自主覆盖机器人的制作方法
【专利说明】自主覆盖机器人
[0001 ] 分案信息
[0002]本申请是申请日为2013年8月29日、名称为“自主覆盖机器人”的第201380025551.7号发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0003]本发明涉及自主覆盖机器人。
【背景技术】
[0004]长期以来一直使用湿拖把或海绵来手动地进行家居表面的湿式清洁。将拖把或海绵浸泡到填充有清洁流体的容器中以允许拖把或海绵吸收一定量的清洁流体。接着使拖把或海绵在表面上移动以将清洁流体施涂到表面上。清洁流体与表面上的污染物相互作用且可将污染物溶解或以其它方式乳化到清洁流体中。因此，清洁流体被变换成包含清洁流体及悬浮地保持于清洁流体内的污染物的废液。此后，使用海绵或拖把来从表面吸收废液。尽管清洁水在某种程度上有效地用作施涂到家居表面的清洁流体，但清洁通常是用为清洁水与肥皂或清洁剂的混合物的清洁流体进行的，所述肥皂或清洁剂与污染物反应以将污染物乳化到水中。
[0005]海绵或拖把可用作用于擦洗地板表面且尤其是在其中从家居表面移除污染物特别困难的区域中进行擦洗的擦洗元件。擦洗行动用于搅动清洁流体以与污染物混合以及施加摩擦力以使污染物从地板表面松动。搅动增强清洁流体的溶解及乳化行动，且摩擦力有助于打破表面与污染物之间的结合。
[0006]在清洁地板表面的区域之后，从拖把或海绵冲洗掉废液。这通常是通过将拖把或海绵浸泡回到填充有清洁流体的容器中来进行。冲洗步骤使废液污染清洁流体，且每当冲洗拖把或海绵时，清洁流体就更多地被污染。因此，清洁流体的有效性随着清洁更多的地板表面区域而劣化。
[0007]—些手动地板清洁装置具有手柄，所述手柄具有支撑于所述手柄上的清洁流体供应容器及在所述手柄的一端处的擦洗海绵。这些装置包含支撑于所述手柄上以用于将清洁流体喷涂到地板上的清洁流体施配喷嘴。这些装置还包含用于从擦洗海绵绞出废液并使其进入到废物容器中的机械装置。
[0008]清洁地板的手动方法可为劳动密集型且费时的。因此，在例如医院、大型零售商店、自助餐厅等许多大型建筑物中，每天或每晚对地板进行湿式清洁。已开发出能够对地板进行湿式清洁的工业地板清洁“机器人”。为了实施在大型工业区域中所需的湿式清洁技术，这些机器人通常为大的、昂贵且复杂的。这些机器人具有提供原动力以使湿式清洁装置沿着清洁路径自主移动的驱动组合件。然而，由于这些工业大小的湿式清洁装置重达数百镑，因此这些装置通常需由操作者照看。举例来说，操作者可关断装置，且因此，避免可在传感器故障或未预料到的控制可变因素的情况下出现的显著损坏。作为另一实例，操作者可辅助使湿式清洁装置移动以在物理上躲避受局限区域或障碍物或在其当中导航通过。
【发明内容】
[0009]本发明的一个方面提供一种移动机器人，其包含:机器人主体，其具有前向驱动方向；驱动系统，其将所述机器人主体支撑于地板表面上面以操纵所述机器人跨越所述地板表面；以及主电路板，其与所述驱动系统通信。所述机器人还包含缓冲器框架，其由所述机器人主体支撑且界定与所述机器人主体的前外围互补的形状。安置于所述缓冲器框架上的障碍物传感器系统包含由所述缓冲器框架支撑的多路复用辅助电路板。所述辅助电路板包含计算处理器及存储器。所述计算处理器能够执行存储于所述存储器上的指令。所述障碍物传感器系统包含沿着所述缓冲器框架分布的接近度传感器阵列。每一接近度传感器具有收集于至少一个导线收集器中的至少两个导线，所述至少一个导线收集器连接到所述辅助电路板。所述障碍物传感器系统还包含串行通信线，其将所述辅助电路板连接到所述主电路板，所述通信线具有少于一半的将所述接近度传感器阵列连接到所述辅助电路板的所述导线的数目。
[0010]本发明的实施方案可包含以下特征中的一或多者。在一些实施方案中，至少一个接近度传感器包含一对会聚式红外线发射器-传感器元件、声纳传感器、超声传感器、三维体积点云成像装置或接触传感器。在一些实例中，每一接近度传感器包含具有发射场的红外线发射器及具有检测场的红外线检测器。所述红外线发射器及所述红外线检测器经布置使得所述发射场与所述检测场重叠。
[0011]在一些实施方案中，所述接近度传感器阵列包含沿着所述缓冲器框架的前向周界均匀安置的墙壁接近度传感器阵列。每一墙壁接近度传感器实质上平行于所述地板表面指向外。
[0012]所述障碍物传感器系统可包含沿着所述缓冲器框架分布且安置于所述驱动系统的轮的前向的陡壁接近度传感器阵列。每一陡壁接近度传感器向下指向所述地板表面处以检测所述地板表面的下落边缘。此外，每一陡壁接近度传感器具有收集于至少一个导线收集器中的至少两个导线，所述至少一个导线收集器连接到所述辅助电路板。
[0013]在一些实施方案中，所述障碍物传感器系统包含安置于所述缓冲器框架上且具有在45度与270度之间的水平视场的至少一个光学局限传感器。所述光学局限传感器具有收集于至少一个导线收集器中的至少两个导线，所述至少一个导线收集器连接到所述辅助电路板。
[0014]所述接近度传感器阵列可包含至少四个离散接近度传感器的阵列。在一些实例中，所述接近度传感器阵列包含具有第一传感器类型的三个或三个以上接近度传感器的第一传感器阵列及具有不同于所述第一传感器类型的第二传感器类型的三个或三个以上传感器的第二传感器阵列。在一些实例中，尽管将传感器阵列描述为接近度传感器阵列，但第一传感器类型及不同于第一传感器类型的第二传感器类型可为本文中所描述的除接近度传感器之外的任何多种传感器。所述第一传感器阵列可相对于所述地板表面垂直安置于所述缓冲器框架上的所述第二传感器阵列上面。所述传感器阵列中的一者可包含沿着所述缓冲器框架的前向周界均匀安置的墙壁接近度传感器阵列。每一墙壁接近度传感器实质上平行于所述地板表面指向外。所述另一传感器阵列可包含沿着所述缓冲器框架分布且安置于所述驱动系统的轮的前向的陡壁接近度传感器阵列。每一陡壁接近度传感器向下指向所述地板表面处以检测所述地板表面的下落边缘。此外，每一陡壁接近度传感器具有收集于至少一个导线收集器中的至少两个导线，所述至少一个导线收集器连接到所述辅助电路板。
[0015]在一些实施方案中，所述辅助电路板从所述接近度传感器阵列接收传感器信号，对所述所接收传感器信号执行传感器数据处理，及将所述经处理传感器信号封装到可由所述主电路板辨识的数据包中。所述传感器数据处理可包含模/数转换、信号滤波或信号调节中的至少一者。
[0016]在一些实例中，所述缓冲器主体装纳且密封所述缓冲器框架及所述障碍物传感器系统以防流体渗入。所述缓冲器主体可界定经定大小以接纳所述串行通信线的孔口，且所述孔口可界定小于一平方厘米的面积。在一些实例中，所述孔口界定小于所述缓冲器主体的表面积的百分之一的面积。所述串行通信线具有与所述孔口的经密封装配。
[0017]本发明的另一方面提供一种移动机器人。所述移动机器人包含沿着缓冲器框架分布的接近度传感器阵列，且每一接近度传感器包含具有发射场的红外线发射器及具有检测场的红外线检测器。每一接近度传感器具有在红外线发射器与红外线检测器之间界定的传感器长度。所述阵列中的每一接近度传感器对应于沿着所述移动机器人的所述前外围的预定接近度传感器位置且所述阵列中的所述接近度传感器中的至少一些接近度传感器沿着所述移动机器人的所述前外围彼此重叠。
[0018]在一些实例中，所述阵列中的个别传感器长度的累加总和大于所述阵列的沿着所述机器人的所述前外围所取的长度。
[0019]在一些实例中，每一接近度传感器具有收集于至少一个导线收集器中的至少两个导线，所述至少一个导线收集器连接到辅助电路板。串行通信线将所述辅助电路板连接到所述主电路板，所述通信线具有少于一半的将所述接近度传感器阵列连接到所述辅助电路板的所述导线的数目。所述缓冲器还包含装纳所述缓冲器框架及所述障碍物传感器系统的缓冲器主体壳体。所述缓冲器主体界定经定大小以接纳所述串行通信线的孔口。
[0020]在一些实施方案中，所述缓冲器主体密封所述缓冲器框架及所述障碍物传感器系统以防流体渗入。所述串行通信线具有与所述孔口的经密封装配。
[0021]至少一个接近度传感器可包含一对会聚式红外线发射器-传感器元件、声纳传感器、超声传感器、三维体积点云成像装置或接触传感器。在具有红外线发射器及红外线检测器的一些实例中，所述红外线发射器及所述红外线检测器经布置使得所述发射场与所述检测场重叠。
[0022]在一些实施方案中，所述接近度传感器阵列包含沿着所述缓冲器框架的前向周界均匀安置的墙壁接近度传感器阵列。每一墙壁接近度传感器实质上平行于所述地板表面指向外。
[0023]所述障碍物传感器系统可包含沿着所述缓冲器框架分布且安置于所述驱动系统的轮的前向的陡壁接近度传感器阵列。每一陡壁接近度传感器向下指向所述地板表面处以检测所述地板表面的下落边缘。此外，每一陡壁接近度传感器具有收集于至少一个导线收集器中的至少两个导线，所述至少一个导线收集器连接到所述辅助电路板。
[0024]在一些实施方案中，所述障碍物传感器系统包含安置于所述缓冲器框架上且具有在45度与270度之间的水平视场的至少一个光学局限传感器。所述光学局限传感器具有收集于至少一个导线收集器中的至少两个导线，所述至少一个导线收集器连接到所述辅助电路板。
[0025]所述接近度传感器阵列可包含至少四个离散接近度传感器的阵列。在一些实例中，所述接近度传感器阵列包含具有第一传感器类型的三个或三个以上接近度传感器的第一传感器阵列及具有不同于所述第一传感器类型的第二传感器类型的三个或三个以上传感器的第二传感器阵列。所述第一及第二传感器阵列类型可为本文中所论述的传感器类型中的至少任一者。所述第一传感器阵列可相对于所述地板表面垂直安置于所述缓冲器框架上的所述第二传感器阵列上面。所述传感器阵列中的一者可包含沿着所述缓冲器框架的前向周界均匀安置的墙壁接近度传感器阵列。每一墙壁接近度传感器实质上平行于所述地板表面指向外。所述另一传感器阵列可包含沿着所述缓冲器框架分布且安置于所述驱动系统的轮的前向的陡壁接近度传感器阵列。每一陡壁接近度传感器向下指向所述地板表面处以检测所述地板表面的下落边缘。此外，