一种扫地机器人及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种扫地机器人，包括机器人本体，机器人本体包括机身及至少两个电池盒，机身上设置有用于容纳电池盒的电池仓，电池盒在电池仓内与机身可拆卸电连接，且每个电池盒均能为机身单独供电；上述扫地机器人至少具有两块电池，其中一块作为供电电池，其余的作为备用电池，扫地机器人即可将备用电池随身携带，也可将备用电池置于电源处充电备用，当供电电池电量不足时，可用备用电池替换供电电池，而将供电电池放回电源处充电，交替使用，在电池充电的同时，扫地机器人还可继续工作，续航时间长，清洁效率高，并且上述的充供电方式不会受到距离及干扰物的影响和限制，使用方便，清洁效果好。本发明还公开了一种扫地机器人的控制方法。
【专利说明】
一种扫地机器人及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种扫地机器人及其控制方法。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高以及技术的进步，利用机器人代替人类进行家务劳动已经成为一种趋势。
[0003]目前，市面上的扫地机器人一般都使用内置电池供电，电池容量一般为1500毫安?2500毫安，能够胜任小面积的清洁工作，但是当面对较大面积的清洁工作时，往往无法一次完成清洁，需要回充一次甚至多次才能够完成清洁工作，不仅降低了清洁效率，还在一定程度上给生活带来了不便，现有技术中，解决上述问题的方式一般有两种，一种是直接增加电池容量，但是这种方式会导致扫地机器人重量上升，充电时间增加且充电时无法继续工作，使用不便且会增加制造成本；另一种是采用无线充供电的方式，申请号为201410751360.5的发明专利公布了一种无线充供电的电动清洁机电设备，电源无线发射器通过反射器发射出电磁波，电磁波通过空间传递到无线电能接收器给电动清洁机电设备进行充电和供电。该方案虽然能够在一定程度上脱离空间的约束给清洁设备进行无线充供电，可以连续作业，但是充电效果还是会受到距离的限制，距离越远，充电效果越差，导致清洁机在远离反射器时，可能会由于得不到及时的充电和供电而停止工作和移动，尤其是在居所内有墙体阻隔时，墙体内的钢筋会屏蔽电磁波，使得上述的清洁机难以对整个居所进行清洁。
[0004]因此，如何改善扫地机器人，使其具有较长的续航时间，并且能够连续作业，其充供电不受距离及干扰物的影响，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种扫地机器人及其控制方法，以达到使其具有较长的续航时间，并且能够连续作业，其充供电不受距离及干扰物的影响的目的。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种扫地机器人，包括机器人本体，所述机器人本体包括机身以及至少两个电池盒，所述机身上设置有用于容纳所述电池盒的电池仓，所述电池盒在所述电池仓内与所述机身可拆卸电连接，且每个所述电池盒均能够为所述机身单独供电。
[0008]优选地，还包括充电座，所述充电座能够与所述电池盒对接并对所述电池盒充电。
[0009]优选地，所述充电座上设置有回航发射装置，所述机身上设置有第一控制器、与所述电池盒一一对应的电量检测装置以及与所述回航发射装置适配的回航接收装置，所述电量检测装置以及所述回航接收装置均与所述第一控制器的信号输入端连接，所述第一控制器的信号输出端与驱动所述扫地机器人运动的行走机构连接。
[0010]优选地，所述电池仓内设置有第一电磁铁，所述电池盒上设置有与所述第一电磁铁适配的第二电磁铁，所述机身能够通过所述第一电磁铁以及所述第二电磁铁的通电或者断电实现抓取或者释放所述电池盒。
[0011]优选地，所述充电座上设置有第三电磁铁，所述电池盒上设置有与所述第三电磁铁适配的第四电磁铁，所述充电座能够通过所述第三电磁铁以及所述第四电磁铁的通电或者断电实现抓取或者释放所述电池盒。
[0012]优选地，所述充电座上还设置有第二控制器，所述第二控制器用于控制所述第三电磁铁通断电，所述第一控制器能够控制所述第一电磁铁、所述第二电磁铁以及所述第四电磁铁的通断电。
[0013]优选地，所述充电座为L形，包括固定部以及连接在所述固定部的端部并水平延伸的接合部，所述第三触点以及所述第二电磁铁均设置于所述接合部朝向所述固定部的表面上。
[0014]优选地，所述机身的顶部或者底部开设有用于与所述接合部配合的U形槽，所述U形槽与所述电池仓连通且所述U形槽与所述电池仓之间形成能够对所述电池盒进行限位的台阶面。
[0015]优选地，所述固定部朝向所述接合部的一侧表面为与所述机身外侧壁适配的形状且其上设置有弹性垫。
[0016]一种如上所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，包括:
[0017]充电步骤，所述电池盒电量低于预设电量时，所述扫地机器人将该所述电池盒置于电源处充电，并依靠其他的所述电池盒工作。
[0018]优选地，还包括:
[0019]取电步骤，所述扫地机器人与在所述电源处充过电的所述电池盒对接并将其带离所述电源。
[0020]优选地，所述取电步骤具体包括:
[0021]最后一个所述电池盒的电量低于预设电量时，所述扫地机器人与在所述电源处充过电的所述电池盒对接并将其带离所述电源。
[0022 ]优选地，所述取电步骤具体包括:
[0023]任意一个所述电池盒的电量低于预设电量时，所述扫地机器人与在所述电源处充过电的所述电池盒对接并将其带离所述电源。
[0024]优选地，包括步骤:
[0025]所述电量检测装置对所述电池盒内的电池进行检测，如高于预设电量，则进行清洁工作，如低于预设电量，则进入下一步骤；
[0026]返回所述充电座，并调整姿态直到所述电池盒上的第一触点与所述充电座上的第二触点对接；
[0027]所述第一控制器控制所述第一电磁铁、所述第二电磁铁断电，所述第四电磁铁得电，所述第二控制器控制所述第三电磁铁得电，所述电池盒脱离所述机身并固定于所述充电座上，所述扫地机器人依靠另一个所述电池盒离开所述充电座继续清洁工作；
[0028]当另一个所述电池盒内的电池的电量低于预设电量时，返回所述充电座；
[0029]所述第一控制器控制所述扫地机器人调整姿态，使所述机身上空着的所述电池仓对准所述的所述电池盒并靠近直到所述电池仓内的第三触点与所述电池盒上的第四触点对接；
[0030]所述第一控制器控制所述第一电磁铁、所述第二电磁铁得电，所述第四电磁铁断电，所述第二控制器控制所述第三电磁铁断电，将所述充电座上的所述电池盒带离所述充电座。
[0031 ]从上述技术方案可以看出，本发明提供的扫地机器人，包括机器人本体，机器人本体包括机身以及至少两个电池盒，机身上设置有用于容纳电池盒的电池仓，电池盒在电池仓内与机身可拆卸电连接，且每个电池盒均能够为机身单独供电；本发明还提供了一种上述扫地机器人的控制方法；
[0032]从上述内容可以看出，本方案提供的扫地机器人至少具有两块电池，在使用时，其中一块作为供电电池，为扫地机器人上的用电设备供电，其余的作为备用电池，扫地机器人即可将备用电池随身携带，也可将备用电池置于电源处充电备用，当供电电池电量不足时，可用备用电池替换对用电设备进行供电，而将供电电池放回电源处进行充电，交替使用，在电池充电的同时，扫地机器人还可以继续工作，从而延长扫地机器人的续航时间，提高了清洁效率，并且上述的充供电方式不会受到距离及干扰物的影响和限制，使用方便，清洁效果好。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本发明实施例提供的扫地机器人的结构示意图；
[0035]图2为本发明实施例提供的扫地机器人的机身的底部结构示意图；
[0036]图3为本发明实施例提供的扫地机器人的电池盒的结构示意图；
[0037]图4为本发明实施例提供的扫地机器人的电池盒的底部结构示意图；
[0038]图5为本发明实施例提供的扫地机器人的充电站的结构示意图；
[0039]图6为本发明另一种实施例提供的扫地机器人的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0040]本发明提供了一种扫地机器人，以达到使其具有较长的续航时间，并且能够连续作业，其充供电不受距离及干扰物的影响的目的。
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的扫地机器人的结构示意图，图2为本发明实施例提供的扫地机器人的机身的底部结构示意图。
[0043]本发明实施例提供的一种扫地机器人，包括机器人本体，机器人本体包括机身I以及至少两个电池盒2，机身I上设置有用于容纳电池盒2的电池仓Ia，电池盒2在电池仓Ia内与机身I可拆卸电连接，且每个电池盒2均能够为机身I单独供电。电池仓Ia既可以设置一个，容纳多个电池盒2，也可以设置多个，与电池盒2--对应，每个电池仓Ia内盛放一个电池盒2。
[0044]与现有技术相比，本发明实施例提供的扫地机器人，至少具有两块电池，在使用时，其中一块作为供电电池，为扫地机器人上的用电设备供电，其余的作为备用电池，扫地机器人即可将备用电池随身携带，也可将备用电池置于电源处充电备用，当供电电池电量不足时，可用备用电池替换对用电设备进行供电，而将供电电池放回电源处进行充电，交替使用，在电池充电的同时，扫地机器人还可以继续工作，从而延长扫地机器人的续航时间，提高了清洁效率，并且上述的充供电方式不会受到距离及干扰物的影响和限制，使用方便，清洁效果好。
[0045]本发明实施例中还提供了一种用于对上述电池盒2进行充电的充电座5，如图1中所示，充电座5能够与电池盒2对接并对电池盒2充电。
[0046]为了使扫地机器人能够在电量不足时自动回航进行充电，在本发明实施例中，充电座5上设置有回航发射装置，机身I上设置有第一控制器、与电池盒2—一对应的电量检测装置以及与回航发射装置适配的回航接收装置，电量检测装置以及回航接收装置均与第一控制器的信号输入端连接，第一控制器的信号输出端与驱动扫地机器人运动的行走机构连接。电量检测装置将电池盒2的电量信息发送至第一控制器，当电池盒2电量低于预设电量时，回航接收装置将从回航发射装置接受到的充电座5位置信号发送至第一控制器，第一控制器根据该位置信号驱动行走机构动作，使扫地机器人返回充电座5。
[0047]为了能够使电池盒2能够在扫地机器人工作过程中稳固地与电池仓Ia配合，避免脱落，同时能够在需要对电池盒2充电式能够很方便的将电池盒2取下，在本发明实施例中，如图2所示，电池仓Ia内设置有第一电磁铁6，电池盒2上设置有与第一电磁铁6适配的第二电磁铁9，请参阅图3，图3为本发明实施例提供的扫地机器人的电池盒的结构示意图，机身I能够通过第一电磁铁6以及第二电磁铁9的通电或者断电实现抓取或者释放电池盒2。
[0048]通过上述结构，能够很方便的将电池盒2固定于机身I上或自机身I上取下，尤其是在通过控制器自动控制扫地机器人时，可通过控制器控制电磁铁的通断电实现电池盒2的抓取或释放。
[0049]还可以通过其他的方式实现电池盒2的抓取与释放，比如可在电池仓Ia的两个相对的侧壁上对称的设置两个伸缩臂，通过两个伸缩臂的配合夹紧电池盒2，还可以在正对电池仓Ia出口的侧壁上设置可伸缩的顶杆，用于将电池盒2推出电池仓la。当然，对于电池盒2的抓取和释放不仅仅限于上述的两种方式，本领域技术人员可以根据实际情况作出相应的调整，只要能够实现电池盒2的自动取放即可。
[0050]进一步优化上述技术方案，为了能够使电池盒2顺利的脱离电池仓Ia并停留在充电座5上进行充电，在本发明实施例中，请参阅图4和图5，图4为本发明实施例提供的扫地机器人的电池盒的底部结构示意图，图5为本发明实施例提供的扫地机器人的充电站的结构示意图，充电座5上设置有第三电磁铁3，电池盒2上设置有与第三电磁铁3适配的第四电磁铁11，充电座5能够通过第三电磁铁3以及第四电磁铁11的通电或者断电实现抓取或者释放电池盒2。这样，在机器人本体与充电座5配合到位并需要使电池盒2脱离电池仓Ia时，只需将第一电磁铁6以及第二电磁铁9断电，使第三电磁铁3以及第四电磁铁11通电即可将电池盒2取下，而在将电池盒2从充电座5上转移到电池仓Ia内时，只需使第一电磁铁6以及第二电磁铁9通电，将第三电磁铁3以及第四电磁铁11断电即可使电池盒2脱离充电座5，并固定于电池仓Ia内，通过设置上述结构，使扫地机器人自行更换电池成为了可能，有助于提高自动化程度。
[0051]在本发明实施例中，电池盒2上设置有第一触点10，充电座5的对应位置上设置有第二触点4，电池盒2与充电座5通过第一触点10以及第二触点4电连接，
[0052]进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，如图2所示，电池仓Ia的侧壁上设置有第三触点7，电池盒2对应的位置上设置有第四触点8，电池仓Ia与电池盒2通过第三触点7以及第四触点8电连接。
[0053]为了实现扫地机器人的全自动化控制，在本发明实施例中，充电座5上还设置有第二控制器，第二控制器用于控制第三电磁铁3通断电，第一控制器能够控制第一电磁铁6、第二电磁铁9以及第四电磁铁11的通断电，这样，扫地机器人不仅能够自动回航，而且在第一控制器与第二控制器的协同控制下，能够自动完成电池盒2的取放操作，实现了扫地机器人工作的全自动化。
[0054]充电座5可以采用多种形状，只要能够与机器人本体顺利对接即可，在本发明实施例中，如图5中所示，充电座5为L形，包括固定部51以及连接在固定部51的端部并水平延伸的接合部52，第三触点7以及第二电磁铁9均设置于接合部52朝向固定部51的表面上。接合部52可以连接在固定部51的顶端，与之对应地，电池仓Ia也需要开设在机身I侧壁的顶部，在这种结构下，充电座5底部不会成为扫地机器人的清洁盲区，使清洁更为彻底；当然，接合部52也可以连接在固定部51的底端，而电池仓Ia开设在机身I侧壁的底部，这样，虽然扫地机器人无法对充电座5底部进行清洁，但是充电座5能够更好的固定电池盒2，避免电池盒2在充电过程中掉落。
[0055]进一步优化上述技术方案，为了便于机身I与充电座5的对接配合，在本实发明实施例中，机身I的顶部或者底部开设有用于与接合部52配合的U形槽lb，U形槽Ib与电池仓Ia连通且U形槽Ib与电池仓Ia之间形成能够对电池盒2进行限位的台阶面，通过设置U形槽lb，既能够起到一定的导向作用，便于机身I与充电座5的配合，而且U形槽Ib与电池仓Ia之间形成的台阶面能够起到对电池盒2限位的作用，使电池盒2只能够沿机身I的径向滑入或滑出电池仓Ia，便于电池盒2的固定。
[0056]为了降低机器人本体与充电座5配合时的撞击所带来的损伤，在本发明实施例中，固定部51朝向接合部52的一侧表面为与机身I外侧壁适配的形状且其上设置有弹性垫，这样能够增加机器人本体与充电座5之间的接触面积，避免撞击力集中，从而保护充电座5以及机器人本体免于损坏，延长使用寿命。
[0057]本发明一种实施例还提供了一种扫地机器人的控制方法，包括充电步骤，充电步骤为当电池盒2电量低于预设电量时，扫地机器人将该电池盒2置于电源处充电，并依靠其他的电池盒2工作。
[0058]进一步地，还包括取电步骤，取电步骤为扫地机器人与在电源处充过电的电池盒2对接并将其带离电源。
[0059]当电池盒2具有多个时，取电步骤可以分为以下两种具体操作步骤:
[0060]其一为当最后一个电池盒2的电量低于预设电量时，扫地机器人与在电源处充过电的电池盒2对接并将其带离电源。
[0061]其二为任意一个电池盒2的电量低于预设电量时，扫地机器人与在电源处充过电的电池盒2对接并将其带离电源。
[0062]进一步优化上述方案，在本发明另一种实施例中，提供了一种更为具体的扫地机器人的控制方法，请参阅图6，图6为本发明另一种实施例提供的扫地机器人的控制方法的流程图，包括步骤:
[0063]电量检测装置对电池盒2内的电池进行检测，如高于预设电量，则进行清洁工作，如低于预设电量，则进入下一步骤；
[0064]返回充电座5，并调整姿态直到电池盒2上的第一触点10与充电座5上的第二触点4对接；
[0065]第一控制器控制第一电磁铁6、第二电磁铁9断电，第四电磁铁11得电，第二控制器控制第三电磁铁3得电，电池盒2脱离机身I并固定于充电座5上，扫地机器人依靠另一个电池盒2离开充电座5继续清洁工作；
[0066]当另一个电池盒2内的电池的电量低于预设电量时，返回充电座5;
[0067]第一控制器控制扫地机器人调整姿态，使机身I上空着的电池仓Ia对准的电池盒2并靠近直到电池仓Ia内的第三触点7与电池盒2上的第四触点8对接；
[0068]第一控制器控制第一电磁铁6、第二电磁铁9得电，第四电磁铁11断电，第二控制器控制第三电磁铁3断电，将充电座5上的电池盒2带离充电座5。
[0069]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0070]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种扫地机器人，其特征在于，包括机器人本体，所述机器人本体包括机身(I)以及至少两个电池盒(2)，所述机身(I)上设置有用于容纳所述电池盒(2)的电池仓(Ia)，所述电池盒(2)在所述电池仓(Ia)内与所述机身(I)可拆卸电连接，且每个所述电池盒(2)均能够为所述机身(I)单独供电。2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，还包括充电座(5)，所述充电座(5)能够与所述电池盒(2)对接并对所述电池盒(2)充电。3.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述充电座(5)上设置有回航发射装置，所述机身(I)上设置有第一控制器、与所述电池盒(2)—一对应的电量检测装置以及与所述回航发射装置适配的回航接收装置，所述电量检测装置以及所述回航接收装置均与所述第一控制器的信号输入端连接，所述第一控制器的信号输出端与驱动所述扫地机器人运动的行走机构连接。4.根据权利要求3所述的扫地机器人，其特征在于，所述电池仓(Ia)内设置有第一电磁铁(6)，所述电池盒(2)上设置有与所述第一电磁铁(6)适配的第二电磁铁(9)，所述机身(I)能够通过所述第一电磁铁(6)以及所述第二电磁铁(9)的通电或者断电实现抓取或者释放所述电池盒(2)。5.根据权利要求4所述的扫地机器人，其特征在于，所述充电座(5)上设置有第三电磁铁(3)，所述电池盒(2)上设置有与所述第三电磁铁(3)适配的第四电磁铁(11)，所述充电座(5)能够通过所述第三电磁铁(3)以及所述第四电磁铁(11)的通电或者断电实现抓取或者释放所述电池盒(2)。6.根据权利要求5所述的扫地机器人，其特征在于，所述充电座(5)上还设置有第二控制器，所述第二控制器用于控制所述第三电磁铁(3)通断电，所述第一控制器能够控制所述第一电磁铁(6)、所述第二电磁铁(9)以及所述第四电磁铁(11)的通断电。7.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述充电座(5)为L形，包括固定部(51)以及连接在所述固定部(51)的端部并水平延伸的接合部(52)，所述第三触点(7)以及所述第二电磁铁(9)均设置于所述接合部(52)朝向所述固定部(51)的表面上。8.根据权利要求7所述的扫地机器人，其特征在于，所述机身(I)的顶部或者底部开设有用于与所述接合部(52)配合的U形槽(Ib)，所述U形槽(Ib)与所述电池仓(Ia)连通且所述U形槽(Ib)与所述电池仓(Ia)之间形成能够对所述电池盒(2)进行限位的台阶面。9.根据权利要求7所述的扫地机器人，其特征在于，所述固定部(51)朝向所述接合部(52)的一侧表面为与所述机身(I)外侧壁适配的形状且其上设置有弹性垫。10.—种如权利要求1所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，包括: 充电步骤，所述电池盒(2)电量低于预设电量时，所述扫地机器人将该所述电池盒(2)置于电源处充电，并依靠其他的所述电池盒(2)工作。11.根据权利要求10所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，还包括: 取电步骤，所述扫地机器人与在所述电源处充过电的所述电池盒(2)对接并将其带离所述电源。12.根据权利要求11所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，所述取电步骤具体包括: 最后一个所述电池盒(2)的电量低于预设电量时，所述扫地机器人与在所述电源处充过电的所述电池盒(2)对接并将其带离所述电源。13.根据权利要求11所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，所述取电步骤具体包括: 任意一个所述电池盒(2)的电量低于预设电量时，所述扫地机器人与在所述电源处充过电的所述电池盒(2)对接并将其带离所述电源。14.一种如权利要求6所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，包括步骤: 所述电量检测装置对所述电池盒(2)内的电池进行检测，如高于预设电量，则进行清洁工作，如低于预设电量，则进入下一步骤； 返回所述充电座(5)，并调整姿态直到所述电池盒(2)上的第一触点(10)与所述充电座(5)上的第二触点(4)对接； 所述第一控制器控制所述第一电磁铁(6)、所述第二电磁铁(9)断电，所述第四电磁铁(11)得电，所述第二控制器控制所述第三电磁铁(3)得电，所述电池盒(2)脱离所述机身(I)并固定于所述充电座(5)上，所述扫地机器人依靠另一个所述电池盒(2)离开所述充电座(5)继续清洁工作； 当另一个所述电池盒(2)内的电池的电量低于预设电量时，返回所述充电座(5); 所述第一控制器控制所述扫地机器人调整姿态，使所述机身(I)上空着的所述电池仓(Ia)对准所述的所述电池盒(2)并靠近直到所述电池仓(Ia)内的第三触点(7)与所述电池盒(2)上的第四触点(8)对接；所述第一控制器控制所述第一电磁铁(6)、所述第二电磁铁(9)得电，所述第四电磁铁(11)断电，所述第二控制器控制所述第三电磁铁(3)断电，将所述充电座(5)上的所述电池盒(2)带离所述充电座(5)。
【文档编号】H01M10/42GK106025403SQ201610557185
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】杨杰, 别亮亮, 李蓉, 刘攀
【申请人】广东工业大学