帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人及行走狀態(tài)判斷方法
【專(zhuān)利摘要】一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，包括自移動(dòng)機(jī)器人本體，本體上設(shè)有行走狀態(tài)判斷裝置，該裝置包括驅(qū)動(dòng)輪組件和微控制單元，驅(qū)動(dòng)輪組件包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪，該裝置還包括設(shè)置在本體上的隨動(dòng)輪組件（100），驅(qū)動(dòng)輪組件和隨動(dòng)輪組件分別采集自移動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，并將采集到的驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)回傳給微控制單元；微控制單元根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)和隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)，判斷自移動(dòng)機(jī)器人的行走狀態(tài)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，自移動(dòng)機(jī)器人體積小巧、制造成本低廉；判斷準(zhǔn)確靈敏，提高了自移動(dòng)機(jī)器人的工作效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人及行走狀態(tài)判斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人及行走狀態(tài)判斷方法，屬于小家電制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的自移動(dòng)裝置，例如:擦玻璃機(jī)器人?？梢酝ㄟ^(guò)在驅(qū)動(dòng)輪上設(shè)置編碼器來(lái)檢測(cè)其位移的大小，具體來(lái)說(shuō)是將碼盤(pán)和驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，碼盤(pán)對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)，與碼盤(pán)對(duì)接的光耦對(duì)應(yīng)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，微控制單元(MCU)根據(jù)該脈沖信號(hào)計(jì)算出自移動(dòng)裝置的行進(jìn)距離。然而擦玻璃機(jī)器人在遇到玻璃表面有水潰等較光滑平面時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪容易原地旋轉(zhuǎn)打滑，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)仍然在轉(zhuǎn)動(dòng)，光耦繼續(xù)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，導(dǎo)致擦玻璃機(jī)器人的錯(cuò)誤判斷，使其仍處于行進(jìn)狀態(tài)，既不能保證擦玻璃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)安全，又不利于節(jié)約能源。
[0003]其次，參閱專(zhuān)利文獻(xiàn)CN102680724A，采用隨動(dòng)輪設(shè)置編碼器來(lái)測(cè)速或測(cè)量自移動(dòng)裝置的行進(jìn)距離，也是一種現(xiàn)有的技術(shù)手段。
[0004]另外，傳統(tǒng)的自移動(dòng)機(jī)器人通常還可以在機(jī)器人行進(jìn)方向的前端設(shè)置撞板來(lái)碰撞感測(cè)障礙物，即:當(dāng)機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中碰撞障礙物時(shí)，前端撞板產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，機(jī)器人判斷感測(cè)障礙物。但該碰撞感測(cè)障礙物的撞板本身會(huì)造成機(jī)器人的體積增大，且該撞板設(shè)置也會(huì)產(chǎn)生較大的成本。
[0005]因此，亟待開(kāi)發(fā)一種適用于自移動(dòng)裝置的、能夠準(zhǔn)確、靈敏感知自移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)且成本低廉的感測(cè)結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人及行走狀態(tài)判斷方法，該自移動(dòng)機(jī)器人中設(shè)置了驅(qū)動(dòng)輪組件和隨動(dòng)輪組件，兩者相互配合，將感測(cè)信號(hào)傳遞給微控制單元，從而判斷自移動(dòng)機(jī)器人的行走狀態(tài)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，保持自移動(dòng)機(jī)器人體積小巧、制造成本低廉；該判斷方法首先通過(guò)隨動(dòng)輪組件的運(yùn)動(dòng)信號(hào)來(lái)判定自移動(dòng)機(jī)器人處于正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或停止?fàn)顟B(tài)，再進(jìn)一步通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪組件的運(yùn)動(dòng)信號(hào)(包括脈沖信號(hào)或電流信號(hào))來(lái)判定自移動(dòng)機(jī)器人處于碰撞狀態(tài)或打滑狀態(tài)，該判斷方法準(zhǔn)確靈敏，提高了自移動(dòng)機(jī)器人的工作效率。
[0007]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，包括自移動(dòng)機(jī)器人本體，本體上設(shè)有行走狀態(tài)判斷裝置，該裝置包括驅(qū)動(dòng)輪組件和微控制單元，驅(qū)動(dòng)輪組件包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪，所述行走狀態(tài)判斷裝置還包括設(shè)置在本體上的隨動(dòng)輪組件，所述驅(qū)動(dòng)輪組件和隨動(dòng)輪組件分別采集自移動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，并將采集到的驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)回傳給微控制單元；微控制單元通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)和隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)，判斷自移動(dòng)機(jī)器人的行走狀態(tài)，根據(jù)判斷結(jié)果報(bào)警或進(jìn)一步控制其運(yùn)動(dòng)方式。
[0009]所述隨動(dòng)輪組件包括第一支架和分別固定在第一支架上的光耦對(duì)管、高精度碼盤(pán)、齒輪組和隨動(dòng)輪，齒輪組中的初級(jí)齒輪與隨動(dòng)輪同軸設(shè)置，末級(jí)齒輪與高精度碼盤(pán)一體設(shè)置，隨動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪組帶動(dòng)高精度碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述高精度碼盤(pán)設(shè)置在光耦對(duì)管之間，所述光耦對(duì)管對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為脈沖信號(hào)。
[0010]根據(jù)需要，所述齒輪組中的齒輪為一級(jí)齒輪或者多級(jí)齒輪。
[0011]為了使隨動(dòng)輪抵緊在自移動(dòng)機(jī)器人的行走表面上，所述隨動(dòng)輪組件還包含彈簧塊，該彈簧塊固定在隨動(dòng)輪組件的第一支架上，第一支架固定在機(jī)體上，所述彈簧塊將隨動(dòng)輪抵緊在自移動(dòng)機(jī)器人的行走表面上。
[0012]所述的驅(qū)動(dòng)輪組件包括第二支架和分別固定在第二支架上的光耦對(duì)管、高精度碼盤(pán)、齒輪組和驅(qū)動(dòng)輪，齒輪組中的初級(jí)齒輪與驅(qū)動(dòng)輪同軸設(shè)置，末級(jí)齒輪與高精度碼盤(pán)一體設(shè)置，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪組帶動(dòng)高精度碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述高精度碼盤(pán)設(shè)置在光耦對(duì)管之間，所述光耦對(duì)管對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為脈沖信號(hào)。
[0013]另外，所述的驅(qū)動(dòng)輪組件還包含電流檢測(cè)單元，所述電流檢測(cè)單元分別與微控制單元和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流信號(hào)。
[0014]根據(jù)需要，所述的自移動(dòng)機(jī)器人包括擦玻璃機(jī)器人、掃地機(jī)器人、空氣處理機(jī)器人、安全防護(hù)機(jī)器人、導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人或娛樂(lè)學(xué)習(xí)機(jī)器人。
[0015]本發(fā)明還提供一種自移動(dòng)機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法，該方法包括如下步驟:
[0016]步驟1:檢測(cè)隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果隨動(dòng)輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于正常行走狀態(tài)；如果隨動(dòng)輪無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)，表示自移動(dòng)機(jī)器人處于停止正常行走狀態(tài)，則進(jìn)入步驟2 ；
[0017]步驟2:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而進(jìn)一步判斷自移動(dòng)機(jī)器人停止正常行走狀態(tài)的原因。
[0018]所述的步驟2，可以具體包括:如果驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于打滑狀態(tài)；如果驅(qū)動(dòng)輪無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)。
[0019]另外，在所述步驟I之前還包括步驟001:在自移動(dòng)機(jī)器人正常行走狀態(tài)下檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電流Ιο。
[0020]所述的步驟2，還可以具體包括:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流I1，若I1 > 10,即:電流增大，則自移動(dòng)機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)；若I1 < Ici,即:電流減小，則自移動(dòng)機(jī)器人處于打滑狀態(tài)。
[0021]該方法還包括步驟3:根據(jù)所述步驟2的判斷結(jié)果，控制自移動(dòng)機(jī)器人報(bào)警、轉(zhuǎn)向或后退。
[0022]綜上所述，本發(fā)明提供一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人及行走狀態(tài)判斷方法，該自移動(dòng)機(jī)器人中設(shè)置了驅(qū)動(dòng)輪組件和隨動(dòng)輪組件，兩者相互配合，將感測(cè)信號(hào)傳遞給微控制單元，從而判斷自移動(dòng)機(jī)器人的行走狀態(tài)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，保持自移動(dòng)機(jī)器人體積小巧、制造成本低廉；該判斷方法首先通過(guò)隨動(dòng)輪組件的運(yùn)動(dòng)信號(hào)來(lái)判定自移動(dòng)機(jī)器與行走表面之間是否存在相對(duì)位移，即自移動(dòng)機(jī)器人處于正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或停止?fàn)顟B(tài)，再進(jìn)一步通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪組件的運(yùn)動(dòng)信號(hào)或兩端反饋的電流信號(hào)的大小來(lái)判定自移動(dòng)機(jī)器人處于碰到邊框狀態(tài)或打滑狀態(tài)，進(jìn)而控制自移動(dòng)機(jī)器人報(bào)警、轉(zhuǎn)向或后退，該判斷方法準(zhǔn)確靈敏，提高了自移動(dòng)機(jī)器人的工作效率。
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明自移動(dòng)機(jī)器人隨動(dòng)輪組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1的俯視圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一擦玻璃機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法流程圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二掃地機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明提供一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，包括自移動(dòng)機(jī)器人本體，本體上設(shè)有行走狀態(tài)判斷裝置，該裝置包括驅(qū)動(dòng)輪組件和微控制單元，驅(qū)動(dòng)輪組件包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪，所述行走狀態(tài)判斷裝置還包括設(shè)置在本體上的隨動(dòng)輪組件100，所述驅(qū)動(dòng)輪組件和隨動(dòng)輪組件分別采集自移動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，并將采集到的驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)回傳給微控制單元；微控制單元通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)和隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)，判斷自移動(dòng)機(jī)器人的行走狀態(tài)，根據(jù)判斷結(jié)果報(bào)警或進(jìn)一步控制其運(yùn)動(dòng)方式。
[0029]圖1為本發(fā)明自移動(dòng)機(jī)器人隨動(dòng)輪組件結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的俯視圖。如圖1并結(jié)合圖2所示，所述隨動(dòng)輪組件100包括第一支架110和固定在該第一支架110上的光耦對(duì)管120、高精度碼盤(pán)130、齒輪組140和隨動(dòng)輪160。齒輪組140包含齒輪軸和多個(gè)齒輪，齒輪組140中的初級(jí)齒輪150與隨動(dòng)輪160同軸設(shè)置，末級(jí)齒輪與高精度碼盤(pán)130 —體設(shè)置，隨動(dòng)輪160轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪組140帶動(dòng)高精度碼盤(pán)130轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)變速需要，齒輪組140可以為一級(jí)齒輪或者多級(jí)齒輪。如果該齒輪組為多級(jí)齒輪，則該多級(jí)齒輪的最后一級(jí)齒輪也就是末級(jí)齒輪與高精度碼盤(pán)130 —體設(shè)置。當(dāng)自移動(dòng)機(jī)器人正常行走時(shí)，隨動(dòng)輪160轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪組140構(gòu)成的變速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)高精度碼盤(pán)130轉(zhuǎn)動(dòng)，由齒輪組140構(gòu)成的變速機(jī)構(gòu)的作用是提高高精度碼盤(pán)130的轉(zhuǎn)速。高精度碼盤(pán)130設(shè)置在光耦對(duì)管120之間，所述光耦對(duì)管120產(chǎn)生的隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為脈沖信號(hào)。當(dāng)然，還可以通過(guò)其他的結(jié)構(gòu)形式完成變速，比如:齒輪組140和隨動(dòng)輪之間還可以通過(guò)傳動(dòng)帶相互連接，隨動(dòng)輪通過(guò)傳送帶來(lái)帶動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步加大高精度碼盤(pán)的轉(zhuǎn)速。為了使隨動(dòng)輪160抵緊在自移動(dòng)機(jī)器人的行走表面上，所述隨動(dòng)輪組件100還包含彈簧塊，該彈簧塊固定在隨動(dòng)輪組件100的第一支架110上，第一支架固定在自移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)體上，所述彈簧塊將隨動(dòng)輪抵緊在自移動(dòng)機(jī)器人的行走表面。同樣地，驅(qū)動(dòng)輪組件與隨動(dòng)輪組件的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，具體來(lái)說(shuō)，所述的驅(qū)動(dòng)輪組件包括第二支架和分別固定在第二支架上的光耦對(duì)管、高精度碼盤(pán)、齒輪組和驅(qū)動(dòng)輪，齒輪組中的初級(jí)齒輪與驅(qū)動(dòng)輪同軸設(shè)置，末級(jí)齒輪與高精度碼盤(pán)一體設(shè)置，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪組帶動(dòng)高精度碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述高精度碼盤(pán)設(shè)置在光耦對(duì)管之間，所述光耦對(duì)管對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為脈沖信號(hào)。當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)輪也可以通過(guò)傳動(dòng)帶來(lái)帶動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步加大高精度碼盤(pán)的轉(zhuǎn)速。因此，驅(qū)動(dòng)輪組件與隨動(dòng)輪組件唯一的不同之處在于組件中的輪子分別為驅(qū)動(dòng)輪或隨動(dòng)輪，其他結(jié)構(gòu)均相同。
[0030]上述驅(qū)動(dòng)輪組件通過(guò)檢測(cè)脈沖信號(hào)來(lái)判斷驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，該驅(qū)動(dòng)輪組件還可以通過(guò)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流信號(hào)來(lái)判斷驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。具體的，所述的驅(qū)動(dòng)輪組件還包含電流檢測(cè)單元，所述電流檢測(cè)單元分別與微控制單元和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流信號(hào)。
[0031]需要強(qiáng)調(diào)的是，隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)或驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)也可以通過(guò)其它方式來(lái)實(shí)現(xiàn)或檢測(cè)，本發(fā)明不以此為限。簡(jiǎn)單的，如在隨動(dòng)輪或驅(qū)動(dòng)輪的輪面上間隔設(shè)置返光涂層，光檢測(cè)單元即可對(duì)應(yīng)檢測(cè)產(chǎn)生隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)或驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
[0032]自移動(dòng)機(jī)器人的種類(lèi)很多，可以包括擦玻璃機(jī)器人、掃地機(jī)器人、空氣處理機(jī)器人、安全防護(hù)機(jī)器人、導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人或娛樂(lè)學(xué)習(xí)機(jī)器人等等。但無(wú)論是哪種自移動(dòng)機(jī)器人，都可以通過(guò)上述的行走狀態(tài)判斷裝置對(duì)其行走狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷。
[0033]本發(fā)明還提供一種自移動(dòng)機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法，該方法包括如下步驟:
[0034]步驟1:檢測(cè)隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果隨動(dòng)輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于正常行走狀態(tài)；如果隨動(dòng)輪無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)，表示自移動(dòng)機(jī)器人處于停止正常行走狀態(tài)，則進(jìn)入步驟2 ；
[0035]步驟2:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而進(jìn)一步判斷自移動(dòng)機(jī)器人停止正常行走狀態(tài)的原因。
[0036]所述的步驟2，可以具體包括:如果驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于打滑狀態(tài)；如果驅(qū)動(dòng)輪無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)。
[0037]另外，在所述步驟I之前還包括步驟001:在自移動(dòng)機(jī)器人正常行走狀態(tài)下檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電流Itl ;則所述的步驟2，還可以具體包括:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流I1,若I1 > 1(!，即:電流增大，則自移動(dòng)機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)；若I1 < 1()，即:電流減小，則自移動(dòng)機(jī)器人處于打滑狀態(tài)。
[0038]該方法還可以包括步驟3:根據(jù)所述步驟2的判斷結(jié)果，控制自移動(dòng)機(jī)器人報(bào)警、轉(zhuǎn)向或后退。
[0039]實(shí)施例一
[0040]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一擦玻璃機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法流程圖。如圖3所示，以下以擦玻璃機(jī)器人為例，對(duì)其行走狀態(tài)的具體判斷過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0041]在擦玻璃機(jī)器人的本體上設(shè)有行走狀態(tài)判斷裝置，該行走狀態(tài)判斷裝置包括了隨動(dòng)輪組件100，由于該隨動(dòng)輪組件在彈簧塊的作用下，始終被壓緊在玻璃面上，保證擦玻璃機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)隨動(dòng)輪始終跟隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣擦玻璃機(jī)器人實(shí)際前進(jìn)了多少距離，隨動(dòng)輪就跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)多少距離。高精度碼盤(pán)130設(shè)置在光耦對(duì)管120之間，轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)帶動(dòng)齒輪組140中的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一級(jí)或多級(jí)放大之后帶動(dòng)高精度碼盤(pán)130，碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)光耦對(duì)管轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)返回微控制單元(MCU)，該穩(wěn)定的脈沖信號(hào)為隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。擦玻璃機(jī)器人在行進(jìn)的過(guò)程中，如果微控制單元能夠接收到來(lái)自隨動(dòng)輪組件100穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，證明擦玻璃機(jī)器人在做正常的行走運(yùn)動(dòng)，如果該穩(wěn)定的脈沖信號(hào)突然中斷，則證明隨動(dòng)輪此時(shí)不再運(yùn)動(dòng)。隨動(dòng)輪不運(yùn)動(dòng)時(shí)，擦玻璃機(jī)器人有可能處于兩種狀態(tài)，一種狀態(tài)是該擦玻璃機(jī)器人碰到玻璃邊框無(wú)法前進(jìn)；另一種狀態(tài)則有可能是因?yàn)椴ＡП砻娴乃疂⒃斐傻拇蚧?。如何?duì)上述兩種情況進(jìn)行區(qū)別和判定，則需要行走狀態(tài)判斷裝置中的驅(qū)動(dòng)輪組件來(lái)配合完成。如上文所述，驅(qū)動(dòng)輪組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與隨動(dòng)輪組件100類(lèi)似，同樣可以產(chǎn)生脈動(dòng)信號(hào)。很顯然，如果微控制單元能夠接收到來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪組件穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，即驅(qū)動(dòng)輪有運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表不擦玻璃機(jī)器人處于打滑狀態(tài)；反之，則表不擦玻璃機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)，比如:因與玻璃邊框發(fā)生碰撞而無(wú)法繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，或者碰到了玻璃表面上的其他障礙物。
[0042]隨后，微控制單元會(huì)根據(jù)上述過(guò)程中判斷出來(lái)的擦玻璃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)指令。比如:報(bào)警告知使用者，或者控制擦玻璃機(jī)器人使其執(zhí)行轉(zhuǎn)向、后退等動(dòng)作避開(kāi)障礙。
[0043]實(shí)施例二
[0044]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二掃地機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法流程圖。如圖4所示，以下以?huà)叩貦C(jī)器人為例，對(duì)其行走狀態(tài)具體判斷過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0045]在掃地機(jī)器人的本體上設(shè)置的行走狀態(tài)判斷裝置，包括了隨動(dòng)輪組件100，該隨動(dòng)輪組件通過(guò)彈簧塊始終被抵壓在地面上，保證當(dāng)掃地機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)隨動(dòng)輪始終跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，使掃地機(jī)器人實(shí)際前進(jìn)的距離與隨動(dòng)輪160轉(zhuǎn)動(dòng)的距離相應(yīng)。同樣地，隨動(dòng)輪160轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)帶動(dòng)齒輪組140中的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一級(jí)或多級(jí)放大之后帶動(dòng)高精度碼盤(pán)130，碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)光耦對(duì)管120轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)返回微控制單元(MCU)，形成穩(wěn)定的隨動(dòng)輪脈沖信號(hào)。如果在掃地機(jī)器人的作業(yè)過(guò)程中，該穩(wěn)定的脈沖信號(hào)突然中斷，則證明隨動(dòng)輪160此時(shí)不再運(yùn)動(dòng)。隨動(dòng)輪不運(yùn)動(dòng)時(shí)，掃地機(jī)器人有可能處于兩種狀態(tài)，一種狀態(tài)是該掃地機(jī)器人碰到室內(nèi)的障礙物，比如:家具或墻壁而無(wú)法前進(jìn)；另一種狀態(tài)則有可能是因?yàn)榈孛嫖⑿〉母m或水潰造成的打滑。如何對(duì)上述兩種情況進(jìn)行區(qū)別和判定，則需要行走狀態(tài)判斷裝置中的驅(qū)動(dòng)輪組件來(lái)配合完成。在掃地機(jī)器人正常行走狀態(tài)下，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)輪組件中的電流檢測(cè)單元檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電流為當(dāng)掃地機(jī)器人的微控制單元(MCU)沒(méi)有中斷給驅(qū)動(dòng)輪的供電，而且此時(shí)驅(qū)動(dòng)輪兩端反饋電流比平時(shí)小，那么就可以判斷是遇到了打滑；如果MCU沒(méi)有中斷給驅(qū)動(dòng)輪供電，而且此時(shí)驅(qū)動(dòng)輪兩端反饋電流比平時(shí)大，那么就可以判斷是遇到了障礙物。也就是說(shuō)，電流檢測(cè)單元檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流I1，若I1 < Itl,即:驅(qū)動(dòng)輪與地面的摩擦力較小，導(dǎo)致電流減小，則判斷自移動(dòng)機(jī)器人處于打滑狀態(tài)；若I1> Itl,即:驅(qū)動(dòng)輪堵轉(zhuǎn)，由于其與地面的摩擦力較大，導(dǎo)致電流增大，則證明自移動(dòng)機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)。
[0046]隨后，微控制單元會(huì)根據(jù)上述過(guò)程中判斷出來(lái)的掃地機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)指令。比如:報(bào)警告知使用者，或者控制掃地機(jī)器人使其執(zhí)行轉(zhuǎn)向、后退等動(dòng)作避開(kāi)障礙。
[0047]綜上所述，本發(fā)明提供一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人及行走狀態(tài)判斷方法，該自移動(dòng)機(jī)器人中設(shè)置了驅(qū)動(dòng)輪組件和隨動(dòng)輪組件，兩者相互配合，將感測(cè)信號(hào)傳遞給微控制單元，從而判斷自移動(dòng)機(jī)器人的行走狀態(tài)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，保持自移動(dòng)機(jī)器人體積小巧、制造成本低廉；該判斷方法首先通過(guò)隨動(dòng)輪組件的運(yùn)動(dòng)信號(hào)來(lái)判定自移動(dòng)機(jī)器與行走表面之間是否存在相對(duì)位移，即自移動(dòng)機(jī)器人處于正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或停止?fàn)顟B(tài)，再進(jìn)一步通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪組件的運(yùn)動(dòng)信號(hào)或兩端反饋的電流信號(hào)的大小來(lái)判定自移動(dòng)機(jī)器人處于碰到邊框狀態(tài)或打滑狀態(tài)，進(jìn)而控制自移動(dòng)機(jī)器人報(bào)警、轉(zhuǎn)向或后退，該判斷方法準(zhǔn)確靈敏，提高了自移動(dòng)機(jī)器人的工作效率。
【權(quán)利要求】
1.一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，包括自移動(dòng)機(jī)器人本體，本體上設(shè)有行走狀態(tài)判斷裝置，該行走狀態(tài)判斷裝置包括驅(qū)動(dòng)輪組件和微控制單元，驅(qū)動(dòng)輪組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于，所述行走狀態(tài)判斷裝置還包括設(shè)置在本體上的隨動(dòng)輪組件(100)，所述驅(qū)動(dòng)輪組件和隨動(dòng)輪組件分別采集自移動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，并將采集到的驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)回傳給微控制單元；微控制單元通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)和隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)，判斷自移動(dòng)機(jī)器人的行走狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，所述隨動(dòng)輪組件(100)包括第一支架(110)和分別固定在第一支架上的光耦對(duì)管(120)、高精度碼盤(pán)(130)、齒輪組(140)、和隨動(dòng)輪(160)，齒輪組中的初級(jí)齒輪(150)與隨動(dòng)輪(160)同軸設(shè)置，末級(jí)齒輪與高精度碼盤(pán)(130) —體設(shè)置，隨動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪組帶動(dòng)高精度碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述高精度碼盤(pán)設(shè)置在光耦對(duì)管之間，所述光耦對(duì)管對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為脈沖信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，所述齒輪組(140)為一級(jí)齒輪或者多級(jí)齒輪。
4.如權(quán)利要求2所述的帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，所述隨動(dòng)輪組件(100)還包含彈簧塊，所述彈簧塊固定在隨動(dòng)輪組件的第一支架(I 10)上，第一支架固定在自移動(dòng)機(jī)器人本體上，所述彈簧塊將隨動(dòng)輪抵緊在自移動(dòng)機(jī)器人的行走表面上。
5.如權(quán)利要求1所述的帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)輪組件包括第二支架和分別固定在第二支架上的光耦對(duì)管、高精度碼盤(pán)、齒輪組和驅(qū)動(dòng)輪，齒輪組中的初級(jí)齒輪與驅(qū)動(dòng)輪同軸設(shè)置，末級(jí)齒輪與高精度碼盤(pán)一體設(shè)置，所述驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪組帶動(dòng)高精度碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述高精度碼盤(pán)設(shè)置在光耦對(duì)管之間，所述光耦對(duì)管對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為脈沖信號(hào)；所述第二支架固定在自移動(dòng)機(jī)器人本體上。
6.如權(quán)利要求1所述的帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)輪組件還包含電流檢測(cè)單元，所述電流檢測(cè)單元分別與微控制單元和驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)信號(hào)為所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的帶有行走狀態(tài)判斷裝置的自移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，所述的自移動(dòng)機(jī)器人包括擦玻璃機(jī)器人、掃地機(jī)器人、空氣處理機(jī)器人、安全防護(hù)機(jī)器人、導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人或娛樂(lè)學(xué)習(xí)機(jī)器人。
8.一種自移動(dòng)機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟1:檢測(cè)隨動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果隨動(dòng)輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于正常行走狀態(tài)；如果隨動(dòng)輪無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)，表示自移動(dòng)機(jī)器人處于停止正常行走狀態(tài)，則進(jìn)入步驟2 ; 步驟2:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而進(jìn)一步判斷自移動(dòng)機(jī)器人停止正常行走狀態(tài)的原因。
9.如權(quán)利要求8所述的自移動(dòng)機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法，其特征在于，所述的步驟2，具體包括:如果驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表示自移動(dòng)機(jī)器人處于打滑狀態(tài)；如果驅(qū)動(dòng)輪無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則表不自移動(dòng)機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求8所述的自移動(dòng)機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法，其特征在于，在所述步驟I之前還包括步驟001:在自移動(dòng)機(jī)器人正常行走狀態(tài)下檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電流
11.如權(quán)利要求10所述的自移動(dòng)機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法，其特征在于，所述的步驟2，具體包括:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流I1，若Ii〉、，即:電流增大，則自移動(dòng)機(jī)器人處于與障礙物碰撞的狀態(tài)；若I1 < 1()，即:電流減小，則自移動(dòng)機(jī)器人處于打滑狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求8所述的自移動(dòng)機(jī)器人行走狀態(tài)判斷方法，其特征在于，該方法還包括步驟3:根據(jù)所述步驟2的判斷結(jié)果，控制自移動(dòng)機(jī)器人報(bào)警、轉(zhuǎn)向或后退。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104345730SQ201310316627
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】湯進(jìn)舉 申請(qǐng)人:科沃斯機(jī)器人科技(蘇州)有限公司