Способ зарядки обслуживающего робота (варианты)

Способ зарядки обслуживающего робота (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

В соответствии с §119 раздела 35 свода законов США приоритет данной заявки заявляется по заявке на патент Кореи №10-2006-0123050, которая подана 6 декабря 2005 года в Корейское Бюро по Интеллектуальной Собственности и описание которой целиком включено в данный документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники

Данное изобретение относится к обслуживающему роботу и более конкретно к способу зарядки обслуживающего робота, предназначенного для пылесоса.

Описание уровня техники

Как правило, обслуживающие роботы предназначены для оказания помощи персоналу путем перемещения без управления пользователем, в автоматическом режиме, и уборки поверхности путем втягивания посторонних веществ, например пыли.

Обслуживающие роботы содержат дистанционный датчик или устройство для фотосъемки, которое подтверждает наличие или отсутствие препятствий или определяет расстояние до объектов, например аппаратуры, офисного оборудования или стен на заданной площади, для возможности проведения уборки без нежелательных столкновений или помех. Иллюстративный обслуживающий робот может содержать левое ведущее колесо, правое ведущее колесо и ведомое колесо, причем все они расположены на нижней части пылесоса. Каждое ведущее колесо приводится во вращение посредством приводного двигателя, управление которым осуществляет контроллер, обеспечивающий возможность корпусу пылесоса изменять направление.

Робот на нижней поверхности корпуса может иметь всасывающее отверстие для втягивания с очищаемой поверхности посторонних веществ, например пыли. Всасывающее отверстие испытывает воздействие всасывающего усилия от двигателя, создающего всасывание, дополнительно предусмотренного в корпусе пылесоса. Всасывающее отверстие проточно сообщается с пылесборником, который установлен в корпусе пылесоса, при этом втягиваемые посторонние вещества улавливаются и накапливаются в пылесборнике.

Контроллер обслуживающего робота выполняет проверку емкости аккумулятора, чтобы определить, достаточно ли заряжен источник питания для управления роботом. При определении условия необходимости зарядки аккумулятора обслуживающий робот может связаться с зарядным устройством, расположенным в заданном месте, для обнаружения местонахождения зарядного устройства и перемещения к нему. Затем соединительная клемма на обслуживающем роботе может быть подсоединена к зарядной клемме на зарядном устройстве. Другими словами, при подсоединении зарядной и соединительной клемм друг к другу контроллер может находиться в режиме зарядки до тех пор, пока не закончится полная зарядка аккумуляторного источника питания. Во время подзарядки другие операции обслуживающего робота могут быть приостановлены. Например, режим управления ведущими колесами и режим уборки во время подзарядки могут быть блокированы.

В случае потери контакта зарядной клеммы на зарядном устройстве с соединительной клеммой на обслуживающем роботе во время подзарядки вследствие землетрясения, сильного сотрясения на поверхности пола, или случайного контакта с пользователем, или в случае внезапного прекращения питания в результате нарушения энергоснабжения во время подзарядки, или закорачивания соединительных клемм обслуживающий робот может автоматически выявлять наведенный выходной сигнал зарядного устройства и предпринимать попытку снова состыковаться с ним.

Однако при возникновении нарушения энергоснабжения, когда прерывается работа источника питания зарядного устройства или при неисправности зарядного устройства, оно не может выдать сигнал распознавания, так что обслуживающий робот может блуждать с места на место, чтобы установить местоположение зарядного устройства. В результате обслуживающий робот может остановиться вследствие разрядки аккумулятора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для устранения вышеуказанных и других, не приведенных выше, недостатков предлагаются иллюстративные варианты выполнения данного изобретения. Кроме того, данное изобретение необязательно устраняет вышеуказанные недостатки, а иллюстративный вариант выполнения данного изобретения может и не устранять любую из вышеприведенных проблем.

Данным изобретением предлагается способ зарядки обслуживающего робота, который предотвращает возврат обслуживающего робота к режиму зарядки при нарушении подачи электроэнергии, блокировании источника питания зарядного устройства или случайного прерывания пользователем процесса зарядки.

В соответствии с аспектом данного изобретения предлагается способ зарядки обслуживающего робота, который включает: (а) состыковку входной клеммы обслуживающего робота с выходной клеммой зарядного устройства, если уровень зарядки аккумуляторного источника питания падает ниже заданного, (b) проверку, подается ли заданное зарядное напряжение на входную клемму обслуживающего робота, (с) определение, произошло ли нарушение энергоснабжения или вышло ли из строя зарядное устройство, если на этапе (b) не подается зарядное напряжение, и (d) прерывание зарядки аккумулятора, если определено, что произошло нарушение энергоснабжения или что зарядное устройство вышло из строя.

Этап (с) может включать определение, что произошло нарушение энергоснабжения или что зарядное устройство вышло из строя, если с зарядного устройства не поступает наведенный сигнал.

Этап (с) может дополнительно включать возращение к этапу (а), если с зарядного устройства поступает наведенный сигнал.

Этап (с) может включать (с-1) продвижение обслуживающего робота к выходной клемме с использованием заданной толкающей силы и (с-2) определение, что произошло нарушение энергоснабжения или что зарядное устройство вышло из строя, если на входную клемму не поступает зарядное напряжение.

Этап (с-1) может быть повторен дважды или большее число раз.

Этап (с-2) может дополнительно включать возвращение к этапу (b), если на входную клемму поступает зарядное напряжение.

В соответствии с другим аспектом данного изобретения предлагается способ зарядки обслуживающего робота, который включает (а) состыковку входной клеммы обслуживающего робота с выходной клеммой зарядного устройства, если уровень зарядки аккумуляторного источника питания падает ниже заданного, (b) проверку, подается ли заданное зарядное напряжение на входную клемму обслуживающего робота, (с) определение, поднимал ли пользователь обслуживающий робот от земли, если не поступает заданное напряжение на этапе (b), и (d) прерывание зарядки аккумулятора, если определено, что пользователь поднимал обслуживающий робот от земли, и возвращение к этапу (а), если определено, что пользователь не поднимал обслуживающий робот от земли.

Этап (с) может включать определение, что расстояние между обслуживающим роботом и поверхностью пола превышает заданное расстояние, с использованием датчика обнаружения пола, установленного на обслуживающем роботе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и/или другие аспекты и преимущества данного изобретения будут более очевидны из последующего описания иллюстративных вариантов выполнения данного изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой аксонометрический вид обслуживающего робота для объяснения способа зарядки обслуживающего робота в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения;

фиг.2 представляет собой структурную схему зарядного устройства и обслуживающего робота, показанного на фиг.1;

фиг.3 представляет собой схематический вид сбоку обслуживающего робота для объяснения режима зарядки обслуживающего робота, показанного на фиг.1;

фиг.4 представляет собой блок-схему, объясняющую способ зарядки обслуживающего робота в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения;

фиг.5 представляет собой блок-схему, объясняющую способ зарядки обслуживающего робота в соответствии с другим иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения;

фиг.6 представляет собой блок-схему, объясняющую способ зарядки обслуживающего робота в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения; и

фиг.7 представляет собой схематический вид сбоку, иллюстрирующий состояние отрыва обслуживающего робота от земли.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

Ниже приведено более подробное описание некоторых иллюстративных вариантов выполнения данного изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи.

В последующем описании для одинаковых элементов даже на различных чертежах использованы одинаковые номера позиций. Понятия, определенные в данном описании, например детальная конструкция и элементы, способствуют всестороннему пониманию данного изобретения. Таким образом, очевидно, что данное изобретение может быть выполнено без этих специально определенных понятий. Кроме того, не приведено подробное описание известных функций или конструкций, поскольку наличие излишней детализации внесло бы неясность в изобретение.

Далее приведено описание обслуживающего робота 10 и зарядного устройства 20 со ссылкой на фиг.1 - 3.

Фиг.1 показывает внешний вид обслуживающего робота. На фиг.1 робот 10 содержит соединительные клеммы 11, соответствующие зарядной клемме 21 зарядного устройства 20 (см. фиг.3), причем соединительные клеммы 11 выступают наружу.

Фиг.2 представляет собой структурную схему обслуживающего робота, показанного на фиг.1. Как показано на фиг.2, обслуживающий робот содержит запоминающее устройство 12, аккумулятор 13, датчик 14 обнаружения пола, передний датчик 15, всасывающий приводной узел 16, передатчик/приемник 17, привод 18 левого/правого колеса и контроллер 19. Запоминающее устройство 12 сохраняет различные данные по таким параметрам, как время уборки, очищаемые площади, последовательность уборки, которые необходимы контроллеру 19 для автоматического управления роботом 10.

Аккумулятор 13 является источником питания и содержит некоторое резервное количество энергии. Соответственно, контроллер 19 часто осуществляет проверку емкости аккумулятора 13 для определения условия необходимости его подзарядки, а также обеспечивает контроль использования заданного режима подзарядки.

На нижней части робота 10 выполнен датчик 14 обнаружения пола, который может быть обращен к поверхности 30 пола (см. фиг.3). Датчик 14 может измерять расстояние от поверхности 30 пола, при этом он может быть датчиком излучения и приема света.

Передний датчик 15 выполнен на боковой поверхности робота 10 и может быть установлен на передней части робота 10, на которой расположены соединительные клеммы 11. Передний датчик 15 используется для обнаружения препятствия или стен, находящихся перед обслуживающим роботом или по направлению его движения, а также для измерения расстояния до препятствия или стен. Передний датчик 15 может быть датчиком излучения и приема света.

Сигналы, выявленные датчиками 14 и 15, передаются в контроллер 19, который сравнивает полученные сигналы с базовыми данными, сохраненными в запоминающем устройстве 12, с целью получения информации о состоянии и положении робота 10, а затем управления роботом 10 с использованием полученной информации.

Узел 16 создает всасывающее усилие для уборки поверхности 30 пола на том участке, который должен быть очищен. Кроме того, узел 16 может содержать пылесборник.

Передатчик/приемник 17 может быть использован для обнаружения местоположения зарядного устройства 20 посредством связи с передатчиком/приемником 29, установленным на устройстве 20. Кроме того, передатчик/приемник 17 может передавать и/или принимать сигналы к и/или от дистанционного контроллера, которым управляет пользователь. Таким образом, управление роботом 10 можно осуществлять дистанционно.

Привод 18 левого/правого колеса под управлением контроллера 19 избирательно приводит во вращение левое и правое ведущие колеса 41 и 43, установленные на нижней части робота 10. Привод 18 может содержать шаговые двигатели, соединенные соответственно с левым и правым колесами 41 и 43.

Далее со ссылкой на фиг.4 приведено описание способа зарядки робота 10, вышеописанной конструкции, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения.

Контроллер 19 с целью проверки измеряет емкость аккумулятора 13 как при перемещении робота 10, так и в режиме ожидания уборки, и определяет условие необходимости зарядки аккумулятора (S11). При необходимости зарядки аккумулятора 13 контроллер может вернуть робот 10 к положению состыковки (S12), как показано на фиг.3. На этапе (S11) обслуживающий робот может определить местонахождение зарядного устройства 20 путем обмена сигналами между передатчиком/приемниками 17 и 29.

При возвращении робота 10 к положению состыковки и подключении соединительных клемм 11 к зарядной клемме 21 возможно проведение режима зарядки, обеспечивающего зарядку аккумулятора (S13).

Контроллер 19 выполняет проверку, подается ли заданное зарядное напряжение к соединительным клеммам 11 через зарядную клемму 21 во время зарядки аккумулятора (S14). В иллюстративном варианте выполнения данного изобретения величина зарядного напряжения может составлять около 34В. При осуществлении подачи зарядного напряжения контроллер 19 может определить, завершена ли зарядка (S17). Если зарядка не завершена, то возможен возврат к операции (S13), а если зарядка завершена, то возможно прекращение процесса зарядки робота 10.

Если зарядное напряжение не подается к соединительной клемме 11, то контроллер 19 может определить, возникло ли нарушение энергоснабжения или вышло ли из строя зарядное устройство (S15).

При выявлении возникновения нарушения энергоснабжения или неисправности зарядного устройства контроллер 19 может прекратить попытку возвращения к режиму зарядки (S16).

Условие нарушения энергоснабжения или неисправности зарядного устройства может быть выявлено в зависимости от наличия или отсутствия наведенного сигнала, передаваемого от передатчика/приемника 29 зарядного устройства 20.

Другими словами, при наличии наведенного сигнала зарядного устройства 20 контроллер 19 может определить, что энергоснабжение не нарушено или что зарядное устройство в порядке, и вернуть робот 10 к режиму состыковки с зарядным устройством 20. При отсутствии наведенного сигнала от зарядного устройства 20 контроллер может выявить возникновение нарушения энергоснабжения или неисправности зарядного устройства 20 и прервать попытку вернуть робот 10 к зарядному устройству (S16).

Далее со ссылкой на фиг.5 приведено описание альтернативного способа выявления, возникло ли нарушение энергоснабжения или неисправно ли зарядное устройство 20.

Этот способ предлагается с учетом ситуации, при которой корпус обслуживающего робота слегка повернулся в связи с внешним сотрясением и которая может привести к плохому контакту с зарядным устройством и, как следствие, к нарушению подачи заданного зарядного напряжения к соединительным клеммам 11.

Более точно, контроллер 19 способствует продвижению вперед робота 10 (S21), а затем выявляет условие подачи зарядного напряжения (S22). Данное продвижение вперед обозначает направление к зарядному устройству или направление к входной клемме без изменения угловых положений колес. Вышеуказанные операции S21 и S22 могут быть повторены, например, дважды. При отсутствии подачи зарядного напряжения, даже при повторе данных операций, контроллер 19 может выявить, что зарядное устройство вышло из строя, и прекратить попытку возврата к режиму зарядки (S16). При подаче зарядного напряжения данный процесс может быть возвращен к операции S13.

Далее со ссылкой на фиг.6 приведено описание способа зарядки робота 10 вышеприведенной конструкции в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения.

Проверку емкости аккумулятора для определения, нуждается ли он в зарядке, возврат робота 10 к положению состыковки для зарядки аккумулятора и проверку, подается ли заданное зарядное напряжение к соединительным клеммам 11 во время зарядки, выполняют тем же самым образом, что и вышеприведенные операции S11-S14 под управлением контроллера 19.

Если пользователь отрывает робот 10 от земли, как показано на фиг.7, то соединение между соединительными и зарядными клеммами может быть разъединено, при этом заданное зарядное напряжение не подается к соединительным клеммам 11. Поднял ли пользователь робот 10 от земли, может быть выявлено посредством измерения датчиком 14 расстояния между роботом 10 и поверхностью 30 пола. Другими словами, если измеренное расстояние превышает заданное расстояние от поверхности пола, которое определяется исходя из местонахождения колес обслуживающего робота, то выявляется, что пользователь поднял робот 10 (S31). Таким образом, обслуживающий робот полагает, что пользователь не желает больше заряжать аккумулятор, и прекращает попытку вернуться к режиму зарядки (S16).

При данном способе зарядки обслуживающего робота вышеприведенной конструкции в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения данного изобретения имеется возможность предотвратить постоянную попытку вернуться к режиму зарядки, когда возникает нарушение энергоснабжения, блокирование электроснабжения от зарядного устройства или случайное прерывание подзарядки пользователем. Таким образом может быть предотвращена разрядка источника питания.

Вышеуказанные варианты выполнения и преимущества являются просто иллюстративными и не могут рассматриваться как ограничивающие данное изобретение. Данное описание может быть легко применено к другим типам устройств. Также описание иллюстративных вариантов выполнения данного изобретения предназначено для иллюстрации и не ограничивает объем правовой охраны формулы изобретения, и для специалистов в данной области техники будут очевидны множество вариантов, модификаций и изменений.

1. Способ зарядки обслуживающего робота, включающий:

(a) состыковку входной клеммы обслуживающего робота с выходной клеммой зарядного устройства, если имеющийся уровень зарядки аккумуляторного источника питания падает ниже заданного,

(b) проверку, подается ли заданное зарядное напряжение на входную клемму обслуживающего робота,

(c) зарядку аккумуляторного источника питания, если на входную клемму робота подается зарядное напряжение,

(d) определение, произошло ли нарушение энергоснабжения или вышло ли из строя зарядное устройство, если на входную клемму робота не подается зарядное напряжение,

(e) возвращение к этапу (а), если определено, что энергоснабжение не нарушено и что зарядное устройство не вышло из строя, и

(f) прерывание возвращения к этапу (а), если определено, что произошло нарушение энергоснабжения или что зарядное устройство вышло из строя.

2. Способ по п.1, в котором на этапе (d) определяют, что нарушение энергоснабжения не произошло или что зарядное устройство не вышло из строя, если с зарядного устройства поступает наведенный сигнал, и что произошло нарушение энергоснабжения или что зарядное устройство вышло из строя, если с зарядного устройства не поступает наведенный сигнал.

3. Способ по п.1, в котором в случае определения на этапе (b), что на входную клемму робота не подается зарядное напряжение, перед этапом (d) осуществляют продвижение обслуживающего робота к входной клемме с использованием заданной толкающей силы и снова проверяют, подается ли заданное зарядное напряжение на входную клемму обслуживающего робота.

4. Способ по п.3, в котором указанное продвижение робота и указанную повторную проверку подачи напряжения повторяют дважды или большее число раз.

5. Способ зарядки обслуживающего робота, включающий:

(a) состыковку входной клеммы обслуживающего робота с выходной клеммой зарядного устройства, если уровень зарядки аккумуляторного источника питания падает ниже заданного,

(b) проверку, подается ли заданное зарядное напряжение на входную клемму обслуживающего робота,

(c) определение, поднимал ли пользователь обслуживающий робот от пола, если на этапе (b) не поступает заданное напряжение, и

(d) прерывание зарядки аккумулятора, если определено, что пользователь поднимал обслуживающий робот от пола, и возвращение к этапу (а), если определено, что пользователь не поднимал обслуживающий робот.

6. Способ по п.5, в котором на этапе (с) определяют, что расстояние между обслуживающим роботом и поверхностью пола превышает заданное расстояние, с использованием датчика обнаружения пола, установленного на обслуживающем роботе.