[发明专利]多功能机器人设备

说明书

相关申请的交叉参考 

本申请要求了以下共同未决美国临时申请：2005年9月2日提交的题目为“CARTRIDGE FOR ROBOTIC DEVICE”的No.60/713838；2005年9月29日提交的题目为“LASER ANDCAMERA-BASED FEATURES FOR CONSUMER ROBOTS”的No.60/722781；以及2005年9月29日提交的题目为“WALL BASEAND SELF-RECHARGING FEATURES FOR SELF-MOBILEROBOTS”的No.60/722856的优先权。前面这些临时申请的内容其全文在这里被引用作为参考。 

技术领域

本发明大体上涉及机器人设备领域，并且更具体地说涉及可用在各种应用领域中的多功能机器人设备。 

背景技术

可用于家庭和商业用途例如清洁的自动或自主装置(即机器人设备或机器人)通常使用需要补充的耗材；在这方面，这些耗件通常包括但不限于清洁水或流体清洁溶液、地板蜡、缓冲剂或清洁垫等。这种普通装置明确需要所有者或操作人员重新补充液体容器或否则手动补充可消耗供应品。从消费者方面看，一般认为这些耗材的处置和安装是困难的、费力的、肮脏的。从制造者方面看，配送多种耗材供单个装置使用效率较低并且比较困难(例如由于配送渠道限制)。现有技术难以为机器人设备的所有者或操作人员提供简单而有效的方式来补充该装置所需的耗材。 

机器人设备通常允许一定程度的用户引导或控制以便改变功能 特性或操作行为；是否能够完全自主或只是部分自主工作，但是功能机器人设备通常必须操作以在没有或很少具有来自用户或操作人员的投入的环境周围行走。为了对于许多家庭或商业用途而言是经济的，能够实现或便于机器人导航的普通传感器系统趋向于非常简单。在这方面，原始的导航系统使得普通装置效率较低地围绕着工作环境跳飞；这些装置从障碍物反弹回去并且反复重新访问已经经过处理的区域，从而浪费了耗材和电池电能。作为可选方案，最好按照具有多个功能同时减小或者消除了重复劳动以保持成本节约这样一种方式来实现一种完善的传感器系统。 

在机器人没有操作时，往往期望在其任务完成时从其操作环境中将机器人移走。例如，承担清洁厨房地板的机器人设备即使在已经完成了清洁循环之后如果仍然保留在拥挤区域中也会对厨房的人造成危害。用来便于机器人存放的普通机构(例如“机库”或充电站)是不完善的；由于机械和电气配套结构不完善以及导航能力不够，所以许多机器人不能可靠持续地与普通机库或充电站接合。在不能提供可靠的机器人存放和充电解决方案的同时，普通设备通常也不能让机器人在接合在其基座或充电站时从有利方面观看其操作环境。 

另外，普通机器人设备通常是专用的，即它们被配置并且操作用来执行专门的功能，而不能执行其它功能。例如，拖地板机器人可以包括专门设计并且操作用来执行拖地板功能的结构元件；另外，用来控制或以其它方式影响机器人的操作的计算机硬件和软件、任意传感器系统等都专用于让机器人能够拖地板的特定专用结构布置。这种拖地板机器人不能在不进行明显结构改变的情况下重新配置成执行其它操作(例如对地板吸尘或给地板打蜡)；另外，为了改变通常机器人平台的整体功能还需要传感器重新配置、软件重新编程或其一些组合。传统技术不能为机器人设备的所有者或操作人员选择地提供将该装置重新配置以执行所期望的功能的简单有效的方式。 

发明内容

本发明的实施方案克服了传统技术的上述和各种其它缺点，从而提供了能够通用于各种用途的多功能机器人设备。根据本发明的一个方面，可以选择地对多功能机器人设备进行配置以执行所期望的功能。 

如下面所更详细地描述的一样，多功能机器人的一个实施方案包括：具有驱动机构的主体；以及与主体连接的功能盒，其中根据功能盒的特性将机器人选择性地配置成执行一项功能。主体还可以包括用来给驱动机构提供指令以使机器人在操作环境中定位的电子模决和用来给电子模块提供数据的感测装置。数据可以与机器人相对于在操作环境中的物体的位置相关。 

在一些实施方案中，感测装置包括光学组件，并且数据为光学数据；另外或可选的是，感测装置包括临近传感器，并且数据为临近数据。提供给驱动机构的指令可以受到光学数据、临近数据或两者的影响。