清扫机器人及清扫系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种清扫机器人及清扫系统，该清扫机器人包括一第一感测单元、一信号产生单元、一控制单元、多个滚轮以及一第二感测单元。第一感测单元根据一外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线。第二感测单元根据一外部环境，产生一第二感测信号。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，信号产生单元令传输线的状态符合预设状态。因此，控制单元产生一移动信号。滚轮根据移动信号而转动。当第一感测单元侦测到外部无线信号时，传输线的状态不符合一预设状态。因此，控制单元根据第二感测信号，调整移动信号。
【专利说明】清扫机器人及清扫系统
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种机器人，且特别是有关于一种用以进行清扫工作的清扫机器人。
【背景技术】
[0002]清洁地板是一种相当费力的工作。为了改善清洁地板所花费的时间，发展出许多清洁装置，如扫把、抹布…等。然而，使用者仍需手持清洁装置，方能进行清洁动作，因此，现有的清洁装置并未降低使用者的不便。
[0003]随着科技的进步，电子产品的种类愈来愈多，其中机器人(robot)就是其中一种。以清洁机器人为例，其可自动进行清洁动作，而不需使用者操作，因此逐渐取代现有的清洁装置。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种清扫机器人，包括一第一感测单元、一信号产生单元、一控制单元、多个滚轮以及一第二感测单元。第一感测单元根据一外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线。当第一感测单元侦测到外部无线信号时，传输线的状态不符合一预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，传输线的状态符合预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，信号产生单元令传输线的状态符合预设状态。当传输线的状态符合预设状态时，控制单元产生一移动信号。滚轮根据移动信号而转动。第二感测单元根据一外部环境，产生一第二感测信号。当传输线的状态不符合预设状态时，控制单元根据第二感测信号，调整移动信号。
[0005]本发明另提供一种清扫系统，包括一无线发射器以及一清扫机器人。无线发射器用以产生一外部无线信号。清扫机器人包括，一第一感测单元、一信号产生单元、一控制单元、多个滚轮以及一第二感测单元。第一感测单元根据外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线。当第一感测单元侦测到外部无线信号时，传输线的状态不符合一预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，传输线的状态符合预设状态。当第一感测单元未侦测到外部无线信号时，信号产生单元令传输线的状态符合预设状态。当传输线的状态符合预设状态时，控制单元产生一移动信号。滚轮根据移动信号而转动。第二感测单元根据一外部环境，产生一第二感测信号。当传输线的状态不符合预设状态时，控制单元根据第二感测信号，调整移动信号。
[0006]为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明的清扫机器人的一可能实施例。
[0008]图2为本发明的清扫系统的示意图。[0009]图3为本发明的清扫机器人的另一可能实施例。
[0010]其中，附图标记说明如下:
[0011]100、300:清扫机器人；
[0012]101:外部无线信号；
[0013]102:参考信号；
[0014]111、115:感测单元；
[0015]112、310:信号产生单元；
[0016]113:控制单元；
[0017]114:滚轮；
[0018]116:外壳；
[0019]121:发射器；
[0020]122、312:转换器；
[0021]131:传输线；
[0022]200:清扫系统；
[0023]210:无线发射器；
[0024]311:信号产生器；
[0025]S。S2:感测信号
[0026]Smv:移动信号；
[0027]RG1-RG3:区域。
【具体实施方式】
[0028]图1为本发明的清扫机器人的一可能实施例。如图所示，清扫机器人100包括感测单元111、115、一信号产生单元112、一控制单元113以及多个滚轮114。感测单元111根据一外部无线信号101，产生一感测信号SI予一传输线131。本发明并不限定感测单元111的种类。在一可能实施例中，感测单元111的种类系取决于外部无线信号101的种类。在本实施例中，感测单元111为一光感测器(photo sensor)。在另一可能实施例中，感测单元111为一全向性(omn1-directional)感测器。在其它实施例中，感测单元111为一具有信号转换功能的感测器，如将光信号转换成电信号的感测器、将声信号转换成电信号的感测器、或是将磁信号、压力信号、热信号、温度信号转换成电信号的感测器。
[0029]信号产生单兀112包括一发射器121以及一转换器122。发射器121发射一参考信号102。本发明并不限定参考信号102的种类。在本实施例中，参考信号102的种类与外部无线信号相同，如均为一不可见光，如红外线。在其它实施例中，参考信号102为一可见光或是一声音信号或是其它种类的信号，如磁信号、压力信号、热信号或是温度信号。
[0030]转换器122转换感测信号S1，并将转换后的结果通过传输线131提供予控制单元113。在一可能实施例中,转换器122为一光电转换器。在另一可能实施例中,若控制单兀113能够处理感测信号SI时，则可省略转换器122。在其它实施例中，转换器122可整合于控制单元113之中。
[0031]由于发射器121持续发射一固定的参考信号102予感测单元111，因此，在感测单元111未侦测到外部无线信号101时，感测单元111根据参考信号102，产生感测信号Si。此时，感测信号S1的状态应可符合一第一预设状态。在一可能实施例中，感测信号S1的电平状态或是频率状态符合一第一预设状态。
[0032]经过转换器122后，传输线131的状态应符合一第二预设状态。举例而言，传输线131的电平状态或频率状态为一第二预设状态。控制单元113根据传输线131的状态，产生一移动信号S-。在其它实施例中，若省略转换器122时，则控制单元113根据感测信号SI的状态，产生一移动信号Suv。
[0033]接着，当感测单元111侦测到外部无线信号101时，外部无线信号101将影响感测信号Si。此时，感测信号S1的状态将不符合第一预设状态，并且传输线131的状态也不符合第二预设状态。此时，控制单元113根据感测单元115所产生的感测信号S2，调整移动信
可S.。
[0034]滚轮114根据移动信号Smv而转动。在一可能实施例中，当传输线131的状态符合第二预设状态时，滚轮114依原本的预设行进路径(如随机、顺时针旋转、逆时针旋转或是沿墙行走)而转动。当传输线131的状态不符合第二预设状态时，表示已发现外部无线信号101。因此，控制单元113根据感测信号S2，控制滚轮114的转动方向。在一可能实施例中，滚轮114根据移动信号Smv,远离或接近外部无线信号101。在另一能实施例中，滚轮114沿着外部无线信号101而转动。
[0035]感测单元115根据清扫机器人100所在的外部环境或是清扫机器人100的内部状态，产生感测信号S2。本发明并不限定感测单元115的种类。在本实施例中，感测单元115具有多个感测器。在此例中，控制单元113根据该等感测器的优先权顺序(priority),产生
移动信号Smv。
[0036]在一可能实施例中，感测单兀115包括一声音感测器、一温度感测器、一振动感测器、一碰撞感测器、一超音波感测器、一红外线感测器及一可见光感测器的至少一者，用以感测清扫机器人100所在的外部环境的状态。在另一可能实施例中，感测单元115还包括一气压感测器、一压力感测器、一转速感测器、一电压感测器以及一空气流量感测器的至少一者，用以感测清扫机器人100的内部状态。
[0037]举例而言，当清扫机器人100的一充电电池(未显不)的电量小于一预设值时，感测单元115通知控制单元113，用以禁能信号产生单元112。因此，信号产生单元112停止令传输线131的状态符合预设状态。此时，控制单元113根据感测信号SI，调整移动信号Smv,用以寻找充电座(Docking station)所发射的无线信号。
[0038]在一可能实施例中，当传输线131的状态符合第二预设状态时，也就是说感测单元111尚未侦测到外部无线信号101时，控制单元113先根据一预设行进路径，产生移动信号Smv，用以使滚轮114依预设方向移动，然后再根据感测信号S2，调整移动信号Sm^
[0039]本发明并不限定控制单元113的内部电路架构。在一可能实施例中，控制单元113由多个硬件电路元件所构成，如控制器、微处理器、逻辑电路。
[0040]图2为本发明的清扫系统的示意图。如图所示,清扫系统200包括一清扫机器人100以及一无线发射器210。清扫机器人100根据无线发射器210所发出的一外部无线信号101而动作。本发明并不限定外部无线信号101的种类。在一可能实施例中，外部无线信号101为一光信号(可见光或不可见光)、一电信号或是一声音信号。
[0041]在本实施例中，当感测单元111发现外部无线信号101时，清扫机器人100的行走路径将由感测单元115的感测结果所决定。在一可能实施例中，滚轮114将沿着外部无线信号101而滚动，用以远离或接近无线发射器210。在另一可能实施例中，清扫机器人100并不会穿越外部无线信号101。换句话说，清扫机器人100只会在区域RG1内进行清扫，而不会进入区域RG2。
[0042]另外，本发明并不限定感测单元111及115的位置。在本实施例中，清扫机器人100具有一外壳116。外壳116的上表面及侧面各具有一开口，用以露出感测单兀111及115。本发明也不限定信号产生单元112的设置位置。在本实施例中，信号产生单元112设置于外壳116的内部。在其它实施例中,夕卜壳116的上方还具有一开口(未显不)，用以露出信号产生单元112的发射器121。在此例中，发射器121接近感测单元111。
[0043]请参考图1，现有的清扫机器人在侦测到外部无线信号101时，会先对外部无线信号101进行解码，再根据解码后的结果，决定行进路径。然而，区域RG3里的外部无线信号101的强度最弱，并且光线涵括的范围最小。因此，当现有的清扫机器人经过区域RG3时，由于清扫机器人无法接收到足够的资讯，因此无法即时对外部无线信号101进行解码。由于现有清扫机器人无法发现外部无线信号101，因此，现有清扫机器人将穿越区域RG3，进入区域 RG2。
[0044]在本实施例中，当未侦测到外部无线信号101时，感测单元111将根据参考信号102产生感测信号Sp然而，在侦测到外部无线信号101时，感测信号SI将受到外部无线信号101的干扰，因此，传输线131的状态不符合第二预设状态。此时，控制单元113根据传输线131的状态，便可得知外部无线信号101的存在，因而调整移动信号Smv,以避免穿越外部无线信号101。
[0045]在一可能实施例中，当发现外部无线信号101时，控制单元113控制滚轮114的转动方向，直到感测单元111不再侦测到外部无线信号101。在另一可能实施例中，当发现外部无线信号101时，清扫机器人100稍微穿越外部无线信号101，然后再回头，或是在发现外部无线信号101时，便立刻回头。
[0046]举例而言，假设外部无线信号101为一短暂光线。当清扫机器人100从区域RG1发现外部无线信号101时，清扫机器人100会先穿越外部无线信号101，进入区域RG2，然后再回到区域RG1，再次寻找外部无线信号101。由于外部无线信号101为一短暂光线，因此，当清扫机器人100由区域RG2回到区域RG1时，将无法再次发现外部无线信号101。因此，清扫机器人100再从区域RG1回到区域RG2进行清扫。
[0047]另外，当外部无线信号101与另一无线信号(未显示)部分重叠时，现有清扫机器人无法对重叠区里的无线信号进行解码，因而无法立即做出相对应的动作，如闪避。然而，在本实施例中，当清扫机器人100进入重叠区时，传输线131的状态将会受到重叠区里的无线信号干扰，而无法保持在一预设状态。因此，控制单元113便可得知清扫机器人100已接近外部无线信号，因而根据感测单元115的感测信号S2，调整移动信号Sw。
[0048]图3为本发明的清扫机器人的另一实施例。图3相似图1，不同之处在于图3的信号产生单元310。在本实施例中，信号产生单元310具有一信号产生器311以及一转换器312。
[0049]转换器312转换感测信号SI，并将转换后的结果通过传输线321提供予控制单元113。信号产生器311产生一电信号SE，并将电信号SE传送至传输线321。本发明并不限定信号产生器311的种类。在一可能实施例中，信号产生器311产生一固定电压电平或是一固定频率予传输线321。
[0050]当感测单元111未侦测到外部无线信号101时，感测单元111的输出端的状态将符合一第一预设状态，经转换器312处理后，转换器312的输出端的状态将可符合一第二预设状态。此时，控制单元113令滚轮114依原本预设方向转动。然而，当感测单元111侦测到外部无线信号101时，传输线321的状态将不符合预设状态。因此，控制单元113根据感测单元115的感测信号S2，控制滚轮114的转动方向。
[0051]在其它实施例中，信号产生器311产生其它种类的信号，并直接提供予感测单元111的输出端。当感测单元111未侦测到外部无线信号101时，感测单元111的输出端的状态将符合一第一预设状态，经转换器312处理后,转换器312的输出端的状态将可符合一第二预设状态。在此例中，转换器312可省略，或整合于感测单元111或控制单元113之中。若省略转换器312，则感测单元111的输出直接提供予控制单元113。
[0052]当感测单元111侦测到外部无线信号101时，感测单元111的输出端的状态将不符合第一预设状态，经转换器312处理后，转换器312的输出端的状态也不符合第二预设状态。此时，因此，控制单元113根据感测单元115的感测信号S2，控制滚轮114的转动方向。
[0053]除非另作定义，在此所有词汇(包含技术与科学词汇)均属本发明所属【技术领域】中具有通常知识者的一般理解。此外，除非明白表示，词汇于一般字典中的定义应解释为与其相关【技术领域】的文章中意义一致，而不应解释为理想状态或过分正式的语态。
[0054]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
【权利要求】
1.一种清扫机器人，包括: 一第一感测单元，根据一外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线，其中当该第一感测单元侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态不符合一预设状态，当该第一感测单元未侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态符合该预设状态； 一信号产生单元，当该第一感测单元未侦测到该外部无线信号时，令该传输线的状态符合该预设状态； 一控制单元，当该传输线的状态符合该预设状态时，产生一移动信号； 多个滚轮，根据该移动信号而转动；以及 一第二感测单元，根据一外部环境，产生一第二感测信号，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，该控制单元根据该第二感测信号，调整该移动信号。
2.如权利要求1所述的清扫机器人，其中当该传输线的状态符合该预设状态时，该控制单元根据该第二感测信号，调整该移动信号。
3.如权利要求1所述的清扫机器人，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据该移动信号，远离该外部无线信号。
4.如权利要求1所述的清扫机器人，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据 该移动信号，接近该外部无线信号。
5.如权利要求4所述的清扫机器人，其中所述多个滚轮沿该外部无线信号转动。
6.如权利要求1所述的清扫机器人，还包括: 一充电电池，具有一电量，其中当该电量小于一预设值时，该信号产生单元停止令该传输线的状态符合该预设状态，并且该控制单元根据该第一感测信号，调整该移动信号。
7.如权利要求1所述的清扫机器人，还包括: 一外壳，具有一第一开口，用以露出该第一感测单兀。
8.如权利要求7所述的清扫机器人，其中该第一感测单元为一全向性感测器。
9.如权利要求7所述的清扫机器人，其中该外壳还具有一第二开口，用以露出该信号产生单元，该信号产生单元为一发光元件。
10.如权利要求7所述的清扫机器人，其中该信号产生单元设置于该外壳的内部。
11.一种清扫系统，包括: 一无线发射器，用以产生一外部无线信号；以及 一清扫机器人，包括: 一第一感测单元，根据该外部无线信号，产生一第一感测信号予一传输线，其中当该第一感测单元侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态不符合一预设状态，当该第一感测单元未侦测到该外部无线信号时，该传输线的状态符合该预设状态； 一信号产生单元，当该第一感测单元未侦测到该外部无线信号时，令该传输线的状态符合该预设状态； 一控制单元，当该传输线的状态符合该预设状态时，产生一移动信号； 多个滚轮，根据该移动信号而转动；以及 一第二感测单元，根据一外部环境，产生一第二感测信号，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，该控制单元根据该第二感测信号，调整该移动信号。
12.如权利要求11所述的清扫系统，其中当该传输线的状态符合该预设状态时，该控制单元根据该第二感测信号，调整该移动信号。
13.如权利要求11所述的清扫系统，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据该移动信号，远离该外部无线信号。
14.如权利要求11所述的清扫系统，其中当该传输线的状态不符合该预设状态时，所述多个滚轮根据该移动信号，接近该外部无线信号。
15.如权利要求14所述的清扫系统，其中所述多个滚轮沿该外部无线信号转动。
16.如权利要求11所述的清扫系统，其中该清扫机器人还包括: 一充电电池，具有一电量，其中当该电量小于一预设值时，该信号产生单元停止令该传输线的状态符合该预设状态，并且该控制单元根据该第一感测信号，调整该移动信号。
17.如权利要求11所述的清扫系统，其中该清扫机器人还包括: 一外壳，具有一第一开口，用以露出该第一感测单兀。
18.如权利要求17所述的 清扫系统，其中该第一感测单元为一全向性感测器。
19.如权利要求17所述的清扫系统，其中该外壳还具有一第二开口，用以露出该信号产生单元，该信号产生单元为一发光元件。
20.如权利要求17所述的清扫系统，其中该信号产生单元设置于该外壳的内部。
【文档编号】A47L11/24GK103908196SQ201310006724
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月5日 优先权日:2013年1月5日
【发明者】林义峰, 陈宏州, 洪士哲 申请人:恩斯迈电子(深圳)有限公司