專利名稱：自動清潔裝置及其充電方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種自動清潔裝置及其充電方法，且特別是有關于一種可自動 引導充電的自動清潔裝置及其充電方法。
背景技術：
自動清潔裝置在電量不足時，會啟動引導功能自動回到充電座充電。一般而 言，充電座發(fā)射紅外線信號，經由自動清潔裝置的紅外線感知器接收并判斷出充電座的 方位后，朝向充電座的方向行進。然而，當自動清潔裝置往充電座的方向前進的過程中，若離開充電座所發(fā)射的 紅外線信號范圍時，自動清潔裝置無法立即判斷出下一步該往那個方向行進，只能原地 轉動以嘗試進入充電座所發(fā)射的紅外線信號范圍內。這樣反復的檢測下，耗費了使用者 不少寶貴的時間及自動清潔裝置的電力。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種自動清潔裝置，通過二個對稱于導電部方向設置的光 傳感器，可明確地判斷出充電座的方位，以準確地朝向充電座的方位前進。如此，自動 清潔裝置可快速地到達充電座并與充電座電性連接以進行充電，節(jié)省使用者不少寶貴的 時間及自動清潔裝置的電力。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種自動清潔裝置。自動清潔裝置選擇性地與充電 座電性連接以進行充電。充電座具有光發(fā)射器與充電部。自動清潔裝置包括機體、驅動 機構、導電部、第一光傳感器、第二光傳感器及控制單元。驅動機構用以驅動機體朝向 行進方向移動。導電部用以接觸充電部以進行充電。第一光傳感器及第二光傳感器對稱 地設于機體。第一光傳感器及第二光傳感器分別接收光發(fā)射器所發(fā)射的信號，以取得第 一信號強度及第二信號強度?？刂茊卧娦赃B接于驅動機構、第一光傳感器及第二光傳 感器?？刂茊卧獙⒌谝恍盘枏姸葴p去第二信號強度成為第一參考信號且還據(jù)以判斷機體 的行進方向是否朝向充電部。當行進方向未朝向充電部時，控制單元控制驅動機構驅動 機體使行進方向朝向充電部。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種充電方法。充電方法用以使自動清潔裝置選 擇性地與充電座電性連接以進行充電。充電座具有光發(fā)射器與充電部。充電方法包括以 下步驟。接收光發(fā)射器所發(fā)射的信號，以取得第一信號強度及第二信號強度；將第一信 號強度減去第二信號強度而得到第一參考信號；依據(jù)第一參考信號，判斷自動清潔裝置 的行進方向是否朝向充電部；若行進方向未朝向充電部時，控制自動清潔裝置使行進方 向朝向充電部。
為讓本發(fā)明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作 詳細說明如下。


圖1所示為 依照本發(fā)明較佳實施例的自動清潔裝置示意圖。圖2所示為第1圖中自動清潔裝置的功能方塊圖。圖3所示為依照本發(fā)明較佳實施例的充電方法流程圖。圖4所示為本實施例的第一、第二及第一參考信號的示意5所示為圖1的自動清潔裝置的行進方向朝向其它方向的示意圖。圖6所示為圖5中第一及第二信號強度的示意圖。圖7所示為圖1的機體的行進方向朝向充電部的示意圖。
具體實施例方式以下提出較佳實施例作為本發(fā)明的說明，然而實施例所提出的內容，僅為舉例 說明之用，而繪制的附圖為配合說明，并非作為限縮本發(fā)明保護范圍之用。再者，實施 例的圖示亦省略不必要的元件，以利清楚顯示本發(fā)明的技術特點。請參照圖1及圖2，圖1所示為依照本發(fā)明較佳實施例的自動清潔裝置示意圖， 圖2所示為圖1中自動清潔裝置的功能方塊圖。如圖1所示，自動清潔裝置100包括一機體102、一驅動機構104、一導電部 106、一第一光傳感器108、一第二光傳感器110及一控制單元112 (示于圖2)。其中， 第一光傳感器108及第二光傳感器110例如是紅外線傳感器。導電部106設于機體102，用以與充電部126電性連接以進行充電。驅動機構104包括二驅動輪116及輔助輪118。驅動機構104連接于機體102， 以驅動機體102移動，例如是轉向或朝向行進方向Dl直進。其中，行進方向Dl可以是 導電部106與充電部126進行充電動作的方向，導電部106可朝向行進方向Dl設置。第一光傳感器108及第二光傳感器110對稱地設于機體102，例如是對稱導電部 106設于機體102。第一光傳感器108位于導電部106的第一側120，第二光傳感器110 位于導電部106的第二側122。其中，第一側120與第二側122相對應。充電座114還包括一光發(fā)射器124，例如是紅外線發(fā)射器，其用以發(fā)射紅外線信 號S。其中，發(fā)射方向D2為紅外線信號S中強度最強的方向。充電部126可朝向發(fā)射 方向D2設于充電座114。如圖2所示，控制單元112電性連接于驅動機構104、第一光傳感器108、第二 光傳感器Iio及導電部106。第一光傳感器108及第二光傳感器110接收光發(fā)射器124所 發(fā)射的信號，控制單元112可據(jù)以判斷出充電座114的方位。然后，控制單元112還可 控制機體102轉向使機體102的行進方向朝向充電座114或繼續(xù)前進，使導電部106正確 且迅速地與充電部126電性連接以進行充電。以下說明自動清潔裝置100的充電方法。請參照圖3，其所示為依照本發(fā)明較佳實施例的充電方法流程圖。于步驟S302中，請同時參照圖1，第一光傳感器108及第二光傳感器110接收 紅外線信號S，以取得第一信號強度Sl及第二信號強度S2。依據(jù)一般紅外線信號的特性，紅外線信號S中偏離發(fā)射方向D2角度愈大的信 號，其信號強度愈弱。此外，發(fā)射方向D2 二側的信號強度實質上對稱于發(fā)射方向D2。 在此特性下，由于圖1中的第一信號強度Sl與發(fā)射方向D2間的夾角Al小于第二信號強度S2與發(fā)射方向D2間的夾角A2，故第一信號強度Sl的強度值大于第二信號強度S2的 強度值。然后，于步驟S304中，控制單元112將第一信號強度Sl減去第二信號強度S2 成為一第一參考信號S3，如圖4所示，其所示為本實施例的第一、第二信號強度及第一 參考信號的示意圖。 然后，于步驟S306中，控制單元112依據(jù)第一參考信號S3，判斷機體102的行 進方向Dl是否朝向充電座114的充電部126。若否，則進入步驟S308;若是，則進入 步驟S310。舉例來說，如圖4所示，第一信號強度Sl的相位及第二信號強度S2的相位相 同。當?shù)谝恍盘枏姸萐l大于第二信號強度S2，即自動清潔裝置100與充電座114的相 對方位如圖1所示時，第一參考信號S3的強度值大于零且第一參考信號S3的相位與第一 信號強度Sl的相位相同。因此，控制單元112可依據(jù)第一參考信號S3，明確地判斷出 行進方向Dl與充電座114的相對方位。然后，于步驟S308中，若機體102的行進方向Dl未朝向充電座114的充電部 126，則控制單元112可控制驅動機構104驅動機體102往行進方向Sl的第一側120的方 向轉動，即往圖1所示的轉動方向D3轉動，以使行進方向Dl朝向充電部126。此外，若第一信號強度Sl及第二信號強度S2的強度值相差愈大，表示自動清潔 裝置100的行進方向Dl偏離充電部126的角度愈大，即圖1的行進方向Dl會更往順時 針的方向偏離發(fā)射方向D2。此時，第一信號強度Sl減去第二信號強度S2所得到的第一 參考信號S3的強度值亦會愈強。因此，控制單元112可控制驅動機構104驅動機體102 往行進方向Dl的第一側120轉動的速度愈快。此外，控制單元112可將第一信號強度Sl與第二信號強度S2相加成為第二參 考信號(未示出)，并依據(jù)第二參考信號可判斷出自動清潔裝置100相距充電座114的距 離。進一步地說，當?shù)诙⒖夹盘柕膹姸戎涤鯐r，表示自動清潔裝置100相距充電座 114的距離愈遠。因此，控制單元112可控制驅動機構104驅動機體102，使行進方向Dl 朝向充電部126的速度愈快。綜上所述，本實施例的自動清潔裝置100可明確判斷出充電座114的充電部126 的方位，并據(jù)以調整行進方向及速度，使行進方向Dl準確且快速地朝向充電部126，加 速完成導電部106與充電部126之間的電性連接以進行充電。如此，可節(jié)省使用者寶貴 的時間及自動清潔裝置100的電力。請參照圖5，其所示為圖1的自動清潔裝置的行進方向朝向其它方向的示意圖。 依據(jù)一般紅外線信號的特性，圖5中的第一信號強度S4與發(fā)射方向D2間的夾角A3大于 第二信號強度S5與發(fā)射方向D2間的夾角A4，故第一信號強度S4的強度值小于第二信 號強度S5強度值。請參照圖6，其所示為圖5中第一及第二信號強度的示意圖。第一信號強度S4 的相位及第二信號強度S5的相位相同。當?shù)谝恍盘枏姸萐4小于第二信號強度S5，即當 自動清潔裝置100與充電座114的相對方位如圖5所示時，第一參考信號S6的強度值大 于零且第一參考信號S6的相位與第一信號強度S4的相位相異，例如是相差180度。因 此，控制單元112可依據(jù)第一參考信號S6，明確地判斷出行進方向Dl與充電座114的相對方位。如此一來，控制單元112可控制驅動機構104驅動機體102往行進方向Sl的第 二側122的方向轉動，即往圖5所示的轉動方向D4轉動，以使行進方向Dl朝向充電部 126。此外，若第一信號強度S4及第二信號強度S5的強度值相差愈大，表示自動清潔 裝置100的行進方向Dl偏離充電部126的角度愈大，即圖5的行進方向Dl會更往逆時 針的方向偏離發(fā)射方向D2。第一信號強度S4減去第二信號強度S5所得到的第一參考信 號S6的強度值亦會愈強。因此，控制單元112可控制驅動機構104驅動機體102往行進 方向Dl的第二側120轉動的速度愈快。此外，控制單元112可將第一信號強度S4與第二信號強度S5相加成為第二參 考信號(未示出)，并依據(jù)第二參考信號調整自動清潔裝置100往充電座114行進的速 度。例如，當?shù)诙⒖夹盘柕膹姸戎涤鯐r，控制單元112可控制驅動機構104驅動機 體102，使行進方向Dl朝向充電部126的速度愈快。于步驟S310中，若機體102的行進方向Dl已朝向充電座114的充電部126，貝丨J 控制單元112驅動機體102往行進方向Dl直進。舉例來說，請參照圖7，其所示為圖1的機體的行進方向朝向充電部的示意圖。 由于行進方向Dl朝向充電座114的充電部126，故第一光傳感器108及第二光傳感器110 分別接收到強度實質上相等的第一信號強度S7及第二信號強度S8，因此第一信號強度S7 減去第二信號強度S8所得到的第一參考信號(未示出)的強度值實質上等于零。此時， 驅動機構104可驅動機體102繼續(xù)往行進方向Dl前進而不轉向，使導電部106與充電部 126可電性連接以進行充電。此外，由于機體102的行進方向Dl已朝向充電部126，故驅動機構104驅動機體 102往行進方向Dl直進的速度可加快，可更節(jié)省使用者寶貴的時間及自動清潔裝置100 的電力。舉例來說，控制單元112可將圖7的第一信號強度S7與第二信號強度S8相加 成為第二參考信號(未示出)。當?shù)诙⒖夹盘柕膹姸戎涤鯐r，控制單元112控制驅動 機構104驅動機體102往行進方向Dl直進的速度愈快。本發(fā)明上述實施例所揭露的自動清潔裝置及其充電方法，具有多項優(yōu)點，列舉 部份優(yōu)點說明如下(1).第一光傳感器及第二光傳感器對稱地設置于機體，可明確地判斷出充電座 的方位。(2).控制單元將第一信號強度減去第二信號強度而得到第一參考信號，并依據(jù) 第一參考信號調整自動清潔裝置的行進方向及速度，以加速完成導電部與充電部之間的 電性連接以進行充電，節(jié)省使用者寶貴的時間及自動清潔裝置的電力。(3).控制單元將第一信號強度與第二信號強度相加而得到第二參考信號，并依 據(jù)第二參考信號調整自動清潔裝置的行進速度，以加速完成導電部與充電部之間的電性 連接以進行充電，節(jié)省使用者寶貴的時間及自動清潔裝置的電力。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā) 明。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作 各種等同的改變或替換。因此，本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種自動清潔裝置，選擇性地與充電座電性連接以進行充電，所述充電座具有光 發(fā)射器與充電部，其特征是，所述自動清潔裝置包括機體；驅動機構，用以驅動所述機體朝向行進方向移動；導電部，用以接觸所述充電部以進行充電；第一光傳感器及第二光傳感器，對稱地設于所述機體，所述第一光傳感器及所述 第二光傳感器分別接收所述光發(fā)射器所發(fā)射的信號，以取得第一信號強度及第二信號強 度；以及控制單元，電性連接于所述驅動機構、所述第一光傳感器及所述第二光傳感器，所 述控制單元將所述第一信號強度減去所述第二信號強度成為第一參考信號，且據(jù)以判斷 所述機體的所述行進方向是否朝向所述充電部，其中，當所述行進方向未朝向所述充電部時，所述控制單元控制所述驅動機構驅動 所述機體使所述行進方向朝向所述充電部。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動清潔裝置，其特征是，所述第一光傳感器位于所述導電 部的第一側，所述第二光傳感器位于所述導電部的第二側，所述第一側與所述第二側相 對應，其中，所述第一信號強度的相位及所述第二信號強度的相位相同，所述控制單元還 用以當所述第一參考信號的相位與所述第一信號強度的相位相同且所述第一參考信號的 強度值大于零時，控制所述驅動機構驅動所述機體往所述第一側的方向轉動。
3.根據(jù)權利要求2所述的自動清潔裝置，其特征是，所述控制單元還用以當所述第一 參考信號的強度值愈強時，控制所述驅動機構驅動所述機體往所述第一側轉動的速度愈 快。
4.根據(jù)權利要求1所述的自動清潔裝置，其特征是，所述控制單元還用以將所述第一 信號強度與所述第二信號強度相加而成為第二參考信號，且還用以當所述第二參考信號 的強度值愈弱時，控制所述驅動機構驅動所述機體朝向所述行進方向的速度愈快。
5.根據(jù)權利要求1所述的自動清潔裝置，其特征是，所述第一光傳感器位于所述導電 部的第一側，所述第二光傳感器位于所述導電部的第二側，所述第一側與所述第二側相 對應，其中，所述第一信號強度的相位及所述第二信號強度的相位相同，所述控制單元還 用以當所述第一參考信號的相位與所述第一信號強度的相位相異且所述第一參考信號的 強度值大于零時，控制所述驅動機構驅動所述機體往所述第二側的方向轉動，其中，所述第一參考信號的相位與所述第一信號強度的相位相差180度。
6.根據(jù)權利要求5所述的自動清潔裝置，其特征是，所述控制單元還用以當所述第一 參考信號的強度值愈強時，控制所述驅動機構驅動所述機體往所述第二側轉動的速度愈 快。
7.根據(jù)權利要求1所述的自動清潔裝置，其特征是，所述控制單元還用以當所述第一 參考信號的強度值等于零時，控制所述驅動機構驅動所述機體繼續(xù)朝向所述行進方向前進。
8.根據(jù)權利要求7所述的自動清潔裝置，其特征是，所述控制單元還用以控制所述驅動機構驅動所述機體朝向所述行進方向快速地前進。
9.根據(jù)權利要求1所述的自動清潔裝置，其特征是，所述第一光傳感器及所述第二光 傳感器為紅外線傳感器。
10.—種充電方法，用以使自動清潔裝置選擇性地與充電座電性連接以進行充電，所 述充電座具有光發(fā)射器與充電部，其特征是，所述充電方法包括接收所述光發(fā)射器所發(fā)射的信號，以取得第一信號強度及第二信號強度；將所述第一信號強度減去所述第二信號強度而得到第一參考信號；依據(jù)所述第一參考信號，判斷所述自動清潔裝置的行進方向是否朝向所述充電部；以及 若所述行進方向未朝向所述充電部，控制所述自動清潔裝置使所述行進方向朝向所 述充電部。
11.根據(jù)權利要求10所述的充電方法，其特征是，所述第一光傳感器及所述第二光傳 感器對稱地設于所述自動清潔裝置，所述第一光傳感器位于所述導電部的第一側，所述 第二光傳感器位于所述導電部的第二側，所述第一側與所述第二側相對應，而所述第一 信號強度的相位及所述第二信號強度的相位相同，于控制所述自動清潔裝置使所述行進 方向朝向所述充電部的所述步驟中還包括當所述第一參考信號的相位與所述第一信號強度的相位相同且所述第一參考信號的 強度值大于零時，驅動所述自動清潔裝置往所述第一側的方向轉動。
12.根據(jù)權利要求11所述的充電方法，其特征是，于控制所述自動清潔裝置使所述行 進方向朝向所述充電部的所述步驟還包括當所述第一參考信號的強度值愈強時，驅動所述自動清潔裝置往所述第一側轉動的 速度愈快。
13.根據(jù)權利要求10所述的充電方法，其特征是，于控制所述自動清潔裝置使所述行 進方向朝向所述充電部的所述步驟中還包括相加所述第一信號強度與所述第二信號強度而得到第二參考信號；以及于控制所述自動清潔裝置使所述行進方向朝向所述充電部的所述步驟還包括當所述第二參考信號的強度值愈弱時，驅動所述自動清潔裝置使所述行進方向朝向 所述充電部的速度愈快。
14.根據(jù)權利要求10所述的充電方法，其特征是，所述第一光傳感器及所述第二光傳 感器對稱地設于所述自動清潔裝置，所述第一光傳感器位于所述導電部的第一側，所述 第二光傳感器位于所述導電部的第二側，所述第一側與所述第二側相對應，而所述第一 信號強度的相位及所述第二信號強度的相位相同，于控制所述自動清潔裝置使所述行進 方向朝向所述充電部的所述步驟中還包括當所述第一參考信號的相位與所述第一信號強度的相位相異且所述第一參考信號的 強度值大于零時，驅動所述自動清潔裝置往所述第二側的方向轉動，其中，所述第一參考信號的相位與所述第一信號強度的相位相差180度。
15.根據(jù)權利要求14所述的充電方法，其特征是，于控制所述自動清潔裝置使所述行 進方向朝向所述充電部的所述步驟還包括當所述第一參考信號的強度值愈強時，驅動所述自動清潔裝置往所述第二側轉動的速度愈快。
16.根據(jù)權利要求10所述的充電方法，其特征是，于控制所述自動清潔裝置使所述行 進方向朝向所述充電部的所述步驟還包括當所述第一參考信號的強度值等于零時，驅動所述自動清潔裝置繼續(xù)往所述行進方 向前進。
17.根據(jù)權利要求16所述的充電方法，其特征是，于驅動所述自動清潔裝置繼續(xù)往所 述行進方向前進的所述步驟還包括驅動所述自動清潔裝置往所述行進方向快速地前進。
全文摘要
本發(fā)明是一種自動清潔裝置及其充電方法。自動清潔裝置包括機體、驅動機構、導電部、第一光傳感器、第二光傳感器及控制單元。導電部用以接觸充電座以進行充電。第一光傳感器及第二光傳感器對稱地設于機體。第一光傳感器及第二光傳感器分別用以接收充電座所發(fā)射的信號，以取得第一信號強度及第二信號強度?？刂茊卧靡砸罁?jù)第一信號強度及第二信號強度判斷行進方向是否朝向充電座。驅動機構用以驅動機體朝向行進方向移動。當行進方向未朝向充電座時，控制單元控制驅動機構驅動機體使行進方向朝向充電座。
文檔編號G05D3/00GK102012705SQ20091016900
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權日2009年9月4日
發(fā)明者吳國彰, 朱志誠 申請人:和碩聯(lián)合科技股份有限公司