一種機器人的制約裝置和制約系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種機器人的制約裝置,包括便攜式外殼,安裝在所述便攜式外殼內(nèi)的信號接收裝置和信號發(fā)射裝置,所述信號接收裝置包括至少兩個橫向設(shè)置的朝向所述便攜式外殼前方并分別在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)接收信號的信號接收單元;所述信號接收裝置和所述信號發(fā)射裝置電連接,以設(shè)定所述信號發(fā)射裝置響應(yīng)于所述信號接收裝置的信號接收單元先后接收到信號的情況而與所述機器人進(jìn)行通信。本實用新型還提供一種采用上述制約裝置的制約系統(tǒng),包括上述制約裝置和機器人。本實用新型提供的機器人制約裝置和制約系統(tǒng),不僅可實現(xiàn)制約機器人在特定的物理空間中工作,且具有省電和可降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人脫離原來的物理空間的概率的優(yōu)點。
【專利說明】
一種機器人的制約裝置和制約系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種機器人的制約裝置和制約系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]“機器人”是在不需要用戶操縱的情況下在工作區(qū)內(nèi)移動,同時執(zhí)行工作任務(wù)。例如機器人清潔器執(zhí)行諸如但不限于從地板吸取灰塵、雜質(zhì)或類似物的清潔操作;家庭機器人監(jiān)視器執(zhí)行家庭監(jiān)控;自走式移動裝置執(zhí)行特定任務(wù)等。
[0003]在使用機器人執(zhí)行任務(wù)時,有時候需要將機器人制約在特定的物理空間中工作。專利號為ZL03103501.9的發(fā)明專利公開了一種用于機器人的定位和制約的方法及系統(tǒng),該專利采用一便攜式障礙信號傳送器沿一軸發(fā)射制約射束,當(dāng)機器人檢測到該制約射束,則回避該制約射束,從而將機器人約束在特定的物理空間內(nèi),但是該便攜式障礙信號傳送器在機器人工作時需要持續(xù)不斷地發(fā)送制約射束,因此耗電量較大;若用戶在使用的的時候忘記關(guān)掉開關(guān),則,電量很快就會消耗完;另,當(dāng)機器人在移動到制約射束處時,若便攜式障礙信號傳送器與機器人之間出現(xiàn)了障礙物,例如此時正好有人或?qū)櫸镒哌^,遮擋了障礙信號,導(dǎo)致機器人無法接收到制約射束,使得機器人越過制約射束,脫離了原來的物理空間進(jìn)入到下一個物理空間工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本實用新型提供一種機器人的制約裝置和制約的方法和系統(tǒng),本實用新型具有省電且可降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人脫離原來的物理空間的概率的優(yōu)點。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種機器人的制約裝置,包括便攜式外殼、安裝在所述便攜式外殼內(nèi)的用于接收機器人發(fā)射的信號的信號接收裝置,和用于與機器人進(jìn)行通信的信號發(fā)射裝置,所述信號接收裝置包括至少兩個橫向設(shè)置的朝向所述便攜式外殼前方并分別在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)接收信號的信號接收單元;所述信號接收裝置和所述信號發(fā)射裝置電連接,以設(shè)定所述信號發(fā)射裝置響應(yīng)于所述信號接收裝置的信號接收單元先后接收到信號的情況而與所述機器人進(jìn)行通信。
[0007]上述制約裝置與機器人配合使用時,將所述制約裝置放置在預(yù)定空間的開放邊緣處(例如房間的門口處),機器人上設(shè)有信號發(fā)射裝置,由于所述制約裝置前端的信號接收單元橫向設(shè)置且分別在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)接收信號,因此,當(dāng)機器人移動到制約裝置前方時,所述制約裝置前端的信號接收單元先后接收到所述機器人發(fā)射的信號,當(dāng)?shù)贜(N>I)個信號接收單元接收到機器人發(fā)射的信號后,則所述制約裝置的信號發(fā)射裝置發(fā)射一信號給所述機器人,使得所述機器人執(zhí)行回避動作,返回預(yù)定空間繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。從而將所述機器人限制在預(yù)定空間內(nèi)執(zhí)行任務(wù)。其中,制約裝置的信號發(fā)射裝置給機器人發(fā)射信號的的條件是,先后有兩個信號接收單元接收到機器人發(fā)射的信號。由于所述制約裝置在沒有接收到所述機器人的信號時,處于休眠或待機狀態(tài),沒有發(fā)射任何信號,只有當(dāng)接收到機器人的信號并滿足一定的條件后才可能發(fā)射信號給所述機器人,發(fā)射信號后,又可以恢復(fù)到休眠狀態(tài),因此耗電量很少。
[0008]若機器人位于制約裝置前方時,有障礙物擋在所述制約裝置和所述機器人之間,使得機器人發(fā)射的信號只能在一個很小的角度被第一個信號接收單元接收到,機器人繼續(xù)向前移動時,在一段時間內(nèi),第一個信號接收單元和第二個信號接收單元均可能無法接收到機器人發(fā)射的信號,機器人再往前移動時,接近第二個信號接收單元的可接收信號的邊緣時,機器人發(fā)射的信號有可能被第二個信號接收單元接收到,從而使得所述制約裝置的信號發(fā)射裝置向所述機器人發(fā)射信號,使得所述機器人執(zhí)行回避動作返回所述預(yù)定空間繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。從而降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人脫離原來的物理空間的概率。當(dāng)然,如果障礙物太大,機器人發(fā)射的信號將無法被制約裝置接收。因此在障礙物比較小,且存在時間很短的情況下(例如人或者寵物正好經(jīng)過機器人與制約裝置之間時),本實用新型提供的技術(shù)方案可以有效降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人脫離原來的物理空間的概率。
[0009]具體地,所述便攜式外殼前端對應(yīng)于每個信號接收單元前端設(shè)有狹縫,以限制在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)的信號經(jīng)過所述狹縫后被所述信號接收單元接收。所述狹縫內(nèi)壁設(shè)有斜向所述便攜式殼體前端的反射板,以防止超出預(yù)定范圍內(nèi)的信號經(jīng)狹縫內(nèi)壁反射后被所述信號接收單元接收。
[0010]進(jìn)一步地,所述制約裝置頂端設(shè)有與所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置電連接的全向信號接收裝置,所述全向信號接收裝置用于接收機器人發(fā)射的與之對應(yīng)的短距離信號。若所述全向信號接收裝置接收到機器人發(fā)射的與之對應(yīng)的所述短距離信號,則可觸發(fā)所述制約裝置的信號發(fā)射裝置給機器人發(fā)射無線信號,使得所述機器人遠(yuǎn)離所述制約裝置,從而避免所述機器人與所述制約裝置發(fā)生碰撞。
[0011]具體地,所述信號接收單元為光波接收單元或超聲波接收單元,所述信號發(fā)射裝置為無線通信裝置。無線通信裝置可以為單向或雙向的無線通信裝置。
[0012]本實用新型還提供一種機器人的制約系統(tǒng),包括上述制約裝置和機器人,所述機器人上設(shè)有與所述制約裝置上的信號接收單元對應(yīng)的全向信號發(fā)射裝置,和與所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置進(jìn)行通信的信號接收裝置,所述制約裝置上靠近所述機器人一側(cè)的第一個信號接收裝置首先接收到機器人發(fā)射的信號,所述制約裝置上第N個信號接收單元接收到所述機器人發(fā)射的信號后,所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置給所述機器人發(fā)射無線信號,使得機器人執(zhí)行回避動作以返回預(yù)定空間繼續(xù)執(zhí)行任務(wù),其中所述N大于I。
[0013]進(jìn)一步地,在一種實施例中所述制約裝置上第一個接收到機器人發(fā)射的信號的信號接收單元觸發(fā)所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置給機器人發(fā)射無線信號以告知所述機器人已進(jìn)入限制邊緣,所述機器人接收到所述制約裝置發(fā)射的無線信號后保持勻速前進(jìn)或減速前進(jìn)或以預(yù)設(shè)速度前進(jìn)。
[0014]進(jìn)一步地,該制約系統(tǒng)中制約裝置的頂端設(shè)有與所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置電連接的全向信號接收裝置,所述機器人上的全向信號發(fā)射裝置發(fā)射一對應(yīng)于所述制約裝置前端的信號接收單元的長距離信號和一對應(yīng)于所述制約裝置頂端的全向信號接收裝置的短距離信號,所述制約裝置頂端的全向信號接收裝置接收到所述機器人上的全向信號發(fā)射裝置發(fā)射的短距離信號后,所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置給所述機器人發(fā)射無線信號,使得所述機器人遠(yuǎn)離所述制約裝置。
[0015]本實用新型還提供一種機器人的制約方法,所述制約方法用于上述制約系統(tǒng)中,包括以下步驟:a.在預(yù)定空間的開放邊緣處放置所述制約裝置,使得所述制約裝置前端的信號接收單元與預(yù)定空間的開放邊緣對齊;b.令所述機器人在預(yù)定空間內(nèi)執(zhí)行任務(wù),所述機器人上的信號發(fā)射裝置不斷發(fā)射全向信號;c.當(dāng)所述機器人運行到預(yù)定空間的開放邊緣處時,所述機器人發(fā)射的信號被所述制約裝置前端的信號接收單元先后接收到,當(dāng)所述信號接收裝置的第N個信號接收單元接收到信號后,所述制約裝置上的信號發(fā)射單元給所述機器人發(fā)射無線信號,使得所述機器人執(zhí)行回避動作以返回預(yù)定空間繼續(xù)執(zhí)行任務(wù),其中N大于I。
[0016]進(jìn)一步地,上述方法還包括以下步驟:cl.當(dāng)所述機器人發(fā)射的信號被所述制約裝置前端的第一個信號接收單元接收到后,所述制約裝置上的信號發(fā)射單元給所述機器人發(fā)射無線信號,使得所述機器人勻速前進(jìn)或減速前進(jìn)或以預(yù)設(shè)速度前進(jìn)。
[0017]進(jìn)一步地,上述方法中,所述制約裝置頂端設(shè)有與所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置電連接的全向信號接收裝置,所述機器人上的全向信號發(fā)射裝置發(fā)射一對應(yīng)于所述制約裝置前端的信號接收單元的長距離信號和一對應(yīng)于所述制約裝置頂端的全向信號接收裝置的短距離信號,所述制約方法還包括:所述制約裝置頂端的全向信號接收裝置接收到所述機器人上的全向信號發(fā)射裝置發(fā)射的短距離信號后,所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置給所述機器人發(fā)射無線信號,使得所述機器人遠(yuǎn)離所述制約裝置。
[0018]上述方法中,當(dāng)所述機器人收到執(zhí)行回避動作的信號后,若此時機器人已經(jīng)完成了對預(yù)定空間的清掃,則所述機器人對接收到的信號不做響應(yīng),而是按照預(yù)設(shè)程序執(zhí)行其他任務(wù)。
[0019]在另一種實施例中,當(dāng)所述機器人收到執(zhí)行回避動作的信號后,若此時機器人已經(jīng)完成了對預(yù)定空間的清掃,則所述機器人向制約裝置發(fā)送一無線信號,使得所述制約裝置恢復(fù)初始狀態(tài)。
[0020]由上述內(nèi)容知,本實用新型提供的機器人的制約裝置和制約的系統(tǒng)和方法,不僅可實現(xiàn)制約機器人在特定的物理空間中工作,且具有省電和可降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人脫離原來的物理空間的概率的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本實用新型一種實施例提供的制約裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖2a和圖2b是圖1所示的制約裝置的俯視平面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖3、圖4和圖5是一種實施例中機器人與制約裝置組成的制約系統(tǒng)的示意圖;
[0024]圖6是一種實施例中制約裝置的工作流程示意圖;
[0025]圖7和圖8是一種實施例中機器人與制約裝置組成的制約系統(tǒng)中有障礙物阻擋時的不意圖;
[0026]圖9是一種實施例中機器人與制約裝置組成的制約系統(tǒng)的示意圖;
[0027]圖10是一種實施例中機器人與制約裝置組成的制約系統(tǒng)的示意圖;
[0028]圖11是一種實施例中制約裝置的工作流程示意圖;
[0029]圖12是一種實施例中制約裝置的工作流程示意圖;
[0030]圖13是另一種實施例提供的制約裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖;
[0031]圖14是另一種實施例中機器人與制約裝置組成的制約系統(tǒng)的示意圖;
【具體實施方式】
[0032]為了使得本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]參見圖1、圖2a、圖2b和圖3,本實施例提供一種機器人的制約裝置100,包括便攜式外殼101,安裝在所述便攜式外殼101內(nèi)的用于接收機器人200發(fā)射的信號的信號接收裝置102,和用于與機器人200進(jìn)行通信的信號發(fā)射裝置103,所述信號接收裝置102包括兩個橫向設(shè)置的朝向所述便攜式外殼101前方并分別在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)接收信號的信號接收單元1021和1022,所述信號接收裝置102和所述信號發(fā)射裝置103電連接;以設(shè)定所述信號發(fā)射裝置103響應(yīng)于所述信號接收裝置102的信號接收單元先后接收到信號的情況而與所述機器人200進(jìn)行通信。
[0034]本實施例中,設(shè)定所述信號發(fā)射裝置103在第二個接收到信號的信號接收單元1022接收到機器人發(fā)射的信號后與所述機器人200進(jìn)行通信。其中,當(dāng)機器人200經(jīng)過所述便攜式外殼101前方時,第一個接收到所述機器人200發(fā)射的信號的信號接收單元為第一個信號接收單元,以此類推,第N(N>1)個接收到所述機器人200發(fā)射的信號的信號接收單元為第N(N>1)個信號接收單元。
[0035]所述便攜式外殼101前端對應(yīng)于每個信號接收單元1021和1022的前端設(shè)有狹縫1023和1024,以限制在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)的信號經(jīng)過所述狹縫1023或1024后被所述信號接收單元1021或1022接收。所述狹縫1023和1024的內(nèi)壁設(shè)有斜向所述便攜式殼體前端的反射板1025,以防止超出預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)的信號經(jīng)所述狹縫1023或1024的內(nèi)壁反射后被所述信號接收單元1021或1022接收。
[0036]圖2a中,虛線所示的區(qū)域分別為信號接收單元1021和1022接收到信號的預(yù)定位置和角度范圍,即,在所示區(qū)域內(nèi)發(fā)射的全向發(fā)射信號(這里的全向發(fā)射信號是指在水平方向上360度擴散發(fā)射的信號),可以被相對應(yīng)的信號接收單元1021或1022接收到。
[0037]如圖2b中,兩個信號接收單元1021和1022的接收信號的區(qū)域可形成A、B、C、D四個區(qū)域,當(dāng)機器人如圖中空心箭頭指示的方向移動時,信號接收單元1021最先接收到機器人發(fā)送的信號,可將其定義為第一信號接收單元,信號接收單元1022第二個接收到機器人發(fā)射的信號,可將其定義為第二信號接收單元。當(dāng)機器人在A區(qū)時,僅有信號接收單元1021接收到機器人發(fā)射的信號;當(dāng)機器人在B區(qū)時,兩個信號接收單元1021和1022均無法接收到機器人發(fā)射的信號;當(dāng)機器人在C區(qū)時,兩個信號接收單元1021和1022均可接收到機器人發(fā)射的信號;當(dāng)機器人在D區(qū)時,僅有信號接收單元1022接收到機器人發(fā)射的信號(當(dāng)機器人移動到該區(qū)時機器人必先經(jīng)過A區(qū),因此信號接收單元1021已經(jīng)接收過機器人發(fā)射的信號)。信號發(fā)射裝置103響應(yīng)于所述信號接收裝置100的兩個信號接收單元先后接收到機器人200發(fā)射的信號而與所述機器人200進(jìn)行通信。若只有一個信號接收單元接收到機器人發(fā)射的信號,則制約裝置100上的信號發(fā)射裝置103將不會發(fā)射令機器人200執(zhí)行回避動作的信號。具體地,機器人在A區(qū)或B區(qū)時,制約裝置100上的信號發(fā)射裝置103將不會發(fā)射令機器人200執(zhí)行回避動作的信號,只有機器人在C區(qū)或D區(qū)時制約裝置100上的信號發(fā)射裝置103才會發(fā)射令機器人200執(zhí)行回避動作的信號。
[0038]如圖3、圖4和圖5所示,上述制約裝置100與機器人200配合使用時,組成一種機器人的制約系統(tǒng)。將所述制約裝置100放置在預(yù)定空間的開放邊緣300處(例如房間的門口處,圖中用虛線表示),機器人200上設(shè)有全向信號發(fā)射裝置201,圖中機器人200上的空心箭頭表示機器人正常移動時的前進(jìn)方向。全向信號發(fā)射裝置201設(shè)置在機器人200頂部前端。為了使得當(dāng)機器人200在開放空間300的邊緣301附件處發(fā)射的信號能被制約裝置100更容易接收到,因此本實施例中機器人200的信號發(fā)射裝置201采用全向信號發(fā)射裝置,由于全向信號發(fā)射裝置201在專利號為ZL03103501.9的發(fā)明專利中已有采用(該專利中附圖標(biāo)記為44的區(qū)域即為附圖標(biāo)記為34的第二紅外發(fā)射器發(fā)射的全向信號形成的信號區(qū)),本實施例在此不作詳細(xì)說明。在別的實施例中,就圖4來說,若采用定向的信號發(fā)射裝置,例如采用大體上朝向右側(cè)發(fā)射信號的信號發(fā)射裝置,則需要將所述制約裝置100放置于機器人的右側(cè)。由于所述制約裝置100前端的信號接收單元1021和1022橫向設(shè)置且分別在預(yù)定位置和定角度范圍內(nèi)接收信號,因此,當(dāng)機器人200移動到制約裝置100前方時,所述制約裝置100前端的信號接收單元1021和1022先后接收到所述機器人200發(fā)射的信號(本實施例中信號接收單元1021先接收到信號),當(dāng)信號接收單元1022接收到機器人200發(fā)射的信號后,則所述制約裝置100的信號發(fā)射裝置103發(fā)射一無線信號給所述機器人200,使得所述機器人200執(zhí)行回避動作,返回預(yù)定空間繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。從而將所述機器人200限制在預(yù)定空間內(nèi)執(zhí)行任務(wù)。信號發(fā)射裝置103給機器人200發(fā)送的無線信號,可以是經(jīng)調(diào)制的,可以被機器人200識別的一串?dāng)?shù)據(jù),機器人200識別該數(shù)據(jù)后,可對應(yīng)到機器人的內(nèi)部程序算法,從而執(zhí)行該程序算法執(zhí)行回避動作。機器人200執(zhí)行的回避動作,可以是專利ZL03103501.9中已描述的回避動作?;蛘咂渌搶@形疵枋龅钠渌墒沟脵C器人200最終返回預(yù)定空間內(nèi)的回避動作。
[0039]如圖6所示。所述制約裝置100在沒有接收到所述機器人200的信號時,處于休眠或待機狀態(tài),沒有發(fā)射任何信號,只有當(dāng)N(N>1)個信號接收單元(本實施例中第N個信號接收單元是1022)接收到機器人200的信號后才發(fā)射信號給所述機器人200,發(fā)射信號后又可以恢復(fù)到休眠或待機狀態(tài),因此耗電量很少。
[0040]本實用新型實施例中,制約裝置100在信號接收裝置102有N(N>1)個信號接收單元(同時或先后)接收到機器人200發(fā)射的信號的情況下給機器人200發(fā)射無線信號;制約裝置100可以僅發(fā)送一次信號后恢復(fù)到休眠或待機狀態(tài),也可以在第N(N>1)個信號接收單元持續(xù)接收到機器人發(fā)射的信號的情況下,持續(xù)發(fā)送信號。
[0041]本實用新型中所述的制約裝置100處于休眠或待機狀態(tài)時,制約裝置100上的信號接收單元依然處于可接收信號的狀態(tài)。
[0042]如圖7和圖8所示,若機器人200位于制約裝置100前方時,有障礙物擋在所述制約裝置100和所述機器人200之間,使得機器人200發(fā)射的信號只能在一個很小的角度被所述第一個信號接收單元1021接收到,機器人200繼續(xù)向前移動時,在一段時間內(nèi),第一個信號接收單元1021和第二個信號接收單元1022均無法接收到機器人200發(fā)射的信號;機器人200再往前移動,接近第二個信號接收單元1022的可接收信號范圍的邊緣時,機器人200發(fā)射的信號被第二個信號接收單元1022接收到,從而所述制約裝置100的信號發(fā)射裝置103向所述機器人200發(fā)射無線信號,使得所述機器人200執(zhí)行回避動作返回所述預(yù)定空間300繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。從而降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人200脫離原來的物理空間的概率。當(dāng)然,如果障礙物太大,機器人200發(fā)射的信號將無法被制約裝置100接收。制約裝置100將失去原有功能。因此在障礙物比較小,且存在時間很短的情況下(例如人或者寵物正好經(jīng)過機器人與制約裝置之間時),本實用新型提供的技術(shù)方案可以有效降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人200脫離原來的物理空間的概率。
[0043]進(jìn)一步地,如圖9所示,在一種改進(jìn)實施例中,所述制約裝置100頂端設(shè)有與所述制約裝置100上的信號發(fā)射裝置103電連接的全向信號接收裝置105。由于全向信號接收裝置105在專利號為ZL03103501.9的發(fā)明專利中已有描述(該專利中附圖4即全向信號接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖),本實施例在此不作詳細(xì)說明。所述機器人200上的全向信號發(fā)射裝置201發(fā)射一對應(yīng)于所述制約裝置100前端的信號接收單元1021和1022的長距離信號202和一對應(yīng)于所述制約裝置100頂端的全向信號接收裝置105的短距離信號203,所述全向信號接收裝置105用于接收機器人200發(fā)射的與之對應(yīng)的短距離信號203。若全向信號接收裝置105接收到機器人200發(fā)射的與之對應(yīng)的所述短距離信號203,則所述制約裝置100的信號發(fā)射裝置103給機器人200發(fā)射無線信號,使得機器人200遠(yuǎn)離所述制約裝置100,從而避免機器人碰撞到制約裝置100而改變其位置。所述機器人200可通過掉頭轉(zhuǎn)向駛離制約裝置100,也可以后退遠(yuǎn)離所述制約裝置100。這里所述的長距離信號202至少可以覆蓋到預(yù)定空間的邊緣長度,使得機器人200無論在預(yù)定空間的邊緣的任何位置時該長距離信號可以被制約裝置100前端的信號接收單元接收到;通常長距離信號可以設(shè)置為3?5米;短距離信號203的范圍可以設(shè)置為當(dāng)機器人200與制約裝置100鄰近時至少能覆蓋到全向信號接收裝置105,以避免碰撞。通常短距離信號可以設(shè)置為0.3-0.5米。
[0044]具體地,所述信號接收單元1021和1022為與機器人200的信號發(fā)射單元201發(fā)射的信號類型對應(yīng)的信號接收單元,本實施例中,機器人200上的信號發(fā)射裝置201為紅外信號發(fā)射裝置,因此,制約裝置100上的信號接收單元1021和1022為紅外信號接收單元。所述信號發(fā)射裝置103為2.4G無線通信裝置。為降低成本,本實施例中無線通信裝置為單向通信裝置,即,信號發(fā)射裝置103可以給機器人200發(fā)射信號,而無法實現(xiàn)機器人200給信號發(fā)射裝置103發(fā)送無線信號。
[0045]在別的實施例中,機器人200上的信號發(fā)射裝置201還可以為超聲波發(fā)射裝置,相應(yīng)的,制約裝置100上的信號接收單元1021和1022為超聲波接收單元。在別的實施例中,無線通信裝置也可以為雙向通信裝置以實現(xiàn)更復(fù)雜的程序算法;也可以采用wif1、藍(lán)牙和現(xiàn)有的無線通信技術(shù)。
[0046]進(jìn)一步地,如圖10所示,在一種實施例中,所述制約裝置100上第一個接收到機器人200發(fā)射的信號的信號接收裝置1021(對應(yīng)于機器人在圖2b中的A區(qū)時)可觸發(fā)所述制約裝置100上的信號發(fā)射裝置103給機器人200發(fā)射無線信號以告知機器人200已進(jìn)入預(yù)定空間300的邊緣301附近,隨后所述機器人200保持勻速前進(jìn)或減速前進(jìn)或以預(yù)設(shè)速度前進(jìn),從而避免機器人在進(jìn)入限制邊緣時速度太快而沖出預(yù)定空間300。圖11所示為制約裝置100在這種狀態(tài)下的工作流程圖,初始狀態(tài)下,制約裝置處于休眠或待機模式(這種狀態(tài)下耗電很少),當(dāng)?shù)谝粋€信號接收單元1021接收到機器人200發(fā)射的信號,則觸發(fā)信號發(fā)射裝置103給機器人200發(fā)射無線信號1(機器人接收到該信號后保持勻速前進(jìn)或減速前進(jìn)或以預(yù)設(shè)速度前進(jìn)),當(dāng)?shù)诙€信號接收單元1022接收到機器人發(fā)射的信號,則信號發(fā)射裝置103給機器人200發(fā)射無線信號2(機器人接收到該信號后執(zhí)行回避動作返回預(yù)定空間)。
[0047]在某種情況下,若機器人200因為速度太快而沖出了預(yù)定空間的邊緣,但是,在沖出預(yù)定空間前,第二個接收到機器人200的信號的信號接收單元1022已經(jīng)觸發(fā)所述信號發(fā)射裝置103給機器人200發(fā)射無線信號,因此,在這種情況下,機器人200仍然可以回到預(yù)定空間內(nèi)。
[0048]如圖12所示,可以設(shè)置制約裝置100根據(jù)機器人200在返回預(yù)定空間時,機器人200發(fā)射的信號是否再次被之前第一個接收到信號的信號接收單元1021接收到來確定機器人是否返回到預(yù)定空間300內(nèi),當(dāng)制約裝置100確定機器人200已返回預(yù)定空間300,則停止向機器人200發(fā)送無線信號,重新進(jìn)入休眠模式,以節(jié)省電量。
[0049]如圖13所示,在另一種實施例中,提供一種制約裝置100’。與前面的實施例不同的是,該制約裝置100’包括3個信號接收單元,S卩,比圖1和圖2所示的制約裝置100增加了一個信號接收單元1022’。如圖14所示,信號接收單元1022’的作用與前述的實施例中1022的作用類似,當(dāng)機器人200發(fā)射的信號被信號接收單元1022’接收到,且在此前已有信號接收單元1021或1022接收到機器人發(fā)射的信號,則所述制約裝置100的信號發(fā)射裝置103給機器人發(fā)送無線信號,使得機器人200執(zhí)行回避動作,返回預(yù)定空間300內(nèi)。
[0050]綜上所述可總結(jié)出本實用新型提供的一種機器人的制約方法,所述制約方法用于上述制約系統(tǒng)中,該制約方法包括以下步驟:a.在預(yù)定空間300(例如房間)的開放邊緣301處放置所述制約裝置100,使得所述制約裝置100前端的信號接收單元與預(yù)定空間300的開放邊緣平齊;b.令機器人200在預(yù)定空間300內(nèi)執(zhí)行任務(wù),機器人200的信號發(fā)射裝置201不斷發(fā)射全向信號;c.當(dāng)機器人200運行到預(yù)定空間300的開放邊緣301附近處時,機器人200發(fā)射的信號被所述制約裝置100前端的信號接收單元先后接收到,當(dāng)所述信號接收裝置100的第N(N>1)個信號接收單元接收到所述機器人200發(fā)射的信號后,所述制約裝置100上的信號發(fā)射單元103給所述機器人200發(fā)射無線信號,使得所述機器人200執(zhí)行回避動作以返回預(yù)定空間300繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
[0051]進(jìn)一步地,參照圖10和圖11,上述方法還包括以下步驟:Cl.當(dāng)所述機器人200上的全向信號發(fā)射裝置201發(fā)射的信號被所述制約裝置100前端的第一個信號接收單元1021接收到后,所述制約裝置100上的信號發(fā)射單元103給所述機器人200發(fā)射無線信號,使得所述機器人200勻速前進(jìn)或減速前進(jìn)或以預(yù)設(shè)速度前進(jìn)。
[0052]進(jìn)一步地,上述方法中,所述制約裝置100頂端設(shè)有與所述制約裝置100上的信號發(fā)射裝置103電連接的全向信號接收裝置105,所述機器人200上的全向信號發(fā)射裝置201發(fā)射一對應(yīng)于所述制約裝置100前端的信號接收單元的長距離信號202和一對應(yīng)于所述制約裝置100頂端的全向信號接收裝置105的短距離信號203,所述制約方法還包括:所述制約裝置100頂端的全向信號接收裝置105接收到所述機器人200上的信號發(fā)射裝置201發(fā)射的短距離信號203后,所述制約裝置100上的信號發(fā)射裝置103給所述機器人200發(fā)射無線信號,使得所述機器人200遠(yuǎn)離所述制約裝置100。
[0053]上述方法中,當(dāng)所述機器人200收到執(zhí)行回避動作的信號后,若此時機器人200已經(jīng)完成了對預(yù)定空間的任務(wù),則所述機器人200對接收到的信號不做響應(yīng),而是按照預(yù)設(shè)程序執(zhí)行其他任務(wù)。在這種情況下,可以在機器人200與制約裝置100之間設(shè)置雙向無線通信裝置,使得機器人200可以發(fā)送無線信號給制約裝置,使得制約裝置100重新進(jìn)入休眠模式。當(dāng)機器人200離開已完成任務(wù)的空間,則制約裝置100可以限制其再次進(jìn)入已完成任務(wù)的空間,而只能留在未執(zhí)行完任務(wù)的空間。
[0054]由上述內(nèi)容知,本實用新型提供的機器人的定位和制約的系統(tǒng)和方法,不僅可實現(xiàn)制約機器人在特定的物理空間中工作,且具有省電和可降低突發(fā)事件導(dǎo)致機器人脫離原來的物理空間的概率的優(yōu)點。
[0055]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例,并不用以限定本實用新型,本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)以上實施例的描述做出若干演變;凡在本實用新型的構(gòu)思內(nèi)所做的修改、改進(jìn)、等同替換等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0056]本實用新型附圖為旨在便于說明技術(shù)方案的原理和過程的示意圖,圖中比例可能與文字描述或?qū)嶋H產(chǎn)品不符,但是不影響本實用新型技術(shù)方案的表達(dá)。圖示的產(chǎn)品、尺寸、比例等并不用于限定本實用新型。
【主權(quán)項】
1.一種機器人的制約裝置,其特征在于:包括便攜式外殼、安裝在所述便攜式外殼內(nèi)的用于接收機器人發(fā)射的信號的信號接收裝置,和用于與機器人進(jìn)行通信的信號發(fā)射裝置,所述信號接收裝置包括至少兩個橫向設(shè)置的朝向所述便攜式外殼前方并分別在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)接收信號的信號接收單元;所述信號接收裝置和所述信號發(fā)射裝置電連接,以設(shè)定所述信號發(fā)射裝置響應(yīng)于所述信號接收裝置的信號接收單元先后接收到信號的情況而與所述機器人進(jìn)行通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制約裝置,其特征在于:所述便攜式外殼前端對應(yīng)于每個信號接收單元前端設(shè)有狹縫,以限制在預(yù)定位置和角度范圍內(nèi)的信號經(jīng)過所述狹縫后被所述信號接收單元接收。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制約裝置,其特征在于:所述狹縫內(nèi)壁設(shè)有斜向所述便攜式殼體前端的反射板,以防止超出預(yù)定位置和角度范圍的信號經(jīng)狹縫內(nèi)壁反射后被所述信號接收單元接收。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制約裝置,其特征在于:所述制約裝置頂端設(shè)有與所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置電連接的全向信號接收裝置,所述全向信號接收裝置用于接收機器人發(fā)射的與之對應(yīng)的短距離信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制約裝置,其特征在于:所述信號接收單元有三個,橫向設(shè)置并朝向所述便攜式外殼前方。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的制約裝置,其特征在于:所述信號發(fā)射裝置為無線通信裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制約裝置,其特征在于:所述無線通信裝置為可收發(fā)信號的雙向無線通信裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的制約裝置,其特征在于:所述信號接收單元為光波接收單元或超聲波接收單元。9.一種機器人的制約系統(tǒng),其特征在于:包括權(quán)利要求1至7任一項所述的制約裝置和機器人,所述機器人上設(shè)有與所述制約裝置上的信號接收單元對應(yīng)的全向信號發(fā)射裝置,和與所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置進(jìn)行通信的信號接收裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制約系統(tǒng),其特征在于:所述制約裝置頂端設(shè)有與所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置電連接的全向信號接收裝置,所述機器人上的全向信號發(fā)射裝置發(fā)射一對應(yīng)于所述制約裝置前端的信號接收單元的長距離信號和一對應(yīng)于所述制約裝置頂端的全向信號接收裝置的短距離信號,所述制約裝置頂端的全向信號接收裝置接收到所述機器人上的全向信號發(fā)射裝置發(fā)射的短距離信號后,所述制約裝置上的信號發(fā)射裝置給所述機器人發(fā)射無線信號,使得所述機器人遠(yuǎn)離所述制約裝置。
【文檔編號】G05D1/02GK205507535SQ201620076387
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】梁先華, 黃信銘, 吳萬水, 陳興文, 吳強, 張寬哲
【申請人】深圳市銀星智能科技股份有限公司