专利名称：自动吸尘器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种自动吸尘器及其控制方法，尤其是一种在自动移动的清洁过程中由一障碍物或类似物引起吸尘器行进异常时，能够通过适当地采取措施来平稳地完成清洁操作的吸尘器及其控制方法。
背景技术：
通常，自动吸尘器是一种在无人控制的情况下自动探测待清洁区域、障碍物或类似物的机器，其在自动移动中进行清洁，当电池能量耗尽时自动移动到充电端去充电，并且在完成充电后返回待清洁区域，以完成清洁操作。
传统的自动吸尘器包括一吸入单元，用以吸走地面上的污物；一与驱动马达连接的驱动轮，用以在移动方向上移动该自动吸尘器；多个辅助轮，用以在地面上支撑该吸尘器；一导航传感器，用以确定吸尘器、障碍物及其类似物的位置；以及一控制单元，用以自动地控制吸尘器。这种吸尘器通过以一预定模式移动来完成清洁操作，并且一与该驱动轮连接的编码器(encoder)探测该驱动轮的旋转状态，以由此确定该吸尘器的行进状态。
但是，传统的自动吸尘器存在下述问题。
尽管在清洁或移动中，传统的自动吸尘器由于障碍物或类似物而不能正常行进，但是由于其驱动轮在地面上是滑动旋转的(slidingly rotated)，编码器会辨认该驱动轮的转动是正常的，并且控制单元也会确定该吸尘器运行正常。因此，对于吸尘器的异常行进不可能采取措施，从而不能适当地完成清洁操作。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种自动吸尘器及其控制方法，其能够在吸尘器不能正常行进时，通过准确地感应吸尘器的行进状态并适当地采取措施来平稳地完成清洁操作。
为了达到这些或其它优点及根据本发明的目的，在此进行概括和宽泛地描述，本发明提供的自动吸尘器包括一吸入单元，其安装在一吸尘器本体内用以吸走地面上的污物；一驱动单元，用以移动该吸尘器本体；一轮子，其安装于该吸尘器本体的一底部以与地面接触，并通过该吸尘器本体的移动而旋转；一探测单元，用以探测该轮子是否旋转；以及一控制单元，用以响应来自该探测单元的信号来控制该驱动单元。
为了达到这些或其它优点及根据本发明的目的，在此进行概括和宽泛地描述，本发明提供的自动吸尘器的控制方法包括一第一步骤，即通过自动移动执行清洁操作并吸走地面上的污物；一第二步骤，即通过感应一在地面上支撑该吸尘器并借助该吸尘器的移动来旋转的轮子是否旋转，来探测该吸尘器是否正常行进；以及一第三步骤，即使该吸尘器离开在第二步骤中探测到的该轮子旋转停止的位置。
从下面的结合附图对本发明所进行的详细描述，本发明的前述和其它目的、特征、方案及优点将更为明显。
用于进一步理解本发明的附图包含于说明书中并构成本说明书的一部分，来举例说明本发明的具体实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。其中图1是根据本发明的自动吸尘器的前视图；图2是根据本发明的自动吸尘器的剖视图；图3是根据本发明的自动吸尘器的底部示意图；图4是根据本发明的设于自动吸尘器中的探测单元的局部剖视图；图5是根据本发明的自动吸尘器的工作顺序流程图。
具体实施例方式
现在请参考附图详细描述本发明的优选实施例，实例已显示在附图中。
如图1至图3所示，根据本发明的吸尘器包括一风机马达2，其安装于吸尘器本体1的内部，用以产生吸力；一过滤容器4，其具有一安装在风机马达2附近的过滤器3并过滤由风机马达2吸入的污物；一吸入头6，其设于本体下部并通过一连接管5与过滤容器4连接，借此吸走地板上的污物；一毛刷7，其可旋转地设于吸入头6之中，用于刷取贴在地板上的污物；一排气口52，形成于本体1的一侧，并通过该排气口52将过滤后的空气排出；至少一个导航传感器30，其安装于吸尘器本体的一侧，用以探测吸尘器的位置及障碍物或类似物的位置；一驱动轮8，可旋转地安装在本体1上；一驱动马达51，用以旋转该驱动轮8；至少一个辅助轮9，其安装在吸尘器本体1的底部用以在地面上支撑该吸尘器本体，并借助吸尘器本体1的移动而进行旋转(idling)；一探测单元10，用以感应该辅助轮9是否旋转，并由此感应吸尘器的行进状态；以及控制单元11，用于控制每个元件的运转并通过接收探测单元10的信号来控制该驱动马达。
此外，一充电的和放电的电池21安装于吸尘器本体1的内部。一充电接头单元(terminal unit)23设于本体1的后面并包括有一充电接头22，将该充电接头22连接到安装在房间墙壁24上的电源接头单元25的连接接头26上来给电池21充电。另外，一光发射单元41安装于该电源接头单元25的下部，并且发射光信号以引导吸尘器本体1朝向该电源接头单元25，并且一光接收单元42安装于充电接头单元23的下部，并接收由光发射单元41发射的光信号。
导航传感器30包括一超声波发射单元31，其安装于吸尘器本体1中的前中部并用于发射超声波；以及多个超声波接收单元32，它们分别安装于该超声波发射单元31的上侧和下侧，并用于感应由障碍物或类似物反射的超声波。
如图4所示，该辅助轮9形成为具有圆截面的棒状(in a bar shape)，并且以这样的方式可旋转地安装于吸尘器本体1上，即它的某个部分插入一通过使本体1的底部凹陷而形成的凹部92中，从该辅助轮9两端伸出形成的伸出部分90被分别插入到凹部92的内圆周表面的两侧形成的插入槽94中。因此，该辅助轮9在该吸尘器的运行过程中总是在与地面接触的状态下旋转。在这里，该辅助轮不限于所述的形状或安装方法，而是可以以不同的形式形成和安装。
该探测单元10包括一指示装置103，其被形成为彼此具有光反射率差异或不同光吸收比的多种材料在圆周方向上被连续地铺设于该辅助轮9的外圆周表面上；以及一光学传感器104，其安装于该辅助轮9的一侧，发射光到该指示装置103，然后感应反射光，并且输出一感应信号到该控制单元11。该指示装置103包括在该辅助轮9的外圆周表面上交替铺设的一白色涂层101和一黑色涂层102。
该探测单元10并不限于被安装在上述用以支撑该吸尘器本体的辅助轮9上，而是可以安装在一独立设置的并可借助吸尘器本体1的移动而在地面上滑动旋转的旋转装置上。
由于当吸尘器正常运行时该辅助轮9是转动的，探测单元10的光学传感器104就辨认出由白色涂层101和黑色涂层102交替反射的反射光在变化，然后控制单元11确定该吸尘器行进正常。此外，由于当吸尘器异常行进时驱动轮8在地面上滑动旋转或者辅助轮9不旋转，光学传感器就辨认出由白色涂层101和黑色涂层102反射的反射光并未发生变化。然后，控制单元11对比感应信号和设定值，确定该吸尘器行进异常，并输出一信号以适当采取措施。
当使用者操作根据本发明上述构造的吸尘器时，控制单元11和导航传感器30运转，并且连接到驱动马达51的驱动轮8旋转。然后，吸尘器按照一设定模式在待清洁区域行进，同时风机马达2被驱动。因此，通过吸入头6和连接管5将地面上的污物吸入到过滤器3来执行清洁操作，然后对进来的污物进行过滤。
但是，如果由于在之前的运行中并未辨识出的障碍物引起吸尘器不能正常行进，则探测单元10探测该辅助轮9是否旋转并且由此确定由障碍物阻止吸尘器运行的状态。并且控制单元11接收探测单元10的信号并由此控制驱动马达51，以自动使吸尘器离开具有障碍物的区域。
下面，将参照图5逐步地描述上述自动吸尘器的连续控制过程。在该图中，字母“S”表示步骤。
首先，当使用者开动一吸尘器的开关时，该吸尘器即按照一预定模式在一待清洁区域行进，执行清洁操作(S1)。
当吸尘器在待清洁区域执行清洁操作时，探测单元10感应辅助轮9是否旋转。就是说，探测单元10的光学传感器104感应由指示装置103反射的光的数量变化(S2)。
在这个时候，如果输入到光学传感器104的光反射率差异有变化，这就意味着吸尘器本体1正在行进。因此继续进行清洁操作(S4)。
另一方面，如果输入到光学传感器104的光反射率差异没有变化，这就意味着障碍物阻止了吸尘器的行进。因此执行将吸尘器从当前位置脱离的操作。这就是说，通过使与驱动马达51连接的驱动轮8反向旋转持续指定的时间，来试图使吸尘器从由于障碍物而不能移动的地方脱离出来(S3)。
在吸尘器执行完脱离操作之后，探测单元10感应辅助轮9是否旋转，此时，如果光学感应器感应到光反射率差异有变化，就再执行吸尘操作。但是，如果光学感应器未感应到光反射率差异有变化，就再执行吸尘器的脱离操作。在此，只要是执行吸尘器的脱离操作，就对操作的数目进行计数(S5)。并且，将该计数值与一设定值(A)进行比较(S6)。在此，当吸尘器的脱离操作的数目不等于设定值(A)时，则执行该吸尘器的脱离操作，而当该数目等于设定值(A)，则中断吸尘器的运转(S7)。这就是说，当即使使吸尘器的脱离那个区域的操作执行了多次，吸尘器也不能从由于障碍物而使该吸尘器不能继续行进的区域脱离时，则中断该吸尘器的运转，由此避免不必要的电能消耗以及元件的过度运行。
另一方面，在该吸尘器没有中断行进的情况下执行清洁操作之后，控制单元11确定吸尘器的清洁操作是否已经完成(S8)。如果清洁操作尚未完成，则再执行清洁操作。如果完成了该清洁操作，则吸尘器返回到电源接头单元25，并且对电池21进行充电(S9)。
尽管出现由于在先前的行进中未辨识出的障碍物引起该自动吸尘器被异常停止时，所描述的根据本发明的自动吸尘器也可以平稳地和连续地执行吸尘操作。
上述发明可以以多种形式实施而不脱离其精神或必要特征，还可以理解的是，上述实施例并非只限于前面说明书的内容，除非另有限定，在所附权利要求书中限定的精神和范围内可被广泛地解释，因此所有落入权利要求书的边界和范围内的或与这种边界和范围同等的变化和修改均应确定被所附权利要求书包含。
权利要求
1.一种自动吸尘器，包括一吸入单元，其安装在一吸尘器本体内，用以吸走地面上的污物；一驱动单元，用以移动该吸尘器本体；一轮子，其安装于该吸尘器本体的一底部以与地面接触，并借助该吸尘器本体的移动而旋转；一探测单元，用以探测该轮子是否旋转；以及一控制单元，用以响应来自该探测单元的信号来控制该驱动单元。
2.如权利要求1所述的自动吸尘器，其中该探测单元包括一指示装置，其形成于该轮子上，其中当该轮子旋转时，该指示装置的状态发生变化；以及一探测装置，其安装于该轮子附近，用以探测该指示装置的状态。
3.如权利要求2所述的自动吸尘器，其中该指示装置包括多个涂层，所述涂层被制成具有互不相同的光吸收比的多种材料在圆周方向上被交替地铺设于该轮子的外圆周表面上；并且该探测装置包括一光学传感器，用以发射光到该涂层，并用以感应从该涂层反射的光的反射率变化。
4.如权利要求1所述的自动吸尘器，其中当该探测单元探测到该轮子的旋转停止时，该控制单元输出一控制该驱动单元的信号，以使该吸尘器本体朝着与正常行进方向相反的方向移动。
5.一种自动吸尘器，包括一吸入单元，其设于一吸尘器本体上，用以吸走地面上的污物；一驱动轮，其安装于该吸尘器本体上，并借助该驱动马达而旋转以移动该吸尘器本体；至少一个辅助轮，其安装于该吸尘器本体的一底部，用以在与地面接触的状态下将该吸尘器本体支撑于地面上，并借助该吸尘器本体的移动而旋转；以及一探测单元，其安装在该辅助轮附近，并用以探测该辅助轮是否旋转。
6.如权利要求5所述的自动吸尘器，其中该探测单元包括一指示装置，其被形成为具有互不相同的光吸收比的多种材料在圆周方向上被交替地铺设于该辅助轮的外圆周表面上；以及一光学传感器，其安装在该辅助轮附近，用以发射光到该指示装置，并用以感应从该指示装置反射的光的反射率变化。
7.如权利要求5所述的自动吸尘器，其中该辅助轮是以这样的方式可转动地安装于该吸尘器本体上，即该辅助轮的一部分被插入到在该吸尘器本体的一底部中形成的一凹部内，并且从该辅助轮两端伸出的伸出部分被插入到在该凹部的一内圆周表面的两侧形成的插入槽中。
8.一种自动吸尘器的控制方法，包括一第一步骤，即通过自动移动执行清洁操作并吸走地面上的污物；一第二步骤，即通过感应一在地面上支撑该吸尘器并借助该吸尘器的移动来旋转的轮子是否旋转，来探测该吸尘器是否行进正常；以及一第三步骤，即将该吸尘器从在第二步骤中探测到该轮子停止旋转的位置脱离。
9.如权利要求8所述的方法，其中在该第三步骤之后，还包括一步骤，即当在所执行的该第二步骤中探测到该轮子转动时，则通过自动移动和吸走地面上的污物继续进行清洁操作。
10.如权利要求8所述的方法，其中还包括一步骤，即当在重复执行该第二步骤和第三步骤超过预定次数之后探测到该轮子停止转动时，中断该吸尘器的运转。
11.如权利要求8所述的方法，其中该第二步骤是通过发射光到该轮子上并由一光学传感器感应从该轮子反射的光的变化来执行的。
12.如权利要求8所述的方法，其中该第三步骤是通过使一用于移动该吸尘器的驱动马达反向旋转来执行的，以使该吸尘器朝着与该吸尘器的正常行进方向相反的方向移动。
全文摘要
一种自动吸尘器，包括一吸入单元，其安装在一吸尘器本体内，用以吸走地面上的污物；一驱动单元，用以移动该吸尘器本体；一轮子，其安装于该吸尘器本体的一底部以与地面接触，并借助该吸尘器本体的移动而旋转；一探测单元，用以探测该轮子是否旋转；以及一控制单元，用以响应来自该探测单元的信号来控制该驱动单元。因此，尽管出现由在先前的运行中未辨识出的一障碍物而引起的该自动吸尘器被异常停止的情况，该自动吸尘器也可以平稳和连续地执行清洁操作。
文档编号A47L9/00GK1636497SQ20041004594
公开日2005年7月13日 申请日期2004年5月25日 优先权日2003年12月22日
发明者田炯臣, 任亨彬 申请人:Lg电子株式会社