专利名称：扫地机器人与充电系统的制作方法
技术领域：
本发明为一种扫地机器人，特别是一种可自动进入充电站的扫地机器人。
背景技术：
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。在许多可移动的机器人装置中，为了达到自动移动的功能，机器人通常会具有一驱动装置、一检测器以及一移动控制器。举例而言，清扫机器人就是一种清扫装置，不需使用者操作，便可自动移动，并吸取地板上的灰尘。
发明内容
本发明的一实施例为一种扫地机器人，包括一光检测器与一控制器。光检测器，用以检测一光线，且该光线的强度必须大于一临界值才可被光检测器检测到。一控制器，耦接该光检测器，并根据光检测器的检测结果控制扫地机器人。当控制器判断该光线为一充电站发出时，该控制器控制该扫地机器人沿着该光线的一第一边界往该充电站移动，其中该第一边界垂直于该充电站。当该扫地机器人与该充电站的一距离小于一预定值时，该控制器停止该扫地机器人移动，并控制该扫地机器人原地旋转一预定角度后，以后退方式进入该充电站。本发明的另一实施例为一种充电系统。该充电系统包括一充电站与一扫地机器人。该充电站发射一第一光线以引导该扫地机器人进入充电站。该第一光线具有一第一边界与一第二边界，且该第一边界垂直于该充电站。该扫地机器人包括一光检测器以及一控制器。该控制器，耦接该光检测并接收该光检测器的一检测结果，其中当该光检测器检测到该第一光线时，该控制器控制该 扫地机器人沿着该第一边界往该充电站移动。
图1为根据本发明的一扫地机器人与一虚拟墙的一实施例的示意图。图2为根据本发明的一扫地机器人与一充电站的一实施例的不意图。图3a为根据本发明的一充电站的红外线发射器的一实施例的示意图。图3b为根据本发明的一充电站的红外线发射器的另一实施例的示意图。图4为根据本发明的一扫地机器人的一实施例的示意图。图5为根据本发明的一扫地机器人的一充电方法的一实施例的流程图。图6为根据本发明的一扫地机器人的另一实施例的不意图。图7为根据本发明的一扫地机器人的一充电方法的另一实施例的流程图。图8为根据本发明的一扫地机器人的充电方法的另一实施例的示意图。图9为根据本发明的一扫地机器人的充电方法的另一实施例的示意图。[主要元件标号说明]11、22、41、61、82、92 扫地机器人；12 虚拟墙；
13、23、42、62 非全向式光检测器；14、24 肋；15 光线;21、31、33、81、91 充电站；32,34 红外线发射器；bl 第一边界；b2 第二边界；35 平行导光板；43 指向性光检测器；44 屏蔽；45 无线信号发射器；46、66 充电连接端口 ；63a 第一光检测器63b 第二光检测器；
64 第一超音波检测器；65a 第二超音波检测器；65b 第三超音波检测器；83、93 光检测器；T1、T2、T3、T4、T5、T6 时间点。
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。图1为根据本发明的一扫地机器人与一虚拟墙的一实施例的示意图。虚拟墙12会发出一光线15用以标示扫地机器人11不能进入的一限制区域。扫地机器人11包括具有一肋(rib) 14的一非全向式光检测器13。该肋14会覆盖在非全向式光检测器13的表面，并形成一不透光区域，该不透光区域会让非全向式光检测器13有一预定角度是无法接收到光线，该预定角度的范围约30度到90度。该肋14可能是固定在非全向式光检测器13的表面，或是固定在另一个可旋转的装置，使得该肋14可以沿着非全向式光检测器13的表面做360度的旋转。在本实施例中，非全向式只是一个功能上的描述，用以说明说肋14会在非全向式光检测器13会因为肋14而有一定的区域是无法检测光线。因此，非全向式光检测器13可能有两种实现方式。非全向式光检测器13的第一种实现方式就是将一全向式光检测器与一肋14直接组合，使得肋14是固定在全向式光检测器的表面上的一固定位置。接着，该非全向式光检测器13会被设计成可以直接通过一马达驱动而被转动，或是该非全向式光检测器13会被设置在一平台上，该平台可被一马达所转动，进而达到转动该非全向式光检测器13的目的。通过这样的方式，当该非全向式光检测器13检测到该光线15时，便可以通过转动该非全向式光检测器13来检测光线15的一入射角度。非全向式光检测器13的第二种实现方式就是将一屏蔽套件(mask kit)套在全向式光检测器的外侧，且该屏蔽套件是可以被转动的，但该全向式光检测器则无法被转动。该屏蔽套件可通过一马达的驱动而被转动。当该非全向式光检测器13检测到该光线15时，便可以通过转动该屏蔽套件来检测光线15的一入射角度，扫地机器人内的控制器便可以根据该入射角度控制扫地机器人朝向虚拟墙或是远离虚拟墙移动。图2为根据本发明的一扫地机器人与一充电站的一实施例的示意图。充电站21具有一红外线发射器，用以发射一红外光线25。红外光线25具有一第一编码格式或是具有一第一调制格式。红外光线25包括一第一边界bl与一第二边界b2，其中第一边界bl与充电站21垂直或接近垂直。在一实施例中，第一边界bl与充电站21之间的一角度小于10度。在本实施例中，充电站21会引导扫地机器人沿着第一边界bI进入充电站以进行充电。红外光线25为经过编码的红外线信号，因此红外光线45可以携带关于充电站21的相关信息，如充电站21的识别码。在一实施例中，红外光线45所携带的信息中有一个第一位的数据是用来指出是红外光线45的第一边界bl还是第二边界b2是垂直于或大致上垂直于该充电站21。换言之，该第一位用以指示扫地机器人22要沿着第一边界bl还是第二边界b2进入充电站。举例来说，假设红外光线25的左侧(第一边界bl)是垂直于充电站21，该第一位会被设定为I。如果红外光线25的右侧(第二边界bl)是垂直于充电站21，该位会被设定为O。在本实施例中,第一边界bl是垂直于充电站21,因此该第一位被设定为I。当扫地机器人22继续往前移动时，非全向式光检测器23就会检测到红外光线25。扫地机器人22内的一控制器会对红外光线25进行解码，并得知该第一位的值为I。接着，该非全向式光检测器23被旋转，并通过肋24的协助得知此时充电站21位于扫地机器人22的左方。扫地机器人内的控制器根据该第一位的值与该充电站21的位置会得知扫地机器人21是由第二边界b2往第一边界bl的方向移动，且扫地机器人22要沿着第一边界bl进入充电站。因此，当非全向式光检测器23检测不到红外光线25时，表示扫地机器人22刚离开第一边界bl，扫地机器人会以逆时针方向旋转，并在非全向式光检测器23检测到红外光线25时，扫地机器人才停止旋转。当该非全向式光检测器23检测到红外光线25时，肋24的位置会被设置在非全向式光检测器23的前面，使得非全向式光检测器23无法检测到充电站21发出的光线。这样一来，只要在扫地机器人22接近充电站21之前，非全向式光检测器23 —直没有检测到红外光线25的话，大致上就可以保 证扫地机器人42是沿着第一边界bl，笔直地朝向充电站21移动。如果非全向式光检测器23在往充电站21移动的路上，检测到红外光线25，扫地机器人22会停止移动，并且会利用非全向式光检测器23再次对扫地机器人22的移动方向进行校正。当扫地机器人22与充电站21的距离小于一预定值时，扫地机器人22前端的一碰撞感测器会发出一停止信号给扫地机器人22的控制器。碰撞感测器设置在扫地机器人22的前端，用以检测扫地机器人22的前方是否有障碍物。如果碰撞感测器检测到一障碍物，扫地机器人22会先判断该障碍物是否就是充电站21。如果是的话，扫地机器人22会停止前进，并且会转以另一个方向继续前进。如果扫地机器人22判断该障碍物不是充电站21，扫地机器人22会先避开该障碍物，接着再回到原先移动的路径上。在本实施例中，充电站21设置有一无线信号感测装置，用以感测扫碰撞感测器发出的无线信号。当充电站21内的控制器判断该无线信号的强度大于一第一预定值时，充电站21将红外光线25的编码模式改为一第二编码模式,或将红外光线25的调制模式改为一第二调制模式。换言之，充电站21可以发出至少两个不同类型编码或调制的红外光信号。因此，当扫地机器人21判断非全向式光检测器23检测到的红外光信号为第二编码模式或是第二调制模式时,表不扫地机器人22前方的障碍物为充电站。在另一实施例中，红外光线45所携带的信息中有一个第二位的数据是用来告知扫地机器人22是否接近充电站21。举例来说，当该第二位的值为O时，表示扫地机器人尚未接近充电站21。当该第二位的值为I时，表示扫地机器人离充电站21很近。因此扫地机器人22可以通过持续对检测到的红外光线25解码，并检测第二位的逻辑电平来判断扫地机器人22前方的是障碍物还是充电站21。在另一实施例中。当扫地机器人22接近充电站21时，充电站21会发出一无线信号给扫地机器人22的一接收器，使得扫地机器人22可以得知扫地机器人22已经非常接近充电站21。在另一个实施例中，可以利用将近场通信(Near Field Communication,NFC)装置安装在扫地机器人22与充电站21上来达到相同的目的。当扫地机器人22上的NFC装置接收到来自充电站21上的NFC装置传送的数据或信号时，这表示扫地机器人22与充电站21已经非常接近，且扫地机器人22应该要准备进站充电。一般来说，近场通信的感应距离约为20cm。图3a为根据本发明的一充电站的红外线发射器的一实施例的示意图。充电站31包括一红外线发射器32，其中该红外线发射器32设置时被偏移一 Θ角，使得红外线发射器32所发出的红外光线的第一边界bl垂直于或大致上垂直于该充电站31。在本实施例中，红外线发射器32所发出的红外光线具有一散射角度2 Θ，因此通过偏移红外线发射器32 —Θ角的方式使得红外光线的第一边界bl垂直于充电站31。而红外光线的第二边界b2则与充电站31形成一 2 Θ的夹角。在图2中，红外光线的第一边界b I垂直于充电站31，且充电站会弓I导扫地机器人沿着第一边界bl进入充电站。同样地，图1中的虚拟墙12也可以将光线15的一边界垂直于虚拟墙12，并通过该边界引导扫地机器人接近或远离虚拟墙12。
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图3b为根据本发明的一充电站的红外线发射器的另一实施例的示意图。充电站33包括一红外线发射器34与一平行导光板35。平行导光板35设置在红外线发射器35的前端。在本实施例中，平行导光板35只占了红外线发射器35的一半位置。平行导光板35用以将接收到的光线转换为平行光线，因此可使得第一边界bl与平行导光板35垂直。而第二边界b2只会与充电站31形成一夹角Θ。图4为根据本发明的一扫地机器人的一实施例的示意图。扫地机器人41包括了一非全向式光检测器42、一指向性光检测器43、一屏蔽44、一无线信号发射器45以及一充电连接端口 46。在图4中，无线信号发射器45位于指向性光检测器43，用以发射一无线信号给充电站。图4中的扫地机器人41只列出与本发明相关的元件，非将本发明限制于此。扫地机器人41仍包含了其它硬件元件或控制硬件的固件或软件，在此不一一赘述。当非全向式光检测器42检测到一光线时，非全向式光检测器42的一控制器或扫地机器人41的一处理器会先判断该光线的强度。当该光线的强度小于一预定值时，该控制器或该处理器不进行任何处理。当该光线的强度大于或等于该预定值时，该控制器或该处理器则判断该光线是否是由一充电站发出。若该光线是由该充电站所发出，扫地机器人41的一控制器会先判断扫地机器人41的一电池的电量是否低于一预定值。换句话说，控制器会先判断扫地机器人41是否需要进入充电站充电。如果扫地机器人41不需要充电，则扫地机器人41忽略充电站发出的光线，继续依据原先的运动模式继续移动。充电站发出的光线具有一第一边界与一第二边界，其中该第一边界与该充电站垂直。当扫地机器人41要进行充电时，必需要沿着该第一边界往充电站移动。扫地机器人41会先对非全向式光检测器42所检测到的光线解码或解调，以得知非全向式光检测器42第一次检测到的是充电站发出的光线的第一边界或是第二边界。接着，该非全向式光检测器42会被旋转以检测该光线的方向或该光线与扫地机器人41目前的行进方向的一夹角。当得知该光线的方向或该夹角后，扫地机器人41的控制器会决定一旋转方向，使得扫地机器人41以顺时针方向旋转或逆时针方向旋转，直到指向性光检测器43检测到充电站发出的光线的第一边界时，该扫地机器人41才会停止旋转。在另一个实施方式中，当非全向式光检测器42检测到该光线且确认该光线是来自该充电站时，扫地机器人41与非全向式光检测器42就会被以顺时针旋转或逆时针方向同时进行旋转。当指向性光检测器43检测到该光线时，该扫地机器人41停止旋转。换言之，扫地机器人41的控制器会根据非全向式光检测器42的检测结果控制扫地机器人41以顺 时针方向或是逆时针方向进行旋转。一旦指向性光检测器43检测到充电站发出的光线时，扫地机器人41就会停止旋转，接着扫地机器人41的处理器会控制扫地机器人41沿着该光线笔直的往充电站移动。充电站发出的光线具有一第一边界与一第二边界，其中该第一边界与该充电站的一平面垂直。在本实施例中，扫地机器人41会沿着该第一边界往充电站移动。当扫地机器人41与该充电站的距离小于一预定值时，扫地机器人41会先原地旋转一预定角度，如180度，接着以后退方式进入充电站，使得充电连接端口 46与充电站连接以进行充电。在到达充电站之前，扫地机器人41仍会沿着充电站发出的光线移动并进行清洁的动作。扫地机器人41的处理器会持续监控指向性光检测器43是否有持续接收到充电站发出的光线。一旦指向性光检测器43没有接收到光线，扫地机器人41会被旋转以校正该扫地机器人41的一行进方向。在另一实施例中，指向性光检测器43是由多个光检测元件所组成，扫地机器人41的控制器会根据该等光感测元件的感测结果对扫地机器人的移动方向，于行进间进行微调。图5为根据本发明的一扫地机器人的一充电方法的一实施例的流程图。在步骤S501中，扫地机器人以一预定模式移动。在步骤S502中，扫地机器人的控制器判断扫地机器人的光检测器是否有检测到光线，且该光线的强度大于一预定值。如果步骤S502的结果为否，仍继续执行步骤S502。如果步骤S502的结果为是，则执行步骤S503。在步骤S503中，扫地机器人的控制器判断该光线是否是充电站所发出。如果不是，则执行步骤S504。在步骤S504中，扫地机器人的控制器判断该光线是否是由虚拟墙所发出。如果不是的话，则执行步骤S506，扫地机器人的控制器不针对该光线进行任何响应动作。如果该光线是由虚拟墙所发出，则执行步骤S505。扫地机器人会沿着该光线往虚拟墙移动，或是沿着该光线移动以远离虚拟墙。在步骤S507中，扫地机器人的控制器判断扫地机器人是否需要充电。如果不需要的话，则执行步骤S501，扫地机器人继续以预定模式移动。如果需要充电的话，则执行步骤S508。充电站发出的光线具有一第一边界与一第二边界,其中该第一边界与该充电站垂直。因此在步骤S508，充电站会弓I导扫地机器人沿着该第一边界往充电站移动。接着在步骤S509中，充电站会判断扫地机器人是否接近充电站或扫地机器人与该充电站的距离是否小于一预定值。如果是的话，则执行步骤S510。扫地机器人会原地旋转一预定角度，如180度后，以后退方式进入充电站并进行充电。如果扫地机器人还没有接近充电站时，则继续执行步骤S508。图6为根据本发明的一扫地机器人的另一实施例的不意图。扫地机器人61包括一全向式光检测器62、一第一光检测器63a、一第二光检测器63b、一第一超音波检测器64、一第二超音波检测器65a、一第三超音波检测器65b以及一充电连接端口 66。第一光检测器63a与第二光检测器63b的位置如图6所示，被设置于全向式光检测器62的两侧。第二超音波检测器65a与第三超音波检测器65b则设置在扫地机器人61的左右两侧。第一超音波检测器64用以检测扫地机器人61的前方是否有障碍物、充电站或是虚拟墙。第二超音波检测器65a与第三超音波检测器65b则是检测扫地机器人61的左右两侧的障碍物。全向式光检测器62、第一光检测器63a与第二光检测器63b则是检测是否有充电站或是虚拟墙发出的光线。扫地机器人61的一控制器会根据全向式光检测器62、第一光检测器63a、第二光检测器63b、第一超音波检测器64、第二超音波检测器65a以及第三超音波检测器65b的检测结果决定扫地机器人61的运动方式以及移动方向。充电连接端口 66用以连接充电站的充电端口。此外，当充电连接端口 66连接至充电站的充电端口时，扫地机器人61的控制器可通过充电连接端口 66传送一识别信息或一电压信息给充电站的控制器。充电站的控制器会根据该电压信息决定充电站的输出电压与输出电流。充电站发出的光线具有一第一边界与一第二边界，其中该第一边界与该充电站的一平面垂直或接近垂直。当全向式光检测器62检测到充电站发出的光线时，扫地机器人61的控制器会调整扫地机器人61的 移动方向，使得第一光检测器63a或第二光检测器63b对准充电站发出的光线的该第一边界。举例来说，如果第一光检测器63a对准充电站发出的光线的第一边界，当扫地机器人61在移动时，如果全向式光检测器62或第二光检测器63b检测到充电站发出的光线，表不扫地机器人61的移动方向偏移,扫地机器人61的控制器会向右旋转以调整扫地机器人61的移动方向。第一超音波检测器64除了发出一声学信号外，也会检测该声学信号的反射信号或是充电站发出的声学信号。当该反射信号的强度大于一预定值时，表示扫地机器人的前方有一障碍物。第一超音波检测器64发出一检测信号给扫地机器人61的控制器。扫地机器人61的控制器会接着会根据全向式光检测器62、第一光检测器63a与第二光检测器63b的检测结果判断该障碍物是否为充电站。如果是充电站的话，扫地机器人61会停止移动，并原地旋转180度后，以后退方式进入充电站。在进入充电站时，扫地机器人61的控制器可以利用全向式光检测器62的检测结果来判断扫地机器人61的移动方向是否正确。当该充电站发出的声学信号的强度大于一预定值时，表不扫地机器人61已经非常接近充电站，因此扫地机器人61会停止移动，并原地旋转一预定角度，如180度后，以后退方式进入充电站。在另一实施例中，充电站会自动检测扫地机器人61是否接近或是扫地机器人61与充电站的距离是否小于一预定值。如果扫地机器人61已经接近充电站时，充电站会发出一第二编码的光线，其中当扫地机器人61还没有接近充电站时，充电站发出的是一第一编码的光线。因此，扫地机器人61的控制器可通过判断全向式光检测器62检测到是第一编码的光线还是第二编码的光线来得知扫地机器人61是否已经接近充电站。当充电连接端口 66连接至充电站的充电端口时，扫地机器人61的控制器会检测是否有电压从充电连接端口 66输入。如果一预定时间，如6秒至10秒，后，扫地机器人61的控制器仍没有检测到电压从充电连接端口 66输入，扫地机器人61会直线前进一第一预定距离，如60公分至100公分，接着扫地机器人61原地旋转另一预定角度，如180度，并再次执行一充电站进站程序。在另一实施例中，如果扫地机器人61进入充电站后，与充电连接端口 66电性连接失败时，扫地机器人61会以直线离开该充电站一第二预定距离后，再次进入该充电站，其中该第二预定距离可能小于或等于该第一预定距离。如果扫地机器人61与该充电连接端口 66电性连接的失败次数大于一预定次数时,扫地机器人61离开该充电站。图7为根据本发明的一扫地机器人的一充电方法的另一实施例的流程图。图7的实施例的预设条例是扫地机器人已经需要被充电，因此扫地机器人是主动前往充电站进行充电。一般来说，充电站都是放置在墙边，因此在步骤S701中，扫地机器人会沿着右墙前进。在行进间，扫地机器人会保持与右墙约20公分的距离。本实施例是以右墙为例说明，但非将本发明限制于此。扫地机器人可以沿着清洁区域的边界移动。此外，本实施例中的扫地机器人可以参考图6所示的扫地机器人。在步骤S702中 ，扫地机器人的控制器判断一全向式检测器是否有检测到充电站发出的光线。如果没有，扫地机器人的控制器会持续监控全向式检测器的检测结果。如果有检测到充电站发出的光线，则执行步骤S703，扫地机器人的控制器执行一自动充电行走模式。接着，步骤S704会被执行。步骤S704是有关于扫地机器人在行进间遇到的状况，扫地机器人要做的对应动作，以及何种情况需要优先处理。在本实施例中，如果扫地机器人检测到前方有障碍物时，会执行一避障程序。如果扫地机器人的控制器判断扫地机器人被障碍物困住时，扫地机器人会执行一脱困程序。在本实施例中，扫地机器人是以左侧的光检测器(如图6中的第一光检测器63a)对准充电站发出的光线。因此当扫地机器人的全向式光检测器(如图6的全向式光检测器62)检测到充电站发出的光线，扫地机器人仍维持直线前进。但是，当扫地机器人右侧的光检测器(如图6中的第二光检测器63b)检测到充电站发出的光线，扫地机器人会向右旋转，直到扫地机器人右侧的光检测器检测不到充电站发出的光线为止。如果扫地机器人左侧的光检测器或全向式光检测器连续6次检测不到充电站发出的光线，或是一预定时间内都没有检测到充电站发出的光信，则扫地机器人被停止，且被以逆时钟方向进行旋转，直到扫地机器人左侧的光检测器检测到充电站发出的光线为止。在前述的情况与对应的处理中，扫地机器人的控制器可以针对不同的情况设定优先级。在本实施例中，避障程序为第一优先处理，脱困程序次之，最后才是扫地机器人的移动方向的校正。在步骤S705中，扫地机器人的控制器判断是否有检测到充电站方式可能有下列几种:1.根据一超音波感测器检测扫地机器人前方15至30公分内是否有障碍物。
2.全向式光检测器是否连续3次接收到充电站发出的红外光线或是全向式光检测器持续一预定时间内都有检测到充电站发出的红外光线。3.超音波感测器检测扫地机器人前方15至352公分内有障碍物，且全向式光检测器或左侧的光检测器有检测到充电站的信号。在步骤S706中，扫地机器人继续移动，直到扫地机器人与充电站的距离小于一预定值时，扫地机器人会先停止移动，并原地旋转一预定角度，如180度后，以后退方式进入充电站。在步骤S707中，扫地机器人与充电连接端口电性连接。扫地机器人的控制器会检测是否有电压从充电连接端口输入。如果一预定时间，如6秒至10秒，后，扫地机器人的控制器仍没有检测到电压从充电连接端口输入，扫地机器人会直线前进一第一预定距离，如60公分至100公分，接着执行步骤S703。如果扫地机器人的控制器有检测到电压从充电连接端口输入，则充电站开始对扫地机器人进行充电。在另一实施例中，如果扫地机器人无法正确地与充电连接端口电性连接，扫地机器人会先直线前进一第二预定距离，接着，再后退以与该充电连接端口电性连接，其中该第二预定距离可能小于或等于该第一预定距离。如果扫地机器人与充电连接端口无法正确地电性连接的次数大于一预定次数，扫地机器人离开该充电站。在步骤S711中，扫地机器人的控制器会根据扫地机器人右侧与左侧的光检测器以及超音波感测器的检测结果，决定扫地机器人要以向右旋转方式还是向左旋转方式脱困。在步骤S711中，如果扫地机器人的控制器选择向右旋转方式脱困，则执行步骤S710。在步骤S710中，扫地机器人的控制器判断左方红外线检测器与右方红外线检测器是否同时检测到充电站光线且右方超音波感测距离大于20公分。在步骤S711中，如果扫地机器人的控制器选择向左旋转方式脱困，则执行步骤S712。在步骤S712中·，扫地机器人的控制器判断左方红外线检测器与右方红外线检测器是否同时检测到充电站光线且左方超音波感测距离大于20公分。在步骤S713中，扫地机器人的控制器判断扫地机器人的脱困时间大于一预定时间时，则执行步骤S701。扫地机器人会离开目前的位置，并移动另一个新的位置重新执行步骤 S701。图8为根据本发明的一扫地机器人的充电方法的另一实施例的示意图。充电站81发射一光线，该光线具有一第一边界bl与一第二边界b2，其中第一边界bl与充电站81垂直。在时间点Tl时，扫地机器人82以一预定方向移动。在时间点T2时，光检测器83检测到充电站81发出的光线。扫地机器人82内的控制器会对光检测器83检测到的光线进行解码或解调，以得知扫地机器人要沿着第一边界bl或第二边界b2往充电站移动。在本实施例中，扫地机器人82要沿着第一边界bl往充电站81移动，因此扫地机器人82继续往前移动。在时间点T3的时候，光检测器83检测不到充电站81发出的光线，扫地机器人82也因此停止移动。接着扫地机器人82以逆时针方向旋转，直到光检测器83再次检测到充电站81发出的光线时，扫地机器人82才停止旋转。在时间点T4时，扫地机器人82沿着第一边界bl往充电站移动。在时间点T5时，扫地机器人82判断扫地机器人82与充电站81的距离已经小于一预定距离，扫地机器人82停止移动，且扫地机器人82原地旋转180度。在时间点T6的时候，扫地机器人82后退进入充电站81。图9为根据本发明的一扫地机器人的充电方法的另一实施例的示意图。充电站91发射一光线，该光线具有一第一边界bl与一第二边界b2，其中第一边界bl与充电站81垂直。在时间点Tl时，扫地机器人92以一预定方向移动。在时间点T2时，光检测器93检测到充电站91发出的光线。扫地机器人92内的控制器会对光检测器93检测到的光线进行解码或解调，以得知扫地机器人要沿着第一边界bl或第二边界b2往充电站移动。在本实施例中，扫地机器人82应当要沿着第一边界bl往充电站81移动，但此时扫地机器人82已经离开第一边界bl，因此扫地机器人82必须回到第一边界bl。在时间点T3时，光检测器93检测不到充电站91发出的光线，扫地机器人92也因此停止移动。接着扫地机器人82以逆时针方向旋转一预定角度。当扫地机器人82停止旋转后，扫地机器人往前移动。在时间点T4，光检测器93检测不到充电站91发出的光线，扫地机器人92也因此停止移动。接着扫地机器人92以逆时针方向旋转，直到光检测器93再次检测到充电站91发出的光线时，扫地机器人92才停止旋转。在时间点T5时，扫地机器人沿着第一边界bl往充电站91移动。在时间点T9时，扫地机器人92判断扫地机器人92与充电站91的距离已经小于一预定距离d，扫地机器人92停止移动，且扫地机器人92原地旋转180度。在时间点T7的时候，扫地机器人92以后退方式进入充电站91。惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点 。此 外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利要求范围。
权利要求
1.一种扫地机器人，包括 一光检测器，用以检测一光线； 一控制器，耦接该光检测器，其中当该控制器判断该光线为一充电站发出时，该控制器控制该扫地机器人沿着该光线的一第一边界往该充电站移动，其中该第一边界大致上垂直于该充电站。
2.根据权利要求I所述的扫地机器人，其中当该扫地机器人与该充电站的一距离小于一预定值时，该控制器停止该扫地机器人的移动，并控制该扫地机器人旋转一预定角度后，以后退方式进入该充电站。
3.根据权利要求I所述的扫地机器人，其中该光线为一第一光线且当该扫地机器人与该充电站的一距离小于一预定值时，该充电站发出一第二光线，当该光检测器检测到该第二光线时，该控制器停止该扫地机器人的移动，并控制该扫地机器人旋转一预定角度后，以后退方式进入该充电站。
4.根据权利要求I所述的扫地机器人，还包括一无线信号检测器，用以检测该充电站发出的一无线信号，且当该无线信号的强度大于一预定值时，该控制器停止该扫地机器人的移动，并控制该扫地机器人旋转一预定角度后，以后退方式进入该充电站。
5.根据权利要求I所述的扫地机器人，还包括 一第一光检测器，设置于该光检测器的左侧；以及 一第二光检测器，设置于该光检测器的右侧； 其中该第一光检测器用以对准该第一边界，且当该第二光检测器检测到该光线时，该控制器控制该扫地机器人向右旋转。
6.根据权利要求I所述的扫地机器人，其中当该光检测器检测到由一虚拟墙发出的一第二光线时，该控制器控制该扫地机器人沿该第二光线往该虚拟墙移动。
7.根据权利要求I所述的扫地机器人，其中若该控制器判断该扫地机器人不需要充电时，该控制器控制该扫地机器人以一预定方向或该扫地机器人的一可以移动的方向移动。
8.根据权利要求I所述的扫地机器人，其中当该扫地机器人与该充电站电性连接时，若在一预定时间后或连续几次进行电性连接，该控制器仍没有检测到一充电电压时，该扫地机器人尚开该充电站。
9.根据权利要求I所述的扫地机器人，其中当该扫地机器人与该充电站电性连接时，若在一预定时间之内，该控制器仍没有检测到一充电电压时，该扫地机器人会往后退一段距离，重新进入该充电站并进行电性连接，以完成充电动作。
10.一种充电系统,包括 一充电站，发射一第一光线，该第一光线具有一第一边界与一第二边界，且该第一边界垂直于该充电站；以及 一扫地机器人，包括 一光检测器；以及 一控制器，耦接该光检测并接收该光检测器的一检测结果，其中当该光检测器检测到该第一光线时，该控制器控制该扫地机器人沿着该第一边界往该充电站移动。
11.根据权利要求10所述的充电系统，其中当该扫地机器人与该充电站的一距离小于一预定值时，该控制器停止该扫地机器人的移动，并控制该扫地机器人旋转一预定角度后，以后退方式进入该充电站。
12.根据权利要求10所述的充电系统，其中当该扫地机器人与该充电站的一距离小于一预定值时，该充电站发出一第二光线，且当该光检测器检测到该第二光线时，该控制器停止该扫地机器人的移动，并控制该扫地机器人旋转一预定角度后，以后退方式进入该充电站。
13.根据权利要求10所述的充电系统，其中该扫地机器人还包括一无线信号检测器，用以检测该充电站发出的一无线信号，且当该无线信号的强度大于一预定值时，该控制器停止该扫地机器人的移动，并控制该扫地机器人旋转一预定角度后，以后退方式进入该充电站。
14.根据权利要求10所述的充电系统，其中该扫地机器人还包括 一第一光检测器，设置于该光检测器的左侧；以及 一第二光检测器，设置于该光检测器的右侧； 其中该第一光检测器用以对准该第一边界，且当该第二光检测器检测到该光线时，该控制器控制该扫地机器人向右旋转。
15.根据权利要求10所述的充电系统，其中当该扫地机器人与该充电站电性连接时，若在一预定时间后，该控制器仍没有检测到一充电电压时，该扫地机器人离开该充电站。
全文摘要
本发明的一实施例为一种扫地机器人。扫地机器人包括一光检测器以及一控制器。光检测器用以检测一光线。控制器，耦接该光检测器，并根据光检测器的一检测结果控制该扫地机器人。当该光线由一充电站发出时，该控制器控制该扫地机器人沿着该光线的一第一边界往该充电站移动，其中该第一边界大致上垂直于该充电站。
文档编号A47L11/40GK103251355SQ20131002131
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月21日 优先权日2012年2月16日
发明者滕有为, 叶宜治, 洪士哲 申请人:恩斯迈电子(深圳)有限公司