掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)及方法，碰撞檢測由九段組成，方向檢測組件為三軸磁阻傳感器，各馬達(dá)的外表面包覆有磁屏蔽組件。距離檢測組件包括多極磁環(huán)（16）和霍爾傳感器（17），多極磁環(huán)（16）外壁上包覆有磁屏蔽層（18）。本發(fā)明將掃地機(jī)器人半圓形前罩分割成九段進(jìn)行碰撞檢測，可準(zhǔn)確、具體地識(shí)別碰撞方位。采用三軸磁阻傳感器實(shí)現(xiàn)方向檢測，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，且通過磁屏蔽組件緊罩住馬達(dá)，進(jìn)一步降低了馬達(dá)的漏磁干擾。采用霍爾傳感器配合萬向輪實(shí)現(xiàn)測距，結(jié)構(gòu)簡單且成本低，采取嚴(yán)格的磁屏蔽處理，有效避免馬達(dá)的漏磁干擾，多極磁環(huán)磁屏蔽層還可將多極磁環(huán)上產(chǎn)生的磁場約束在霍爾傳感器檢測的徑向范圍內(nèi)，測距準(zhǔn)確度高。
【專利說明】掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能清潔機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的不斷提高，智能家用電器的應(yīng)用越來越廣泛，而且具有非常廣闊的市場前景。掃地機(jī)器人，又稱自動(dòng)打掃機(jī)、智能吸塵器、機(jī)器人吸塵器等，是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進(jìn)入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。掃地機(jī)器人最早在歐美市場進(jìn)行銷售，隨著國內(nèi)生活水平的提高，逐步進(jìn)入中國市場。
[0003]現(xiàn)有掃地機(jī)器人的工作方式主要分為兩類:定位引擎和隨機(jī)碰撞:
(一)定位引擎可分為:偏移檢測式定位引擎和邊界掃描式定位引擎:
1)偏移檢測式定位引擎:美國Evolution公司的NorthStar北極星室內(nèi)定位系統(tǒng)；
2)邊界掃描式定位引擎:韓國Samsung、LG公司為代表的高清攝像頭和NeatoXV-1l的RPS激光繪圖。
[0004]基于定位引擎的產(chǎn)品技術(shù)門檻較高，特別是對定位系統(tǒng)的硬件檢測精度有著較為嚴(yán)格的要求，成本較高，所以目前國產(chǎn)掃地機(jī)器人產(chǎn)品中暫時(shí)還沒有搭載定位引擎的高端產(chǎn)品問世。
[0005]( 二)隨機(jī)碰撞
目前國內(nèi)掃地機(jī)器人產(chǎn)品常用的避障機(jī)制是隨機(jī)碰撞，隨機(jī)碰撞式掃地機(jī)器人在發(fā)生碰撞后以隨機(jī)角度轉(zhuǎn)向，無法做出智能轉(zhuǎn)向判斷，因此存在重復(fù)清潔、清潔覆蓋率低、清潔效率低下等缺點(diǎn)。
[0006]現(xiàn)有隨機(jī)碰撞掃地機(jī)器人前障探測采用的是紅外加前杠碰撞裝置，以感應(yīng)前方障礙物，為機(jī)器的轉(zhuǎn)向提供依據(jù)。
[0007]A.紅外檢測方式的缺陷:現(xiàn)有掃地機(jī)器人前撞紅外檢測都采用3段式(左、中、右)紅外結(jié)構(gòu)，由于紅外的發(fā)射及接收都具有很強(qiáng)的方向性，因此:
a)紅外探測的角度很受限制:在紅外探測夾角內(nèi)，體積較大、反射能力較強(qiáng)的物體能被檢測到，但是對于體積較小的小物體(如桌椅的腿等)一般探測不到，透明的玻璃門、玻璃魚缸等也無法有效檢測；
b)紅外探測的方位很受限制:探測到前方障礙物時(shí)，僅能知道障礙物位于機(jī)器人的左邊、中間還是右邊，對于障礙物相對方位的檢測不夠具體；
c)對窗簾、下垂的床單常誤判。
[0008]B.前杠碰撞裝置的缺陷:由于采用的是一整塊碰撞裝置，僅能識(shí)別是左側(cè)或右側(cè)發(fā)生碰撞，無法準(zhǔn)確有效地提供碰撞方位角，且對正前方的障礙物經(jīng)常出現(xiàn)誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可準(zhǔn)確檢測障礙物碰撞方位的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)及方法，將掃地機(jī)器人半圓形前罩分割成九段碰撞檢測單元，通過讀取每個(gè)碰撞檢測單元的信號，準(zhǔn)確、具體地識(shí)別碰撞方位；通過萬向輪實(shí)現(xiàn)測距，且采取嚴(yán)格的磁屏蔽處理，避免馬達(dá)的漏磁干擾，避障、定位準(zhǔn)確度高，且成本較低。
[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，它包括碰撞檢測組件、方向檢測組件、距離檢測組件、沿墻檢測組件、微控制器MCU和行走驅(qū)動(dòng)組件，碰撞檢測組件、方向檢測組件、距離檢測組件和沿墻檢測組件分別與微控制器MCU的采樣信號輸入端連接，微控制器MCU的控制信號輸出端連接行走驅(qū)動(dòng)組件。
[0011]所述的碰撞檢測組件設(shè)置于掃地機(jī)器人前端，由至少三個(gè)碰撞檢測單元組成，每個(gè)碰撞檢測單元包括弧形活動(dòng)罩和與弧形活動(dòng)罩相配合的固定檢測器，各碰撞檢測單元的弧形活動(dòng)罩組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0012]所述的碰撞檢測單元設(shè)置有九個(gè)，各碰撞檢測單元之間的夾角為20°，九個(gè)碰撞檢測單元的九段弧形活動(dòng)罩組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0013]所述的碰撞檢測單元為輕觸開關(guān)，輕觸開關(guān)固定安裝在塑膠基座上，輕觸開關(guān)與弧形活動(dòng)罩之間通過彈簧連接，弧形活動(dòng)罩與塑膠基座之間的間隙中填充有防潮海綿層。
[0014]所述的碰撞檢測單元為叉指電容，包括叉指電容PCBlayout層、PCB絕緣層和塑膠件，塑膠件的外側(cè)設(shè)置有防損硅膠條，塑膠件的內(nèi)側(cè)設(shè)有金屬鍍層，金屬鍍層與叉指電容PCBlayout層之間填充有彈性防潮海綿層，叉指電容PCBlayout層的內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有PCB絕緣層和反面屏蔽層。
[0015]所述的方向檢測組件為三軸磁阻傳感器；所述的行走驅(qū)動(dòng)組件包括多個(gè)馬達(dá)，各馬達(dá)的外表面包覆有磁屏蔽組件。通過對馬達(dá)的磁屏蔽，阻止馬達(dá)漏磁干擾對三軸磁阻傳感器產(chǎn)生影響。進(jìn)一步地，三軸磁阻傳感器將遠(yuǎn)離干擾源安裝在掃地機(jī)器人上殼中心位置上。
[0016]所述的距離檢測組件設(shè)置于萬向輪上，包括設(shè)置于萬向輪中軸上的多極磁環(huán)和設(shè)置于多極磁環(huán)兩端的霍爾傳感器，多極磁環(huán)的外壁上包覆有磁屏蔽層。
[0017]所述的沿墻檢測組件設(shè)置于掃地機(jī)器人的左右兩個(gè)側(cè)邊上，包括紅外發(fā)射器和紅外接收器，紅外發(fā)射器和紅外接收器分別與微控制器MCU電連接。
[0018]掃地機(jī)器人避障、定位方法，它包括以下步驟:
S1:掃地機(jī)器人在行進(jìn)過程中，障礙物撞到半圓形前罩上某一段弧形活動(dòng)罩上，該段弧形活動(dòng)罩受壓向固定檢測器位移，固定檢測器檢測到弧形活動(dòng)罩的位移，從而檢測到發(fā)生碰撞的具體方位，記錄碰撞時(shí)刻掃地機(jī)器人所處坐標(biāo)位置；
S2:微控制器MCU根據(jù)碰撞方位計(jì)算出掃地機(jī)器人的橫向避障距離XO及縱向避障距離
YO ；
53:微控制器MCU控制行走驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人在縱向方向上后退距離Y0，后退的距離由距離檢測組件確定；
54:微控制器MCU控制行走驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人向左旋轉(zhuǎn)90°，再橫向前進(jìn)距離
XOl ；
55:障礙物撞到與第一次碰撞的弧形活動(dòng)罩相對稱的弧形活動(dòng)罩上,微控制器MCU繼續(xù)控制掃地機(jī)器人向左旋轉(zhuǎn)，直到沿墻檢測組件檢測到沿墻信號為止，記錄掃地機(jī)器人所旋轉(zhuǎn)的角度；
S6:微控制器MCU根據(jù)沿墻檢測組件檢測到的沿墻信號控制掃地機(jī)器人沿障礙物行走，直到沿墻信號消失為止，沿障礙物行走過程中，距離檢測組件記錄掃地機(jī)器人所行走的距離，即為障礙物的長度；
S7:結(jié)合掃地機(jī)器人所旋轉(zhuǎn)的角度，計(jì)算出掃地機(jī)器人在橫向、縱向兩個(gè)方向上移動(dòng)的距離，再結(jié)合碰撞時(shí)刻掃地機(jī)器人所處坐標(biāo)位置，計(jì)算得到避障后掃地機(jī)器人所處的坐標(biāo)位置。
[0019]所述距離檢測組件實(shí)現(xiàn)距離檢測的步驟包括以下子步驟:
551:萬向輪滾動(dòng)過程中帶動(dòng)多極磁環(huán)在兩端霍爾傳感器之間滾動(dòng)；
552:微控制器MCU根據(jù)霍爾傳感器輸出的信號計(jì)算出萬向輪的轉(zhuǎn)速；
553:結(jié)合萬向輪的外徑周長計(jì)算出掃地機(jī)器人的即時(shí)行走速度；
554:結(jié)合行走時(shí)間計(jì)算出掃地機(jī)器人行走的距離。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
I)將掃地機(jī)器人半圓形前罩分割成九段碰撞檢測單元，通過讀取每個(gè)碰撞檢測單元的信號可準(zhǔn)確、具體地識(shí)別碰撞方位，為機(jī)器人的智能判斷及轉(zhuǎn)向提供了可靠了物理依據(jù)。
[0021]2)弧形活動(dòng)罩與塑膠基座，或是金屬鍍層與叉指電容PCBlayout層之間均設(shè)置有彈性防潮海綿層，不僅為弧形活動(dòng)罩提供了復(fù)位的回彈力，而且可有效起到防潮作用，保護(hù)碰撞檢測單元內(nèi)部電路。
[0022]3)叉指電容PCBlayout層內(nèi)側(cè)設(shè)置有PCB絕緣層和反面屏蔽層，增加了叉指電容工作的可靠性。
[0023]4)采用三軸磁阻傳感器實(shí)現(xiàn)方向檢測，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，且各馬達(dá)的外表面包覆有磁屏蔽組件，通過對馬達(dá)的磁屏蔽，阻止馬達(dá)漏磁干擾對三軸磁阻傳感器產(chǎn)生影響；進(jìn)一步地，三軸磁阻傳感器遠(yuǎn)離干擾源安裝在掃地機(jī)器人上殼中心位置上，進(jìn)一步降低了馬達(dá)漏磁干擾對三軸磁阻傳感器的影響。
[0024]5)采用霍爾傳感器配合萬向輪實(shí)現(xiàn)測距，結(jié)構(gòu)簡單且成本較低，采取嚴(yán)格的磁屏蔽處理，磁屏蔽層可將多極磁環(huán)上產(chǎn)生的磁場約束在霍爾傳感器檢測的徑向范圍內(nèi)，測距準(zhǔn)確度高。
[0025]6)傳統(tǒng)掃地機(jī)器人在完成隨機(jī)避障后就不知道其自身所處位置了，無法實(shí)現(xiàn)重新定位，無法繼續(xù)后續(xù)的智能控制；而本發(fā)明在避障過程中可精確識(shí)別和記錄其相對避障前運(yùn)動(dòng)的角度和距離，從而可實(shí)現(xiàn)避障后的精確重新定位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖2為本發(fā)明碰撞檢測組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為輕觸開關(guān)型碰撞檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為叉指電容型碰撞檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明距離檢測組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明沿墻檢測組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7?11為本發(fā)明避障、定位過程中掃地機(jī)器人與障礙物相對位置關(guān)系示意圖； 圖中，1-弧形活動(dòng)罩，2-固定檢測器，3-套桿，4-彈簧，5-觸片，6-塑膠基座，7-防潮海綿層，8-叉指電容PCBlayout層，9- PCB絕緣層，10-塑膠件，11-防損硅膠條，12-金屬鍍層，13-彈性防潮海綿層，14-反面屏蔽層，15-萬向輪，16-多極磁環(huán)，17-霍爾傳感器，18-磁屏蔽層。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0028]如圖1所示，掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，它包括碰撞檢測組件、方向檢測組件、距離檢測組件、沿墻檢測組件、微控制器MCU和行走驅(qū)動(dòng)組件，碰撞檢測組件、方向檢測組件、距離檢測組件和沿墻檢測組件分別與微控制器MCU的采樣信號輸入端連接，微控制器MCU的控制信號輸出端連接行走驅(qū)動(dòng)組件。
[0029]所述的碰撞檢測組件設(shè)置于掃地機(jī)器人前端，由至少三個(gè)碰撞檢測單元組成，每個(gè)碰撞檢測單元包括弧形活動(dòng)罩I和與弧形活動(dòng)罩I相配合的固定檢測器2，各碰撞檢測單元的弧形活動(dòng)罩I組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0030]如圖2所示，所述的碰撞檢測單元設(shè)置有九個(gè)，各碰撞檢測單元之間的夾角為20°，九個(gè)碰撞檢測單元的九段弧形活動(dòng)罩I組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0031]如圖3所示，所述的碰撞檢測單元為輕觸開關(guān)，輕觸開關(guān)固定安裝在塑膠基座6上，輕觸開關(guān)與弧形活動(dòng)罩I之間通過彈簧4連接，彈簧4 一端固定安裝在弧形活動(dòng)罩I上，另一端套接在輕觸開關(guān)的套桿3上，未發(fā)生碰撞時(shí)彈簧4不對觸片5產(chǎn)生壓力；發(fā)生碰撞時(shí)，彈簧4受壓，對觸片5產(chǎn)生壓力，輕觸開關(guān)接通。弧形活動(dòng)罩I與塑膠基座6之間的間隙中填充有防潮海綿層7?；⌒位顒?dòng)罩I的外側(cè)也設(shè)置有用于防磨損的硅膠條。
[0032]如圖4所示，所述的碰撞檢測單元為叉指電容，包括叉指電容PCBlayout層8、PCB絕緣層9和塑膠件10，塑膠件10的外側(cè)設(shè)置有防損硅膠條11，塑膠件10的內(nèi)側(cè)設(shè)有金屬鍍層12，金屬鍍層12與叉指電容PCBlayout層8之間填充有彈性防潮海綿層13，叉指電容PCBlayout層8的內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有PCB絕緣層9和反面屏蔽層14。
[0033]所述的方向檢測組件為三軸磁阻傳感器；所述的行走驅(qū)動(dòng)組件包括多個(gè)馬達(dá)，各馬達(dá)的外表面包覆有磁屏蔽組件。通過對馬達(dá)的磁屏蔽，阻止馬達(dá)漏磁干擾對三軸磁阻傳感器產(chǎn)生影響。進(jìn)一步地，三軸磁阻傳感器將遠(yuǎn)離干擾源安裝在掃地機(jī)器人上殼中心位置上。
[0034]如圖5所示，所述的距離檢測組件設(shè)置于萬向輪15上，包括設(shè)置于萬向輪15中軸上的多極磁環(huán)16和設(shè)置于多極磁環(huán)16兩端的霍爾傳感器17，多極磁環(huán)16的外壁上包覆有磁屏蔽層18。
[0035]如圖6所示，所述的沿墻檢測組件設(shè)置于掃地機(jī)器人的左右兩個(gè)側(cè)邊上，包括紅外發(fā)射器和紅外接收器，紅外發(fā)射器和紅外接收器分別與微控制器MCU電連接，紅外發(fā)射器與紅外接收器之間有一定夾角，紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外信號經(jīng)墻體或障礙物反射后，由紅外接收器接收。
[0036]掃地機(jī)器人避障、定位方法，它包括以下步驟:
S1:掃地機(jī)器人在行進(jìn)過程中，障礙物撞到半圓形前罩上某一段弧形活動(dòng)罩I上，該段弧形活動(dòng)罩I受壓向固定檢測器2位移，固定檢測器2檢測到弧形活動(dòng)罩I的位移，從而檢測到發(fā)生碰撞的具體方位，記錄碰撞時(shí)刻掃地機(jī)器人所處坐標(biāo)位置；
52:微控制器MCU根據(jù)碰撞方位計(jì)算出掃地機(jī)器人的橫向避障距離XO及縱向避障距離YO (如圖7所示)；
53:微控制器MCU控制行走驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人在縱向方向上后退距離YO (如圖8所示)，后退的距離由距離檢測組件確定；
54:微控制器MCU控制行走驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人向左旋轉(zhuǎn)90° (如圖9所示)，再橫向前進(jìn)距離XOl (如圖10所示)；
55:障礙物撞到與第一次碰撞的弧形活動(dòng)罩相對稱的弧形活動(dòng)罩上,微控制器MCU繼續(xù)控制掃地機(jī)器人向左旋轉(zhuǎn)，直到沿墻檢測組件檢測到沿墻信號為止，記錄掃地機(jī)器人所旋轉(zhuǎn)的角度(如圖11所示);
S6:微控制器MCU根據(jù)沿墻檢測組件檢測到的沿墻信號控制掃地機(jī)器人沿障礙物行走，直到沿墻信號消失為止，沿障礙物行走過程中，距離檢測組件記錄掃地機(jī)器人所行走的距離，即為障礙物的長度；
S7:結(jié)合掃地機(jī)器人所旋轉(zhuǎn)的角度(即機(jī)身與東西南北方向的夾角)，計(jì)算出掃地機(jī)器人在橫向、縱向兩個(gè)方向上移動(dòng)的距離(即掃地機(jī)器人在東西方向移動(dòng)的距離Xl和南北方向移動(dòng)的距離Y1)，再結(jié)合碰撞時(shí)刻掃地機(jī)器人所處坐標(biāo)位置，計(jì)算得到避障后掃地機(jī)器人所處的坐標(biāo)位置(如圖11所示)。
[0037]所述距離檢測組件實(shí)現(xiàn)距離檢測的步驟包括以下子步驟:
551:萬向輪15滾動(dòng)過程中帶動(dòng)多極磁環(huán)16在兩端霍爾傳感器17之間滾動(dòng)；
552:微控制器MCU根據(jù)霍爾傳感器17輸出的信號計(jì)算出萬向輪15的轉(zhuǎn)速；
553:結(jié)合萬向輪15的外徑周長計(jì)算出掃地機(jī)器人的即時(shí)行走速度；
554:結(jié)合行走時(shí)間計(jì)算出掃地機(jī)器人行走的距離。
[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:它包括碰撞檢測組件、方向檢測組件、距離檢測組件、沿墻檢測組件、微控制器MCU和行走驅(qū)動(dòng)組件，碰撞檢測組件、方向檢測組件、距離檢測組件和沿墻檢測組件分別與微控制器MCU的采樣信號輸入端連接，微控制器MCU的控制信號輸出端連接行走驅(qū)動(dòng)組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的碰撞檢測組件設(shè)置于掃地機(jī)器人前端，由至少三個(gè)碰撞檢測單元組成，每個(gè)碰撞檢測單元包括弧形活動(dòng)罩(I)和與弧形活動(dòng)罩(I)相配合的固定檢測器(2)，各碰撞檢測單元的弧形活動(dòng)罩(I)組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的碰撞檢測單元設(shè)置有九個(gè)，各碰撞檢測單元之間的夾角為20°，九個(gè)碰撞檢測單元的九段弧形活動(dòng)罩(I)組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的碰撞檢測單元為輕觸開關(guān)，輕觸開關(guān)固定安裝在塑膠基座(6)上，輕觸開關(guān)與弧形活動(dòng)罩(I)之間通過彈簧(4)連接，弧形活動(dòng)罩(I)與塑膠基座(6)之間的間隙中填充有防潮海綿層(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的碰撞檢測單元為叉指電容，包括叉指電容PCBlayout層(8)、PCB絕緣層(9)和塑膠件(10)，塑膠件(10)的外側(cè)設(shè)置有防損硅膠條(11 )，塑膠件(10)的內(nèi)側(cè)設(shè)有金屬鍍層(12)，金屬鍍層(12)與叉指電容PCBlayout層(8)之間填充有彈性防潮海綿層(13)，叉指電容PCBlayout層(8)的內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有PCB絕緣層(9)和反面屏蔽層(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的方向檢測組件為三軸磁阻傳感器；所述的行走驅(qū)動(dòng)組件包括多個(gè)馬達(dá)，各馬達(dá)的外表面包覆有磁屏蔽組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的距離檢測組件設(shè)置于萬向輪(15)上，包括設(shè)置于萬向輪(15)中軸上的多極磁環(huán)(16)和設(shè)置于多極磁環(huán)(16)兩端的霍爾傳感器(17)，多極磁環(huán)(16)的外壁上包覆有磁屏蔽層(18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人避障、定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的沿墻檢測組件設(shè)置于掃地機(jī)器人的左右兩個(gè)側(cè)邊上，包括紅外發(fā)射器和紅外接收器，紅外發(fā)射器和紅外接收器分別與微控制器MCU電連接。
9.掃地機(jī)器人避障、定位方法，其特征在于:它包括以下步驟: S1:掃地機(jī)器人在行進(jìn)過程中，障礙物撞到半圓形前罩上某一段弧形活動(dòng)罩(I)上，該段弧形活動(dòng)罩(I)受壓向固定檢測器(2)位移，固定檢測器(2)檢測到弧形活動(dòng)罩(I)的位移，從而檢測到發(fā)生碰撞的具體方位，記錄碰撞時(shí)刻掃地機(jī)器人所處坐標(biāo)位置； S2:微控制器MCU根據(jù)碰撞方位計(jì)算出掃地機(jī)器人的橫向避障距離XO及縱向避障距離YO ； 53:微控制器MCU控制行走驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人在縱向方向上后退距離Y0，后退的距離由距離檢測組件確定； 54:微控制器MCU控制行走驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人向左旋轉(zhuǎn)90°，再橫向前進(jìn)距離XOl ； 55:障礙物撞到與第一次碰撞的弧形活動(dòng)罩相對稱的弧形活動(dòng)罩上,微控制器MCU繼續(xù)控制掃地機(jī)器人向左旋轉(zhuǎn)，直到沿墻檢測組件檢測到沿墻信號為止，記錄掃地機(jī)器人所旋轉(zhuǎn)的角度； S6:微控制器MCU根據(jù)沿墻檢測組件檢測到的沿墻信號控制掃地機(jī)器人沿障礙物行走，直到沿墻信號消失為止，沿障礙物行走過程中，距離檢測組件記錄掃地機(jī)器人所行走的距離，即為障礙物的長度； S7:結(jié)合掃地機(jī)器人所旋轉(zhuǎn)的角度，計(jì)算出掃地機(jī)器人在橫向、縱向兩個(gè)方向上移動(dòng)的距離，再結(jié)合碰撞時(shí)刻掃地機(jī)器人所處坐標(biāo)位置，計(jì)算得到避障后掃地機(jī)器人所處的坐標(biāo)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的掃地機(jī)器人避障、定位方法，其特征在于:所述距離檢測組件實(shí)現(xiàn)距離檢測的步驟包括以下子步驟: 551:萬向輪(15)滾動(dòng)過程中帶動(dòng)多極磁環(huán)(16)在兩端霍爾傳感器(17)之間滾動(dòng)； 552:微控制器MCU根據(jù)霍爾傳感器(17)輸出的信號計(jì)算出萬向輪(15)的轉(zhuǎn)速； 553:結(jié)合萬向輪(15)的外徑周長計(jì)算出掃地機(jī)器人的即時(shí)行走速度； 554:結(jié)合行走時(shí)間計(jì) 算出掃地機(jī)器人行走的距離。
【文檔編號】A47L11/40GK104007765SQ201410266597
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】唐炳鋼 申請人:成都北斗群星智能科技有限公司