自動工作系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動工作系統(tǒng)，包括，信號發(fā)生裝置，生成具有預設的電流有效值的預設的邊界信號，并按照預設的占空比向外發(fā)送所述預設的邊界信號；邊界線，規(guī)劃自動工作系統(tǒng)的工作區(qū)域，傳輸所述預設的邊界信號并生成電磁場；自動行走設備，按照預設的程式在工作區(qū)域內(nèi)工作；檢測單元，檢測環(huán)境中存在的電磁場并轉(zhuǎn)換為相應的檢測信號；處理單元，接收檢測單元的檢測信號，并生成處理信號；控制單元，接收處理單元生成的處理信號，根據(jù)所述處理信號識別自動行走設備是否在工作區(qū)域內(nèi)工作，所述預設的電流有效值不低于500mA，所述占空比不高于0.25。本自動工作系統(tǒng)能產(chǎn)生較高強度的電磁場信號，也降低了邊界線對電能的消耗。
【專利說明】自動工作系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動工作系統(tǒng)，特別是一種控制自動行走設備在工作區(qū)域內(nèi)工作的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，智能的自動行走設備為人們所熟知，由于自動行走設備可以自動預先設置的程序執(zhí)行預先設置的相關任務，無須人為的操作與干預，因此在工業(yè)應用及家居產(chǎn)品上的應用非常廣泛。工業(yè)上的應用如執(zhí)行各種功能的機器人，家居產(chǎn)品上的應用如割草機、吸塵器等，這些智能的自動行走設備極大地節(jié)省了人們的時間，給工業(yè)生產(chǎn)及家居生活都帶來了極大的便利。
[0003]為保證上述自動行走設備在預設的工作范圍內(nèi)工作，通常采用自動工作系統(tǒng)對自動行走設備的工作范圍進行控制。自動工作系統(tǒng)包括鋪設在地表的邊界線，與邊界線連接的信號發(fā)生裝置，自動行走設備上的信號檢測單元以及對信號進行處理并控制自動行走設備行走路徑的控制單元。信號發(fā)生裝置發(fā)送的邊界信號流經(jīng)邊界線時，產(chǎn)生以邊界線為中心向四周逐漸減弱的電磁場，即靠近邊界線的位置電磁場強度強，遠離邊界線的位置電磁場強度弱，自動行走設備上的信號檢測單元將其所處位置處的電磁場轉(zhuǎn)換為相應的電信號傳遞給控制單元，控制單元根據(jù)其傳遞的電信號確認其離邊界線的遠近，從而控制自動行走設備的在接近邊界線時及時控制自動行走設備轉(zhuǎn)換行走方向，防止自動行走設備行走至邊界線外，從而使自動行走設備始終在邊界線內(nèi)工作。因此為保證自動行走設備在離邊界線較遠的區(qū)域內(nèi)工作時，仍能檢測到電磁場信號，以便于判斷自動行走設備相對邊界線的遠近，必須使電磁場的強度較強。相應地，必須使信號發(fā)生裝置發(fā)送的邊界信號具有較強的強度。但由此帶來的 問題是，自動工作系統(tǒng)對電能有較大消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術問題為:提供一種具有節(jié)能效果的自動工作系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是:一種自動工作系統(tǒng)，包括，信號發(fā)生裝置，生成預設的邊界信號，并按照預設的占空比向外發(fā)送，所述預設的邊界信號具有預設的電流有效值；邊界線，規(guī)劃自動工作系統(tǒng)的工作區(qū)域，與信號發(fā)生裝置電性連接，傳輸所述預設的邊界信號，并生成電磁場；自動行走設備，按照預設的程式在所述工作區(qū)域內(nèi)工作；檢測單元，設置于自動行走設備，檢測環(huán)境中存在的電磁場并轉(zhuǎn)換為相應的檢測信號；處理單元，接收檢測單元的檢測信號，并生成處理信號；控制單元，接收處理單元生成的處理信號，根據(jù)所述處理信號識別自動行走設備是否在工作區(qū)域內(nèi)工作；所述預設的電流有效值不低于500mA，所述預設的占空比不高于0.25。
[0006]優(yōu)選的，所述預設的電流有效值不低于2.5A，所述預設的占空比不高于0.01。
[0007]優(yōu)選的，所述預設的電流有效值為2.5A至IOA之間，所述預設的占空比為
0.000625 至 0.01 之間。[0008]優(yōu)選的，所述信號發(fā)生裝置進一步包括相位調(diào)制模塊，所述信號發(fā)生裝置生成基帶信號和具有預設的電流有效值的載波信號，相位調(diào)制模塊通過基帶信號對載波信號進行相位調(diào)制生成預設的邊界信號，并按預設的占空比向外發(fā)送；所述處理單元進一步包括相位解調(diào)模塊，所述相位解調(diào)模塊對檢測信號進行相位解調(diào)。
[0009]優(yōu)選的，所述相位調(diào)制模塊根據(jù)基帶信號的幅值控制邊界信號與載波信號的相位差；所述相位解調(diào)模塊進一步包括生成相干信號的相干信號發(fā)生單元，相位解調(diào)模塊根據(jù)檢測信號與相干信號的相位差對檢測信號進行相位解調(diào)。
[0010]優(yōu)選的，當基帶信號的幅值為高電平時，相位調(diào)制模塊輸出與載波信號的相位相差H的預設的邊界信號，當基帶信號的幅值為低電平時，相位調(diào)制模塊輸出與載波信號的相位相同的預設的邊界信號；當相位解調(diào)模塊接收的檢測信號的相位與相干信號的相位相差為H時，相位解調(diào)模塊輸出高電平的信號，當相位解調(diào)模塊接收的檢測信號的相位與相干信號的相位相差為零時，相位解調(diào)模塊輸出低電平的信號。
[0011]優(yōu)選的，控制單元接收相位解調(diào)模塊輸出的高電平信號和低電平信號，根據(jù)高電平信號和低電平信號的持續(xù)時間的比例，識別自動行走設備是否在工作區(qū)域內(nèi)工作。
[0012]優(yōu)選的，所述信號發(fā)生裝置包括第一頻率選擇單元，所述信號發(fā)生裝置根據(jù)第一頻率選擇單元設定的預設頻率生成具有預設頻率的預設的邊界信號；處理單元包括濾頻組件，濾頻組件在預設工作參數(shù)下工作時，具有以預設頻率為中心頻率的帶通濾波功能，濾除具有不同于預設頻率的頻率的信號。
[0013]優(yōu)選的，所述第一頻率選擇單元包括人機交互界面，根據(jù)人機交互界面被手動操作而生成的輸入信號設定所述預設頻率。
[0014]優(yōu)選的，所述第一頻率選擇單元將設定的預設頻率以通信信號的形式發(fā)送給濾頻組件，濾頻組件根據(jù)第一頻率選擇單元發(fā)送的通信信號設定預設工作參數(shù)。
[0015]優(yōu)選的，所述第一頻率選擇單元根據(jù)處理單元發(fā)送的通信信號設定預設頻率。
[0016]優(yōu)選的，處理單元包括第二頻率選擇單元，第二頻率選擇單元識別檢測信號具有的頻率，選擇與識別的頻率不同的頻率，將選擇的頻率以通信信號的形式發(fā)送給相位調(diào)制模塊。
[0017]優(yōu)選的，第二頻率選擇單元記錄自動行走設備繞邊界線行走一圈的過程中識別的檢測信號具有的頻率，選擇與記錄的頻率不同的頻率。
[0018]優(yōu)選的，第二頻率選擇單元將選擇的頻率以通信信號的形式發(fā)送給濾頻組件，濾頻組件根據(jù)通信信號設定預設工作參數(shù)。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:雖然信號發(fā)生裝置發(fā)送的邊界信號具有較強的強度，但其持續(xù)時間較短，使得邊界信號產(chǎn)生的電磁場具有較強的強度，但同時自動工作系統(tǒng)整體對電能的消耗又較小。此外，由于信號發(fā)生裝置發(fā)送的邊界信號具有特定的頻率，且檢測信號經(jīng)處理單元處理后，濾除掉其他頻率的信號，僅保留具有預設頻率的信號，使得自動工作系統(tǒng)有效抵抗其他頻率的信號對本系統(tǒng)的干擾。同時，由于信號發(fā)生裝置發(fā)送的邊界信號為經(jīng)過相位調(diào)制的信號，處理單元對檢測信號進行解調(diào)后還原為與基帶信號對應的處理信號，使得自動工作系統(tǒng)能有效抵抗環(huán)境干擾和電機干擾，進一步提高本系統(tǒng)的抗干擾能力。
【專利附圖】

【附圖說明】[0020]以上所述的本發(fā)明解決的技術問題、技術方案以及有益效果可以通過下面的能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的較佳的具體實施例的詳細描述，同時結(jié)合附圖描述而清楚地獲得。
[0021]附圖以及說明書中的相同的標號和符號用于代表相同的或者等同的元件。
[0022]圖1是本發(fā)明一較佳實施方式的自動工作系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖2是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第一較佳實施方式的預設的邊界信號的示意圖；
[0024]圖3是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第二較佳實施方式的預設的邊界信號的示意圖；
[0025]圖4是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第一較佳實施方式的自動行走設備的示意圖；
[0026]圖5是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第二較佳實施方式的自動行走設備的示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明第二較佳實施方式下，自動行走設備處于工作區(qū)域內(nèi)的信號形式示意圖；
[0028]圖7是本發(fā)明第二較佳實施方式下，自動行走設備處于工作區(qū)域外的信號形式示意圖；
[0029]圖8是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第三較佳實施方式的信號發(fā)生裝置的示意圖；
[0030]圖9是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第三較佳實施方式的自動行走設備的示意圖；
[0031]圖10是圖1所 示自動工作系統(tǒng)的第四較佳實施方式的信號發(fā)生裝置的示意圖；
[0032]圖11是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第四較佳實施方式的自動行走設備的示意圖；
[0033]圖12是本發(fā)明第四較佳實施方式下，自動行走設備處于工作區(qū)域內(nèi)的信號形式示意圖；
[0034]圖13是本發(fā)明第四較佳實施方式下，自動行走設備處于工作區(qū)域外的信號形式示意圖；
[0035]圖14是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第五較佳實施方式的信號發(fā)生裝置的示意圖；
[0036]圖15是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第五較佳實施方式的自動行走設備的示意圖；
[0037]圖16是圖1所示自動工作系統(tǒng)的第五較佳實施方式的工作流程圖。
[0038]2自動行走設備28相位解調(diào)模塊
[0039]3邊界線30第二頻率選擇單元
[0040]4工作區(qū)域201第一濾頻器
[0041]5非工作區(qū)域202第二濾頻器
[0042]6信號發(fā)生裝置203第三濾頻器
[0043]7電磁場204第四濾頻器
[0044]8檢測單元205第五濾頻器
[0045]9處理單元261反相器
[0046]14第一幅值測量單元262模擬開關
[0047]16第二幅值測量單元263相加器
[0048]18中央控制單元281相干信號發(fā)生單元
[0049]20濾頻組件282乘法器
[0050]24第一頻率選擇單元283低通濾波器
[0051]26相位調(diào)制模塊
【具體實施方式】[0052]有關本發(fā)明的詳細說明和技術內(nèi)容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而所附附圖僅提供參考與說明，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0053]圖1所示的自動工作系統(tǒng)包括信號發(fā)生裝置6、自動行走設備2、邊界線3，且信號發(fā)生裝置6與邊界線3電性連接。信號發(fā)生裝置6產(chǎn)生預設的邊界信號發(fā)送給邊界線3，預設的邊界信號流經(jīng)邊界線3時產(chǎn)生電磁場7。邊界線3用于將特定區(qū)域劃分為內(nèi)外兩個區(qū)域，其中位于邊界線3內(nèi)為工作區(qū)域4，位于邊界線3外的為非工作區(qū)域5。自動行走設備2進一步包括檢測單元8、處理單元9以及控制單元11。檢測單元8用于檢測所述電磁場7，并生成檢測信號。處理單元9接收所述檢測信號，并根據(jù)所述檢測信號生成處理信號?？刂茊卧?1接收處理單元9生成的處理信號，識別處理信號的相位，根據(jù)識別結(jié)果判斷自動行走設備2是否處于工作區(qū)域4內(nèi)。本領域技術人員可以理解的是，處理單元9和控制單元11也可以設置在自動行走設備2以外的地方，此時處理單元9與檢測單元8之間，以及處理單元9與控制單元11之間可以通過有線方式傳遞信號，也可以通過無線方式傳遞信號。
[0054]預設的邊界信號可以為連續(xù)發(fā)送的信號，也可以為間歇發(fā)送的信號。為使預設的邊界信號生成的電磁場具有較高的強度，同時又使邊界線3具有較低的電能消耗，優(yōu)選地，信號發(fā)生裝置6按照預設的占空比，間歇性地發(fā)送預設的邊界信號，其中占表示發(fā)送預設的邊界信號，空表示不發(fā)送預設的邊界信號，預設的占空比即預先設定的發(fā)送預設的邊界信號和不發(fā)送預設的邊界信號的時間比例。預設的邊界信號具有預設的電流有效值，且預設的電流有效值越高時，預設的占空比越低。若預設的邊界信號的預設的電流有效值為
X.，則單位時間內(nèi)邊界線3的電能消耗為
【權利要求】
1.一種自動工作系統(tǒng)，包括， 信號發(fā)生裝置，生成預設的邊界信號，并按照預設的占空比向外發(fā)送，所述預設的邊界信號具有預設的電流有效值； 邊界線，規(guī)劃自動工作系統(tǒng)的工作區(qū)域，與信號發(fā)生裝置電性連接，傳輸所述預設的邊界信號，并生成電磁場； 自動行走設備，按照預設的程式在所述工作區(qū)域內(nèi)工作； 檢測單元，設置于自動行走設備，檢測環(huán)境中存在的電磁場并轉(zhuǎn)換為相應的檢測信號; 處理單元，接收檢測單元的檢測信號，并生成處理信號； 控制單元，接收處理單元生成的處理信號，根據(jù)所述處理信號識別自動行走設備是否在工作區(qū)域內(nèi)工作； 其特征在于:所述預設的電流有效值不低于500mA，所述預設的占空比不高于0.25。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:所述預設的電流有效值不低于2.5A,所述預設的占空比不聞于0.01。
3.根據(jù)權利要求2所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:所述預設的電流有效值為2.5A至IOA之間，所述預設的占空比為0.000625至0.01之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:所述信號發(fā)生裝置進一步包括相位調(diào)制模塊，所述信號發(fā)生裝置生成基帶信號和具有預設的電流有效值的載波信號，相位調(diào)制模塊通過基帶信號對載波信號進行相位調(diào)制生成預設的邊界信號，并按預設的占空比向外發(fā)送；所述處理單元進一步包括相位解調(diào)模塊，所述相位解調(diào)模塊對檢測信號進行相位解調(diào)。
5.根據(jù)權利要求4所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:所述相位調(diào)制模塊根據(jù)基帶信號的幅值控制邊界信號與載波信號的相位差；所述相位解調(diào)模塊進一步包括生成相干信號的相干信號發(fā)生單元，相位解調(diào)模塊根據(jù)檢測信號與相干信號的相位差對檢測信號進行相位解調(diào)。
6.根據(jù)權利要求5所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:當基帶信號的幅值為高電平時，相位調(diào)制模塊輸出與載波信號的相位相差η的預設的邊界信號，當基帶信號的幅值為低電平時，相位調(diào)制模塊輸出與載波信號的相位相同的預設的邊界信號；當相位解調(diào)模塊接收的檢測信號的相位與相干信號的相位相差為η時，相位解調(diào)模塊輸出高電平的信號，當相位解調(diào)模塊接收的檢測信號的相位與相干信號的相位相差為零時，相位解調(diào)模塊輸出低電平的信號。
7.根據(jù)權利要求6所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:控制單元接收相位解調(diào)模塊輸出的高電平信號和低電平信號，根據(jù)高電平信號和低電平信號的持續(xù)時間的比例，識別自動行走設備是否在工作區(qū)域內(nèi)工作。
8.根據(jù)權利要求1至7所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:所述信號發(fā)生裝置包括第一頻率選擇單元，所述信號發(fā)生裝置根據(jù)第一頻率選擇單元設定的預設頻率生成具有預設頻率的預設的邊界信號。
9.根據(jù)權利要求8所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:所述第一頻率選擇單元包括人機交互界面，根據(jù)人機交互界面被手動操作而生成的輸入信號設定所述預設頻率。
10.根據(jù)權利要求8所述的自動工作系統(tǒng)，其特征在于:所述處理單元包括第二頻率選擇單元，第二頻率選擇單元識別檢測信號具有的頻率，選擇與識別到的頻率不同的頻率，將選擇的頻率以通信 信號的形式向外發(fā)送，所述第一頻率選擇單元根據(jù)第二頻率選擇單元發(fā)送的通信信號設定預設頻率。
【文檔編號】G05D1/02GK103838238SQ201210484103
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權日:2012年11月23日
【發(fā)明者】強尼·鮑瑞那圖 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司