自动工作系统的制作方法

文档序号:6293771阅读:156来源:国知局
自动工作系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种自动工作系统,包括,信号发生装置,生成具有预设的电流有效值的预设的边界信号,并按照预设的占空比向外发送所述预设的边界信号;边界线,规划自动工作系统的工作区域,传输所述预设的边界信号并生成电磁场;自动行走设备,按照预设的程式在工作区域内工作;检测单元,检测环境中存在的电磁场并转换为相应的检测信号;处理单元,接收检测单元的检测信号,并生成处理信号;控制单元,接收处理单元生成的处理信号,根据所述处理信号识别自动行走设备是否在工作区域内工作,所述预设的电流有效值不低于500mA,所述占空比不高于0.25。本自动工作系统能产生较高强度的电磁场信号,也降低了边界线对电能的消耗。
【专利说明】自动工作系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动工作系统,特别是一种控制自动行走设备在工作区域内工作的系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展,智能的自动行走设备为人们所熟知,由于自动行走设备可以自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务,无须人为的操作与干预,因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人,家居产品上的应用如割草机、吸尘器等,这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间,给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。
[0003]为保证上述自动行走设备在预设的工作范围内工作,通常采用自动工作系统对自动行走设备的工作范围进行控制。自动工作系统包括铺设在地表的边界线,与边界线连接的信号发生装置,自动行走设备上的信号检测单元以及对信号进行处理并控制自动行走设备行走路径的控制单元。信号发生装置发送的边界信号流经边界线时,产生以边界线为中心向四周逐渐减弱的电磁场,即靠近边界线的位置电磁场强度强,远离边界线的位置电磁场强度弱,自动行走设备上的信号检测单元将其所处位置处的电磁场转换为相应的电信号传递给控制单元,控制单元根据其传递的电信号确认其离边界线的远近,从而控制自动行走设备的在接近边界线时及时控制自动行走设备转换行走方向,防止自动行走设备行走至边界线外,从而使自动行走设备始终在边界线内工作。因此为保证自动行走设备在离边界线较远的区域内工作时,仍能检测到电磁场信号,以便于判断自动行走设备相对边界线的远近,必须使电磁场的强度较强。相应地,必须使信号发生装置发送的边界信号具有较强的强度。但由此带来的 问题是,自动工作系统对电能有较大消耗。

【发明内容】

[0004]本发明解决的技术问题为:提供一种具有节能效果的自动工作系统。
[0005]为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种自动工作系统,包括,信号发生装置,生成预设的边界信号,并按照预设的占空比向外发送,所述预设的边界信号具有预设的电流有效值;边界线,规划自动工作系统的工作区域,与信号发生装置电性连接,传输所述预设的边界信号,并生成电磁场;自动行走设备,按照预设的程式在所述工作区域内工作;检测单元,设置于自动行走设备,检测环境中存在的电磁场并转换为相应的检测信号;处理单元,接收检测单元的检测信号,并生成处理信号;控制单元,接收处理单元生成的处理信号,根据所述处理信号识别自动行走设备是否在工作区域内工作;所述预设的电流有效值不低于500mA,所述预设的占空比不高于0.25。
[0006]优选的,所述预设的电流有效值不低于2.5A,所述预设的占空比不高于0.01。
[0007]优选的,所述预设的电流有效值为2.5A至IOA之间,所述预设的占空比为
0.000625 至 0.01 之间。[0008]优选的,所述信号发生装置进一步包括相位调制模块,所述信号发生装置生成基带信号和具有预设的电流有效值的载波信号,相位调制模块通过基带信号对载波信号进行相位调制生成预设的边界信号,并按预设的占空比向外发送;所述处理单元进一步包括相位解调模块,所述相位解调模块对检测信号进行相位解调。
[0009]优选的,所述相位调制模块根据基带信号的幅值控制边界信号与载波信号的相位差;所述相位解调模块进一步包括生成相干信号的相干信号发生单元,相位解调模块根据检测信号与相干信号的相位差对检测信号进行相位解调。
[0010]优选的,当基带信号的幅值为高电平时,相位调制模块输出与载波信号的相位相差H的预设的边界信号,当基带信号的幅值为低电平时,相位调制模块输出与载波信号的相位相同的预设的边界信号;当相位解调模块接收的检测信号的相位与相干信号的相位相差为H时,相位解调模块输出高电平的信号,当相位解调模块接收的检测信号的相位与相干信号的相位相差为零时,相位解调模块输出低电平的信号。
[0011]优选的,控制单元接收相位解调模块输出的高电平信号和低电平信号,根据高电平信号和低电平信号的持续时间的比例,识别自动行走设备是否在工作区域内工作。
[0012]优选的,所述信号发生装置包括第一频率选择单元,所述信号发生装置根据第一频率选择单元设定的预设频率生成具有预设频率的预设的边界信号;处理单元包括滤频组件,滤频组件在预设工作参数下工作时,具有以预设频率为中心频率的带通滤波功能,滤除具有不同于预设频率的频率的信号。
[0013]优选的,所述第一频率选择单元包括人机交互界面,根据人机交互界面被手动操作而生成的输入信号设定所述预设频率。
[0014]优选的,所述第一频率选择单元将设定的预设频率以通信信号的形式发送给滤频组件,滤频组件根据第一频率选择单元发送的通信信号设定预设工作参数。
[0015]优选的,所述第一频率选择单元根据处理单元发送的通信信号设定预设频率。
[0016]优选的,处理单元包括第二频率选择单元,第二频率选择单元识别检测信号具有的频率,选择与识别的频率不同的频率,将选择的频率以通信信号的形式发送给相位调制模块。
[0017]优选的,第二频率选择单元记录自动行走设备绕边界线行走一圈的过程中识别的检测信号具有的频率,选择与记录的频率不同的频率。
[0018]优选的,第二频率选择单元将选择的频率以通信信号的形式发送给滤频组件,滤频组件根据通信信号设定预设工作参数。
[0019]本发明的有益效果为:虽然信号发生装置发送的边界信号具有较强的强度,但其持续时间较短,使得边界信号产生的电磁场具有较强的强度,但同时自动工作系统整体对电能的消耗又较小。此外,由于信号发生装置发送的边界信号具有特定的频率,且检测信号经处理单元处理后,滤除掉其他频率的信号,仅保留具有预设频率的信号,使得自动工作系统有效抵抗其他频率的信号对本系统的干扰。同时,由于信号发生装置发送的边界信号为经过相位调制的信号,处理单元对检测信号进行解调后还原为与基带信号对应的处理信号,使得自动工作系统能有效抵抗环境干扰和电机干扰,进一步提高本系统的抗干扰能力。
【专利附图】

【附图说明】[0020]以上所述的本发明解决的技术问题、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的较佳的具体实施例的详细描述,同时结合附图描述而清楚地获得。
[0021]附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。
[0022]图1是本发明一较佳实施方式的自动工作系统的示意图;
[0023]图2是图1所示自动工作系统的第一较佳实施方式的预设的边界信号的示意图;
[0024]图3是图1所示自动工作系统的第二较佳实施方式的预设的边界信号的示意图;
[0025]图4是图1所示自动工作系统的第一较佳实施方式的自动行走设备的示意图;
[0026]图5是图1所示自动工作系统的第二较佳实施方式的自动行走设备的示意图;
[0027]图6是本发明第二较佳实施方式下,自动行走设备处于工作区域内的信号形式示意图;
[0028]图7是本发明第二较佳实施方式下,自动行走设备处于工作区域外的信号形式示意图;
[0029]图8是图1所示自动工作系统的第三较佳实施方式的信号发生装置的示意图;
[0030]图9是图1所示自动工作系统的第三较佳实施方式的自动行走设备的示意图;
[0031]图10是图1所 示自动工作系统的第四较佳实施方式的信号发生装置的示意图;
[0032]图11是图1所示自动工作系统的第四较佳实施方式的自动行走设备的示意图;
[0033]图12是本发明第四较佳实施方式下,自动行走设备处于工作区域内的信号形式示意图;
[0034]图13是本发明第四较佳实施方式下,自动行走设备处于工作区域外的信号形式示意图;
[0035]图14是图1所示自动工作系统的第五较佳实施方式的信号发生装置的示意图;
[0036]图15是图1所示自动工作系统的第五较佳实施方式的自动行走设备的示意图;
[0037]图16是图1所示自动工作系统的第五较佳实施方式的工作流程图。
[0038]2自动行走设备28相位解调模块
[0039]3边界线30第二频率选择单元
[0040]4工作区域201第一滤频器
[0041]5非工作区域202第二滤频器
[0042]6信号发生装置203第三滤频器
[0043]7电磁场204第四滤频器
[0044]8检测单元205第五滤频器
[0045]9处理单元261反相器
[0046]14第一幅值测量单元262模拟开关
[0047]16第二幅值测量单元263相加器
[0048]18中央控制单元281相干信号发生单元
[0049]20滤频组件282乘法器
[0050]24第一频率选择单元283低通滤波器
[0051]26相位调制模块
【具体实施方式】[0052]有关本发明的详细说明和技术内容,配合【专利附图】
附图
【附图说明】如下,然而所附附图仅提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
[0053]图1所示的自动工作系统包括信号发生装置6、自动行走设备2、边界线3,且信号发生装置6与边界线3电性连接。信号发生装置6产生预设的边界信号发送给边界线3,预设的边界信号流经边界线3时产生电磁场7。边界线3用于将特定区域划分为内外两个区域,其中位于边界线3内为工作区域4,位于边界线3外的为非工作区域5。自动行走设备2进一步包括检测单元8、处理单元9以及控制单元11。检测单元8用于检测所述电磁场7,并生成检测信号。处理单元9接收所述检测信号,并根据所述检测信号生成处理信号。控制单元11接收处理单元9生成的处理信号,识别处理信号的相位,根据识别结果判断自动行走设备2是否处于工作区域4内。本领域技术人员可以理解的是,处理单元9和控制单元11也可以设置在自动行走设备2以外的地方,此时处理单元9与检测单元8之间,以及处理单元9与控制单元11之间可以通过有线方式传递信号,也可以通过无线方式传递信号。
[0054]预设的边界信号可以为连续发送的信号,也可以为间歇发送的信号。为使预设的边界信号生成的电磁场具有较高的强度,同时又使边界线3具有较低的电能消耗,优选地,信号发生装置6按照预设的占空比,间歇性地发送预设的边界信号,其中占表示发送预设的边界信号,空表示不发送预设的边界信号,预设的占空比即预先设定的发送预设的边界信号和不发送预设的边界信号的时间比例。预设的边界信号具有预设的电流有效值,且预设的电流有效值越高时,预设的占空比越低。若预设的边界信号的预设的电流有效值为
X.,则单位时间内边界线3的电能消耗为
【权利要求】
1.一种自动工作系统,包括, 信号发生装置,生成预设的边界信号,并按照预设的占空比向外发送,所述预设的边界信号具有预设的电流有效值; 边界线,规划自动工作系统的工作区域,与信号发生装置电性连接,传输所述预设的边界信号,并生成电磁场; 自动行走设备,按照预设的程式在所述工作区域内工作; 检测单元,设置于自动行走设备,检测环境中存在的电磁场并转换为相应的检测信号; 处理单元,接收检测单元的检测信号,并生成处理信号; 控制单元,接收处理单元生成的处理信号,根据所述处理信号识别自动行走设备是否在工作区域内工作; 其特征在于:所述预设的电流有效值不低于500mA,所述预设的占空比不高于0.25。
2.根据权利要求1所述的自动工作系统,其特征在于:所述预设的电流有效值不低于2.5A,所述预设的占空比不闻于0.01。
3.根据权利要求2所述的自动工作系统,其特征在于:所述预设的电流有效值为2.5A至IOA之间,所述预设的占空比为0.000625至0.01之间。
4.根据权利要求1所述的自动工作系统,其特征在于:所述信号发生装置进一步包括相位调制模块,所述信号发生装置生成基带信号和具有预设的电流有效值的载波信号,相位调制模块通过基带信号对载波信号进行相位调制生成预设的边界信号,并按预设的占空比向外发送;所述处理单元进一步包括相位解调模块,所述相位解调模块对检测信号进行相位解调。
5.根据权利要求4所述的自动工作系统,其特征在于:所述相位调制模块根据基带信号的幅值控制边界信号与载波信号的相位差;所述相位解调模块进一步包括生成相干信号的相干信号发生单元,相位解调模块根据检测信号与相干信号的相位差对检测信号进行相位解调。
6.根据权利要求5所述的自动工作系统,其特征在于:当基带信号的幅值为高电平时,相位调制模块输出与载波信号的相位相差η的预设的边界信号,当基带信号的幅值为低电平时,相位调制模块输出与载波信号的相位相同的预设的边界信号;当相位解调模块接收的检测信号的相位与相干信号的相位相差为η时,相位解调模块输出高电平的信号,当相位解调模块接收的检测信号的相位与相干信号的相位相差为零时,相位解调模块输出低电平的信号。
7.根据权利要求6所述的自动工作系统,其特征在于:控制单元接收相位解调模块输出的高电平信号和低电平信号,根据高电平信号和低电平信号的持续时间的比例,识别自动行走设备是否在工作区域内工作。
8.根据权利要求1至7所述的自动工作系统,其特征在于:所述信号发生装置包括第一频率选择单元,所述信号发生装置根据第一频率选择单元设定的预设频率生成具有预设频率的预设的边界信号。
9.根据权利要求8所述的自动工作系统,其特征在于:所述第一频率选择单元包括人机交互界面,根据人机交互界面被手动操作而生成的输入信号设定所述预设频率。
10.根据权利要求8所述的自动工作系统,其特征在于:所述处理单元包括第二频率选择单元,第二频率选择单元识别检测信号具有的频率,选择与识别到的频率不同的频率,将选择的频率以通信 信号的形式向外发送,所述第一频率选择单元根据第二频率选择单元发送的通信信号设定预设频率。
【文档编号】G05D1/02GK103838238SQ201210484103
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】强尼·鲍瑞那图 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司
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