专利名称：自动清洁器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及自动清洁器及其控制方法。具体而言，本发明涉及自动清洁器，其清洁行进图案优选是矩形螺旋并根据清洁表面的形状可变，以及其控制方法。
背景技术：
近来，家用机器人市场，包括不同类型的自动清洁器，已经形成并成长起来。对于自动清洁器能够充分地清洁整个区域而不会留下任何未清洁的区域非常重要。这需要自动清洁器识别任何未清洁的区域并清洁这些区域。
自动清洁器的传统清洁方法典型地是随机清扫方法或者图案清扫方法。图1显示了传统的随机清洁方法。参照图1，参考数字11a指示清洁区域，参考数字11b指示随机清洁图案。对于随机清洁方法，清洁器在清洁区域中操作而没有任何用于执行清洁的规则。所述图案与和壁碰撞的旋转球相似并以V形弹出(spring out)。随机清洁方法可能导致一定的区域被留下来未清洁。
图2是传统的清洁方法的示例，如1993年6月29日公开的日本专利No.H5-161577标题为“Robot Cleaner”中所公开的传统清洁方法。图3是通过图2的构造所执行的清洁路径图案的视图。
参照图2、3，自动清洁器包括移动清洁体的行进引导装置3；行进距离检测装置5；检测体的方向的方向检测装置4；确定过程装置8，所述确定过程装置8从行进距离检测装置5和方向检测装置4接收信号以将行进信号输出到行进引导装置3；清洁装置2；电源1；行进距离设定装置6；以及多个U转动(U-turns)设定装置7。自动清洁器通过方向检测装置4和行进引导装置3直线行进，通过利用方向检测装置4和行进引导装置3进行U转动，并确定U转动的数目和直线行进距离是否到达特定的值以执行清洁。在图3中，参考数字18描述了自动清洁器体，参考数字19描述了行进图案。如图3中所示，自动清洁器以简单的带行进图案行进，这经常不能有效地覆盖清洁区域。
图4A-4C是传统的同心螺旋清洁行进图案。参照图4A-4C，参考数字18’描述了自动清洁器体，参考数字19’描述了同心螺旋清洁行进图案，以及E1和E2描绘了未清洁的图案。清洁传输图案19’形成了同心圆，这样只有具有与所述圆相同的直径的区域可以被覆盖。相应地，未清洁区域E1和E2在清洁区域是矩形时特定地保留，这可以从图4B、4C中看到。
发明内容
相应地，本发明的第一方面是提供一种自动真空清洁器，具有矩形螺旋清洁行进图案并可变地应用清洁行进图案以覆盖整个清洁区域。
本发明的第二方面是提供一种前述的自动清洁器的控制方法，所述自动清洁器具有矩形螺旋行进图案。
为了实现第一方面，提供了一种自动真空清洁器，包括在清洁表面上移动体的驱动单元；清洁区域检测单元，所述清洁区域检测单元检测清洁表面的区域；以及中央处理单元，所述中央处理单元基于来自清洁区域检测区域的信息计算对应各清洁区域的形状的螺旋清洁行进图案并将清洁行进信号输出到所述驱动单元。清洁行进图案可以包括矩形螺旋，以及所述矩形可以包括长方形(oblong)或者正方形。
中央处理单元可以包括确定单元，所述确定单元从清洁区域检测单元接收检测信号以确定清洁区域；以及清洁行进信号处理单元，计算对应通过确定单元所确定的清洁区域的清洁行进图案并将对应所述清洁行进图案的清洁行进信号输出到驱动单元。清洁区域的检测可以在清洁时或者当开始清洁时被执行。
为了实现第二方面，提供了一种控制自动真空清洁器的方法，包括步骤检测清洁区域；计算对应所检测的清洁区域的螺旋清洁行进图案；以及将所计算的清洁行进图案信号输出以执行所述清洁。所述方法可以进一步包括步骤在检测清洁区域之前执行初始清洁。所述清洁行进图案可以是矩形螺旋，以及所述矩形可以包括长方形或者正方形。
根据如上所述的本发明的实施例所应用的自动清洁器产生了优选地是矩形螺旋的清洁行进图案以及对应所述清洁区域可变地应用的清洁行进图案，由此增加了清洁效率。
本发明的这些和/或者其它方面和特征将从实施例的下述说明并结合附图而详细了解到，其中图1是传统的随机清洁方法图案的示意图；图2是传统的清洁方法的流程图；图3是通过图2的方法所执行的清洁行进图案的示意图；图4A-4C是传统的同心螺旋清洁行进图案的示意图；图5是根据本发明的实施例的自动清洁器的示意图；图6是如图5中所示的自动清洁器的方框图；图7是如图5中所示的自动清洁器的清洁操作的流程图；图8是根据本发明的另外的实施例的自动清洁器的控制方法的流程图；以及图9A-9C是应用根据本发明的实施例的清洁行进图案的清洁区域的示例的示意图。
具体实施例方式
本发明的特定的实施例将参照附图进行更为详细的说明。
在下述的说明中，相同的附图参考数字用于相同的元件。限定在说明书中的诸如详细的结构和元件，指示提供来用于协助本发明的理解。这样，很明显，本发明可以在没有这些限定的情况下执行。同样，公知的功能和结构将不详细说明，因为它们将使得本发明变得不必要的模糊。
参照图5，自动清洁器100包括体101、清洁单元110、清洁区域检测单元310、驱动单元150、行进距离检测单元170、中央处理单元330、电池210，以及操纵单元230。
体101可以被配置为圆柱体，并包括用于从清洁表面收集灰尘或者污染物的清洁单元110。清洁单元110可以由用于从清洁表面抽吸灰尘(未示出)或者污染物的诸如抽吸刷115和抽吸管所形成，以及用于收集被抽吸的灰尘和污染物的灰尘室(未示出)。
清洁区域检测单元310被安装在体101的前侧以通过传感障碍物，诸如壁的清洁区域来检测清洁区域。清洁区域检测单元310包括用于检测清洁区域的清洁区域检测传感器311。清洁区域检测传感器311可以是诸如光传感器311a，其中发射红外射线的元件和接收所反射的光的光接收元件被配对。清洁区域检测传感器311可以是超声波传感器(未示出)，所述超声波传感器能够发射超声波并接收所反射的超声波。可选地，清洁区域检测传感器311可以是沿着体101的前侧的外周设置的碰撞(bump)传感器311b用于传感障碍物。碰撞传感器311b启动缓冲器中的触觉开关(tactswitch)，其在缓冲器在行进时与障碍物碰撞时传感障碍物。
用于控制自动清洁器100的轮的驱动单元150被安装到体101。驱动单元150包括左轮电机153L和右轮电机153R，分别控制左轮151L和右轮151R。驱动单元150接收来自中央处理单元330的信号以在沿着清洁行进图案移动时改变左轮151L和右轮151R的方向。行进距离检测单元170包括用于传感各左轮电机153L和右轮电机153R的状态的左轮编码器171L和右轮编码器171R。
中央处理单元330控制自动清洁器100的一般操作，电池210提供功率并通过外界充电装置充电。此外，操纵单元230(图6)设置在体101中并将自动清洁器的操作要求根据用户的操作输入到中央处理单元330中。
参照图6，自动清洁器100包括清洁单元110、清洁区域检测单元310、驱动单元150、行进距离检测单元170、中央处理单元330、电池210和操纵单元230以及存储器250和通信单元270。
清洁单元110包括抽吸电机驱动部分111，接收来自中央处理单元330的清洁信号以驱动抽吸电机113，以及抽吸刷115，所述抽吸刷115接收将被驱动的抽吸电机113的驱动力。
清洁区域检测单元310传感自动清洁器100之前的诸如壁的障碍物，并将信息输入到中央处理单元330中。所述单元310包括清洁区域检测驱动部分313，所述清洁区域检测驱动部分313从中央处理单元330接收信号并驱动清洁区域检测传感器311。清洁区域检测传感器311可以初始沿着壁行进以传感清洁区域，或者可以传感障碍物以检测清洁区域。清洁区域检测传感器311可以诸如是光传感器、红外射线传感器或者碰撞传感器。
驱动单元150包括从中央处理单元330接收行进信号的左轮电机驱动部分153L和右轮电机驱动部分153R并将所述驱动信号输出到左轮电机155L和右轮电机155R以驱动左轮151L和右轮151R。
行进距离检测单元170将自动清洁器100的行进距离发送到中央处理单元330，并包括左轮编码器171L和右轮编码器171R用于确定左轮电机155L和右轮电机155R的旋转次数。
中央处理单元330控制自动清洁器100的通常的清洁操作，并包括通过清洁区域检测单元310所确定的清洁区域的确定单元331，以及基于确定单元331的信息计算自动清洁器100的清洁行进图案的清洁行进信号处理单元333并将清洁行进图案输出到驱动单元150。清洁行进图案可以是螺旋，并且优选地是矩形螺旋，以更为有效地覆盖清洁区域。中央处理单元330还包括基于左轮电机155L和右轮电机155R的旋转次数计算传输距离的距离计算单元335，所述旋转次数通过左轮编码器171L和右轮编码器171R所发送。
操纵单元230控制自动清洁器100的各操作并包括不同的操纵开关。存储器250被内置或者可移除以控制自动清洁器100的整个操作，并包括EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电学可擦除可编程只读存储器)以及RAM(随机获取存储器)。通信单元270发送自动清洁器100中的数据，或者将所接收的外部数据发送到中央处理单元330。
参照图6、7，自动清洁器100首先在步骤S100执行初始清洁。
在操作中，中央处理单元330将驱动信号发送到清洁单元110并同时在从操纵单元230接收清洁开始信号时，将驱动信号发送到驱动单元150。当驱动信号从中央处理单元330发送到抽吸电机驱动部分111，抽吸电机驱动部分111驱动抽吸电机113以操作抽吸刷115。清洁表面的灰尘或者碎片通过抽吸刷所抽吸并移动到清洁器的尘室中。同时，当来自中央处理单元330的驱动信号别发送到左轮电机驱动部分153L或者右轮电机驱动部分153R，左轮电机153L或者右轮电机153R被驱动以沿着清洁行进图案以移动左轮151L或者右轮151R，这样执行特定的清洁。
如上所述，中央处理单元330将清洁区域检测信号发送到清洁区域检测驱动部分313并操作清洁区域检测传感器311以在步骤S300上清洁时检测清洁区域。当检测信号通过清洁区域检测传感器311发送到中央处理单元330，中央处理单元330的确定单元331确定清洁区域的形状，以及清洁行进信号处理单元333计算对应所述形状的清洁行进图案并在步骤S500上将清洁行进信号发送到驱动单元150。清洁行进图案优选地是矩形螺旋图案901，如图9B中所示，并可以是长方形螺旋或者正方形螺旋图案，这可以分别从图9A、9C中所示。
从清洁行进信号处理单元333所接收信号的驱动单元150沿着清洁行进图案行进并对应清洁区域的形状以在步骤S700上执行清洁。如果清洁在步骤S700上完成时，那么清洁操作在步骤S900上终止。如果清洁没有完成，步骤S700重复。
图8是根据本发明的另外的实施例的自动清洁器的控制方法的视图。参照图8，检测清洁区域在开始清洁之前执行。换言之，清洁区域根据图7的方法在清洁时被检测，除了在步骤S100上开始清洁之前清洁区域在步骤S110上被检测之外。相应地，相同的参考数字被用于图7的相同的过程，以及将省略详细的说明。
尽管对本发明的优选实施例进行了说明，但是普通技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和实质的情况下，可以对本发明进行修改，其范围由权利要求书及其等同限定。
权利要求
1.一种自动真空清洁器，包括在清洁表面上移动体的驱动单元；清洁区域检测单元，所述清洁区域检测单元检测清洁表面的区域；以及中央处理单元，所述中央处理单元基于来自清洁区域检测单元的信息计算对应清洁区域的形状的螺旋清洁行进图案并将清洁行进信号发送到所述驱动单元。
2.根据权利要求1所述的自动真空清洁器，其中，清洁行进图案包括矩形螺旋图案。
3.根据权利要求1所述的自动真空清洁器，其中，中央处理单元包括确定单元，所述确定单元从清洁区域检测单元接收检测信号以确定清洁区域的形状；以及清洁行进信号处理单元，所述清洁行进信号处理单元计算对应通过确定单元所确定的清洁区域的清洁行进图案以将对应所述清洁行进图案的清洁行进信号发送到驱动单元。
4.根据权利要求1所述的自动真空清洁器，其中，所述清洁行进图案包括长方形螺旋图案或者正方形螺旋图案。
5.根据权利要求1所述的自动真空清洁器，其中，清洁区域检测单元包括检测传感器。
6.一种用于控制自动真空清洁器的方法，包括步骤检测清洁区域；计算对应所检测的清洁区域的螺旋清洁行进图案；以及将基于所计算的清洁行进图案信号输出以执行顺应所述图案的清洁。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，清洁行进图案包括矩形螺旋图案。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，清洁行进图案包括长方形螺旋图案或者正方形螺旋图案。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，还包括步骤在检测清洁区域之前执行初始清洁。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，还包括步骤确定清洁区域的形状并计算对应清洁区域的形状的螺旋清洁行进图案。
全文摘要
一种自动真空清洁器，包括在清洁表面上移动体的驱动单元；清洁区域检测单元，所述清洁区域检测单元检测清洁表面的区域；以及中央处理单元，所述中央处理单元基于来自清洁区域检测单元的信息计算对应各清洁区域的形状的螺旋清洁行进图案以将对应所计算的清洁行进图案的清洁行进信号输出到所述驱动单元。清洁行进图案可以依赖于各清洁区域的形状可变地施加，这样清洁区域的覆盖率可以增加。
文档编号G05D1/02GK1823676SQ20061000634
公开日2006年8月30日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年2月25日
发明者宋贞坤, 金祺万, 李周相, 高将然, 丁参钟, 林广洙 申请人:三星光州电子株式会社