機器人清潔器的制造方法
【專利摘要】一種機器人清潔器包括主體、發光單元、圖像傳感器、基部、旋轉驅動單元和提升驅動單元。該發光單元發射光。該圖像傳感器感測由障礙物反射或散射的光。該基部支撐發光單元和圖像傳感器，并可旋轉且豎直可移動地布置在主體中。該旋轉驅動單元旋轉基部。該提升驅動單元允許基部從主體縮回或伸出。該機器人清潔器能夠以三維方式映射并準確識別出待清潔區域內的障礙物情況。
【專利說明】機器人清潔器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年3月5日提交的韓國專利申請第10-2013-0023564號的優先權,其通過援引合并于此。
【技術領域】
[0003]本公開內容涉及一種機器人清潔器。
【背景技術】
[0004]機器人清潔器是這樣一種設備，其自主行進并從地板吸入諸如灰塵之類的異物，從而自動清潔目標區域而不需要用戶操縱。
[0005]通常，機器人清潔器感測與待清潔的目標區域內諸如家具、辦公固定設備和墻壁之類的障礙物的距離，并通過映射(mapping)該目標區域且控制其左輪和右輪的驅動來避開這些障礙物。在相關技術中，機器人清潔器的行進距離通過控制器使用傳感器來觀察天花板或地板而測量，并且基于這些觀察結果來計算與障礙物的距離。但是，由于這一方法采用基于機器人清潔器的行進距離間接估算與障礙物的距離，因而，例如當機器人清潔器的行進距離由于地板的不平坦而被不準確地測量時，不可避免地產生到障礙物的距離誤差。具體地，主要用于這種機器人清潔器中的距離測量方法使用紅外線或超聲波。因而，當障礙物散射很多紅外線或超聲波時，距離測量中會產生明顯的誤差。
[0006]而且，諸如門檻之類的凸出障礙物以及諸如桌子或床之類下面具有特定空間的障礙物以三維方式布置在待清潔的區域中，但典型的機器人清潔器不能識別這種障礙物情況。

【發明內容】

[0007]因而，本申請的一個目的是提供一種能夠準確地識別出待清潔區域內的障礙物情況的機器人清潔器。
[0008]根據一個方案，提供一種機器人清潔器，包括:主體；發射光的發光單兀(lighttransmitting unit);圖像傳感器,感測從所述發光單元發射并由障礙物反射或散射的光；基部，支撐所述發光單元和所述圖像傳感器，并可旋轉且豎直可移動地布置在所述主體中；旋轉驅動單元，用于旋轉所述基部；以及提升驅動單元，允許所述基部從所述主體縮回和伸出。
[0009]當所述提升驅動單元將所述基部布置在第一位置時，所述發光單元可以經由所述主體的前側向所述障礙物發射光，并且當所述提升驅動單元將所述基部布置在第二位置時，所述發光單元可以從所述主體的上側向所述障礙物發射光。
[0010]所述機器人清潔器還可以包括控制器，所述控制器控制所述旋轉驅動單元和所述提升驅動單元中的至少一個。所述控制器可以執行第一障礙物感測控制和第二障礙物感測控制中的至少一個，其中所述第一障礙物感測控制是控制所述旋轉驅動單元以在所述第一位置旋轉所述基部，且所述第二障礙物感測控制是控制所述提升驅動單元以將所述基部升高到所述第二位置并控制所述旋轉驅動單元以旋轉所述基部。當通過所述控制器經由所述第二障礙物感測控制感測到障礙物時，所述控制器可以控制所述提升驅動單元以縮回所述基部，使得所述基部容置于所述主體中。
[0011]所述機器人清潔器還可以包括允許所述主體行進的行進驅動單元，其中，在執行所述第一障礙物感測控制和所述第二障礙物感測控制之后，所述控制器可以控制所述行進驅動單元以使所述主體能夠行進。所述控制器可以基于由所述旋轉驅動單元旋轉的所述基部的旋轉角度、所述提升驅動單元所上升的高度以及從形成于所述圖像傳感器上的斑點位置獲得的與所述障礙物的距離，以三維方式映射待清潔區域內的障礙物情況。所述控制器可以基于所映射的障礙物情況來控制所述行進驅動單元，以使所述主體避開、越過或穿過所述障礙物。
[0012]當在通過所述控制器經由所述第一障礙物感測控制所感測的區域內感測到多個障礙物時，所述控制器可以執行所述第二障礙物感測控制。
[0013]當通過所述控制器經由所述第一障礙物感測控制感測到同一條線上以特定間隔彼此隔開的兩個直線部件時，所述控制器可以控制所述行進驅動單元以根據所述兩個直線部件之間的部分的高度而避開、越過或穿過所述兩個直線部件之間行進。
[0014]所述旋轉驅動單元可以使所述基部在特 定角度范圍、360度或大于360度內轉向。
[0015]所述發光單元可以包括發射激光束的激光二極管。
[0016]所述主體可以設置有透明構件，當所述提升驅動單元將所述基部縮回所述主體時，從所述發光單元發出的光穿過所述透明構件。
[0017]所述機器人清潔器還可以包括受光透鏡，其中，所述受光透鏡布置在所述圖像傳感器與所述障礙物之間，且當所述障礙物與所述受光透鏡之間的距離被定義為距離L時，所述距離L由以下公式確定:
【權利要求】
1.一種機器人清潔器，包括: 主體； 發射光的發光單元； 圖像傳感器，感測所述發光單元發射的光中由障礙物反射或散射的光； 基部，支撐所述發光單元和所述圖像傳感器，并可旋轉且豎直可移動地布置在所述主體中； 旋轉驅動單元，旋轉所述基部；以及 提升驅動單元，允許所述基部從所述主體縮回和伸出。
2.根據權利要求1所述的機器人清潔器，其中，當所述提升驅動單元將所述基部布置在第一位置時，所述發光單元經由所述主體的前側向所述障礙物發射光，并且當所述提升驅動單元將所述基部布置在第二位置時，所述發光單元從所述主體的上側向所述障礙物發射光。
3.根據權利要求2所述的機器人清潔器，還包括控制器，所述控制器控制所述旋轉驅動單元和所述提升驅動單元中的至少一個， 其中，所述控制器執行第一障礙物感測控制和第二障礙物感測控制中的至少一個，其中所述第一障礙物感測控制是控制所述旋轉驅動單元以在所述第一位置旋轉所述基部，且所述第二障礙物感測控制 是控制所述提升驅動單元以將所述基部升高到所述第二位置并控制所述旋轉驅動單元以旋轉所述基部。
4.根據權利要求3所述的機器人清潔器，其中，當通過所述控制器經由所述第二障礙物感測控制感測到障礙物時，所述控制器控制所述提升驅動單元以縮回所述基部，使得所述基部容置于所述主體中。
5.根據權利要求3所述的機器人清潔器，還包括允許所述主體行進的行進驅動單元， 其中，在執行所述第一障礙物感測控制和所述第二障礙物感測控制之后，所述控制器能夠控制所述行進驅動單元以使所述主體能夠行進。
6.根據權利要求5所述的機器人清潔器，其中，所述控制器基于由所述旋轉驅動單元旋轉的所述基部的旋轉角度、所述提升驅動單元所升高的高度以及從形成于所述圖像傳感器上的斑點位置獲得的與所述障礙物的距離，以三維方式映射待清潔區域內的障礙物情況。
7.根據權利要求6所述的機器人清潔器，其中，所述控制器基于所映射的障礙物情況來控制所述行進驅動單元，以使所述主體避開、越過或穿過所述障礙物。
8.根據權利要求6所述的機器人清潔器，其中，當在通過所述控制器經由所述第一障礙物感測控制所感測的區域內感測到多個障礙物時，所述控制器執行所述第二障礙物感測控制。
9.根據權利要求6所述的機器人清潔器，其中，當通過所述控制器經由所述第一障礙物感測控制感測到同一條線上以特定間隔彼此隔開的兩個直線部件時，所述控制器控制所述行進驅動單元以根據所述兩個直線部件之間的部分的高度而避開、越過或穿過所述兩個直線部件之間行進。
10.根據權利要求1所述的機器人清潔器，其中，所述旋轉驅動單元使所述基部在特定角度范圍、360度或大于360度內轉向。
11.根據權利要求1所述的機器人清潔器，其中，所述發光單元包括發射激光束的激光二極管。
12.根據權利要求1所述的機器人清潔器，其中，所述主體設置有透明構件，當所述提升驅動單元將所述基部縮回所述主體時，從所述發光單元發出的光穿過所述透明構件。
13.根據權利要求1所述的機器人清潔器，還包括受光透鏡，其中，所述受光透鏡布置在所述圖像傳感器與所述障礙物之間，且當所述障礙物與所述受光透鏡之間的距離被定義為距離L時，所述距離L由以下公式確定:
14.一種機器人清潔器，包括: 主體； 位置傳感器，可旋轉且豎直可移動地布置在所述主體中，以通過向障礙物發射光來感測所述障礙物的位置； 旋轉驅動單元，旋轉所述位置傳感器；以及 提升驅動單元，允許所述位置傳感器上升和下降。
15.根據權利要求14所述的機器人清潔器，其中，所述位置傳感器根據所述旋轉驅動單元的旋轉而改變光的發射方向。
16.根據權利要求15所述的機器人清潔器，其中，所述位置傳感器在第一位置經由所述主體的前側發射光，并且所述位置傳感器在被所述提升驅動單元升高的第二位置從上側發射光。
17.根據權利要求16所述的機器人清潔器，還包括控制器，所述控制器控制所述旋轉驅動單元和所述提升驅動單元中的至少一個， 其中，所述控制器執行第一障礙物感測控制以通過在所述第一位置控制所述旋轉驅動單元來感測下側障礙物，并且當通過所述控制器經由所述第一障礙物感測控制感測到障礙物時，所述控制器控制所述提升驅動單元以使所述位置傳感器被放置于所述位置傳感器從所述主體向上突伸的第二位置，且所述控制器執行第二障礙物感測控制以通過控制所述旋轉驅動單元來感測上側障礙物。
18.根據權利要求17所述的機器人清潔器，其中，所述控制器在經由所述第一障礙物感測控制感測到多個障礙物時，執行所述第二障礙物感測控制。
19.根據權利要求17所述的機器人清潔器，其中，當所述控制器經由所述第一障礙物感測控制沒有感測到下側障礙物且所述控制器經由所述第二障礙物感測控制感測到上側障礙物時，所述控制器控制所述提升驅動單元以使所述基部位于所述第一位置。
20.根據權利要求14所述的機器人清潔器，還包括向上距離傳感器，所述向上距離傳感器從所述主體的上側向上發射光，并接收由所述主體的上側存在的障礙物反射或散射的光。
21.根據權利要求20所述的機器人清潔器，還包括控制器，所述控制器控制所述旋轉驅動單元和所述提升驅動單元中的至少一個， 其中，當所述控制器在所述位置傳感器從所述主體的上側升高的同時經由所述向上距離傳感器感測到所述主體的上側的障礙物時，所述控制器控制所述提升驅動單元以將所述位置傳感器的高度調整在不超出所述障礙物與所述主體的上側之間距離的范圍內。
22.根據權利要求14所述的機器人清潔器，還包括控制器，所述控制器控制所述旋轉驅動單元和所述提升驅動單元中的至少一個， 其中，所述控制器通過控制所述旋轉驅動單元以使所述位置傳感器在所述位置傳感器從所述主體的上側被升高的第一位置處旋轉，來執行第一障礙物感測，且當通過所述第一障礙物感測感測到障礙物時，所述控制器控制所述提升驅動單元以使所述位置傳感器下降到所述位置傳感器容置于所述主體中的第二位置。
23.根據權利要求22所述的機器人清潔器，其中，所述控制器通過控制所述旋轉驅動單元以使所述位置傳感器在所述第二位置處旋轉，來執行第二障礙物感測。
24.根據權利要求23所述的機器人清潔器，還包括允許所述主體行進的行進驅動單元， 其中，當所述控制器經由所述第一障礙物感測而感測到障礙物且所述控制器經由所述第二障礙物感測在所述障礙物占據的平面區域中沒有感測到所述障礙物時，所述控制器控制所述行進驅動單元，以使所述主體進入由所述第一障礙物感測所感測到的障礙物所占據的區域。
25.根據權利要求23所述的機器人清潔器，還包括位于所述主體的前側處的透明構件或開口，當所述控制器執行所述第二障礙物感測時從所述位置傳感器發出的光穿過所述透明構件或開口。
26.根據權利要求22所述的機器人清潔器，其中，所述第一障礙物感測包括圍繞所述主體的360度障礙物感測。
【文檔編號】A47L9/00GK104027041SQ201410044002
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年1月29日 優先權日:2013年3月5日
【發明者】宣昌和, 申東鳴 申請人:Lg電子株式會社