清洁控制系统、其控制方法及清洁装置与流程

本发明涉及一种清洁装置，尤其涉及一种清洁控制系统、其控制方法及可移动式清洁装置。

背景技术：

随着科技的进步，各类型的自动控制装置已逐渐取代人力。通过自动控制装置可提供准确、快速、高效率等操作，进而为人们带来许多便利性并且可以降低人为风险。以往仅能在工厂见到的诸如机器手臂或机器人等自动化控制设备，随着市场需求、材料成本降低及技术成熟等因素，此等自动化控制逐渐转往传统家用电器发展。诸如智能空调系统、智能烹饪机、智能冰箱等智能家用电器，通过检测内部或外界信息并以自动化方式执行其所具备功能。

清洁装置(例如，扫地、拖地或吸尘机器人等)也是现今智能家用电器的热卖品项其中之一。以往需要通过人力来进行诸如扫地、拖地等清洁工作，如今许多智能清洁装置也可以完成前述工作。此等可移动式清洁装置可在地面上自动行进，以执行其所具备的清洁功能。一般而言，清洁装置通常会搭配供应电源的充电装置。而为了确保充电装置不受清洁装置碰撞而导致清洁装置无法顺利返回充电，目前的机制通常是让清洁装置在清洁工作模式下禁止靠近至与充电装置相距特定距离(例如，50至100公分)内。然而，前述特定距离所围成的范围恐过大且无法被清洁装置有效清洁。因此，有需要提供一种机制来避免前述问题。

技术实现要素：

本发明提供一种清洁控制系统、其控制方法及清洁装置，其可避免清洁装置与充电装置碰撞，且能有效解决充电装置周围的清扫覆盖率过低的问题。

本发明提供一种清洁控制系统，此清洁控制系统包括充电装置及清洁装 置。充电装置设置于墙面，用以发射传感信号。在清洁装置处于清洁工作模式以及沿墙(wall-following)模式下，当清洁装置检测到传感信号时，依据第一路径行进以避开充电装置，且在避开充电装置后，依据传感信号以第二路径行进以接近墙面。第一路径不同于第二路径。

在本发明一实施例中，在上述的第一路径中，清洁装置旋转第一角度，且直行预定距离或传感信号的强度小于强度阀值后，旋转第二角度并继续直行。

在本发明一实施例中，在清洁装置旋转第二角度后，与墙面平行而直行。

在本发明一实施例中，在上述的第二路径中，清洁装置依据传感信号的强度接近墙面。

在本发明一实施例中，当清洁装置检测到与墙面相距预定间隔时，旋转第三角度，并以预定间隔沿着墙面行进。

本发明提供一种清洁控制方法，适用于设置于墙面的充电装置以及清洁装置。上述的控制方法包括下列步骤。充电装置发射传感信号。在清洁装置处于清洁工作模式以及沿墙模式下，当清洁装置检测到传感信号时，依据第一路径行进以避开充电装置。在清洁装置避开充电装置后，依据传感信号以第二路径行进以接近墙面。第一路径不同于第二路径。

在本发明一实施例中，上述依据第一路径行进以避开充电装置包括下列步骤。在上述的第一路径中，清洁装置旋转第一角度，且直行预定距离或传感信号的强度小于强度阀值后，旋转第二角度并继续直行。

在本发明一实施例中，还包括下列步骤。在清洁装置旋转第二角度后，与墙面平行而直行。

在本发明一实施例中，上述清洁装置依据传感信号以第二路径行进以接近墙面包括下列步骤。在上述的第二路径中，清洁装置依据传感信号的强度接近墙面。

在本发明一实施例中，还包括下列步骤。当清洁装置检测到与墙面相距预定间隔时，旋转第三角度，并以预定间隔沿着墙面行进。

本发明提供一种清洁装置，此清洁装置包括信号传感器、移动模块及处理单元。信号传感器用以接收传感信号。移动模块用以驱动清洁装置移动。处理单元耦接环境传感器及移动模块。而在清洁装置处于清洁工作模式以及 沿墙模式下，当通过信号传感器检测到传感信号时，处理单元依据第一路径控制移动模块行进以避开充电装置。在避开充电装置后，处理单元依据传感信号控制移动模块以第二路径行进以接近墙面。第一路径不同于第二路径。

在本发明一实施例中，在第一路径中，处理单元控制移动模块旋转第一角度，且直行预定距离或传感信号的强度小于强度阀值后，旋转第二角度并继续直行。

在本发明一实施例中，在处理单元控制移动模块旋转第二角度后，与墙面平行而直行。

在本发明一实施例中，在第二路径中，处理单元依据传感信号的强度控制移动模块接近墙面。

在本发明一实施例中，当通过信号传感器检测到与墙面相距预定间隔时，处理单元控制移动模块旋转第三角度，并以预定间隔沿着墙面行进。

基于上述，本发明实施例所提出的清洁控制系统、其控制方法及清洁装置，其在清洁装置依据传感信号避开充电装置后，还依据传感信号而返回墙面。藉此，清洁装置能以最佳的回避路径避开充电装置，同时也可增加充电装置周围的清扫范围。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的清洁控制系统的方块图；

图2是本发明一实施例说明一种清洁控制方法流程图；

图3A及图3B是第一路径的范例图；

图4A～图4C是第二路径的范例图；

图5A～图5D是清洁装置的行进范例图；

图6是清洁装置的行进范例图。

附图标记说明：

100：清洁控制系统；

110、510、610：充电装置；

115：信号发射模块；

150、550、650：清洁装置；

151：信号传感器；

153：移动模块；

155：处理单元；

S210～S250：步骤；

T1～T4：红外线发射器；

IR1～IR4：红外线接收器。

具体实施方式

为了避免可移动式清洁装置(例如，扫地机器人、拖地机器人、自动吸尘器等)与其充电装置碰撞，以及增加充电装置周围的清扫范围。本发明实施例的清洁装置是在检测到充电装置所发射的传感信号(例如，红外线、蓝牙、WiFi等信号)后，接续以第一路径及第二路径来分别避开充电装置以及接近设置充电装置的墙面。前述第一路径及第二路径将于下方实施例详加说明。藉此，清洁装置便能在与充电装置相距较近的路径来进行回避，以有效增加充电装置周围的清扫覆盖率。以下提出符合本发明的精神的多个实施例，应用本实施例者可依其需求而对这些实施例进行适度调整，而不仅限于下述描述中的内容。

图1是本发明一实施例的清洁控制系统的方块图。请参照图1，清洁控制系统100包括充电装置110及清洁装置150。

充电装置110是用以供应电源至清洁装置的电源供应器，也可称为充电座，且包括信号发射模块115。信号发射模块115可能具有一个或多个信号发射器，而各信号发射器可能会发射诸如红外线、蓝牙、WiFi等任何种类的无线传感信号，以使得对应的信号检测器在特定距离(例如，10公分、30公分等)内可检测到此传感信号。例如，信号发射器可以是红外线发射器、蓝牙发射器、WiFi信号发射器等。在一些范例中，发射此传感信号的发射功率会比现有避免清洁装置150靠近的发射功率小。例如，现有的发射功率会让清洁装置150在与充电装置110相距75～100公分处接收到传感信号，而信号发射模块115所发射的发射功率会让清洁装置150在与充电装置110相距20～30公分处接收到传感信号。

充电装置110设置于墙面或其它物体(例如，衣柜、书柜、电视柜等)，也就是，充电装置110的至少一面朝向墙面，而对应的另一面背向墙面。需说明的是，本发明实施例不限制于充电装置110与墙面的设置方法，依据不同设计需求，充电装置110可能是固定或不固定于墙面。

清洁装置150可以是扫地机器人、拖地机器人、自动吸尘器等可移动式电子装置，本发明不限制其应用方式。清洁装置150包括信号传感器151、移动模块153及处理单元155。

信号传感器151可以是红外线接收器、蓝牙接收器、WiFi通讯模块等可检测一种或多种无线信号的传感器。值得说明的是，信号传感器151是可检测充电装置110中信号发射模块115所发射的传感信号。例如，清洁装置150在与充电装置110相距10公分时，清洁装置150的红外线接收器可接收到充电装置110中红外线发射器所发射的红外线信号。

需说明的是，依据不同设计需求，应用本发明实施例者可将信号传感器151配置于清洁装置150外表或内部的各个位置(例如，配置于清洁装置150所面对行进方向的表面等)，且信号传感器151可能被配置为不同的传感组态(例如，传感距离、检测方向、传感范围、信号编码等)，本发明不加以限制。此外，清洁装置150可能配置一个或多个信号传感器151。例如，清洁装置150的四个侧边分别配置一个红外线接收器，以使得清洁装置150可分别在水平面的四个方向上检测红外线信号。

移动模块153例如是包括但不仅限于马达、轮胎等可驱动清洁装置100移动、旋转等动态行为的构件。

处理单元155可以是中央处理器(Central Processing Unit；以下简称CPU)具有运算功能的芯片组、微处理器或微控制器(micro control unit；以下简称MCU)。在本发明实施例中，处理单元155控制清洁装置150的所有运作。

需说明的是，依据不同设计需求，清洁装置150也可配置吸尘装置、毛刷、胶刷等用以通过处理单元155控制来进行清洁的构件，本发明不加以限制。

为了方便理解本发明实施例的操作流程，以下将举实施例详细说明本发明清洁控制系统100中充电装置110及清洁装置150的控制方法。图2是本发明一实施例说明一种清洁控制方法流程图。请参照图2，本实施例的方法 适用于图1的充电装置110及清洁装置150。下文中，将搭配清洁控制系统100中的各项装置及组件说明本发明实施例所述的清洁控制方法。本方法的各个流程可依照实施情形而随之调整，且并不仅限于此。

在步骤S210中，充电装置110通过信号发射模块115发射传感信号。在本实施例中，充电装置110通过信号发射模块115发射传感信号，其详细说明可参照图1中针对信号发射模块115的说明，于此不再赘述。

在步骤S230中，在清洁装置150处于清洁工作模式以及沿墙模式下，当通过信号传感器151检测到传感信号时，处理单元155依据第一路径控制移动模块153行进以避开充电装置110。具体而言，当处理单元155通过信号传感器151检测到传感信号时，表示清洁装置150接近于充电装置110(例如，相距10公分、15公分等)。此时，由于清洁装置150是处于清洁工作模式而不是返回充电模式，因此清洁装置150会以第一路径避开充电装置110，以避免与充电装置110碰撞。

在一实施例中，在第一路径中，处理单元155控制移动模块153旋转第一角度，且直行预定距离或传感信号的强度小于强度阀值后，旋转第二角度并继续直行。第一角度可以等于第二角度。例如，图3A是第一路径的范例图，请参照图3A，移动模块153背向墙面旋转90度后，直行10公分后，再面向墙面旋转90度。第一角度也可以不等于第二角度。例如，图3B是第一路径的另一范例图，请参照图3B，移动模块153背向墙面旋转80度后，直行至信号传感器151无法检测到红外线(即，强度阀值为0)后，再面向墙面旋转45度。

此外，移动模块153是以第一方向(例如，顺时针或逆时针)旋转第一角度，且以第二方向(例如，顺时针或逆时针)旋转第二角度。而第一方向与第二方向相反。例如，第一方向为顺时针，而第二方向为逆时针。或者，第一方向为逆时针，而第二方向为顺时针。前述第一方向及第二方向将基于清洁装置150相对于充电装置110的方向来决定。例如，若清洁装置150位于充电装置110左侧检测到传感信号，则第一方向为顺时针，且第二方向为逆时针。另一方面，若清洁装置150位于充电装置110右侧检测到传感信号，则第一方向为逆时针，且第二方向为顺时针。

在一范例中，信号发射模块115包括两个信号发射器(例如，第一信号 发射器及第二信号发射器)。清洁装置150通过信号传感器151检测到第一信号发射器的传感信号后，便背向墙面旋转60度。接着，在行进的过程中，通过信号传感器151检测到第二信号发射器所发射传感信号的强度，并在检测不到第二信号发射器的传感信号后，面向墙面旋转85度。

在一实施例中，在处理单元155控制移动模块153旋转第二角度后，与墙面平行而直行。例如，清洁装置150在旋转第一角度前，以沿墙模式与墙面平行行进。而若第一角度及第二角度皆为90度，则清洁装置150经旋转第一角度及第二角度后，将仍与墙面平行。

需说明的是，依据不同设计需求，预定距离、强度阀值、第一角度及第二角度可能不同，例如，预定距离可以是10公分、20公分、30公分等，强度阀值可以是-3、5分贝毫瓦(dBm)、500、700毫瓦特等，以及第一角度及第二角度可以是50、70、90度等，本发明实施例不限制预定距离、强度阀值、第一角度及第二角度。此外，沿墙模式是指清洁装置150以沿墙间距(例如，5公分、10公分等)沿墙面行进。而清洁工作模式是指清洁装置150以其所配置的吸尘装置、毛刷、胶刷等清洁构件进行清洁工作。

在其它一些实施例中，信号发射模块115会以两种不同发射功率大小来发射传感信号，而以两种不同发射功率大小发射的两种传感信号可能分别以不同编码、频率来区别。例如，以第一发射功率(例如，3dBm)发射会让清洁装置150在与充电装置110相距60～80公分处接收到传感信号，而以第二发射功率(例如，-5dBm)发射会让清洁装置150在与充电装置110相距15～25公分处接收到传感信号。即，第一发射功率大于第二发射功率。当清洁装置150处于沿墙模式下时，清洁装置150不反应于第一发射功率，也就是，清洁装置150接收到以第一发射功率发射的传感信号并不会进行回避(即，回避充电装置110)。处于沿墙模式下的清洁装置150是在检测到以第二发射功率发射的传感信号，才会依据前述第一路径进行回避。另一方面，当清洁装置150并非处于沿墙模式下时(例如，z形模式、回旋模式等)，清洁装置150接收到以第一发射功率发射的传感信号便会进行回避。

在步骤S250中，在清洁装置150避开充电装置110后，处理单元155依据传感信号控制移动模块153以第二路径行进以接近墙面。第一路径不同于第二路径。具体而言，为了再增加充电装置110周围的清扫面积，在清洁装 置150经过预定距离(例如，50公分、100公分等)、预定时间(3秒、5秒等)或传感信号的强度小于强度阀值(例如，-5、2、5dBm)等，将以第二路径往墙面行进。

在一实施例中，在第二路径中，处理单元155依据传感信号的强度控制移动模块153接近墙面。例如，图4A是第二路径的范例图，请参照图4A，处理单元155依据预定传感信号强度(例如，-3dBm、2dBm等)，让清洁装置150以充电装置110为圆心而与充电装置100相距20公分的圆弧路径靠近墙面。

或者，信号发射模块115可能具有第一信号发射器及第二信号发射器，且分别配置于充电装置110的两侧。假设清洁装置150是接收到第一信号发射器所发射的传感信号而以第一路径行进，则清洁装置150是在信号传感器151接收第二信号发射器所发射的传感信号(例如，强度大于-3、2、5dBm等)，才会通过移动模块153以第二路径行进。

在一些范例中，请参照图4B为第二路径的范例图，第二路径也可能是移动模块153旋转预设角度(例如，30、45、60度等)后继续直行。在另一范例中，请参照图4C为第二路径的范例图，第二路径也可能是清洁装置150将充电装置110视为墙面或障碍物，并以沿墙模式的沿墙间隔沿充电装置110本体行进。

接着，在一实施例中，当通过信号传感器151检测到与墙面(或是障碍物)相距预定间隔(例如，15、20公分等)时，处理单元155控制移动模块153旋转第三角度(例如，45度、90度等)，并以预定间隔沿着墙面行进。清洁装置100在行进过程中，处理单元150会通过信号传感器151持续或依据特定周期(例如，每隔0.5秒、1秒等)对外界物体进行检测，并判断面对充电装置110方向以外的其它方向在预定间隔内是否可检测到墙面或物体。例如，信号传感器151检测到与墙面相距18公分时，处理单元155控制移动模块153背向充电装置110旋转90度，并以18公分的预定间隔沿墙面继续行进。在一些范例中，预定间隔可被设定为清洁装置110在处于沿墙模式下所设定的沿墙间隔。

此外，移动模块153是以第三方向(例如，顺时针或逆时针)旋转第三角度。第三方向将基于清洁装置150相对于充电装置110的方向来决定。例 如，若清洁装置150依据第二路径行进至充电装置的左侧，则第三方向为逆时针。另一方面，若清洁装置150依据第二路径行进至充电装置的右侧，则第三方向为顺时针。

为了帮助理解本实施例的应用情境，以下将另举范例说明。需说明的是，以下实施例所应用的环境、参数或设定等仅是用以说明应用范例，但非用以局限本发明实施例。

图5A～图5D是清洁装置的行进范例图。请先参照图5A，充电装置510及清洁装置550可能分别具有图1中充电装置110及清洁装置150中相同或相似的组件及模块。假设充电装置510的左右两侧边加装4颗红外线发射器T1～T4，且设定红外线的发射及接收最短距离为10公分至20公分，而清洁装置150的四个侧边分别设置红外线接收器IR1～IR4。

清洁装置550处于清洁工作模式及沿墙模式下行进，且当位于位置501处检测到红外线发射器T1的红外线时，请接着参照图5B，清洁装置550会逆时针旋转90度，接着继续直行。当清洁装置550移动至位置503处时，红外线接收器IR1检测不到红外线发射器T1的红外线，或是清洁装置550自位置501已行走24.75公分，请继续参照图5C，清洁装置550会顺时针旋转90度，接着继续直行。当清洁装置550移动至位置505处时，红外线接收器IR1检测不到红外线发射器T4的红外线，或是清洁装置550自位置503已行走66公分，请继续参照图5D，清洁装置550前往位置507以逐渐靠近墙面，且接着继续沿墙清扫。

需说明的是，本发明实施例不仅限于图5A～5D中自充电装置510的右侧行进至其左侧的路径，在其它实施例中，清洁装置550也可能从充电装置510的左侧行进至充电装置510的右侧。

图6是清洁装置的行进范例图。请参照图6，充电装置610及清洁装置650可能分别具有图1中充电装置110及清洁装置150中相同或相似的组件及模块。假设充电装置610后方的墙面具有转折。清洁装置650同样可依据如同图5A～5D所述的路径来行进。

综上所述，本发明实施例的清洁控制系统、其控制方法及清洁装置，在清洁装置检测到充电装置所发射的传感信号后，将以第一路径(例如是至少旋转两次的方式)来回避充电装置，以避免与充电装置碰撞。此外，在清洁 装置避开充电装置后，若行进特定距离(例如45、60公分等)或传感信号强度的强度小于强度阀值，则将以第二路径(例如是依据传感信号强度)靠近墙面，以便于继续沿墙清扫。藉此，本发明实施例便能以较低成本的方式执行最佳的回避路径，并有效提升充电装置周围的清扫范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。