自主覆蓋機器人的制作方法
【專利說明】自主覆蓋機器人
[0001 ] 分案信息
[0002]本申請是申請日為2013年8月29日、名稱為“自主覆蓋機器人”的第201380025551.7號發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及自主覆蓋機器人。
【背景技術】
[0004]長期以來一直使用濕拖把或海綿來手動地進行家居表面的濕式清潔。將拖把或海綿浸泡到填充有清潔流體的容器中以允許拖把或海綿吸收一定量的清潔流體。接著使拖把或海綿在表面上移動以將清潔流體施涂到表面上。清潔流體與表面上的污染物相互作用且可將污染物溶解或以其它方式乳化到清潔流體中。因此，清潔流體被變換成包含清潔流體及懸浮地保持于清潔流體內的污染物的廢液。此后，使用海綿或拖把來從表面吸收廢液。盡管清潔水在某種程度上有效地用作施涂到家居表面的清潔流體，但清潔通常是用為清潔水與肥皂或清潔劑的混合物的清潔流體進行的，所述肥皂或清潔劑與污染物反應以將污染物乳化到水中。
[0005]海綿或拖把可用作用于擦洗地板表面且尤其是在其中從家居表面移除污染物特別困難的區(qū)域中進行擦洗的擦洗元件。擦洗行動用于攪動清潔流體以與污染物混合以及施加摩擦力以使污染物從地板表面松動。攪動增強清潔流體的溶解及乳化行動，且摩擦力有助于打破表面與污染物之間的結合。
[0006]在清潔地板表面的區(qū)域之后，從拖把或海綿沖洗掉廢液。這通常是通過將拖把或海綿浸泡回到填充有清潔流體的容器中來進行。沖洗步驟使廢液污染清潔流體，且每當沖洗拖把或海綿時，清潔流體就更多地被污染。因此，清潔流體的有效性隨著清潔更多的地板表面區(qū)域而劣化。
[0007]—些手動地板清潔裝置具有手柄，所述手柄具有支撐于所述手柄上的清潔流體供應容器及在所述手柄的一端處的擦洗海綿。這些裝置包含支撐于所述手柄上以用于將清潔流體噴涂到地板上的清潔流體施配噴嘴。這些裝置還包含用于從擦洗海綿絞出廢液并使其進入到廢物容器中的機械裝置。
[0008]清潔地板的手動方法可為勞動密集型且費時的。因此，在例如醫(yī)院、大型零售商店、自助餐廳等許多大型建筑物中，每天或每晚對地板進行濕式清潔。已開發(fā)出能夠對地板進行濕式清潔的工業(yè)地板清潔“機器人”。為了實施在大型工業(yè)區(qū)域中所需的濕式清潔技術，這些機器人通常為大的、昂貴且復雜的。這些機器人具有提供原動力以使?jié)袷角鍧嵮b置沿著清潔路徑自主移動的驅動組合件。然而，由于這些工業(yè)大小的濕式清潔裝置重達數(shù)百鎊，因此這些裝置通常需由操作者照看。舉例來說，操作者可關斷裝置，且因此，避免可在傳感器故障或未預料到的控制可變因素的情況下出現(xiàn)的顯著損壞。作為另一實例，操作者可輔助使?jié)袷角鍧嵮b置移動以在物理上躲避受局限區(qū)域或障礙物或在其當中導航通過。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的一個方面提供一種移動機器人，其包含:機器人主體，其具有前向驅動方向；驅動系統(tǒng)，其將所述機器人主體支撐于地板表面上面以操縱所述機器人跨越所述地板表面；以及主電路板，其與所述驅動系統(tǒng)通信。所述機器人還包含緩沖器框架，其由所述機器人主體支撐且界定與所述機器人主體的前外圍互補的形狀。安置于所述緩沖器框架上的障礙物傳感器系統(tǒng)包含由所述緩沖器框架支撐的多路復用輔助電路板。所述輔助電路板包含計算處理器及存儲器。所述計算處理器能夠執(zhí)行存儲于所述存儲器上的指令。所述障礙物傳感器系統(tǒng)包含沿著所述緩沖器框架分布的接近度傳感器陣列。每一接近度傳感器具有收集于至少一個導線收集器中的至少兩個導線，所述至少一個導線收集器連接到所述輔助電路板。所述障礙物傳感器系統(tǒng)還包含串行通信線，其將所述輔助電路板連接到所述主電路板，所述通信線具有少于一半的將所述接近度傳感器陣列連接到所述輔助電路板的所述導線的數(shù)目。
[0010]本發(fā)明的實施方案可包含以下特征中的一或多者。在一些實施方案中，至少一個接近度傳感器包含一對會聚式紅外線發(fā)射器-傳感器元件、聲納傳感器、超聲傳感器、三維體積點云成像裝置或接觸傳感器。在一些實例中，每一接近度傳感器包含具有發(fā)射場的紅外線發(fā)射器及具有檢測場的紅外線檢測器。所述紅外線發(fā)射器及所述紅外線檢測器經布置使得所述發(fā)射場與所述檢測場重疊。
[0011]在一些實施方案中，所述接近度傳感器陣列包含沿著所述緩沖器框架的前向周界均勻安置的墻壁接近度傳感器陣列。每一墻壁接近度傳感器實質上平行于所述地板表面指向外。
[0012]所述障礙物傳感器系統(tǒng)可包含沿著所述緩沖器框架分布且安置于所述驅動系統(tǒng)的輪的前向的陡壁接近度傳感器陣列。每一陡壁接近度傳感器向下指向所述地板表面處以檢測所述地板表面的下落邊緣。此外，每一陡壁接近度傳感器具有收集于至少一個導線收集器中的至少兩個導線，所述至少一個導線收集器連接到所述輔助電路板。
[0013]在一些實施方案中，所述障礙物傳感器系統(tǒng)包含安置于所述緩沖器框架上且具有在45度與270度之間的水平視場的至少一個光學局限傳感器。所述光學局限傳感器具有收集于至少一個導線收集器中的至少兩個導線，所述至少一個導線收集器連接到所述輔助電路板。
[0014]所述接近度傳感器陣列可包含至少四個離散接近度傳感器的陣列。在一些實例中，所述接近度傳感器陣列包含具有第一傳感器類型的三個或三個以上接近度傳感器的第一傳感器陣列及具有不同于所述第一傳感器類型的第二傳感器類型的三個或三個以上傳感器的第二傳感器陣列。在一些實例中，盡管將傳感器陣列描述為接近度傳感器陣列，但第一傳感器類型及不同于第一傳感器類型的第二傳感器類型可為本文中所描述的除接近度傳感器之外的任何多種傳感器。所述第一傳感器陣列可相對于所述地板表面垂直安置于所述緩沖器框架上的所述第二傳感器陣列上面。所述傳感器陣列中的一者可包含沿著所述緩沖器框架的前向周界均勻安置的墻壁接近度傳感器陣列。每一墻壁接近度傳感器實質上平行于所述地板表面指向外。所述另一傳感器陣列可包含沿著所述緩沖器框架分布且安置于所述驅動系統(tǒng)的輪的前向的陡壁接近度傳感器陣列。每一陡壁接近度傳感器向下指向所述地板表面處以檢測所述地板表面的下落邊緣。此外，每一陡壁接近度傳感器具有收集于至少一個導線收集器中的至少兩個導線，所述至少一個導線收集器連接到所述輔助電路板。
[0015]在一些實施方案中，所述輔助電路板從所述接近度傳感器陣列接收傳感器信號，對所述所接收傳感器信號執(zhí)行傳感器數(shù)據(jù)處理，及將所述經處理傳感器信號封裝到可由所述主電路板辨識的數(shù)據(jù)包中。所述傳感器數(shù)據(jù)處理可包含模/數(shù)轉換、信號濾波或信號調節(jié)中的至少一者。
[0016]在一些實例中，所述緩沖器主體裝納且密封所述緩沖器框架及所述障礙物傳感器系統(tǒng)以防流體滲入。所述緩沖器主體可界定經定大小以接納所述串行通信線的孔口，且所述孔口可界定小于一平方厘米的面積。在一些實例中，所述孔口界定小于所述緩沖器主體的表面積的百分之一的面積。所述串行通信線具有與所述孔口的經密封裝配。
[0017]本發(fā)明的另一方面提供一種移動機器人。所述移動機器人包含沿著緩沖器框架分布的接近度傳感器陣列，且每一接近度傳感器包含具有發(fā)射場的紅外線發(fā)射器及具有檢測場的紅外線檢測器。每一接近度傳感器具有在紅外線發(fā)射器與紅外線檢測器之間界定的傳感器長度。所述陣列中的每一接近度傳感器對應于沿著所述移動機器人的所述前外圍的預定接近度傳感器位置且所述陣列中的所述接近度傳感器中的至少一些接近度傳感器沿著所述移動機器人的所述前外圍彼此重疊。
[0018]在一些實例中，所述陣列中的個別傳感器長度的累加總和大于所述陣列的沿著所述機器人的所述前外圍所取的長度。
[0019]在一些實例中，每一接近度傳感器具有收集于至少一個導線收集器中的至少兩個導線，所述至少一個導線收集器連接到輔助電路板。串行通信線將所述輔助電路板連接到所述主電路板，所述通信線具有少于一半的將所述接近度傳感器陣列連接到所述輔助電路板的所述導線的數(shù)目。所述緩沖器還包含裝納所述緩沖器框架及所述障礙物傳感器系統(tǒng)的緩沖器主體殼體。所述緩沖器主體界定經定大小以接納所述串行通信線的孔口。
[0020]在一些實施方案中，所述緩沖器主體密封所述緩沖器框架及所述障礙物傳感器系統(tǒng)以防流體滲入。所述串行通信線具有與所述孔口的經密封裝配。
[0021]至少一個接近度傳感器可包含一對會聚式紅外線發(fā)射器-傳感器元件、聲納傳感器、超聲傳感器、三維體積點云成像裝置或接觸傳感器。在具有紅外線發(fā)射器及紅外線檢測器的一些實例中，所述紅外線發(fā)射器及所述紅外線檢測器經布置使得所述發(fā)射場與所述檢測場重疊。
[0022]在一些實施方案中，所述接近度傳感器陣列包含沿著所述緩沖器框架的前向周界均勻安置的墻壁接近度傳感器陣列。每一墻壁接近度傳感器實質上平行于所述地板表面指向外。
[0023]所述障礙物傳感器系統(tǒng)可包含沿著所述緩沖器框架分布且安置于所述驅動系統(tǒng)的輪的前向的陡壁接近度傳感器陣列。每一陡壁接近度傳感器向下指向所述地板表面處以檢測所述地板表面的下落邊緣。此外，每一陡壁接近度傳感器具有收集于至少一個導線收集器中的至少兩個導線，所述至少一個導線收集器連接到所述輔助電路板。
[0024]在一些實施方案中，所述障礙物傳感器系統(tǒng)包含安置于所述緩沖器框架上且具有在45度與270度之間的水平視場的至少一個光學局限傳感器。所述光學局限傳感器具有收集于至少一個導線收集器中的至少兩個導線，所述至少一個導線收集器連接到所述輔助電路板。
[0025]所述接近度傳感器陣列可包含至少四個離散接近度傳感器的陣列。在一些實例中，所述接近度傳感器陣列包含具有第一傳感器類型的三個或三個以上接近度傳感器的第一傳感器陣列及具有不同于所述第一傳感器類型的第二傳感器類型的三個或三個以上傳感器的第二傳感器陣列。所述第一及第二傳感器陣列類型可為本文中所論述的傳感器類型中的至少任一者。所述第一傳感器陣列可相對于所述地板表面垂直安置于所述緩沖器框架上的所述第二傳感器陣列上面。所述傳感器陣列中的一者可包含沿著所述緩沖器框架的前向周界均勻安置的墻壁接近度傳感器陣列。每一墻壁接近度傳感器實質上平行于所述地板表面指向外。所述另一傳感器陣列可包含沿著所述緩沖器框架分布且安置于所述驅動系統(tǒng)的輪的前向的陡壁接近度傳感器陣列。每一陡壁接近度傳感器向下指向所述地板表面處以檢測所述地板表面的下落邊緣。此外，