机器人吸尘器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种机器人吸尘器，该机器人吸尘器包括：本体；位置检测传感器，配置于上述本体的内部，包括发光部和受光部，上述发光部用于射出光，上述受光部用于接收从上述发光部射出后被障碍物反射或散射的光；以及透明构件，上述发光部射出的光和上述受光部接收的光透射上述透明构件。
【专利说明】机器人吸尘器
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人吸尘器(Robot Cleaner)。
【背景技术】
[0002]机器人吸尘器为无需用户的操作地自己行走在要打扫的区域的同时从地面吸入灰尘等异物，来自动打扫的设备。
[0003]通常，就这种机器人吸尘器而言，检测到设在打扫区域的家具、办公用品、墙等障碍物为止的距离，并由此对打扫区域进行映射(mapping)，或者控制左轮和右轮的驱动，来躲避障碍物。这种机器人吸尘器具有用于测定到障碍物为止的距离的测距传感器，而上述测距传感器包括受光部和发光部，上述受光部用于朝向障碍物发射光，上述发光部用于接收被障碍物反射或散射的光。
[0004]以往，由于将上述受光部和发光部以向外部露出的状态设置，因而存在在打扫的过程中产生的灰尘使构成上述受光部或发光部的透镜、图像传感器等污染的问题，这不仅在测定到障碍物为止的距离时产生误差，还成为对构件的耐久性产生影响的原因。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的问题在于，提供可防止灰尘等污染物使位置检测传感器污染的现象，并且可以更加准确地测定到障碍物为止的距离的机器人吸尘器。
[0006]本发明的机器人吸尘器包括:本体；位置检测传感器，配置于上述本体的内部，包括发光部和受光部，上述发光部用于射出光，上述受光部用于接收从上述发光部射出后被障碍物反射或散射的光；以及透明构件，从上述发光部发射的光和上述受光部接收的光透射该透明构件。
[0007]本发明的机器人吸尘器具有能够防止灰尘等污染物使位置检测传感器污染的现象的效果。
[0008]并且，本发明的机器人吸尘器具有如下效果:防止对构成发光部或受光部的透镜等精密仪器带来永久性的受损的划痕(scratch)或损坏等的产生，以提高产品的耐久性,并提高掌握障碍物的准确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为示出本发明的一实施例的机器人吸尘器的立体图。
[0010]图2示出了图1的机器人吸尘器的底面。
[0011]图3为图1的机器人吸尘器的分解立体图。
[0012]图4示出了图3的位置检测传感器。
[0013]图5为图4的位置检测传感器的分解立体图。
[0014]图6示出了本发明的一实施例的机器人吸尘器的要部之间的控制关系。
[0015]图7为用于说明测定到障碍物为止的距离的原理的图。[0016]图8为用于说明因透明构件的影响而使由位置检测传感器测定出的到障碍物为止的距离产生误差的原理的图。
[0017]图9局部地示出了本发明的一实施例的机器人吸尘器。
[0018]图10示出了在图8中用于安装透明构件的结构。
[0019]图11局部地示出了本发明的另一个实施例的机器人吸尘器。
[0020]图12为按照底座的旋转角度示出在图1的机器人吸尘器中产生的测定误差和对测定误差进行修正的结果的曲线图。
[0021]图13A、图13B为比较光透射通过注塑成型来形成的板材a和通过挤出成型来形成的板材b时的情况的，是示出与进行挤出成型的情况相比进行注塑成型的情况下光的畸变更严重的图。
【具体实施方式】
[0022]参照附图详细说明的实施例能使本发明的优点及特征以及实现这些优点及特征的方法更加明确。但本发明不限定于以下公开的实施例，能够以互不相同的各种方式实施，本实施例仅用于使本发明的公开内容更加完整，能够使本发明所属【技术领域】的普通技术人员更加完整地理解发明的范畴，本发明仅由权利要求的保护范围定义。在说明书全文中，相同的附图标记表示相同的结构要素。
[0023]图1为示出本发明的一实施例的机器人吸尘器的立体图。图2示出了图1的机器人吸尘器的底面。图3为图1的机器人吸尘器的分解立体图。图4示出了图3的位置检测传感器。图5为图4的位置检测传感器的分解立体图。图6示出了本发明的一实施例的机器人吸尘器的要部之间的控制关系。
[0024]参照图1至图6，本发明的一实施例的机器人吸尘器I包括本体10、位置检测传感器20以及透明构件32。
[0025]本体10随着左轮61a和右轮62a的旋转，在要打扫的区域(以下，称为打扫区域)内移动，并通过吸入单元70吸入打扫区域内的灰尘或垃圾等异物。
[0026]吸入单元70可包括:吸风机72，设在本体10，用于产生吸力；以及吸入口 71，使通过吸风机72的旋转来生成的气流吸入。并且，吸入单元70还可以包括:过滤器(未图示)，从通过吸入口 71吸入的气流中采集异物；以及异物收容器(未图示)，积累由上述过滤器采集的异物。
[0027]可具有用于驱动左轮61a和右轮62a的行走驱动部60，并且可包括驱动左轮的左轮驱动部61和驱动右轮62a的右轮驱动部62 (在图3中，62为设在与左轮驱动部61相反的一侧的右轮驱动部的附图标记)。通过控制部90的控制，左轮驱动部61和右轮驱动部62独立工作，由此实现本体10的前进、后退或旋转。例如，通过左轮驱动部61来使左轮正向旋转，并通过右轮驱动部62来使右轮62a反向旋转的情况下，本体10向左侧或右侧旋转。控制部90也能够以使左轮驱动部61与右轮驱动部62的旋转速度存在差异的方式进行控制，来引导本体10的同时进行前进运动和旋转运动的并进运动。像这种本体10通过控制部90的控制来进行的运动，能够使其躲避或者迂回障碍物。还可以具有用于稳定地支撑本体10的至少一个辅助轮13。
[0028]本体10可包括:本体下部11，收容旋转驱动部40、行走驱动部60等；以及本体上部12，覆盖本体下部11。
[0029]发光部21用于射出光,可包括:光源；以及准直透镜(collimate lens),使从上述光源射出的光(图4至图5的LI)折射，以使上述光平行地照射。作为光源，可以应用发出红外线或可见光的发光体，例如红外线或可见光发光二极管(LED ),但优选为射出激光的发光体。以下，在本实施例中，将激光二极管(LD，Laser D1de) 210作为光源。尤其，利用激光的光源210因激光束所具有的单色性、直线性以及连接特性而相比于其他光能够更精密地进行测定。例如，相比于激光，红外线或可见光的测定精密度根据对象体的颜色和材质等周围环境而存在较大的差异。
[0030]受光部22可包括图像传感器220，上述图像传感器220用于使被障碍物反射或散射的光(图4至图5的L2)斑成像。图像传感器220为以mXn的矩阵形态排列的多个单位像素的集合体。各单位像素可以由硫化镉光电池(CdS，CADMIUM SULFIDE CELL)、光电二极管(PHOTO D1DE)、光电晶体管(PHOTO TRANSISTOR)、太阳电池(SOLAR CELL)、光电管(PHOTOELECTRIC TUBE)等各种方式的受光元件来实现，这些受光元件将基于光的光信号转换为电信号。并且，受光部22可包括受光透镜230，被障碍物反射或散射的光通过受光透镜230并被折射，从而在图像传感器220成像。受光透镜230可由多个透镜构成。
[0031]底座23以可相对于本体10旋转的方式设置,用于支撑发光部21和受光部22。发光部21和图像传感器220能够以维持规定的间隔的方式配置于底座23上。
[0032]参照图4至图5，旋转驱动部40用于使底座23旋转，可包括提供旋转力的马达41和传递马达41的旋转力并使底座23旋转的带构件、齿轮等传动机构。作为上述传动机构，使用了与马达41的旋转轴相连接的滑轮(pulley)42和在滑轮42与底座23之间传递马达41的旋转力的带构件43,但并不局限于此。
[0033]另一方面，还可以具有用于支撑位置检测传感器20的支架25，底座23能够以可旋转的方式支撑在支架25。支架25可通过螺丝或螺钉等固定构件来固定于下部本体11。
[0034]底座盖24与底座23相结合，从而与底座23 —体旋转。可在底座盖24与底座23之间形成从发光部21射出的光通过的发光通道21a和由受光部22接收的光通过的受光通道 22a。
[0035]控制部90对旋转驱动部40和行走驱动部60的工作进行控制。根据实施例，控制部90可将光源210、图像传感器220、行走驱动部60等构成机器人吸尘器I的各部的控制一起执行。例如，控制部90可包括微控制器(MCU, microcontroller unit),上述微控制器对由图像传感器220输入的电信号进行处理。控制部90不一定由一个控制单兀(controlunit)构成。通常，机器人吸尘器I可包括用于控制各部的多个控制单元，这种情况下，控制部90也可以定义为上述多个控制单元的一部分或全部，只要各控制单元电连接或者通过信号的收发来相连接就可以，各控制单元之间的空间上的配置与对控制部90的定义无关。
[0036]透明构件32可固定于本体10。在本体10的前侧形成有开口部，可通过设在上述开口部的透明构件框架31来固定透明构件32 (参照图9)。
[0037]图7为用于说明测定到障碍物为止的距离的原理的图。图8为用于说明因透明构件的影响而使由位置检测传感器测定出的到障碍物为止的距离产生误差的原理的图。
[0038]从光源210射出的光与受光透镜230的主轴C之间具有规定的角度&。尤其，角度?与测定到物体为止的距离的准确性有着密切的关系，若上述角度值太小，则有可能难以测定到位于近距离的物体为止的距离，相反，若角度值太大，则有可能难以测定到位于远距离的物体为止的距离。因此，角度Θ应具有适当的值，优选地，上述角度Θ应具有能测定到位于0.1m至4m的物体为止的距离的值。
[0039]与光源210分开地配置有图像传感器220，在图像传感器220与上述物体或障碍物300之间配置有受光透镜230。此时，将障碍物300与受光透镜230之间的距离定义为物体距离“L”，利用以下数学式I来计算上述物体距离“L”。 [0040]
【权利要求】
1.一种机器人吸尘器，其特征在于，包括: 本体； 位置检测传感器，配置于上述本体的内部，包括发光部和受光部，上述发光部用于射出光，上述受光部用于接收从上述发光部射出后被障碍物反射或散射的光；以及透明构件，从上述发光部射出的光和上述受光部接收的光透射该透明构件。
2.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述透明构件由上述本体固定。
3.根据权利要求2所述的机器人吸尘器，其特征在于， 在上述本体形成有开口部； 包括透明构件框架，上述透明构件框架固定于上述开口部，用于固定上述透明构件。
4.根据权利要求3所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述透明构件框架包括至少一个结合槽，上述结合槽沿着上述透明构件的长度方向延伸，上述透明构件的长边插入于上述至少一个结合槽。
5.根据权利要求4所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述至少一个结合槽包括彼此相向地配置的一对结合槽。
6.根据权利要求5所述的机器人吸尘器，其特征在于， 上述透明构件框架包 括分别形成有上述结合槽的第一框架构件和第二框架构件；若在上述透明构件的一个长边插入于在上述第一框架构件和第二框架构件中的一个框架构件形成的结合槽的状态下使两个上述框架构件相结合，则上述透明构件的另一个长边插入于另一个框架构件。
7.根据权利要求5所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述透明构件由根据上述结合槽的形状而变形的柔性材质形成。
8.根据权利要求7所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述结合槽包括曲线区间。
9.根据权利要求8所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述透明构件的与上述曲线区间相对应的曲面部的凹面，与上述发光部或受光部相向。
10.根据权利要求7所述的机器人吸尘器，其特征在于， 上述结合槽包括: 直线区间；以及 分别形成在上述直线区间的两侧的曲线区间。
11.根据权利要求10所述的机器人吸尘器，其特征在于，分别形成在上述直线区间的两侧的多个曲线区间相互对称。
12.根据权利要求3所述的机器人吸尘器，其特征在于，在上述透明构件框架形成有向上述透明构件一侧凹陷从而包围上述位置检测传感器的收容槽，使得上述位置检测传感器能够配置在接近上述透明构件的位置。
13.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述透明构件由上述位置检测传感器固定。
14.根据权利要求13所述的机器人吸尘器，其特征在于， 上述位置检测传感器包括: 底座，以能够相对于上述本体旋转的方式配置，用于支撑上述发光部和受光部，以及 底座盖，用于覆盖上述底座，该底座盖与上述底座一体旋转；在上述底座盖形成有开口部，在上述开口部固定有上述透明构件。
15.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述透明构件通过挤出成型来形成。
16.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其特征在于，上述透明构件为板状的薄膜。
17.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其特征在于，还包括控制部，上述控制部基于与上述受光部相距相同距离的各物体的实际距离，对上述位置检测传感器所检测的测定距离进行修正。
18.根据权利要求17所述的机器人吸尘器，其特征在于， 上述受光部包括图像传感器，被上述障碍物反射或散射的光斑在上述图像传感器成像； 上述控制部针对上述位置检测传感器的每个旋转角度，根据与上述位置检测传感器相距相同距离的各物体的实际距离和上述位置检测传感器所检测的测定距离之间的误差，对上述光斑的位置进 行修正，并基于修正后的位置计算到上述障碍物为止的距离。
【文档编号】A47L9/00GK104027042SQ201410077458
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2013年3月5日
【发明者】宣昌和, 申东鸣, 赵成镇 申请人:Lg电子株式会社