在区域地毯上用于清扫所述区域地毯。在机器人由于区域地毯的高度 或因为地毯在下层硬地板表面上的滑动而很难机动到其上的区域地毯的清扫中，可W实现 特别的好处。
[0004] 在一些方面，一种清扫机器人包括：底盘；驱动系统，其连接到所述底盘并构造为 驱动所述机器人穿过地板表面；信号发生器，其由底盘承载并布置为朝向所述地板表面指 引信号；传感器，其由所述底盘承载并响应于来自地板表面的被指引的的反射；W及控制 器，其与所述驱动系统和所述传感器通信，所述控制器构造为控制所述驱动系统，W响应传 感器而改变所述机器人的方向，所述传感器接收指示所述地板表面边缘的反射信号，从而 阻止所述机器人越过所述地板表面边缘。
[0005] 实施方案可W包括W下特征中的一个或者任何两个或多个的组合。
[0006] 在一些实施方案中，所述控制器被构造为响应指示所述机器人正在其上移动的区 域地毯的边缘的反射信号而重新指引所述机器人，所述反射信号指示来自邻近所述区域地 毯的边缘的地板的反射。
[0007] 在特定实施方案中，所述清扫机器人，还包括围绕所述机器人外周边缘设置在不 同位置处的多个相关联的成对信号发生器和传感器，并且其中，所述控制器被构造用于根 据传感器接收指示地板表面边缘的反射信号改变机器人方向。
[0008] 在特定实施方案中，所述传感器响应于指示所述地板表面高度的反射信号的特 征。
[0009] 在一些实施方案中，所述传感器响应于指示所述地板表面反射率的反射信号的特 征。
[0010] 在一些实施方案中，所述传感器响应于指示地板表面粗糖度的反射信号的特征。
[0011] 在特定实施方案中，所述信号发生器被构造为发射红外信号，并且其中，所述传感 器响应于来自所述地板表面的所述红外信号的反射。
[0012] 在一些实施方案中，所述控制器还被构造为在预定的一组情况下控制所述驱动系 统驱动所述机器人穿过所述地板表面的边缘。
[0013] 在特定实施方案中，所述控制器还被构造为重新指引所述机器人离开悬壁边缘， 所述悬壁边缘通过在所述传感器处缺乏反射信号而感应到。
[0014] 除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属领域 的普通技术人员所普遍理解的相同含义。虽然与本文所描述的类似或等同的方法和材料可 W在本实用新型的实践或测试中使用，合适的方法和材料在下面描述。本文提及的所有出 版物、专利申请、专利和其它参考文献都通过引用W其整体并入本文。在冲突的情况下，将 W包括定义的本说明书为准。此外，材料、方法和例子仅是说明性的，并不旨在进行限制。
[0015] 本实用新型的其它特征和优点从下面的详细描述并且从权利要求书中将是显而 易见的。
【附图说明】
[0016] 图1是有代表性机器人的透视图，
[0017] 图2是图1所示的机器人的透视图，
[0018] 图3是用于移动机器人的有代表性控制器的示意图，
[0019] 图4是用于区域局限过程的操作的有代表性安排，
[0020] 图5A示出了在代表性环境中的训练程序，
[0021] 图5B示出了在两个地板表面之间的边界处的机器人，
[0022] 图5C是在两个不同地板表面之间的边界处的机器人的示意性侧视图，
[0023] 图5D是在两个不同地板表面之间的升高边界处的机器人的示意性侧视图，
[0024] 图6是用于有代表性基线分布的确定过程的操作的有代表性安排，
[0025] 图7是用于探测分布的确定过程的操作的有代表性安排，
[0026] 图8是示出在机器人运动期间从传感器收集的数据的图表，W及
[0027] 图9是示出来自图8的数据的直方图的图表。
[002引在各附图中的相同参考符号指示相同的元件。
【具体实施方式】
[0029] 在单个清扫周期中，例如自主真空吸尘机器人的清扫机器人经常工作在包括多种 地板表面类型和多种不同地板类型的清扫区域的环境中运行。然而，用户可能希望清扫例 如地毯的选定区域，而不清扫房间/环境的其余部分。为了允许清扫选定的区域，如本文所 述，所述清扫机器人执行区域清扫例行程序W清扫未知几何形状的选定区域，而无需使用 外部约束障碍。更具体地，机器人在清扫所述区域时收集和分析指示地板表面材料的数据， 并基于地板表面的变化预测机器人是否可能离开该区域。基于探测到的地板改变（例如， 从地毯到硬木的改变），机器人有前瞻性地改变行进方向W保持在选定区域内。
[0030] 参考图1，机器人100被构造为清扫地板表面，包括铺设地毯和未铺设地毯的地 板。所述机器人100具有大致圆形的形状，并且包括支撑机械和电气部件的底盘110。然 而，机器人可W具有其它形状，例如具有正方形或矩形的前部，带有弯曲后部。虚拟壁全向 探测器116和用户界面140可布置在底盘110的顶部部分。在一些例子中，用户界面140 接收一个或多个用户命令和/或显示机器人100的状态。底盘110还可W包括通过释放机 构106可从底盘110移除的尘盒104,所述释放结构可W例如是弹黃加载的。底盘110还 可W包括排气区112,其包括允许空气从机器人100排出的通风口。缓冲器102可设置在底 盘的侧面W用于探测障碍物。虽然未示出，底盘110还可W支撑用于驱动机器人100的任 何电气部件的电源（例如，电池）。
[0031] 参考图2,机器人100可W包括从动滚刷组件210 (例如，带有髪毛和/或敲打片 化eaterflaps))，其平行于机器人100的横向轴线延伸并且可转动地附接到机器人100。 从动滚刷组件210包括后滚刷206和前滚刷208,其设置在机器人100的底面200中，用于 W它们各自的旋转接触在机器人100之下的表面。例如，在使用过程中，从动滚刷组件210 揽动碎屑离开地板表面，并将揽动的杂物抛掷或引导到尘盒104内。从动滚刷组件210还 可W从机器人100移除W用于维修，例如用于清洗。在一些例子中，从动滚刷组件210可W 使用一个或多个突片216从机器人100释放。机器人100还可W包括布置在底表面200中 用于移动碎片的侧刷204。例如，侧刷204可W具有与在机器人100之下的表面成角度的旋 转轴线，W用于将碎屑移入机器人100的清扫刈幅（swatharea)中。
[0032] 为了机动，机器人100可W包括右从动轮模块20la和左从动轮模块201b。所述轮 子模块201曰、20化可沿由机器人100限定的横向轴线X大致相对，并且各自分别地包括驱 动电机（未示出）W及驱动轮202a、202b中的一个。机器人100可W包括设置用于支持机 器人100的向前部分的脚轮212。
[0033] 在一些情况下，机器人100包括安装在机器人100的底表面200上的一个或多个 表面传感器220。例如，所述表面传感器220可W与缓冲器102组合地安装。附加地或可替 代地，一个或多个表面传感器220可W位于机器人100的底表面上，靠近机器人100的后部 或侧部。正如下面进一步讨论的，表面传感器220构造为响应于悬壁，例如坠落，W及响应 于在围绕机器人的表面的地板表面类型转换。
[0034] 参照图3,为了提供自主行为，机器人100包括执行命令并