专利名称：机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法
技术领域：
本公开的实施例涉及一种机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法，该机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法能够在机器人吸尘器在将被清洁的清洁区域上行进的同时通过从清洁区域的地板去除灰尘等来自动清洁该区域。
背景技术：
机器人吸尘器是这样一种装置，该装置在不受用户操作的情况下在将被清洁的清洁区域上自主行进的同时，通过从清洁区域的地板吸入杂质(例如，灰尘)来自动清洁该区域。这样的机器人吸尘器不仅包括用于去除积聚在机器人吸尘器的主体下方的区域上的灰尘等的主刷，而且包括辅助清洁工具，以实现对于靠近墙壁的区域的清洁性能的提高。这样的辅助清洁工具从机器人吸尘器的主体的内部向外突出，以清扫地板上的灰尘，具体地说，清扫靠近墙壁的区域中的灰尘。虽然这样的辅助清洁工具实现了对于靠近墙壁的区域的清洁性能的提高，但是可能存在的问题在于辅助清洁工具碰撞墙壁的可能性增加，这是因为辅助清洁工具从机器人吸尘器的主体向外突出。然而，在传统的机器人吸尘器中，可能不能防止辅助清洁工具碰撞障碍物，这是因为不能精确地控制辅助清洁工具的突出。为此，辅助清洁工具可能干扰机器人吸尘器的行进。因此，可能不能实现对于靠近墙壁的区域的高效清洁。
发明内容
因此，本公开的一方面在于提供一种机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法，该机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法能够在感测到障碍物时调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。本公开的另一方面在于提供一种机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法，该机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法能够根据障碍物的形状控制辅助清洁单元的伸出或缩回。本公开的另一方面在于提供一种机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法，该机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法能够根据机器人吸尘器的主体的行进方向控制辅助清洁单元的伸出或缩回。本公开的另一方面在于提供一种机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法，该机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法能够根据清洁模式控制辅助清洁单元的伸出或缩回。本公开的其他方面将在下面的描述中进行部分阐述，部分将从描述中清楚，或者可通过实施本公开而了解。根据本公开的一方面，一种机器人吸尘器包括主体，在地板上行进；障碍物感测单元，用于感测接近主体的障碍物；辅助清洁单元，安装到主体的底部，能够伸出和缩回；控制单元，用于当感测到障碍物时，通过调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度来控制辅助清洁单元的伸出或缩回。辅助清洁单元可以枢转地安装到主体的底部。控制单元可基于由辅助清洁单元相对于主体的行进方向形成的枢转角度，来调节辅助清洁单元的伸出或缩回。控制单元可调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度，使得辅助清洁单元的最外部分和障碍物之间的距离大于预定第一临界值，但是小于预定第二临界值。控制单元可将根据障碍物感测单元的感测方向的来自障碍物感测单元的输出信号的强度与预定临界值进行比较，并基于比较结果调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。所述预定临界值可对应于从主体的中心到辅助清洁单元的最外部分的距离。控制单元可基于根据辅助清洁单元的伸出方向的来自障碍物感测单元的输出信号，来调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。控制单元可与所述输出信号的强度成比例地调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。根据本公开的另一方面，一种机器人吸尘器包括主体，在地板上行进；障碍物感测单元，用于感测接近主体的障碍物；至少一个辅助清洁单元，安装到主体的底部，能够伸出和缩回；控制单元，用于当感测到障碍物时，根据感测到的障碍物的形状控制辅助清洁单元的伸出或缩回。当障碍物具有平坦墙壁形状时，控制单元可控制辅助清洁单元的伸出或缩回，使得辅助清洁单元在保持伸出状态持续预定时间之后缩回，或者使得辅助清洁单元在保持缩回状态持续预定时间之后伸出。所述至少一个辅助清洁单元可包括安装到主体的底部的至少两个辅助清洁单元。当仅在主体的横向侧感测到障碍物时，控制单元可仅控制所述至少两个辅助清洁单元中的沿着对应于障碍物的方向设置的辅助清洁单元的伸出或缩回。所述至少一个辅助清洁单元可包括安装到主体的底部的至少两个辅助清洁单元。当障碍物具有墙角的形状时，控制单元可控制所述至少两个辅助清洁单元中的设置在主体的相对两侧的辅助清洁单元的伸出或缩回。当障碍物的形状具有比参考尺寸小的尺寸时，控制单元可控制辅助清洁单元的伸出或缩回。根据本公开的另一方面，一种机器人吸尘器包括主体，在地板上行进；障碍物感测单元，用于感测接近主体的障碍物；至少一个辅助清洁单元，安装到主体的底部，能够伸出和缩回；控制单元，用于当感测到障碍物时，根据主体的行进方向控制辅助清洁单元的伸出或缩回。控制单元可控制辅助清洁单元在主体旋转之前和之后缩回或者在主体向后运动之前和之后缩回。所述至少一个辅助清洁单元可包括围绕主体安装到主体的底部的至少两个辅助清洁单元。控制单元可根据主体的旋转方向控制辅助清洁单元的伸出或缩回，使得辅助清洁单元中的沿着主体的旋转方向在前的一个辅助清洁单元缩回。控制单元可根据主体的旋转方向控制辅助清洁单元的伸出程度，使得辅助清洁单元中的沿着与主体的旋转方向相反的方向在前的一个辅助清洁单元具有增加的伸出程度。当主体旋转时，控制单元可调节主体的行进速度或结合到辅助清洁单元的辅助清洁工具的旋转速度。根据本公开的另一方面，一种机器人吸尘器包括主体，在地板上行进；障碍物感测单元，用于感测接近主体的障碍物；辅助清洁单元，安装到主体的底部，能够伸出和缩回；控制单元，用于当感测到障碍物时，根据主体的清洁模式控制辅助清洁单元的伸出或缩回。当完成清洁操作时，控制单元可执行控制操作，以防止辅助清洁单元伸出。当在主体返回到充电器或排尘站期间，障碍物被确定为充电器或排尘站时，控制单元可执行控制操作，以防止辅助清洁单元伸出。机器人吸尘器还可包括信号感测单元，以感测用于充电器或排尘站的识别信号。所述识别信号可以是红外信号、射频(RF)信号或者磁场信号。当根据自动清洁模式开始清洁操作时，控制单元可执行控制操作，以在预定时间内防止辅助清洁单元伸出。当主体执行充电操作时，控制单元可执行控制操作，以防止辅助清洁单元伸出。当主体的充电操作完成时或者当停止将电能供应到充电器时，控制单元可执行控制操作，以防止辅助清洁单元伸出。根据本公开的另一方面，一种用于机器人吸尘器的控制方法包括驱动机器人吸尘器的主体，使得主体在地板上行进；感测接近主体的障碍物；通过调节安装到主体的底部且能够伸出和缩回的辅助清洁单元的伸出或缩回程度，来控制辅助清洁单元的伸出或缩回。辅助清洁单元可以枢转地安装到主体的底部。可基于由辅助清洁单元相对于主体的行进方向形成的枢转角度，来执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制。可执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制，使得辅助清洁单元的最外部分和障碍物之间的距离大于预定第一临界值，但是小于预定第二临界值。可基于根据障碍物感测方向的输出信号的强度与预定临界值之间的比较结果，来执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制。所述预定临界值可对应于从主体的中心到辅助清洁单元的最外部分的距离。可基于根据障碍物感测方向的输出信号，来执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制，辅助清洁单元沿着所述障碍物感测方向伸出。可与所述输出信号的强度成比例地执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的这些和/或其他方面将会变得清楚且更加易于理解，在附图中图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的机器人吸尘器的外观的视图；图2是示意性地示出在图1中示出的机器人吸尘器的构造的仰视图；图3是示意性地示出根据本公开的实施例的用于使辅助清洁单元伸出或缩回的构造的视图；图4是示意性地示出根据本公开的另一实施例的用于使辅助清洁单元伸出或缩回的构造的视图；图5是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的辅助清洁工具的构造的视图6是示意性地示出根据本公开的另一实施例的辅助清洁工具的构造的视图；图7是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的机器人吸尘器的控制构造的框图；图8是示意性地示出根据本公开的实施例的用于控制机器人吸尘器的方法的流程图；图9是示意性地示出根据图8的实施例的机器人吸尘器的操作的视图；图10是示意性地示出根据本公开的另一实施例的用于控制机器人吸尘器的方法的流程图；图11是示意性地示出根据图10的实施例的机器人吸尘器的操作的视图；图12是示意性地描绘根据图10的实施例的机器人吸尘器的障碍物感测结果的曲线图；图13是示意性地示出根据本公开的另一实施例的用于控制机器人吸尘器的方法的流程图；图14是示意性地示出根据图13的实施例的机器人吸尘器的操作的视图；图15是示意性地描绘根据图13的实施例的机器人吸尘器的障碍物感测结果的曲线图；图16至图18是示意性地示出根据本公开的另一实施例的机器人吸尘器的操作的视图；图19至图21是示意性地示出根据本公开的另一实施例的机器人吸尘器的操作的视图；图22至图24是示意性地示出根据本公开的另一实施例的机器人吸尘器的操作的视图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图描述本公开的实施例。图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的机器人吸尘器的外观的视图。参照图1，由标号“I”指定的机器人吸尘器包括主体10，以限定机器人吸尘器I的外观。各种传感器安装到主体10，以感测障碍物。传感器可包括接近传感器61和/或视觉传感器62。例如，当在不存在机器人吸尘器I行进所沿的预定路径的情况下，机器人吸尘器I沿着随机方向行进时，即，在不具有地图的清洁系统中，机器人吸尘器I可使用接近传感器61在清洁区域上行进并感测障碍物。另一方面，当机器人吸尘器I沿着预定路径行进时，即，在需要地图的清洁系统中，视觉传感器62可被安装为接收机器人吸尘器I的位置信息，因此生成地图。传感器可以以各种方式实现。信号传感器63也可安装到主体10,以从充电器或排尘站(exhaust station)接收信号。显示单元64结合到主体10，以显示机器人吸尘器I的各种状态。例如，显示单元64可显示电池的电荷状态、集尘器(未示出)是否充满灰尘、机器人吸尘器I的清洁模式
坐寸ο
将参照图2至图6更加详细地描述辅助清洁单元21和22的构造。图2是示意性地示出在图1中示出的机器人吸尘器的构造的仰视图。参照图2，机器人吸尘器I包括主刷单元30、电源50、驱动轮41和42、脚轮43以及辅助清洁单元21和22。主刷单元30安装在一开口处，该开口形成在主体10的底部中的沿着向后方向R偏离主体10的中央区域的一部分中。主刷单元30清扫积聚在主体10设置在其上的地板上的灰尘，使得清扫的灰尘被引导到灰尘入口 33。主体10的底部中的安装了主刷单元30的开口用作灰尘入口 33。主刷单元30包括滚轴31以及附着到滚轴31的外表面的主刷32。当滚轴31旋转时，主刷32清扫积聚在地板上的灰尘，使得清扫的灰尘被引导到灰尘入口 33。虽然未在图2中示出，但是用于产生吸入力的风扇单元设置在灰尘入口 33内。风扇单元用于使被引入到灰尘入口 33中的灰尘运动到集尘器。电源50供应驱动电能，以驱动主体10。电源50包括电池，电池电连接到主体10以及用于驱动安装到主体10的各种元件的驱动器，以将驱动电能供应到主体10和驱动器。电池由可再充电的二次电池构成。当主体10在完成清洁操作之后结合到充电器或排尘站时，电池从充电器或排尘站接收电能，以被充电。驱动轮41和42分别以对称的方式居中地布置在主体10的底部的相对侧。驱动轮41和42可在清洁期间执行包括向前运动、向后运动以及旋转的运动操作。当基于行进方向观察时，脚轮43安装在主体10的底部的前边缘部分。脚轮43能够使主体10保持稳定的姿势。驱动轮41和42以及脚轮43可被构造成可拆卸地安装到主体10的单个组件。当基于向前方向F观察时，开口分别形成在主体10的前部的相对侧。辅助清洁单元21和22被安装为分别覆盖所述开口。图3是示意性地示出根据本公开的实施例的用于使辅助清洁单元伸出或缩回的构造的视图。参照图3，辅助清洁单元21和22中的每个包括侧臂102、外围盖103以及辅助清洁工具110 (参见图5和图6)。侧臂102结合到主体10的底部的前部，位于主体10的一侧。臂电机(未示出)容纳在主体10中，位于侧臂102的上方，以驱动侧臂102。臂电机通过齿轮连接到旋转轴(未示出)，以将驱动力传递到侧臂102。旋转轴安装到形成在侧臂102的一端的结合凹槽101。当臂电机驱动时，旋转轴旋转，从而使得侧臂102围绕结合凹槽101枢转。在这种情况下，侧臂102枢转到主体10的外部。在这种状态下，外围盖103不再覆盖主体10的开口。即，外围盖103不再形成主体10的外周。结合凹槽104形成在侧臂102的另一端，辅助清洁工具110结合到结合凹槽104。旋转电机(未示出)容纳在主体10中，位于结合凹槽104的上方，以驱动辅助清洁工具110。辅助清洁工具110通过旋转电机的驱动力围绕结合凹槽104旋转。图4是示意性地示出根据本公开的另一实施例的用于使辅助清洁单元伸出或缩回的构造的视图。
参照图4，辅助清洁单元21和22中的每个包括侧臂106、外围盖108及辅助清洁工具110(参见图5和图6)。侧臂106通过结合凹槽105结合到主体10的底部的前部，位于主体10的一侧。延伸臂107容纳在侧臂106中，使得延伸臂107可以以滑动方式延伸到侧臂106的外部。延伸臂107沿着侧臂106的纵向在侧臂106内前后运动。为此，导轨形成在侧臂106内，与该导轨接合的引导件(未示出)形成在延伸臂107上。因此，延伸臂107可在结合到导轨的状态下沿着导轨可滑动地运动。另一延伸臂可容纳在延伸臂107中，使得该另一延伸臂可以以滑动方式延伸到延伸臂107的外部。同时，该另一延伸臂的运动可以以与如上所述的方式相同的方式执行。不限制延伸臂的数量。臂电机(未示出)容纳在主体10中，位于侧臂106的上方，以驱动延伸臂107。臂电机通过齿轮将驱动力传递到延伸臂107。当臂电机驱动时，延伸臂107滑动到侧臂106的外部，以延伸到主体10的外部。在这种状态下，外围盖108不再覆盖主体10的开口。SP，外围盖108不再形成主体10的外周。结合凹槽109形成在延伸臂107的一端，辅助清洁工具110结合到结合凹槽109。旋转电机(未示出)容纳在主体中，位于结合凹槽109的上方，以驱动辅助清洁工具110。辅助清洁工具110通过旋转电机的驱动力围绕结合凹槽109旋转。图5是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的辅助清洁工具的构造的视图。参照图5，辅助清洁工具110包括多个刷臂113，多个刷臂113结合以形成中央公共端，使得多个刷臂113沿着径向从中央公共端向外延伸，同时多个刷臂113沿着圆周方向彼此隔开。辅助刷112结合到每个刷臂113。旋转轴114形成在多个刷臂113的中央公共端。旋转轴114延伸，以通过结合凹槽104或109结合到侧臂102或延伸臂107。当辅助清洁工具110旋转时，辅助刷112朝着主体10的中央区域清扫积聚在靠近墙壁的区域上的灰尘或者驱散所述灰尘。图6是示意性地示出根据本公开的另一实施例的辅助清洁工具的构造的视图。参照图6，辅助清洁工具110’包括圆形地板布支撑件116。辅助地板布115沿着径向围绕地板布支撑件116安装。旋转轴114形成在地板布支撑件116的中心，使得旋转轴114轴向地延伸。旋转轴114从旋转电机接收驱动力，以使辅助清洁工具110’旋转。旋转轴114通过结合凹槽104或109结合到侧臂102或延伸臂107。当辅助清洁工具110’旋转时，辅助地板布115擦拭靠近墙壁的区域。同时，辅助刷112可由具有弹性的各种材料制成。辅助地板布115可由纤维材料或除了纤维材料之外的各种材料制成。根据本公开的示出的实施例的机器人吸尘器I甚至可清洁地板的靠近墙壁的区域或者地板的拐角区域，这是因为通过可从主体10向外伸出的辅助清洁单元21和22扩大了机器人吸尘器I的有效清洁区域。在下面的描述中，假设除了单独地结合侧臂102的枢转运动或者延伸臂107的延伸描述每个辅助清洁单元21或22的伸出的情况之外，在每个辅助清洁单元21或22的操作期间执行辅助清洁单元21或22的伸出包括在图3的实施例中侧臂102枢转运动到主体10的外部以及在图4的实施例中延伸臂107伸出到主体10的外部两者。此外，假设在机器人吸尘器I的清洁操作期间，辅助清洁工具110在旋转的同时清洁地板的靠近墙壁的区域或者地板的拐角区域。图7是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的机器人吸尘器的控制构造的框图。参照图7，机器人吸尘器I包括输入单元210、障碍物感测单元220、信号感测单元230、控制单元240、主体驱动器250、主刷单元驱动器260、辅助清洁单元驱动器270。输入单元210从设置在主体10上的操作面板或者遥控器接收用户的操作命令。用户的操作命令包括与机器人吸尘器I的行进、清洁以及充电操作相关的命令。具体地说，用户直接操作遥控器，以输入与例如辅助清洁单元21和22的伸出相关的命令。障碍物感测单元220感测在主体10的行进期间接近主体10的障碍物。更具体地说，障碍物感测单元220从接近传感器61或视觉传感器62接收关于障碍物的信息，然后感测位于主体10附近的障碍物。例如，接近传感器61可以以超声波传感器的形式实现。在这种情况下，接近传感器61可发射超声波，然后接收从障碍物反射的超声波，从而感测障碍物。对于该功能，接近传感器61可具有围绕主体10的外周安装的至少一个超声波发射器以及至少一个超声波接收器的组合的形式。当超声波接近传感器61进一步接近障碍物时，超声波接近传感器61产生具有更高功率的信号，这是因为在超声波从障碍物被反射之后通过超声波接近传感器61接收的超声波的强度增加。可基于来自接近传感器61的输出信号计算主体10和障碍物之间的距离。同时，视觉传感器62获得关于主体10的行进路径的图像，然后通过处理获得的图像来感测障碍物。实际上，可基于三维坐标在通过视觉传感器62处理的图像中计算主体10与障碍物之间的距离。信号感测单元230根据信号传感器63的操作感测从充电器发射的识别信号或者在充电器附近形成的识别信号。主体驱动器250驱动驱动轮41和42，以使机器人吸尘器I运动。根据来自行进控制器242的控制命令，主体驱动器250控制机器人吸尘器I的行进方向和行进速度。主刷单元驱动器260根据来自清洁控制器241的控制命令驱动滚轴31。根据滚轴31的旋转，主刷32清扫积聚在地板上的灰尘。辅助清洁单元驱动器270根据来自清洁控制器241的控制命令驱动臂电机，以执行每个辅助清洁单元21或22的伸出或缩回。辅助清洁单元驱动器270还通过根据主体10和障碍物之间的距离调节臂电机的转数，来调节每个辅助清洁单元21或22的伸出或缩回程度。辅助清洁单元驱动器270还执行辅助清洁工具110的旋转，并调节辅助清洁工具110的旋转速度，以使辅助刷112或辅助地板布115清洁靠近墙壁的区域。控制单元240根据控制程序控制机器人吸尘器I的整个操作。控制单元240主要包括控制机器人吸尘器I的清洁操作的清洁控制器241、控制机器人吸尘器I的行进的行进控制器242、以及控制机器人吸尘器I的充电操作的充电控制器243。清洁控制器241不仅控制主刷单元30的操作，而且还确定每个辅助清洁单元21或22是否伸出或缩回。清洁控制器241还控制每个辅助清洁单元21或22的伸出或缩回程度。此外，清洁控制器241确定机器人吸尘器I的操作模式(自动清洁模式、充电模式、充电完成模式、充电停止模式等中的一种)，并根据确定的操作模式控制每个辅助清洁单元21或22的伸出或缩回。行进控制器242控制主体10的向前运动、向后运动以及旋转。更具体地说，行进控制器242控制驱动轮41和42的旋转方向和速度。当感测到在主体10的行进路径上存在障碍物时，行进控制器242还确定主体10是否必须向左转弯或向右转弯或者必须向后运动。当清洁操作完成时，充电控制器243控制机器人吸尘器I返回充电器或排尘站，以给机器人吸尘器I充电。当在主体10与充电器对接的状态下执行充电操作时，充电控制器243确定机器人吸尘器I的充电状态。即，充电控制器243可确定完全充电状态、在充电操作期间充电器的电源关闭状态等。在下文中，将描述根据本公开的实施例的用于控制上述机器人吸尘器的辅助清洁单元的伸出和缩回的方法。图8是示意性地示出根据本公开的实施例的用于控制机器人吸尘器的方法的流程图。图9是示意性地示出根据图8的实施例的机器人吸尘器的操作的视图。参照图8和图9，障碍物感测单元220感测接近主体10的障碍物(410)。之后，清洁控制器241计算从辅助清洁单元21的旋转轴到障碍物的距离，即，计算距离L(420)。具体地说，清洁控制器241可基于来自接近传感器61的输出信号，计算从辅助清洁单元21的旋转轴到障碍物的距离L。接下来，清洁控制器241计算辅助清洁单元21可伸出的距离D2(430)。可基于侧臂102的旋转半径R和辅助 清洁工具110的旋转半径r，计算辅助清洁单元21沿着主体10的行进方向可伸出的距离D2。这里，辅助清洁工具110的旋转半径r表示不具有弹性的刷臂113的旋转半径(或者辅助清洁工具110’的地板布支撑件116的旋转半径)。具体地说，可通过下面的表达式计算辅助清洁单元21可伸出的距离D2 表达式D2 = RXCOS θ+r在表达式中，“ Θ ”表示由侧臂102相对于主体10的行进方向形成的角度。辅助清洁单元21可伸出基于角度Θ确定的距离，同时与侧臂102的旋转路径310和辅助清洁工具110的旋转路径320相交。此外，计算辅助清洁单元21的可伸出距离D2，以防止辅助清洁单元21的最外部分碰撞障碍物。这里，辅助清洁单元21的最外部分表示旋转的刷臂113沿着主体10的行进方向的最外周部分(或者辅助清洁工具110’的地板布支撑件116沿着主体10的行进方向的最外周部分)。因此，由弹性材料制成的辅助刷112或者由纤维材料制成的辅助地板布115可在沿着旋转路径330旋转的同时执行与靠近墙壁的区域接触式的清洁。之后，清洁控制器241调节辅助清洁单元21的伸出距离，然后控制辅助清洁单元21伸出调节了的伸出距离(440)。在这种情况下，辅助清洁单元21的伸出距离与侧臂102的枢转角度相关。侧臂102的枢转角度与角度Θ相关。清洁控制器241调节侧臂102的枢转角度，因此调节辅助清洁单元21的最外部分和障碍物之间的距离D1。可通过从辅助清洁单元21的旋转轴到障碍物的距离L和辅助清洁单元21的伸出距离(即，距离D2)之间的差来计算距离D1。可调节辅助清洁单元21的枢转角度，使得辅助清洁单元21的最外部分和障碍物之间的距离Dl大于预定第一临界值，但是小于预定第二临界值。图10是示意性地示出根据本公开的另一实施例的用于控制机器人吸尘器的方法的流程图。图11是示意性地示出根据图10的实施例的机器人吸尘器的操作的视图。为了方便描述，将结合图3的实施例描述该方法。参照图10和图11，障碍物感测单元220感测接近主体10的障碍物(510)。至少一个接近传感器61安装在主体10的外周。接近传感器61沿着其感测方向感测障碍物。在示出的情况下，安装多个接近传感器61。之后，清洁控制器241分析根据接近传感器61的位置感测障碍物的结果(520)。通过分析障碍物感测结果，可以得知，来自接近传感器61的输出信号根据接近传感器61的不同感测方向表现出不同的强度，如图12所示。例如，当障碍物位于主体10的行进方向上时，接近传感器61越靠近主体10的前部布置，来自接近传感器61的输出信号表现出越高的强度。在示出的情况下，可基于来自设置在传感器位置A的接近传感器61的输出信号，计算到障碍物的距离。清洁控制器241分析来自每个接近传感器61的输出信号的强度是高于还是低于预定临界值。这里，预定临界值对应于沿着主体10的行进方向从主体10的中心到辅助清洁单元21的最外部分的距离。接下来，清洁控制器241基于分析的结果确定辅助清洁单元21的伸出位置(530)。辅助清洁单元21可伸出到伸出位置，同时与侧臂102的旋转路径310和辅助清洁工具110的旋转路径320相交。辅助清洁单元21的伸出位置对应于侧臂102的旋转路径310上的位置。当来自接近传感器61的输出信号的强度高于预定临界值时，清洁控制器241可确定与接近传感器61的位置相关，空间不足以允许辅助清洁单元21伸出。在这种情况下，从输出低于临界值的信号的每个接近传感器61中，选择输出具有最高强度的信号的一个接近传感器61。在确定选择的接近传感器61的位置之后，清洁控制器241基于确定的接近传感器61的位置，确定辅助清洁单元21在侧臂102的旋转路径310上的伸出位置。另一方面，当来自接近传感器61的输出信号的强度低于预定临界值时，清洁控制器241可确定与接近传感器61的位置相关，存在足够的空间以允许辅助清洁单元21伸出。在这种情况下，清洁控制器241确定接近传感器61的位置，然后基于确定的接近传感器61的位置，确定辅助清洁单元21在侧臂102的旋转路径310上的伸出位置。可选地，可基于输出最高强度信号的接近传感器61的位置和输出第二高强度信号的接近传感器61的位置之间的中间位置，确定辅助清洁单元21在侧臂102的旋转路径310上的伸出位置。之后，清洁控制器241基于确定的伸出位置调节侧臂102的枢转角度，以使得辅助清洁单元21伸出到确定的伸出位置(540)。图13是示意性地示出根据本公开的另一实施例的用于控制机器人吸尘器的方法的流程图。图14是示意性地示出根据图13的实施例的机器人吸尘器的操作的视图。为了方便描述，将结合图4的实施例描述该方法。参照图13和图14，障碍物感测单元220感测接近主体10的障碍物(610)。之后，清洁控制器241分析根据接近传感器61的位置感测障碍物的结果(620)。通过分析障碍物感测结果，可以得知，来自接近传感器61的输出信号根据接近传感器61的不同感测方向表现出不同的强度，如图15所示。例如，当障碍物位于辅助清洁单元21的伸出方向上时，接近传感器61越靠近辅助清洁单元21布置，来自接近传感器61的输出信号表现出越高的强度。在示出的情况下，可仅考虑来自沿着辅助清洁单元21的伸出方向设置的接近传感器61的输出信号，来分析障碍物感测结果。此外，可基于来自设置在传感器位置B、C或D的接近传感器61的输出信号，计算到障碍物的距离。清洁控制器241分析来自每个接近传感器61的输出信号的强度是高于还是低于预定临界值。这里，所述预定临界值对应于沿着延伸臂107的伸出方向从主体10的中心到辅助清洁单元21的最外部分的距离。接下来，清洁控制器241基于分析的结果确定辅助清洁单元21的伸出位置(630)。辅助清洁单元21可沿着延伸臂107的延伸路径320伸出到伸出位置。辅助清洁单元21的伸出位置对应于延伸臂107的延伸路径320上的位置。当来自接近传感器61的输出信号的强度高于预定临界值时，清洁控制器241可确定与接近传感器61的位置相关，空间不足以允许辅助清洁单元21伸出。在这种情况下，从输出低于临界值的信号的每个接近传感器61中，选择输出具有最高强度的信号的一个接近传感器61。在确定选择的接近传感器61的位置之后，清洁控制器241基于确定的接近传感器61的位置，确定辅助清洁单元21的伸出位置。在示出的情况下，可基于来自设置在传感器位置B或D的接近传感器61的输出信号，确定辅助清洁单元21的伸出位置。另一方面，当来自接近传感器61的输出信号的强度低于预定临界值时，清洁控制器241可确定与接近传感器61的位置相关，存在足够的空间以允许辅助清洁单元21伸出。在这种情况下，清洁控制器241确定接近传感器61的位置，然后基于确定的接近传感器61的位置，确定辅助清洁单元21的伸出位置。在这种情况下，可使辅助清洁单元21伸出到其最大伸出位置。之后，清洁控制器241基于确定的伸出位置调节延伸臂107的伸出距离，以使得辅助清洁单元21伸出到确定的伸出位置(640)。虽然在控制辅助清洁单元21时对于辅助清洁单元21的伸出距离的调节已经被描述为基于主体10的行进方向来执行，但是对于位于除了主体10的上述方向之外的方向上的障碍物，可以以与上述情况相同的方式执行所述调节。此外，虽然为了方便描述，已经结合例如右辅助清洁单元21给出上面的描述，但是可结合左辅助清洁单元22执行如上所述的相同调节。此外，对于辅助清洁单元21和22的缩回的控制可以以与上述对于辅助清洁单元21和22的伸出的控制的方式相反的方式执行。另外，控制单元可以以与接近传感器61的输出信号的强度成比例地调节辅助清洁单元21和22的伸出或缩回程度。图16至图18是示意性地示出根据本公开的另一实施例的机器人吸尘器的操作的视图。参照图16至图18，清洁控制器241确定障碍物的形状，并基于确定的障碍物的形状控制每个辅助清洁单元21或22的伸出或缩回。当数量为多个且围绕主体10设置的接近传感器61按照接近传感器61越靠近主体10的一个横向侧的布置顺序输出越高强度的信号时，可确定在主体10的横向侧存在呈平坦墙壁形式的障碍物。在这种情况下，对于感测的障碍物，清洁控制器241控制辅助清洁单元21或22，使得辅助清洁单元21或22在保持伸出状态持续预定时间之后缩回。可选地，清洁控制器241可控制辅助清洁单元21或22，使得辅助清洁单元21或22在保持缩回状态持续预定时间之后伸出。清洁控制器241独立地控制左辅助清洁单元22和右辅助清洁单元21，使得左辅助清洁单元22和右辅助清洁单元21独立地伸出或缩回。在这种情况下，当障碍物仅位于主体10的左边或右边时，清洁控制器241执行控制操作，使得仅仅是左辅助清洁单元22或右辅助清洁单元21伸出或缩回。可选地，清洁控制器241可执行控制操作，使得两个辅助清洁单元21和22同时伸出或缩回。另一方面，即使当存在三个或更多个辅助清洁单元时，清洁控制器241也可以以与如上所述的方式相同的方式控制辅助清洁单元。当来自特定数量的接近传感器61的输出信号按照接近传感器61越靠近主体10的一个横向侧的布置顺序具有从预定值逐渐增大的强度，以及来自特定数量的接近传感器61的输出信号按照接近传感器61越靠近主体10的前部的布置顺序具有从预定值逐渐增大的强度时，清洁控制器241可确定分别在主体10的横向侧和前侧存在呈墙壁的形式的障碍物，即，存在呈墙角的形式的障碍物。对于墙角式障碍物，清洁控制器241控制辅助清洁单元21和22在保持伸出状态持续预定时间之后缩回。此外，清洁控制器241控制辅助清洁单元21和22在保持缩回状态持续预定时间之后伸出。当障碍物位于主体10的前侧时，清洁控制器241控制辅助清洁单元21和22同时伸出。当输出信号的强度高于预定值的接近传感器61不以连续的方式输出这种较高的信号时，清洁控制器241可确定在主体10附近存在具有比参考尺寸小的尺寸的障碍物。对于具有比参考尺寸小的尺寸的这种障碍物，清洁控制器241控制辅助清洁单元21和22，以防止辅助清洁单元21和22伸出。具有比参考尺寸小的尺寸的障碍物可以是位于主体10在其上行进的地板上的花盆或椅子腿。当辅助清洁单元21和22在这种情况下伸出时，辅助清洁单元21和22可碰撞花盆、椅子腿等，或者辅助清洁单元21和22可与主体10的行进路径旁边的障碍物发生干涉。图19至图21是示意性地示出根据本公开的另一实施例的机器人吸尘器的操作的视图。参照图19至图21，清洁控制器241根据主体10的行进方向控制辅助清洁单元21和22的伸出或缩回。当主体10接近呈墙角的形式的障碍物时，清洁控制器241控制辅助清洁单元21和22同时伸出。在这种情况下，行进控制器242控制驱动轮41和42，使得主体10适当地旋转或向后运动，以绕过障碍物。在这种情况下，清洁控制器241可控制辅助清洁单元21和22在主体10旋转或向后运动之前缩回。此外，清洁控制器241可控制辅助清洁单元21和22，使得辅助清洁单元21和22中的沿着主体10的旋转方向在前的一个辅助清洁单元在主体10根据主体10的旋转方向旋转之前或之后缩回。可选地，清洁控制器241可控制辅助清洁单元21和22，使得辅助清洁单元21和22中的沿着主体10的旋转方向在后的一个辅助清洁单元在主体10根据主体10的旋转方向旋转之前或之后缩回。此外，清洁控制器241可控制辅助清洁单元21和22，使得辅助清洁单元21和22根据主体10的旋转方向伸出不同的距离。例如，当主体10沿着逆时针方向旋转时，清洁控制器241可控制辅助清洁单元21和22，使得左辅助清洁单元22的伸出距离减小，右辅助清洁单元21的伸出距离增加。因此，当主体10行进，同时绕过呈墙角的形式的障碍物时，可防止辅助清洁单元21和22碰撞障碍物。即使当在主体10的行进路径的旁边存在台阶时，也可获得与上述情况相同的效果。具体地说，即使当台阶没有位于主体10的行进路径上时，也可存在辅助清洁单元21和22碰撞台阶的可能性。因此，在这种情况下，辅助清洁单元21和22中的沿着主体10的旋转方向在前的一个辅助清洁单元(例如，辅助清洁单元22)受到控制以预先缩回。在这种情况下，为了允许沿着主体10的旋转方向跟在辅助清洁单元22之后的辅助清洁单元21自然地缩回，可减少供应到辅助清洁单元21的臂电机的电能。可选地，弹簧结构可用于各个辅助清洁单元21和22。同时，当主体10执行从旁边行进以绕过呈墙角的形式的障碍物时，行进控制器242可执行控制操作，以降低主体10的行进速度同时增加辅助清洁工具110的旋转速度。当主体10的行进速度降低时，用于墙角的清洁时间增加。当辅助清洁工具110的旋转速度增加时，清扫墙角区域的灰尘的次数增加。因此，有提高墙角区域的清洁效率的效果。图22至图24是示意性地示出根据本公开的另一实施例的机器人吸尘器的操作的视图。参照图22至图24，清洁控制器241根据主体10的清洁模式控制辅助清洁单元21和22的伸出或缩回。在自动清洁模式下，当感测到接近主体10的障碍物时，清洁控制器241执行控制操作，以使辅助清洁单元21和22伸出。当机器人吸尘器I根据自动清洁模式开始清洁操作时，清洁控制器241还执行控制操作，以在预定时间内防止辅助清洁单元21和22伸出。在返回模式下，充电控制器243执行控制操作，以使主体10返回到充电器80。清洁控制器241执行控制操作，以在主体10返回到充电器80时防止辅助清洁单元21和22伸出。可选地，清洁控制器241可执行控制操作，以当确定在主体10以返回模式返回到充电器80时感测的障碍物是充电器80时，防止辅助清洁单元21和22伸出。当机器人吸尘器I在完成清洁之后行进以返回到充电器80时，无需使辅助清洁单元21和22伸出以进行清洁。当辅助清洁单元21和22处于伸出状态时，辅助清洁单元21和22会干扰主体10与充电器80的对接。同时，用于发射识别信号的信号发射器81安装在充电器80上，以使清洁控制器241能够从障碍物中识别充电器80。识别信号可以是从信号发射器81发射的红外信号82，以使机器人吸尘器I能够跟踪充电器80的位置或者与充电器80对接，如图22所示。在这种情况下，红外信号82可从充电器80以径向方式或以直线方式被发射。当红外信号82从充电器80以径向方式被发射时，红外信号82可分成低功率信号和高功率信号，以形成两个不同的信号区。例如，低功率信号可形成能够跟踪充电器80的位置的信号区，高功率信号可形成能够在跟踪充电器80的位置期间与充电器80进行对接的信号区。信号感测单元230感测从充电器80发射的红外信号82。当感测到红外信号82时，清洁控制器241确定充电器80位于主体10的前方，然后执行控制操作，以防止辅助清洁单元21和22伸出，直到主体10与充电器80对接为止。可选地，识别信号可以是从充电器80发射的短程射频(RF)信号。在这种情况下，如图23所示，在充电器80的周围形成RF信号区83。当主体10进入RF信号区83时，信号感测单元230可感测从充电器80发射的短程RF信号。当感测到短程RF信号时，清洁控制器241确定充电器80位于主体10附近，然后执行控制操作，以防止辅助清洁单元21和22伸出，直到主体10与充电器80对接为止。此外，识别信号可以是在充电器80的周围形成的磁场信号。例如，当磁性带84安装在充电器80上使得磁性带84围绕充电器80的前表面、侧表面、整个表面或一个表面时，由于磁性带84导致的磁场区域85可在充电器80的周围形成。当然，磁性带84可具有除了带形状之外的其他形状。信号感测单元230感测在充电器80的周围形成的磁场。当感测到磁场时，清洁控制器241确定充电器80位于主体10附近，然后执行控制操作，以防止辅助清洁单元21和22伸出，直到主体10与充电器80对接为止。在主体10的充电操作期间，清洁控制器241还在充电模式、充电完成模式、充电停止模式下执行控制操作，以防止辅助清洁单元21和22伸出，在充电模式下主体10执行充电操作，在充电完成模式下主体10的充电操作完成，在充电停止模式下停止将电能供应到充电器80。机器人吸尘器I的上述操作可以以与应用于充电器80的方式相同的方式应用于排尘站，排尘站用于排放收集在机器人吸尘器I中的灰尘。同时，虽然在本公开的上述实施例中，机器人吸尘器I的辅助清洁单元21和22已经被描述为结合到主体10的左侧和右侧，但是不限制辅助清洁单元的数量以及辅助清洁单元的安装位置。从上面的描述中清楚的是，根据本公开的一方面，当感测到障碍物时，可调节每个辅助清洁单元的伸出或缩回程度。因此，可防止辅助清洁单元碰撞障碍物，并提高对于靠近墙壁的区域的清洁效率等。根据本公开的另一方面，可根据障碍物的形状控制每个辅助清洁单元的伸出或缩回。因此，在这种情况下，可减少机器人吸尘器的清洁时间，并进一步提高对于靠近墙壁的区域的清洁效率等。根据本公开的另一方面，可根据机器人吸尘器的主体的行进方向控制每个辅助清洁单元的伸出或缩回。因此，在这种情况下，即使当机器人吸尘器执行绕过障碍物的行进时，机器人吸尘器也可在不碰撞障碍物的情况下行进。根据本公开的另一方面，可根据清洁模式控制每个辅助清洁单元的伸出或缩回。因此，在这种情况下，机器人吸尘器可快速返回到充电器或排尘站。此外，机器人吸尘器可将充电器或排尘站确定为障碍物，从而防止辅助清洁单元碰撞充电器或排尘站。虽然已经示出并描述了本公开的一些实施例，但是本领域的技术人员应当认识至IJ，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变。
权利要求
1.一种机器人吸尘器，包括 主体，在地板上行进； 障碍物感测单元，用于感测接近主体的障碍物； 辅助清洁单元，安装到主体的底部，能够伸出和缩回； 控制单元，用于当感测到障碍物时，通过调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度来控制辅助清洁单元的伸出或缩回。
2.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其中 辅助清洁单元可枢转地安装到主体的底部； 控制单元基于由辅助清洁单元相对于主体的行进方向形成的枢转角度，来调节辅助清洁单元的伸出或缩回。
3.根据权利要求2所述的机器人吸尘器，其中，控制单元调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度，使得辅助清洁单元的最外部分和障碍物之间的距离大于预定第一临界值，但是小于预定第二临界值。
4.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其中，控制单元将根据障碍物感测单元的感测方向的来自障碍物感测单元的输出信号的强度与预定临界值进行比较，并基于比较结果调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。
5.根据权利要求4所述的机器人吸尘器，其中，所述预定临界值对应于从主体的中心到辅助清洁单元的最外部分的距离。
6.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其中，控制单元基于根据辅助清洁单元的伸出方向的来自障碍物感测单元的输出信号，来调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。
7.根据权利要求6所述的机器人吸尘器，其中，控制单元与所述输出信号的强度成比例地调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。
8.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其中，当感测到障碍物时，控制单元根据障碍物的形状或主体的行进方向，来调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度。
9.一种用于机器人吸尘器的控制方法，所述控制方法包括 驱动机器人吸尘器的主体，使得主体在地板上行进； 感测接近主体的障碍物； 通过调节安装到主体的底部且能够伸出和缩回的辅助清洁单元的伸出或缩回程度，来控制辅助清洁单元的伸出或缩回。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其中 辅助清洁单元可枢转地安装到主体的底部； 基于由辅助清洁单元相对于主体的行进方向形成的枢转角度，来执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制，使得辅助清洁单元的最外部分和障碍物之间的距离大于预定第一临界值，但是小于预定第二临界值。
12.根据权利要求9所述的控制方法，其中，基于根据障碍物感测方向的输出信号的强度与预定临界值之间的比较结果，来执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，所述预定临界值对应于从主体的中心到辅助清洁单元的最外部分的距离。
14.根据权利要求9所述的控制方法，其中，基于根据障碍物感测方向的输出信号，来执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制，辅助清洁单元沿着所述障碍物感测方向伸出。
15.根据权利要求14所述的控制方法，其中，与所述输出信号的强度成比例地执行对辅助清洁单元的伸出或缩回的控制。
全文摘要
本发明公开了一种机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法。机器人吸尘器包括主体，在地板上行进；障碍物感测单元，用于感测接近主体的障碍物；辅助清洁单元，安装到主体的底部，能够伸出和缩回；控制单元，用于当感测到障碍物时，通过调节辅助清洁单元的伸出或缩回程度来控制辅助清洁单元的伸出或缩回。
文档编号G05D1/02GK103054515SQ20121039728
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者尹详植, 金并赞, 李秉仁, 李俊和, 郑在咏 申请人:三星电子株式会社