Роботизированная система чистки полов. Робот пылесос

В соответствии с одним аспектом примерного варианта выполнения данного изобретения предлагается роботизированная система чистки, содержащая робот-пылесос, предназначенный для выполнения работы по уборке во время автоматического перемещения по очищаемой поверхности, и зарядную станцию, выполненную с возможностью соединения с роботом-пылесосом для зарядки электроэнергией аккумулятора, установленного в роботе-пылесосе. Зарядная станция содержит задающий переключатель для избирательного введения значения высоты порога. Блок управления робота-пылесоса принимает от зарядной станции значение высоты порога, введенной в зарядной станции, сохраняет полученное значение высоты порога в запоминающем устройстве, сравнивает значение высоты порога, выявленное датчиком высоты робота-пылесоса во время его перемещения, с сохраненным в запоминающем устройстве значением, управляет роботом-пылесосом с обеспечением его перемещения во время преодоления порога, если выявленное значение высоты порога равно или меньше сохраненного значения, и управляет роботом-пылесосом с обеспечением его перемещения после заднего хода и поворота, если выявленное значение высоты порога превышает сохраненное значение.
Задающий переключатель может использовать переключатель в корпусе с двухрядным расположением выводов и поворотный переключатель.
В соответствии с другим аспектом примерного варианта выполнения данного изобретения предлагается роботизированная система чистки, содержащая робот-пылесос, предназначенный для выполнения работы по уборке во время автоматического перемещения по очищаемой поверхности, и зарядную станцию, выполненную с возможностью соединения с роботом-пылесосом для зарядки электроэнергией аккумулятора, установленного в роботе-пылесосе. Робот-пылесос содержит задающий переключатель для избирательного введения значения высоты порога. Блок управления робота-пылесоса сохраняет значение высоты порога, введенной посредством задающего переключателя, в запоминающем устройстве, сравнивает значение высоты порога, выявленное датчиком высоты робота-пылесоса во время его перемещения, с сохраненным в запоминающем устройстве значением, управляет роботом-пылесосом с обеспечением его перемещения во время преодоления порога, если выявленное значение высоты порога равно или меньше сохраненного значения, и управляет роботом-пылесосом с обеспечением его перемещения после заднего хода и поворота, если выявленное значение высоты порога превышает сохраненное значение.
В этом случае задающий переключатель может использовать переключатель в корпусе с двухрядным расположением выводов (переключатель в корпусе DIP) и поворотный переключатель.

Описание вариантов систем роботизированной системы чистки полов

Ниже приведено подробное описание роботизированной системы чистки и способа управления этой системой в соответствии с примерными вариантами выполнения данного изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи. Фиг.1 изображает схематическую структурную схему, иллюстрирующую роботизированную систему чистки в соответствии с первым примерным вариантом выполнения данного изобретения, и фиг.2 изображает схематический вид робота-пылесоса непосредственно перед преодолением им порога.

Прежде всего приведено описание робота-пылесоса 10 и зарядной станции 20 роботизированной системы чистки в соответствии с первым примерным вариантом выполнения данного изобретения со ссылкой на фиг.1.

Робот-пылесос 10 имеет соединительные клеммы 11, которые соответствуют зарядным клеммам (не показаны) зарядной станции 20. Соединительные клеммы 11 выполнены так, что пара соединительных клемм выведена наружу. Кроме того, робот-пылесос 10 содержит запоминающее устройство 12, аккумулятор 13, датчик 14 высоты, датчик 15 препятствий, блок 16 приведения в действие пылесборника, блок 17 передачи-приема, блок 18 приведения колес во вращение и блок 19 управления.

Запоминающее устройство 12 обычно состоит из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). Запоминающее устройство 12 сохраняет различные данные, например, время уборки, очищаемую площадь, схему уборки и т.д., которые необходимы, когда блок 30 управления автоматически осуществляет управление роботом-пылесосом 10. Кроме того, запоминающее устройство 12 сохраняет значения высоты порогов в доме пользователя, которые передаются от зарядной станции 20. Поскольку значение высоты может быть изменено, оно предпочтительно сохраняется в ПЗУ.

Аккумулятор 13, обеспечивающий электроэнергию для приведения в действие, заряжается определенным количеством электричества. Соответственно, блок 19 управления иногда определяет количество электричества, остающееся в аккумуляторе 13, принимает решение, надо ли зарядить аккумулятор 13, а затем осуществляет управление роботом-пылесосом 10 для выполнения заданного режима зарядки.

Как проиллюстрировано на фиг.2, датчик 14 высоты установлен на передней нижней части робота-пылесоса 10 и обращен к очищаемой поверхности 30. Датчик 14 измеряет расстояние от поверхности 30. Кроме того, датчик 14 может выявлять определенные метки, выполненные на поверхности 30. Соответственно, датчик 14 используется для подтверждения очищаемой площади или маршрута перемещения. В качестве датчика 14 высоты можно использовать датчик, излучающий и принимающий свет.

Датчик 15 препятствий установлен на боковой стороне робота-пылесоса 10, предпочтительнее на передней стороне, на которой размещены соединительные клеммы 11. Датчик 15 используется для выявления препятствия или стены, расположенной в направлении перемещения или перед роботом-пылесосом 10, и для определения расстояния от препятствия или стены. В качестве датчика 15 можно использовать датчик, излучающий и принимающий свет.

Воспринимаемые датчиками 14 и 15 сигналы, как изложено выше, передаются к блоку 19 управления, который получает информацию о состоянии, положении и тому подобному робота-пылесоса 10 посредством сравнения переданных сигналов с отсчетными данными, хранящимися в запоминающем устройстве 12, и выполняет управление роботом-пылесосом 10 с использованием полученной информации.

Блок 16, приводящий в действие пылесборник, создает всасывающее усилие, обеспечивающее уборку очищаемой поверхности 30 на убираемой площади. Блок 16 может содержать двигатель для пылеулавливания.

Блок 17 передачи-приема используется для поиска положения проведения зарядки посредством сообщения с блоком передачи-приема (не показан), установленным в зарядной станции 20. Дополнительно блок 17 обеспечивает передачу и прием сигналов к пульту дистанционного управления, который управляется пользователем, и от него. Таким образом, управление роботом-пылесосом 10 может осуществляться дистанционно.

Блок 18 приведения колес во вращение, который избирательно приводит во вращение левое и правое приводные колеса 10а, установленные на нижней части робота-пылесоса 10, приводится в действие под управлением блока 19 управления. Блок 18 может быть выполнен в виде шаговых двигателей, подсоединенных, соответственно, к левому и правому приводным колесам 10а. Номером 10b позиции на фиг.2 показано дополнительное колесо, к которому движущая сила не передается.

Помимо зарядных клемм и блока приема-передачи, как изложено выше, в зарядной станции 20 имеется задающий переключатель 21, который может выборочно задавать значение высоты порога путем ввода пользователем. Переключатель 21 может быть переключателем в корпусе с двухрядным расположением выводов (переключатель DIP). Пользователь может вводить различные значения высот порогов (например, 10 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм и т.д.), комбинируя множество рабочих контактов, выполненных на переключателе DIP. Как вариант, для более точного и удобного ввода значений высот порогов можно использовать поворотный переключатель, который переключает соединение цепей посредством поворота. Соответственно, если при поставке пылесоса в запоминающем устройстве 12 робота-пылесоса 10 значение высоты порога было введено как 20 мм, а величина высоты порогов в доме пользователя составляет 25 мм, пользователь может заново свободно ввести соответствующее значение высоты порога переключателем 21. Кроме того, при переезде пользователя в новый дом, в котором пороги имеют другую высоту, он может просто заново ввести соответствующее значение высоты порогов задающим переключателем 21. В результате робот-пылесос 10 может перемещаться в разных направлениях с плавным преодолением порогов 31.

Ниже, со ссылкой на фиг.3, приведено описание способа управления роботизированной системой чистки вышеприведенной конструкции в соответствии с первым примерным вариантом выполнения данного изобретения. Фиг.3 изображает блок-схему, иллюстрирующую способ управления роботом-пылесосом в процессе зарядки или перемещения в соответствии с первым примерным вариантом выполнения данного изобретения.

Прежде всего, пользователь стыкует робот-пылесос 10 с зарядной станцией 20 с обеспечением электрического подсоединения к ней, а затем вводит значение высоты порога задающим переключателем 21 зарядной станции 20 (S1). Введенное вышеописанным способом значение высоты порога передается к запоминающему устройству 12 робота-пылесоса 10 (S2). Затем блок 19 управления сравнивает введенное значение высоты порога с предварительно сохраненным в запоминающем устройстве 12 робота-пылесоса 10 значением высоты порога (S3). Если предварительно сохраненное значение и введенное значение не совпадают, блок 19 стирает из запоминающего устройства 12 предварительно сохраненное значение и сохраняет в нем введенное значение (S4).

С другой стороны, если робот-пылесос 10 находится в режиме зарядки (S5), то он заряжает аккумулятор 13 электроэнергией (S6). После завершения зарядки аккумулятора 13 робот-пылесос 10 переключается в режим перемещения с отделением от зарядной станции 20 и выполнением работы по уборке во время перемещения по очищаемой поверхности (S7). Если во время перемещения робот-пылесос 10 сталкивается с порогом 31, он продолжает перемещаться до тех пор, пока его передняя поверхность не ляжет поперек порога 31. Затем блок 19 управления сравнивает значение высоты от очищаемой поверхности 30, которая непрерывно определяется датчиком 14 высоты, с сохраненным в запоминающем устройстве 12 значением высоты порога (S8) и осуществляет управление роботом-пылесосом 10 для выполнения различных операций в зависимости от результата сравнения. А именно, если расстояние h (см. фиг.2) между датчиком 14 высоты за порогом 31 и очищаемой поверхностью 30, определяемое датчиком 14, равно или меньше значения высоты порога, сохраненного в запоминающем устройстве 12, блок 19 управления принимает решение о преодолении роботом-пылесосом 10 порога 31 и управляет блоком 18 приведения колес во вращение, обеспечивающим движение вперед, так что робот-пылесос 10 продолжает двигаться в направлении следования и, таким образом, полностью преодолевает порог 31 (S9). С другой стороны, если расстояние h превышает значение высоты порога, сохраненного в запоминающем устройстве 12, то блок 19 управления принимает решение об опасном положении робота-пылесоса 10 и управляет блоком 18 для движения задним ходом, так что робот-пылесос двигается в направлении, противоположном направлению следования, а затем управляет блоком 18, так что робот-пылесос 10 перемещается дальше после совершения поворота на некоторый угол (S10).

Когда робот-пылесос 10 выполняет работу по уборке во время передвижения по очищаемой поверхности, блок 19 управления измеряет количество электрического заряда, то есть напряжение на аккумуляторе 13 в заданный период времени. Если в результате измерения определяется заданное напряжение, при котором необходима зарядка аккумулятора 13, блок 19 управления возвращает робот-пылесос 10 к зарядной станции 20 для зарядки аккумулятора 13 электроэнергией.

Соответственно, робот-пылесос 10 может передвигаться в разных направлениях, беспрепятственно преодолевая порог 31, а при возникновении опасного положения может изменять направление передвижения с предотвращением его падения из опасного положения и повреждения.

Фиг.4 изображает схематическую структурную схему, иллюстрирующую роботизированную систему чистки в соответствии со вторым примерным вариантом выполнения данного изобретения.

Роботизированная система чистки в соответствии с первым примерным вариантом выполнения данного изобретения конструктивно решена так, что задающий переключатель установлен на зарядной станции 20.

Однако роботизированная система чистки в соответствии со вторым примерным вариантом выполнения данного изобретения конструктивно решена так, что задающий переключатель 21 установлен на роботе-пылесосе 10, как проиллюстрировано на фиг.4. Поскольку конструкция роботизированной системы чистки по второму примерному варианту выполнения, за исключением задающего переключателя 21, аналогична конструкции роботизированной системы чистки по первому примерному варианту выполнения, их подробное описание не приведено для ясности и краткости изложения.

В роботизированной системе чистки по второму примерному варианту выполнения, поскольку задающий переключатель 21 установлен непосредственно на работе-пылесосе 10, то если значение высоты порога устанавливается задающим переключателем 21, то оно сохраняется непосредственно в запоминающем устройстве 12 робота-пылесоса 10. В этом случае, если в устройстве 12 имеется предварительно сохраненное значение высоты порога, то оно стирается и замещается с сохранением новым значением высоты порога, которое вводится задающим переключателем 21. На данном этапе процесс сравнения заново введенного значения высоты порога с предварительно сохраненным значением можно исключить.

Далее, со ссылкой на фиг.5, приведено описание способа управления роботизированной системой чистки вышеприведенной конструкции в соответствии со вторым примерным вариантом выполнения данного изобретения. Фиг.5 изображает блок-схему, иллюстрирующую способ управления роботом-пылесосом в процессе зарядки или перемещения в соответствии со вторым примерным вариантом выполнения данного изобретения.

Пользователь вводит значение высоты порога переключателем 21 (S21). Значение высоты порога, введенное вышеприведенным способом, передается непосредственно к запоминающему устройству 12 и сохраняется после уничтожения в нем ранее сохраненного значения высоты порога (S22).

Этапы S23~S29 от этапа принятия решения о режиме зарядки до этапа определения необходимости зарядки, то есть заданного напряжения, до которого должен быть заряжен аккумулятор 13, выполняются таким же способом, что и в роботизированной системе чистки по первому примерному варианту выполнения данного изобретения. Поэтому подробное описание данных операций опущено для ясности и краткости изложения.

Таким образом, в отличие от роботизированной системы чистки по первому примерному варианту выполнения данного изобретения, в котором значение высоты порога устанавливается в зарядной станции 20, роботизированная система чистки по второму примерному варианту выполнения данного изобретения может устанавливать значение высоты порога непосредственно в роботе-пылесосе 10, обеспечивая тем самым упрощение данной системы для использования и, следовательно, увеличивая ее удобство.

Как очевидно из вышеприведенного описания, в соответствии с примерными вариантами выполнения данного изобретения, роботизированная система чистки и способ управления этой системой позволяют пользователю удобно вводить значения высоты порогов в его доме задающим переключателем. Следовательно, роботизированная система чистки и способ управления ею в соответствии с примерными вариантами выполнения данного изобретения являются преимущественными в том, что даже в условиях наличия разных высот порогов, в зависимости от конструкции дома пользователей, робот-пылесос может свободно преодолевать порог, беспрепятственно передвигаясь между комнатами.

Несмотря на то что для иллюстрации принципа данного изобретения были показаны и описаны представленные варианты выполнения данного изобретения, данное изобретение не ограничивается конкретными примерными вариантами выполнения. Следует понимать, что специалистами возможно выполнение различных модификаций и изменений без отклонения от сущности и объема правовой охраны данного изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретения. Таким образом, предусматривается, что объем правовой охраны данного изобретения включает подобные модификации, изменения и эквиваленты, которые все подпадают под объем правовой охраны данного изобретения.

На изобретение выдан Патент Российской Федерации RU2357644
Автор: ДЖЕУНГ Сам-джонг

Разместил статью: admin
Дата публикации:  19-07-2013, 21:03

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!