一種自移動(dòng)機(jī)器人制約系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自移動(dòng)機(jī)器人制約系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，自移動(dòng)機(jī)器人被廣泛使用，如清潔地面的機(jī)器人、代替人工檢查的巡視機(jī)器人等，這些機(jī)器人在工作時(shí)，需要被限定在一個(gè)局限的范圍內(nèi)移動(dòng)以執(zhí)行工作。
[0003]如清潔地面的機(jī)器人，在完成一個(gè)房間的清潔后，會(huì)通過(guò)房間門(mén)移動(dòng)至另一個(gè)房間。通常的解決方案是關(guān)閉房間門(mén)使限定在該房間內(nèi)工作。當(dāng)時(shí)關(guān)閉門(mén)會(huì)使得用戶(hù)進(jìn)出房間要頻繁關(guān)閉房門(mén)，從而給用戶(hù)造成不方便。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN1241080C的中國(guó)專(zhuān)利中公開(kāi)了一種用于機(jī)器人的定位和制約的方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:一便攜式障礙信號(hào)傳送器，該便攜式障礙信號(hào)傳送器主要沿一軸傳送信號(hào)；一可移動(dòng)的機(jī)器人，可使一旦檢測(cè)到該障礙信號(hào)即行回避該障礙信號(hào)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該障礙信號(hào)以一紅外線(xiàn)的頻率發(fā)射，并且該機(jī)器人包括一全方位的信號(hào)檢測(cè)器。一旦檢測(cè)到該信號(hào)，該機(jī)器人回轉(zhuǎn)到由一障礙回避算法選定的方向上，直到不再檢測(cè)到該障礙信號(hào)為止。
[0005]上述的系統(tǒng)由于采用了一便攜式障礙信號(hào)傳送器，使得用戶(hù)可以在例如房間門(mén)的位置形成一道人工“障礙”，機(jī)器人只要檢測(cè)到該障礙即行回避，從而有效的阻止了機(jī)器人穿過(guò)該房間門(mén)移動(dòng)到外側(cè)。但是，由于便攜式障礙信號(hào)傳送器向外發(fā)射的時(shí)一軸傳送的信號(hào)，這樣移動(dòng)機(jī)器人在軸所在的方向上的不同位置檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度均不一相同，越靠近便攜式障礙信號(hào)傳送器位置信號(hào)越強(qiáng)，反之亦然。因此，在離便攜式障礙信號(hào)傳送器玩玩容易誤判斷，從而使得機(jī)器人約束系統(tǒng)移動(dòng)出錯(cuò)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種高效率約束機(jī)器人本體進(jìn)入待約束區(qū)域的自移動(dòng)機(jī)器人制約系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種自移動(dòng)機(jī)器人制約系統(tǒng)，包括:
一便攜式制約裝置，所述的便攜式制約裝置包括能夠相對(duì)設(shè)置的左側(cè)基座和右側(cè)基座，所述的左側(cè)基座上設(shè)有能夠向外部發(fā)射第一光束的第一光發(fā)射器，所述的右側(cè)基座上設(shè)有能夠向外部發(fā)射第二光束的第二光發(fā)射器，所述的第一光發(fā)射器具有第一光發(fā)射區(qū)域，所述的第二光發(fā)射器具有第二光發(fā)射區(qū)域，所述的第一光發(fā)射區(qū)域和第二光發(fā)射區(qū)域相交叉重疊形成一重疊區(qū)域，所述的重疊區(qū)域至少覆蓋從所述的第一基座到所述的第二基座之間的區(qū)域；
一機(jī)器人，所述的機(jī)器人上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)機(jī)器人在地面上轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向裝置、能夠接收第一信號(hào)發(fā)射器和第二信號(hào)發(fā)射器的光接收單元、控制所述的轉(zhuǎn)向裝置工作的控制裝置，所述的光接收單元包括多個(gè)用于接收第一信號(hào)發(fā)射器所發(fā)射信號(hào)的左側(cè)光接收器和多個(gè)用于接收第二信號(hào)發(fā)射器所發(fā)射信號(hào)的右側(cè)光接收器，多個(gè)所述的左側(cè)光接收器、多個(gè)所述的右側(cè)光接收器以及所述的轉(zhuǎn)向裝置均與所述的控制裝置相信號(hào)連接，所述的左側(cè)光接收器和所述的右側(cè)光接收器均為定向光接收器且數(shù)目相同，多個(gè)所述的左側(cè)光接收器和多個(gè)所述的右側(cè)光接收器分布在同一個(gè)圓周上，各個(gè)所述的左側(cè)光接收器均與相應(yīng)的一個(gè)所述右側(cè)光接收器是以所述的圓周的中心點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)點(diǎn)中心對(duì)稱(chēng)；
所述的控制裝置執(zhí)行一算法；所述的算法包括:當(dāng)在接收到第一光束信號(hào)的所有左側(cè)光接收器和接收到第二光束的所有右側(cè)光接收器中，其中有一個(gè)左側(cè)光接收器和右側(cè)光接收器是以所述的圓周的中心點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)點(diǎn)中心對(duì)稱(chēng)時(shí)，所述的控制裝置向所述轉(zhuǎn)向裝置輸出一改變機(jī)器人當(dāng)前移動(dòng)方向指令的步驟。
[0008]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述的機(jī)器人包括一外圓周側(cè)壁，多個(gè)所述的左側(cè)光接收器和多個(gè)所述的右側(cè)光接收器安裝在所述的外圓周側(cè)壁上。
[0009]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述的機(jī)器人包括一個(gè)頂壁，所述的頂壁上設(shè)置有一突出于所述的頂壁的圓柱狀或圓臺(tái)狀凸臺(tái)，多個(gè)所述的左側(cè)光接收器和多個(gè)所述的右側(cè)光接收器安裝在所述的凸臺(tái)的側(cè)壁面上。
[0010]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述的第一光發(fā)射器和第二光發(fā)射器均為紅外光束發(fā)射器。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，多個(gè)所述左側(cè)光接收器和多個(gè)所述的右側(cè)光接收器均勻分布在所述的圓周上。
[0012]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述的機(jī)器人上還設(shè)置有清潔裝置，所述的清潔裝置用于將機(jī)器人所在處的地面上的灰塵移除。
[0013]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述的左側(cè)基座的頂部和右側(cè)基座的頂部上還分別設(shè)置有一輔助光發(fā)射器，所述的輔助光發(fā)射器能夠向外側(cè)發(fā)射光束角為360°的輔助光束。
[0014]本發(fā)明獲得了如下有益的技術(shù)效果:通過(guò)采用兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的左、右側(cè)基座，依靠左、右側(cè)基座上的光發(fā)射器的光信號(hào)疊加，使得機(jī)器人很容易知曉是否移動(dòng)到待約束區(qū)域，而且控制裝置的算法使得機(jī)器人在不會(huì)穿過(guò)待約束區(qū)域的情況下盡可能多的對(duì)待約束區(qū)域內(nèi)進(jìn)行清掃，從而使得機(jī)器人具有更為寬廣的清掃范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖1為本發(fā)明的自移動(dòng)機(jī)器人制約系統(tǒng)的示意圖；
附圖2為本發(fā)明的便攜式制約裝置的立體示意圖；
附圖3為本發(fā)明的便攜式制約裝置的光發(fā)射示意圖；
附圖4為本發(fā)明的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖5為本發(fā)明的機(jī)器人的光接收器分布示意圖；
附圖6為本發(fā)明的機(jī)器人靠近待制約區(qū)域時(shí)的過(guò)程示意圖；
附圖7為本發(fā)明的機(jī)器人離開(kāi)待制約區(qū)域時(shí)的過(guò)程示意圖；
其中:10、機(jī)器人；20、便攜式制約裝置；201、左側(cè)基座；202、右側(cè)基座；2011、第一側(cè)壁；2012、第一紅外光發(fā)射器；2021、第二側(cè)壁；2022、第二紅外光發(fā)射器；2013、第一頂壁；2023、第二頂壁；2014、第一輔助紅外光發(fā)射器；2024、第二輔助紅外光發(fā)射器；101、殼體；1011、外圓周側(cè)壁；1012、頂壁；102、光接收單元；1021、左側(cè)紅外光接收器；1022、右側(cè)紅外光接收器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為詳細(xì)說(shuō)明發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，為了使得機(jī)器人能夠保持在該房間內(nèi)工作，在房間內(nèi)設(shè)置了一個(gè)能夠自移動(dòng)的機(jī)器人10和一個(gè)便攜式制約裝置20 (制約裝置20由左側(cè)基座201和右側(cè)基座202構(gòu)成)組成的自移動(dòng)機(jī)器人制約系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)器人10和便攜式制約裝置20的配合作用，機(jī)器人10不會(huì)越過(guò)門(mén)移動(dòng)到房間外部。便攜式制約裝置20能夠知曉機(jī)器人10是否已經(jīng)移動(dòng)到門(mén)所在位置處，從而決定是否要立即通知機(jī)器人10調(diào)轉(zhuǎn)移動(dòng)方向。本例的機(jī)器人10為用于清潔地面的機(jī)器人，機(jī)器人10上設(shè)置有清潔模塊(圖中未示出)，清潔模塊用于將機(jī)器人10所在處的地面上的灰塵移除。機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，朝向機(jī)器人的前方移動(dòng)，該前方由機(jī)器人的主要行進(jìn)方向所定義，如附圖1中的箭頭方向。
[0018]如圖2所示的便攜式制約裝置20，它包括一個(gè)左側(cè)基座201和一個(gè)右側(cè)基座202，左側(cè)基座201和右側(cè)基座202均可以被支撐在地面上。左側(cè)基座201具有一個(gè)第一側(cè)壁2011和第一頂壁2013，第一側(cè)壁2011上設(shè)置有第一紅外光發(fā)射器2012，第一頂壁2013上設(shè)置有第一輔助紅外光發(fā)射器2014 ;右側(cè)基座202具有一個(gè)第二側(cè)壁2021和一個(gè)第二頂壁2023，第二側(cè)壁2021上設(shè)置有第二紅外光發(fā)射器2022，第二頂壁2023上設(shè)置有第二輔助紅外光發(fā)射器2024。
[0019]如圖3所示，第一紅外光發(fā)射器2012和第二紅外光發(fā)射器2022均能向外輸出光束角為銳角的定向紅外光束，第一紅外光發(fā)射器2012具有第一紅外光發(fā)射區(qū)域XI，第二紅外光束發(fā)射器2022具有第二紅外光發(fā)射區(qū)域X2，第一紅外光發(fā)射區(qū)域XI和第二紅外光發(fā)射區(qū)域X2相交叉重疊形成一重疊區(qū)域P1，重疊區(qū)域P1覆蓋左側(cè)基座201到右側(cè)基座202之間的區(qū)域。在設(shè)計(jì)第一紅外光發(fā)射器2012和第二紅外光發(fā)射器2022的發(fā)射區(qū)域半徑時(shí)，應(yīng)選擇與待約束區(qū)域的寬度相匹配。這樣，當(dāng)左側(cè)基座201和右側(cè)基座202被分別放置在待約束區(qū)域的左右兩側(cè)時(shí)，第一紅外光發(fā)射器2012和第二紅外光發(fā)射器2022所構(gòu)成的重疊區(qū)域P1的寬度才能滿(mǎn)足約束區(qū)域的要求。第一輔助紅外光發(fā)射器2014和第二輔助紅外光發(fā)射器2024能夠向外輸出光束角為360°的全向紅外光束，第一輔助紅外光發(fā)射器2014具有分布在左側(cè)基座201外圍的第三紅外光發(fā)射區(qū)域X3，第二輔助紅外光發(fā)射器2024具有分布在右側(cè)基座202外圍的第四紅外光發(fā)射區(qū)域X4，第一輔助紅外光發(fā)射器2014和第二輔助紅外光發(fā)射器2024在兩個(gè)基座周?chē)纬傻膮^(qū)域X3和X4能夠有效防止機(jī)器人10碰撞到基座上，當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入到區(qū)域X3或X4內(nèi)時(shí)，機(jī)器人就會(huì)轉(zhuǎn)向或掉頭。
[0020]如圖4所不的機(jī)器人10，包括一個(gè)機(jī)器人殼體101，機(jī)器人殼體101包括一外圓周側(cè)壁1011以及頂壁1012和底壁，機(jī)器人殼體101內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)向裝置(圖中未示出)。轉(zhuǎn)向裝置包括設(shè)置機(jī)器人殼體101下底部的一對(duì)移動(dòng)輪、一能夠隨著移動(dòng)輪移動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的腳輪、驅(qū)動(dòng)各個(gè)移動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)，一對(duì)電動(dòng)馬達(dá)上分別配置有一馬達(dá)控制器。在機(jī)器人沿前后方向正常行駛時(shí)，兩個(gè)移動(dòng)輪所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)馬達(dá)所輸送的轉(zhuǎn)速是相同；在機(jī)器人需要轉(zhuǎn)向或掉頭時(shí)，兩個(gè)移動(dòng)輪所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)馬達(dá)所輸送的轉(zhuǎn)速不同，兩個(gè)移動(dòng)輪形成速度差從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向或掉頭工作。
[0021]如圖5所示，機(jī)器人殼體101的外圓周側(cè)壁1011上設(shè)置有能夠接收第一紅外光發(fā)射器2012和第二紅外光發(fā)射器2022的發(fā)射的紅外光