用于机器人使能的移动产品的定位、位置控制和导航系统的应用技术方案

一种机器人清洁器，包括用于清洁表面的清洁组件和机器人主体。机器人主体容纳使机器人清洁器运动的驱动系统和控制机器人清洁器的运动的微控制器。清洁组件位于驱动系统的前方，且清洁组件的宽度大于机器人主体的宽度。一种清洁机器人，包括机器人主体和用于清洁表面的清洁组件。机器人主体容纳使机器人清洁器运动的驱动系统和控制机器人清洁器的运动的微控制器。所述清洁组件位于驱动系统的前方，并且所述清洁组件中的每一个都能够与机器人主体分离，并且所述清洁组件中的每一个都具有独特的清洁功能。

【技术实现步骤摘要】
用于机器人使能的移动产品的定位、位置控制和导航系统的应用本申请是国际申请日为2009年4月24日的名称为“用于机器人使能的移动产品的定位、位置控制和导航系统的应用”的中国国家申请号为200980124250.3的专利申请的分案申请。相关申请本申请要求于2008年4月24日递交的、名称为“用于机器人使能的移动产品的定位、位置控制和导航系统的应用”的临时申请No.61/125,684的优先权。
技术介绍
在其核心，机器人地板清洁器集成有至少两个主要功能系统：(1)清洁机构，其清洁其放置或移过的区域的地板，和(2)移动机器人平台，其自动将清洁机构在地板上移动至不同位置。这两个功能系统必须充分地工作，使得机器人能够有效地清洁。随着这两个功能系统对整个机器人的设计设置了要求和限制，但开发可以自动在几乎多种多样的高度自由的环境(如，人们的家)中到处移动的移动机器人平台的挑战倾向于成为主要因素，并且至今已经对家庭清洁机器人的设计产生了明显的影响。根据目前可用的机器人地板清洁器，限制如此之大，以至于至今制造的大多数部件遵循相同的通用形状因素。移动机器人平台包含在具有圆形基座的壳体内，其形状类似于冰球但冰球大很多。两个独立受控的驱动轮设置在机器人的相对侧上的圆圈内。驱动轮沿着圆圈的中心轴线，该中心轴线平分机器人的前、后各一半。此外，移动机器人平台具有一个或多个脚轮，用于支撑在机器人的前和/或端，以提供侧向稳定性，并用作机器人悬架的一部分。一些设计仅在前方采用一个小脚轮，但分散前方较重的重量，以避免机器人向后倾翻。圆形形状使得机器人更容易在障碍物附近和沿着墙壁移动。在驱动轮完全嵌在该圆圈内且沿着中心轴线放置时，机器人可以有效地转动到位，以改变其方向，而不使机器人的侧面撞击到任何外部障碍物。清洁机器人设计还允许接触传感器(如，位于缓冲器上)和接近式传感器(IR传感器)沿着机器人的外侧放置，以检测障碍物，并沿着墙壁和家具前进。在一些设计中，缓冲器可以作为在机器人转动时感触墙壁和障碍物的装置延伸到圆形基座的边界之外。目前的清洁机器人设计还包括位于机器人下方的坠下传感器，用于在机器人开过危险之前检测地板上的掉落物。与这种设计框架一致的例子包括诸如的的Yujin的iClebo、的机器人之类的机器人真空吸尘器，以及诸如的机器人之类的地板擦洗机器人。目前移动机器人平台可用的方案的不利方面在于，目前的结构限制了清洁机构的尺寸、到达范围和效率。在典型的机器人地板清洁器方法中，主清洁机构(如真空刷或搅拌刷)设计为整个装配在移动机器人平台的点地面积内。假设大多数机器人地板清洁器的主平台行星是圆形的，则清洁设备需要比机器人本身窄，与整个机器人的尺寸相比，覆盖较小的区域，且不能直接一直到达墙壁和进入墙角。对诸如真空吸尘器、刷和其它装置之类的清洁机构不是最适宜的，其形状倾向于为矩形，且不能与圆圈的几何形状很好地匹配。为了补偿这种限制，机器人清洁器的设计者已经添加了小的侧旋转刷形式的“边缘清洁”部件，其从机器人的侧部伸出。小的侧旋转刷试图将碎片吸入清洁设备的路径中，虽然这具有有限的效率，且通常由于磨损而需要更换。用于支撑圆形机器人平台的轮子和小脚轮的典型布置对清洁机构有其它限制。作为一种限制，清洁机构不能延伸至轮子或小脚轮所在的区域，这进一步限制了其尺寸和结构。此外，机器人通常要求更复杂的悬挂系统，以保持清洁机构与地板接触，进行有效的清洁，同时维持地板与轮子和小脚轮之间的主要接触，以使机器人有效地驱动越过地板表面并越过小的障碍物。已经对典型的机器人地板清洁器结构提出了大量的变形，试图降低对清洁设备的限制，并增加其效率，但这些方案仍然将机器人平台的灵活性和功能的优先级设为高于清洁机构本身的功能。具有非圆形形状的产品，如Shaper的椭圆形eVacTM机器人真空吸尘器，已经引入投放市场。在这种椭圆形机器人真空吸尘器中，前缘是扁平的，以允许真空吸尘器平行打开机器人前面的墙壁，但清洁机构仍然嵌在清洁机器人的壳体内，且不延伸至侧面。已经公开了其它机器人清洁器设计，其将移动机器人平台与部分或完全延伸越过移动机器人平台的点地面积的清洁设备结合在一起。这些例子包括具有延伸至清洁机器人壳体外面的柔性尾部的机器人，宝洁(“P&G”)，具有尾部清洁模块的机器人(SCJohnson和Minolta)，以及相对于移动机器人平台可移动的清洁模块(Minolta)。转让给P&G的美国专利6,779,217公开了一种移动机器人平台，其利用标准圆形结构，但还包括三角形尾部形式的柔性“附件”，其中三角形尾部固定有清洁布。这种设计的优点在于，它可以由延伸的尾部到达墙角，以及沿着家具和墙壁的便于进行清洁。然而，其清洁能力的延伸到达仅在清洁机器人转动到合适的位置、以沿着转动半径“掠过”时才工作。虽然“附件”方法提供了有利的收集额外的污物和灰尘的辅助功能，但这种方法不能克服放置在移动机器人平台的点地面积内的主清洁机构的限制。例如，如果清洁机器人沿着墙壁行进，则它将不能清洁主清洁机构和墙壁之间的大部分间隙，且将仅在清洁机器人进行转动的有限区域内这样做。SCJohnson(美国申请序列号No.10/218,843)公开了一种结构，其将圆形移动机器人平台与可以固定清洁布和其它材料的尾部外清洁垫结合在一起。这种清洁机器人设计允许外清洁垫与清洁机器人一样宽，且提供了可以延伸越过所述清洁垫的宽度沿着墙壁到达并进入墙角的擦布的边缘。用于该机器人清洁器的驱动系统和传感器将作为移动机器人平台的一部分位于前圆形部分中。这种设计的限制是组合形状因素的较大的尺寸和较长的形状，这限制了机器人将如何更好地能够在紧密的空间内移动。这种机器人清洁器结构将具有用于沿着墙壁转动的标准圆形设计的优点，并且在某种程度上，保持能够碰撞并转过前方障碍物的好处。然而，该清洁机器人的延伸的长度将对在紧密空间中的转动提出了挑战，并对进出混乱环境(如聚集在一起的椅子和桌子腿之间)提出了挑战。尾部垫的额外长度将阻止清洁机器人移动进入具有圆形截面的机器人可以进入的空间。在美国专利No.5,894,621中，Minolta公开了类似的机器人清洁器结构，清洁垫拖在移动机器人平台的尾部，其中该清洁垫将大于机器人本体，以允许更好地接近墙壁和进行侧面清洁。然而，对于给定的总长度和从轮子至清洁垫的距离，这种结构仍将具有相同的在紧密空间移动的限制。在美国专利No.5,720,077中，Minolta公开了另一种清洁机器人设计，其中清洁机构在移动机器人平台的外面。清洁机器人通过下述方式扩大其延及范围：(1)使清洁机构的位置可调整至移动清洁机器人，以及(2)相对于清洁机构，使移动机器人平台驱动轮改变主方向轴线，以沿不同的方位驱动它。这种机器人清洁器设计在清洁不同的空间方面提供了更大的灵活性自由度，但面临这价格明显更贵，且更复杂。具体地，这种机器人清洁器设计包括更多的移动部件和更多的传感器，以判断位置条件，并控制清洁机构的位置，因此将很可能导致机器人的实体更大。虽然这可能适合用于大办公和商用空间的商用机器人清洁器，但这种公开的清洁机器人设计将不能适合需要在紧密空间，如在靠近一个或多个墙壁定位的餐桌(其还包括大量的椅子)附近以及在矮的夹具下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主操作刷子单元，用于清洁表面，所述自主操作刷子单元包括：用于自主操作的控制系统；用于移动的装置，所述用于移动的装置包括外部安装的垂直定向的清洁刷，其中清洁刷的旋转移动刷子单元；和可充电电池，所述可充电电池向刷子功能提供动力。

【技术特征摘要】
2008.04.24 US 61/125,6841.一种自主操作单元，用于清洁表面，所述自主操作单元包括：本体；驱动组件，包括配置为移动所述自主操作单元的两个轮子，其中所述两个轮子配置为围绕第一轴线转动，所述第一轴线大致垂直于自主操作单元的向前行进方向；用于驱动组件的自主操作的控制系统，以控制所述自主操作单元的移动；清洁组件，能够移动地连接到所述本体，并且配置为清洁所述表面，所述清洁组件沿着第二轴线定位，所述第二轴线大致平行于所述第一轴线并且在自主操作单元清洁器的向前行进方向上在所述第一轴线的前方，清洁组件包括用于保持清洁布的清洁垫，清洁垫的宽度大于所述本体的宽度，清洁组件定位在所述本体的向前部分处；传感器，所述传感器配置为检测所述自主操作单元与突出物体的撞击，其中控制系统配置为响应于传感器检测与突出物体的撞击来反转所述自主操作单元的行进方向；和可充电电池，所述可充电电池向清洁组件提供动力。2.根据权利要求1所述的自主操作单元，还包括：清洁箱，用于存储由清洁组件分配的清洁流体。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·杜利，保罗·皮尔金南，尼克拉·罗曼诺夫，丘力虎，恩里科·迪贝尔纳多，迈克尔·斯托特，加布里埃尔·布里森，
申请(专利权)人：艾罗伯特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US