機(jī)器人吸塵器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機(jī)器人吸塵器，該機(jī)器人吸塵器包括：本體；位置檢測傳感器，配置于上述本體的內(nèi)部，包括發(fā)光部和受光部，上述發(fā)光部用于射出光，上述受光部用于接收從上述發(fā)光部射出后被障礙物反射或散射的光；以及透明構(gòu)件，上述發(fā)光部射出的光和上述受光部接收的光透射上述透明構(gòu)件。
【專利說明】機(jī)器人吸塵器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人吸塵器(Robot Cleaner)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人吸塵器為無需用戶的操作地自己行走在要打掃的區(qū)域的同時(shí)從地面吸入灰塵等異物，來自動(dòng)打掃的設(shè)備。
[0003]通常，就這種機(jī)器人吸塵器而言，檢測到設(shè)在打掃區(qū)域的家具、辦公用品、墻等障礙物為止的距離，并由此對(duì)打掃區(qū)域進(jìn)行映射(mapping)，或者控制左輪和右輪的驅(qū)動(dòng)，來躲避障礙物。這種機(jī)器人吸塵器具有用于測定到障礙物為止的距離的測距傳感器，而上述測距傳感器包括受光部和發(fā)光部，上述受光部用于朝向障礙物發(fā)射光，上述發(fā)光部用于接收被障礙物反射或散射的光。
[0004]以往，由于將上述受光部和發(fā)光部以向外部露出的狀態(tài)設(shè)置，因而存在在打掃的過程中產(chǎn)生的灰塵使構(gòu)成上述受光部或發(fā)光部的透鏡、圖像傳感器等污染的問題，這不僅在測定到障礙物為止的距離時(shí)產(chǎn)生誤差，還成為對(duì)構(gòu)件的耐久性產(chǎn)生影響的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的問題在于，提供可防止灰塵等污染物使位置檢測傳感器污染的現(xiàn)象，并且可以更加準(zhǔn)確地測定到障礙物為止的距離的機(jī)器人吸塵器。
[0006]本發(fā)明的機(jī)器人吸塵器包括:本體；位置檢測傳感器，配置于上述本體的內(nèi)部，包括發(fā)光部和受光部，上述發(fā)光部用于射出光，上述受光部用于接收從上述發(fā)光部射出后被障礙物反射或散射的光；以及透明構(gòu)件，從上述發(fā)光部發(fā)射的光和上述受光部接收的光透射該透明構(gòu)件。
[0007]本發(fā)明的機(jī)器人吸塵器具有能夠防止灰塵等污染物使位置檢測傳感器污染的現(xiàn)象的效果。
[0008]并且，本發(fā)明的機(jī)器人吸塵器具有如下效果:防止對(duì)構(gòu)成發(fā)光部或受光部的透鏡等精密儀器帶來永久性的受損的劃痕(scratch)或損壞等的產(chǎn)生，以提高產(chǎn)品的耐久性,并提高掌握障礙物的準(zhǔn)確度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為示出本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人吸塵器的立體圖。
[0010]圖2示出了圖1的機(jī)器人吸塵器的底面。
[0011]圖3為圖1的機(jī)器人吸塵器的分解立體圖。
[0012]圖4示出了圖3的位置檢測傳感器。
[0013]圖5為圖4的位置檢測傳感器的分解立體圖。
[0014]圖6示出了本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人吸塵器的要部之間的控制關(guān)系。
[0015]圖7為用于說明測定到障礙物為止的距離的原理的圖。[0016]圖8為用于說明因透明構(gòu)件的影響而使由位置檢測傳感器測定出的到障礙物為止的距離產(chǎn)生誤差的原理的圖。
[0017]圖9局部地示出了本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人吸塵器。
[0018]圖10示出了在圖8中用于安裝透明構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。
[0019]圖11局部地示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人吸塵器。
[0020]圖12為按照底座的旋轉(zhuǎn)角度示出在圖1的機(jī)器人吸塵器中產(chǎn)生的測定誤差和對(duì)測定誤差進(jìn)行修正的結(jié)果的曲線圖。
[0021]圖13A、圖13B為比較光透射通過注塑成型來形成的板材a和通過擠出成型來形成的板材b時(shí)的情況的，是示出與進(jìn)行擠出成型的情況相比進(jìn)行注塑成型的情況下光的畸變更嚴(yán)重的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參照附圖詳細(xì)說明的實(shí)施例能使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及特征以及實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)及特征的方法更加明確。但本發(fā)明不限定于以下公開的實(shí)施例，能夠以互不相同的各種方式實(shí)施，本實(shí)施例僅用于使本發(fā)明的公開內(nèi)容更加完整，能夠使本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員更加完整地理解發(fā)明的范疇，本發(fā)明僅由權(quán)利要求的保護(hù)范圍定義。在說明書全文中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)要素。
[0023]圖1為示出本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人吸塵器的立體圖。圖2示出了圖1的機(jī)器人吸塵器的底面。圖3為圖1的機(jī)器人吸塵器的分解立體圖。圖4示出了圖3的位置檢測傳感器。圖5為圖4的位置檢測傳感器的分解立體圖。圖6示出了本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人吸塵器的要部之間的控制關(guān)系。
[0024]參照?qǐng)D1至圖6，本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人吸塵器I包括本體10、位置檢測傳感器20以及透明構(gòu)件32。
[0025]本體10隨著左輪61a和右輪62a的旋轉(zhuǎn)，在要打掃的區(qū)域(以下，稱為打掃區(qū)域)內(nèi)移動(dòng)，并通過吸入單元70吸入打掃區(qū)域內(nèi)的灰塵或垃圾等異物。
[0026]吸入單元70可包括:吸風(fēng)機(jī)72，設(shè)在本體10，用于產(chǎn)生吸力；以及吸入口 71，使通過吸風(fēng)機(jī)72的旋轉(zhuǎn)來生成的氣流吸入。并且，吸入單元70還可以包括:過濾器(未圖示)，從通過吸入口 71吸入的氣流中采集異物；以及異物收容器(未圖示)，積累由上述過濾器采集的異物。
[0027]可具有用于驅(qū)動(dòng)左輪61a和右輪62a的行走驅(qū)動(dòng)部60，并且可包括驅(qū)動(dòng)左輪的左輪驅(qū)動(dòng)部61和驅(qū)動(dòng)右輪62a的右輪驅(qū)動(dòng)部62 (在圖3中，62為設(shè)在與左輪驅(qū)動(dòng)部61相反的一側(cè)的右輪驅(qū)動(dòng)部的附圖標(biāo)記)。通過控制部90的控制，左輪驅(qū)動(dòng)部61和右輪驅(qū)動(dòng)部62獨(dú)立工作，由此實(shí)現(xiàn)本體10的前進(jìn)、后退或旋轉(zhuǎn)。例如，通過左輪驅(qū)動(dòng)部61來使左輪正向旋轉(zhuǎn)，并通過右輪驅(qū)動(dòng)部62來使右輪62a反向旋轉(zhuǎn)的情況下，本體10向左側(cè)或右側(cè)旋轉(zhuǎn)。控制部90也能夠以使左輪驅(qū)動(dòng)部61與右輪驅(qū)動(dòng)部62的旋轉(zhuǎn)速度存在差異的方式進(jìn)行控制，來引導(dǎo)本體10的同時(shí)進(jìn)行前進(jìn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的并進(jìn)運(yùn)動(dòng)。像這種本體10通過控制部90的控制來進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，能夠使其躲避或者迂回障礙物。還可以具有用于穩(wěn)定地支撐本體10的至少一個(gè)輔助輪13。
[0028]本體10可包括:本體下部11，收容旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部40、行走驅(qū)動(dòng)部60等；以及本體上部12，覆蓋本體下部11。
[0029]發(fā)光部21用于射出光,可包括:光源；以及準(zhǔn)直透鏡(collimate lens),使從上述光源射出的光(圖4至圖5的LI)折射，以使上述光平行地照射。作為光源，可以應(yīng)用發(fā)出紅外線或可見光的發(fā)光體，例如紅外線或可見光發(fā)光二極管(LED ),但優(yōu)選為射出激光的發(fā)光體。以下，在本實(shí)施例中，將激光二極管(LD，Laser D1de) 210作為光源。尤其，利用激光的光源210因激光束所具有的單色性、直線性以及連接特性而相比于其他光能夠更精密地進(jìn)行測定。例如，相比于激光，紅外線或可見光的測定精密度根據(jù)對(duì)象體的顏色和材質(zhì)等周圍環(huán)境而存在較大的差異。
[0030]受光部22可包括圖像傳感器220，上述圖像傳感器220用于使被障礙物反射或散射的光(圖4至圖5的L2)斑成像。圖像傳感器220為以mXn的矩陣形態(tài)排列的多個(gè)單位像素的集合體。各單位像素可以由硫化鎘光電池(CdS，CADMIUM SULFIDE CELL)、光電二極管(PHOTO D1DE)、光電晶體管(PHOTO TRANSISTOR)、太陽電池(SOLAR CELL)、光電管(PHOTOELECTRIC TUBE)等各種方式的受光元件來實(shí)現(xiàn)，這些受光元件將基于光的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。并且，受光部22可包括受光透鏡230，被障礙物反射或散射的光通過受光透鏡230并被折射，從而在圖像傳感器220成像。受光透鏡230可由多個(gè)透鏡構(gòu)成。
[0031]底座23以可相對(duì)于本體10旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置,用于支撐發(fā)光部21和受光部22。發(fā)光部21和圖像傳感器220能夠以維持規(guī)定的間隔的方式配置于底座23上。
[0032]參照?qǐng)D4至圖5，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部40用于使底座23旋轉(zhuǎn)，可包括提供旋轉(zhuǎn)力的馬達(dá)41和傳遞馬達(dá)41的旋轉(zhuǎn)力并使底座23旋轉(zhuǎn)的帶構(gòu)件、齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。作為上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使用了與馬達(dá)41的旋轉(zhuǎn)軸相連接的滑輪(pulley)42和在滑輪42與底座23之間傳遞馬達(dá)41的旋轉(zhuǎn)力的帶構(gòu)件43,但并不局限于此。
[0033]另一方面，還可以具有用于支撐位置檢測傳感器20的支架25，底座23能夠以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐在支架25。支架25可通過螺絲或螺釘?shù)裙潭?gòu)件來固定于下部本體11。
[0034]底座蓋24與底座23相結(jié)合，從而與底座23 —體旋轉(zhuǎn)?？稍诘鬃w24與底座23之間形成從發(fā)光部21射出的光通過的發(fā)光通道21a和由受光部22接收的光通過的受光通道 22a。
[0035]控制部90對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部40和行走驅(qū)動(dòng)部60的工作進(jìn)行控制。根據(jù)實(shí)施例，控制部90可將光源210、圖像傳感器220、行走驅(qū)動(dòng)部60等構(gòu)成機(jī)器人吸塵器I的各部的控制一起執(zhí)行。例如，控制部90可包括微控制器(MCU, microcontroller unit),上述微控制器對(duì)由圖像傳感器220輸入的電信號(hào)進(jìn)行處理?？刂撇?0不一定由一個(gè)控制單兀(controlunit)構(gòu)成。通常，機(jī)器人吸塵器I可包括用于控制各部的多個(gè)控制單元，這種情況下，控制部90也可以定義為上述多個(gè)控制單元的一部分或全部，只要各控制單元電連接或者通過信號(hào)的收發(fā)來相連接就可以，各控制單元之間的空間上的配置與對(duì)控制部90的定義無關(guān)。
[0036]透明構(gòu)件32可固定于本體10。在本體10的前側(cè)形成有開口部，可通過設(shè)在上述開口部的透明構(gòu)件框架31來固定透明構(gòu)件32 (參照?qǐng)D9)。
[0037]圖7為用于說明測定到障礙物為止的距離的原理的圖。圖8為用于說明因透明構(gòu)件的影響而使由位置檢測傳感器測定出的到障礙物為止的距離產(chǎn)生誤差的原理的圖。
[0038]從光源210射出的光與受光透鏡230的主軸C之間具有規(guī)定的角度&。尤其，角度?與測定到物體為止的距離的準(zhǔn)確性有著密切的關(guān)系，若上述角度值太小，則有可能難以測定到位于近距離的物體為止的距離，相反，若角度值太大，則有可能難以測定到位于遠(yuǎn)距離的物體為止的距離。因此，角度Θ應(yīng)具有適當(dāng)?shù)闹?，?yōu)選地，上述角度Θ應(yīng)具有能測定到位于0.1m至4m的物體為止的距離的值。
[0039]與光源210分開地配置有圖像傳感器220，在圖像傳感器220與上述物體或障礙物300之間配置有受光透鏡230。此時(shí)，將障礙物300與受光透鏡230之間的距離定義為物體距離“L”，利用以下數(shù)學(xué)式I來計(jì)算上述物體距離“L”。 [0040]
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人吸塵器，其特征在于，包括: 本體； 位置檢測傳感器，配置于上述本體的內(nèi)部，包括發(fā)光部和受光部，上述發(fā)光部用于射出光，上述受光部用于接收從上述發(fā)光部射出后被障礙物反射或散射的光；以及透明構(gòu)件，從上述發(fā)光部射出的光和上述受光部接收的光透射該透明構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述透明構(gòu)件由上述本體固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于， 在上述本體形成有開口部； 包括透明構(gòu)件框架，上述透明構(gòu)件框架固定于上述開口部，用于固定上述透明構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述透明構(gòu)件框架包括至少一個(gè)結(jié)合槽，上述結(jié)合槽沿著上述透明構(gòu)件的長度方向延伸，上述透明構(gòu)件的長邊插入于上述至少一個(gè)結(jié)合槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述至少一個(gè)結(jié)合槽包括彼此相向地配置的一對(duì)結(jié)合槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于， 上述透明構(gòu)件框架包 括分別形成有上述結(jié)合槽的第一框架構(gòu)件和第二框架構(gòu)件；若在上述透明構(gòu)件的一個(gè)長邊插入于在上述第一框架構(gòu)件和第二框架構(gòu)件中的一個(gè)框架構(gòu)件形成的結(jié)合槽的狀態(tài)下使兩個(gè)上述框架構(gòu)件相結(jié)合，則上述透明構(gòu)件的另一個(gè)長邊插入于另一個(gè)框架構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述透明構(gòu)件由根據(jù)上述結(jié)合槽的形狀而變形的柔性材質(zhì)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述結(jié)合槽包括曲線區(qū)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述透明構(gòu)件的與上述曲線區(qū)間相對(duì)應(yīng)的曲面部的凹面，與上述發(fā)光部或受光部相向。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于， 上述結(jié)合槽包括: 直線區(qū)間；以及 分別形成在上述直線區(qū)間的兩側(cè)的曲線區(qū)間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，分別形成在上述直線區(qū)間的兩側(cè)的多個(gè)曲線區(qū)間相互對(duì)稱。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，在上述透明構(gòu)件框架形成有向上述透明構(gòu)件一側(cè)凹陷從而包圍上述位置檢測傳感器的收容槽，使得上述位置檢測傳感器能夠配置在接近上述透明構(gòu)件的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述透明構(gòu)件由上述位置檢測傳感器固定。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于， 上述位置檢測傳感器包括: 底座，以能夠相對(duì)于上述本體旋轉(zhuǎn)的方式配置，用于支撐上述發(fā)光部和受光部，以及 底座蓋，用于覆蓋上述底座，該底座蓋與上述底座一體旋轉(zhuǎn)；在上述底座蓋形成有開口部，在上述開口部固定有上述透明構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述透明構(gòu)件通過擠出成型來形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，上述透明構(gòu)件為板狀的薄膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于，還包括控制部，上述控制部基于與上述受光部相距相同距離的各物體的實(shí)際距離，對(duì)上述位置檢測傳感器所檢測的測定距離進(jìn)行修正。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的機(jī)器人吸塵器，其特征在于， 上述受光部包括圖像傳感器，被上述障礙物反射或散射的光斑在上述圖像傳感器成像； 上述控制部針對(duì)上述位置檢測傳感器的每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)與上述位置檢測傳感器相距相同距離的各物體的實(shí)際距離和上述位置檢測傳感器所檢測的測定距離之間的誤差，對(duì)上述光斑的位置進(jìn) 行修正，并基于修正后的位置計(jì)算到上述障礙物為止的距離。
【文檔編號(hào)】A47L9/00GK104027042SQ201410077458
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】宣昌和, 申東鳴, 趙成鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社