[其他]自主移动机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及自主移动机器人。

背景技术

机器人通常是由计算机或电子编程导引的电子机械机器。移动机器人具有在其环境中四处移动的能力且不固定到一个物理位置。现今常用的移动机器人的实例是自动化导引交通工具或自动导引交通工具(AGV)。AGV通常是沿循地板中的标记或导线或者使用视觉系统或激光以用于导航的移动机器人。移动机器人可存在于工业、军事及安全环境中。移动机器人还显现为用于娱乐的消费型产品或执行像真空清洁及家庭辅助的某些任务。

真空清洁器机器人通常使用空气泵来形成部分真空以用于从地板或支撑表面提升灰尘及污垢。真空清洁器机器人通常将污垢收集于灰尘袋或旋风分离器中以用于稍后处理。用于家庭中以及工业中的真空清洁器以多种大小及型号存在，例如小电池操作的手持式装置、家用中央真空清洁器、在被清空之前可处置数百公升灰尘的巨型固定工业器具及用于回收大的溢出或移除受污染土壤的自推进真空卡车。

自主机器人真空清洁器通常在对地板进行真空处理时导航居住空间及常见障碍。自主机器人真空清洁器可包含用于识别及规避障碍(例如壁、家具或阶梯)的传感器。一些机器人可使用多种传感器来获得关于其周围环境的数据(举例来说)以用于导航或障碍检测及障碍规避。

实用新型内容

本实用新型的一个方面提供一种自主移动机器人，其包含机器人主体、声呐系统、侧面测距传感器、至少一个落差传感器(cliff sensor)、驱动系统及控制系统。所述机器人主体界定前向驱动方向且具有相对于所述前向驱动方向的前向及后向部分。所述前向部分具有由沿着所述机器人主体的外接直径定位的拐角定界的大体上笔直前向表面。所述声呐系统是以沿着所述前向表面的设定距离安置于所述机器人主体上的声呐发射器阵列及声呐接收器阵列。所述发射器发射声波且所述接收器接收所述声波的反射。每一发射器邻近一接收器安置且每一发射器与接收器对测量从所述前向表面到一壁的距离。所述侧面测距传感器安置于所述机器人主体的一侧上且邻近所述前向表面的拐角定位。

另外，所述驱动系统支撑所述机器人主体且经配置以沿着一路径操纵所述机器人跨越地板表面。所述控制系统由所述机器人主体支撑且与所述驱动系统、所述声呐系统、所述侧面测距传感器及安置于所述机器人主体的底部表面上的至少一个落差传感器通信。所述控制系统处理从所述接收器阵列接收的传感器信号、计算所述前向表面到所述壁的接近角、计算到所述壁的最近拐角距离、使所述机器人主体转向以规避碰撞且将所述前向驱动方向对准为平行于所述壁，其中所述机器人主体以阈值壁沿循距离邻近所述壁行进。

本实用新型的实施方案可包含以下特征中的一或多者。在一些实施方案中，所述发射器阵列包含奇数个发射器且所述接收器阵列包含偶数个接收器，其中每一发射器安置于两个接收器之间。在一些实施方案中，所述发射器阵列包含三个发射器且所述接收器阵列包含四个接收器。另外或替代地，所述控制系统可执行具有将每一所发射声波分离的阈值持续时间的声呐发射循环。在一些实施方案中，将每一所发射声波分离的所述持续时间介于约5毫秒与约25毫秒之间。在一些实施方案中，将每一所发射声波分离的所述持续时间为约15毫秒。另外，所述声呐发射循环可具有介于约30毫秒与约60毫秒之间的循环完成时间周期。在一些实施方案中，所述声呐发射循环可具有45毫秒的循环完成时间周期。

在一些实施方案中，所述机器人进一步包含邻近前向面的拐角中的一者且延伸超出所述机器人主体的周界的侧面刷。在一些实施方案中，所述机器人包含安置于所述前向部分上且与所述控制器通信的撞击传感器。所述撞击传感器的致动指示由所述声呐发射器及接收器阵列检测的与凹入壁部分相比较靠近的悬突部的存在。在存在悬突部的情况下，所述机器人校准对应于从所述机器人到所述壁的凹入部分的第二壁沿循距离的信号值阈值。所述第二壁沿循距离允许所述机器人以等于所述阈值壁沿循距离的距离邻近所述悬突部的最近部分行进。

所述控制系统可执行方向锁定驱动命令。所述方向锁定驱动命令规避最近行进的路径直到所述机器人远离一位置行进阈值距离为止。当所述机器人检测到最近障碍时，所述控制系统执行方向锁定驱动越权控制命令，且所述方向锁定驱动越权控制命令维持转向方向直到所述机器人行进阈值距离为止，而不管所述最近所检测障碍的位置如何。