。在一些實(shí)例中，自主機(jī)器 人可在橫越表面的同時(shí)清潔所述表面。機(jī)器人可通過以下操作從表面移除碎肩：扇動(dòng)碎肩 及/或通過在表面上方施加負(fù)壓力（例如，部分真空）而提升碎肩，及從表面收集碎肩。
[0045] 參考圖1-3,在一些實(shí)施方案中，機(jī)器人100包含由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120支撐的主體110， 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120可基于具有（舉例來說）x、y及Θ分量的驅(qū)動(dòng)命令而操縱機(jī)器人1〇〇跨越 地板表面10。機(jī)器人主體110具有前向部分112及后向部分114。如所展示，機(jī)器人主體 110具有圓形形狀，但可具有其它形狀，包含但不限于正方形形狀、矩形形狀或其中前向部 分112為正方形且后向部分114為圓形或反之亦然的組合。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120包含右驅(qū)動(dòng)輪模 塊120a及左驅(qū)動(dòng)輪模塊120b。輪模塊120a、120b沿著由主體110界定的橫向軸X實(shí)質(zhì)上 對(duì)置且包含驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輪124a、124b的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)122a、122b。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)122a、122b 可以可釋放方式連接到主體11〇(例如，經(jīng)由緊固件或免工具連接），其中驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)122a、 122b任選地實(shí)質(zhì)上定位于相應(yīng)輪124a、124b上方。輪模塊120a、120b可以可釋放方式附 接到機(jī)器人主體110且被彈簧偏置成與地板表面10嚙合。在一些實(shí)例中，輪124a、124b以 可釋放方式連接到輪模塊120a、120b。輪124a、124b可具有偏置下落式（biased-to-drop) 懸掛系統(tǒng)，其改進(jìn)輪模塊120a、120b在光滑地板（例如，硬木材、濕地板）上的牽引。在一 些實(shí)例中，輪模塊120a、120b以可移動(dòng)方式緊固（例如，以可旋轉(zhuǎn)方式附接）到機(jī)器人主體 110且接收向下及遠(yuǎn)離機(jī)器人主體110偏置驅(qū)動(dòng)輪124a、124b的彈簧偏置（例如，在約5牛 頓與25牛頓之間）。舉例來說，驅(qū)動(dòng)輪124a、124b可在移動(dòng)到展開位置時(shí)接收約10牛頓 的向下偏置且在移動(dòng)到進(jìn)入到機(jī)器人主體110中的縮回位置時(shí)接收約20牛頓的向下偏置。 彈簧偏置允許驅(qū)動(dòng)輪124a、124b維持與地板表面10的接觸及牽引，同時(shí)機(jī)器人100的任何 清潔元件也接觸地板表面10。機(jī)器人100可包含經(jīng)安置以支撐機(jī)器人主體110的前向部 分112的腳輪126。腳輪126可以可釋放方式附接到主體110并被彈簧片偏置成與地板表 面10嚙合。機(jī)器人主體110支撐用于給機(jī)器人100的任何電組件供電的電源102 (例如， 電池）。
[0046] 機(jī)器人100可通過相對(duì)于由主體110界定的如下三個(gè)相互垂直軸的移動(dòng)的各種組 合而移動(dòng)跨越地板表面10 :橫向軸X、前后軸Y及中心垂直軸Z。沿著前后軸Y的前向驅(qū)動(dòng) 方向標(biāo)示為F(下文中有時(shí)稱為"前向"），且沿著前后軸Y的向后驅(qū)動(dòng)方向標(biāo)示為A(下文 中有時(shí)稱為"后向"）。橫向軸X實(shí)質(zhì)上沿著由輪模塊120a、120b的中心點(diǎn)界定的軸在機(jī)器 人100的右側(cè)R與左側(cè)L之間延伸。
[0047] 機(jī)器人100可圍繞X軸傾斜。當(dāng)機(jī)器人100傾斜到朝南位置時(shí)，其朝向后向部分 114傾斜（下文中有時(shí)稱為"上仰"），且當(dāng)機(jī)器人100傾斜到朝北位置時(shí)，其朝向前向部分 112傾斜（下文中有時(shí)稱為"下俯"）。另外，機(jī)器人100圍繞Y軸傾斜。機(jī)器人100可向Y 軸的東側(cè)傾斜（下文中有時(shí)稱為"右滾"），或機(jī)器人100可向Y軸的西側(cè)傾斜（下文中有 時(shí)稱為"左滾")。因此，機(jī)器人100圍繞X軸的傾斜的改變?yōu)槠鋰@俯仰角αγ的俯仰的改 變，且機(jī)器人100圍繞Υ軸的傾斜的改變?yōu)槠鋰@滾動(dòng)角αγ的滾動(dòng)的改變。另外，機(jī)器人 100可向右（即，東側(cè)位置）或向左（即，西側(cè)位置）傾斜。在一些實(shí)例中，機(jī)器人100圍繞 X軸且圍繞Υ軸傾斜，從而具有例如東北、西北、東南及西北等傾斜位置。在機(jī)器人100正橫 越地板表面10時(shí)，機(jī)器人100可圍繞其Ζ軸進(jìn)行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)（下文中有時(shí)稱為"偏轉(zhuǎn)的改 變"）。偏轉(zhuǎn)的改變致使機(jī)器人100在其正移動(dòng)時(shí)進(jìn)行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。因此，機(jī)器人100可同 時(shí)具有其俯仰、滾動(dòng)或偏轉(zhuǎn)中的一或多者的改變。機(jī)器人100可以圍繞X軸及Y軸的組合 傾斜方式而傾斜，即，機(jī)器人100可俯仰及滾動(dòng)。總傾斜角ατ為圍繞X軸及Y軸的每一傾 斜的向量的總和。因此，如果機(jī)器人1〇〇僅俯仰，那么總傾斜角ατ等于俯仰角。類似地， 如果機(jī)器人100僅滾動(dòng)，那么總傾斜角ατ等于滾動(dòng)角。
[0048] 主體110的前向部分112可承載緩沖器130,舉例來說，在于清潔例程期間輪模塊 120a、120b推進(jìn)機(jī)器人100跨越地板表面10時(shí)，緩沖器130檢測(cè)（例如，經(jīng)由傳感器系統(tǒng) 500)機(jī)器人100的行駛路徑中的一或多個(gè)事件。機(jī)器人100可通過回應(yīng)于由緩沖器130檢 測(cè)到的事件（例如，障礙物、陡壁12、墻壁）而控制輪模塊120a、120b操縱機(jī)器人100 (例 如，遠(yuǎn)離障礙物）來對(duì)所述事件做出響應(yīng)。傳感器系統(tǒng)500可布置于緩沖器130上或可另 外或替代地布置于機(jī)器人100上的各種不同位置中的任一者處。
[0049] 機(jī)器人100可包含用于清潔或處理地板表面10的清潔系統(tǒng)160。清潔系統(tǒng)160可 包含干式清潔系統(tǒng)160a及/或濕式清潔系統(tǒng)160b。清潔系統(tǒng)160還可包含具有相對(duì)于地 板表面10成角度的旋轉(zhuǎn)軸的邊刷164以用于將碎肩移動(dòng)到清潔系統(tǒng)160的清潔條帶區(qū)域 中。
[0050] 安置于主體110的頂部部分115上的用戶接口 140接收一或多個(gè)用戶命令及/或 顯示機(jī)器人100的狀態(tài)。用戶接口 140與由機(jī)器人100承載的機(jī)器人控制器200通信使得由 用戶接口 140接收的一或多個(gè)命令可起始機(jī)器人100對(duì)例程的執(zhí)行?？刂破?00包含與非 暫時(shí)性存儲(chǔ)器204 (例如，硬盤、快閃存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）通信的計(jì)算處理器202 (例 如，中央處理單元）。
[0051] 參考圖4及5,機(jī)器人控制器200 (執(zhí)行控制系統(tǒng)）可執(zhí)行致使機(jī)器人100采取行 動(dòng)（例如以墻壁沿循方式、地板擦洗方式操縱或在檢測(cè)到障礙物時(shí)改變其行進(jìn)方向）的行 為300。機(jī)器人控制器200可通過獨(dú)立地控制每一輪模塊120a、120b的旋轉(zhuǎn)速度及方向而 沿任何方向操縱機(jī)器人100跨越清潔表面。舉例來說，機(jī)器人控制器200可沿前向F、反向 (后向）A、右R及左L方向操縱機(jī)器人100。
[0052] 為了實(shí)現(xiàn)可靠且穩(wěn)健的自主移動(dòng)，機(jī)器人100可包含具有數(shù)個(gè)不同類型的傳感器 的傳感器系統(tǒng)500,所述傳感器可結(jié)合彼此使用以形成對(duì)機(jī)器人的環(huán)境的感知，其足以允許 機(jī)器人100關(guān)于將在所述環(huán)境中采取的行動(dòng)做出智能決策。傳感器系統(tǒng)500可包含由機(jī) 器人主體110支撐的一或多個(gè)類型的傳感器，其可包含障礙物檢測(cè)障礙物避開（0D0A)傳 感器、通信傳感器、導(dǎo)航傳感器等等。舉例來說，這些傳感器可包含但不限于接近度傳感器 520、接觸傳感器、相機(jī)（例如，體積點(diǎn)云成像、三維（3D)成像或深度圖傳感器、可見光相機(jī) 及/或紅外相機(jī)）、聲納、雷達(dá)、LIDAR(光檢測(cè)與測(cè)距，此可需要測(cè)量所散射光的性質(zhì)以得出 遙遠(yuǎn)目標(biāo)的范圍及/或其它信息的光學(xué)遠(yuǎn)程感測(cè)）、LADAR(激光檢測(cè)與測(cè)距）等等。
[0053] 在一些實(shí)例中，傳感器系統(tǒng)500包含與控制器200通信以測(cè)量并監(jiān)視機(jī)器人100 相對(duì)于機(jī)器人100的總體重心CGR(圖1、6)的慣性矩的慣性測(cè)量單元（頂1])512?？刂破?200可監(jiān)視來自頂U(kuò)512的反饋中與對(duì)應(yīng)于正常不受阻礙操作的閾值信號(hào)的任何偏差。舉 例來說，控制器200監(jiān)視總傾斜角aτ且當(dāng)總傾斜角ατ高于閾值傾斜角時(shí)，控制器200可 確定機(jī)器人100正朝向陡壁12前進(jìn)且執(zhí)行停止命令以阻止機(jī)器人100從陡壁12跌落?？?制器200執(zhí)行旋轉(zhuǎn)或后退命令，從而允許機(jī)器人100遠(yuǎn)離陡壁12移動(dòng)。
[0054] 頂U(kuò)512可基于相對(duì)值而測(cè)量并監(jiān)視機(jī)器人100的慣性矩。在一些實(shí)施方案中，且 在一時(shí)間周期內(nèi)，不斷的移動(dòng)可致使頂U(kuò)漂移?？刂破?00執(zhí)行復(fù)位命令以將頂U(kuò)512重 新校準(zhǔn)并將其復(fù)位到零。在復(fù)位頂U(kuò)512之前，控制器200確定機(jī)器人100是否傾斜并僅 在機(jī)器人100在平坦表面上的情況下發(fā)布復(fù)位命令。
[0055] 在一些實(shí)施方案中，機(jī)器人100包含導(dǎo)航系統(tǒng)400,其經(jīng)配置以允許機(jī)器人100導(dǎo) 航通過地板表面10而不撞向障礙物或從樓梯跌落，且智能地辨識(shí)相對(duì)臟的地板區(qū)域以進(jìn) 行清潔。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)400可以確定性及偽隨機(jī)模式操縱機(jī)器人100跨越地板表面10。導(dǎo) 航系統(tǒng)400可為在機(jī)器人控制器200上存儲(chǔ)及/或執(zhí)行的基于行為的系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)400 可與傳感器系統(tǒng)500通信以確定并向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120發(fā)布驅(qū)動(dòng)命令241。導(dǎo)航系統(tǒng)400影響 并配置機(jī)器人行為300,因此允許機(jī)器人100以系統(tǒng)性預(yù)先計(jì)劃的移動(dòng)而運(yùn)轉(zhuǎn)。在一些實(shí)例 中，導(dǎo)航系統(tǒng)400從傳感器系統(tǒng)500接收數(shù)據(jù)并計(jì)劃用于供機(jī)器人100橫越的所要路徑。
[0056] 在一些實(shí)施方案中，控制器200(例如，具有與非暫時(shí)性存儲(chǔ)器204通信的一或多 個(gè)計(jì)算處理器202的裝置，所述非暫時(shí)性存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)可在所述計(jì)算處理器上執(zhí)行的指 令）執(zhí)行控制系統(tǒng)210，控制系統(tǒng)210包含彼此通信的行為系統(tǒng)210a及控制仲裁系統(tǒng)210b。 控制仲裁系統(tǒng)210b允許動(dòng)態(tài)地向控制系統(tǒng)210添加及從控制系統(tǒng)210移除機(jī)器人應(yīng)用程 序220且促進(jìn)允許應(yīng)用程序220各自控制機(jī)器人100而不需要了解任何其它應(yīng)用程序220。 換句話說，控制仲裁系統(tǒng)210b提供應(yīng)用程序220與機(jī)器人100的資源240之間的簡(jiǎn)單優(yōu)先 化控制機(jī)制。
[0057] 應(yīng)用程序220可存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中或被傳遞到機(jī)器人100以并行地運(yùn)行（例如，在 處理器上）且同時(shí)控制機(jī)器人100。應(yīng)用程序220可存取行為系統(tǒng)210a的行為300。經(jīng)獨(dú) 立部署的應(yīng)用程序220在運(yùn)行時(shí)間動(dòng)態(tài)地組合且用以共享機(jī)器人資源240 (例如，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 120及/或清潔系統(tǒng)160、160a、160b)。實(shí)施用于在運(yùn)行時(shí)間在應(yīng)用程序220當(dāng)中動(dòng)態(tài)地共 享機(jī)器人資源240的低級(jí)策略。所述策略確定哪一應(yīng)用程序220具有對(duì)機(jī)器人資源240的 控制，這是按照所述應(yīng)用程序220的需要（例如，應(yīng)用程序220當(dāng)中的優(yōu)先級(jí)層次）。應(yīng)用 程序220可動(dòng)態(tài)地開始及停止且完全獨(dú)立于彼此而運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)210還允許可組合在一 起以彼此輔助的復(fù)雜行為300。
[0058] 控制仲裁系統(tǒng)210b包含與控制仲裁器260通信的一或多個(gè)應(yīng)用程序220?？刂浦?裁系統(tǒng)210b可包含為應(yīng)用程序220提供到控制仲裁系統(tǒng)210b的接口的組件。此類組件可 抽象化并封裝掉驗(yàn)證、分布式資源控制仲裁器、命令緩沖的復(fù)雜性，協(xié)調(diào)應(yīng)用程序220的優(yōu) 先化等等?？刂浦俨闷?60從每個(gè)應(yīng)用程序220接收命令、基于所述應(yīng)用程序的優(yōu)先級(jí)而 產(chǎn)生單個(gè)命令并為其相關(guān)聯(lián)資源240公布所述命令?？刂浦俨闷?60從其相關(guān)聯(lián)資源240 接收狀態(tài)反饋且可將其發(fā)送回到應(yīng)用程序220。機(jī)器人資源240可為具有一或多個(gè)硬件控 制器的功能模塊（例如，致動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其群組）的網(wǎng)絡(luò)。控制仲裁器260的命令241 為資源240特有的以執(zhí)行特定行動(dòng)?？稍诳刂破?00上執(zhí)行的動(dòng)力學(xué)模型230經(jīng)配置以計(jì) 算機(jī)器人100的重心（CG)、慣性矩及各部分的慣性的交叉積以用于評(píng)估當(dāng)前機(jī)器人100狀 ??τ〇
[0059] 在一些實(shí)施方案中，行為300為提供層次、狀態(tài)全評(píng)估功能的插入式組件，所述功 能將來自多個(gè)源（例如傳感器系統(tǒng)500)的感測(cè)反饋與先驗(yàn)極限及信息一起耦合到關(guān)于機(jī) 器人100的可允許行動(dòng)的評(píng)估反饋中。由于行為300可插入到應(yīng)用程序220中（例如，駐 存在應(yīng)用程序220的內(nèi)部或外部），因此可在不必修改應(yīng)用程序220或控制系統(tǒng)210的任何 其它部分的情況下移除及添加行為300。每一行為300為獨(dú)立策略。為了使得行為300更 強(qiáng)大，可將多個(gè)行為300的輸出一起附接到另一者的輸入中以使得您可具有復(fù)雜的組合功 能。行為300既定實(shí)施機(jī)器人100的全部認(rèn)知的可管理部分。
[0060] 在所展示的實(shí)例中，行為系統(tǒng)210a包含用于基于由傳感器感知的障礙物而確定 響應(yīng)性機(jī)器人行動(dòng)（例如，繞開；轉(zhuǎn)向；在障礙物之前停止等等）的障礙物檢測(cè)/障礙物避 開（0D0A)行為300a。另一行為300可包含用于鄰近所檢測(cè)到的墻壁行駛（例如，沿平行 于墻壁的方向或以朝向及遠(yuǎn)離墻壁行駛的擺動(dòng)模式）的墻壁沿循行為300b。其它行為300 可包含陡壁檢測(cè)行為300c(例如，機(jī)器人檢測(cè)到樓梯且避免從樓梯跌落）。
[0061] 參考圖3及6,在一些實(shí)施方案中，機(jī)器人100 (即，傳感器系統(tǒng)500)包含接近或圍 繞機(jī)器人主體110的前向部分112的底部部分116布置的一或多個(gè)陡壁接近度傳感器520。 在一些實(shí)例中，機(jī)器人100的底部部分116包含輪緣118。輪緣118連接機(jī)器人100的底部 部分116與機(jī)器人主體110的前向外圍112a及后向外圍114a。輪緣118可具有截頭圓錐 形狀，其中較小直徑為機(jī)器人主體110的底部部分116的直徑且擴(kuò)展而與機(jī)器人主體110 的前向部分112及后向部分114連接。陡壁接近度傳感器520可檢測(cè)機(jī)器人100何時(shí)已遇 到地板10的下跌陡壁12,例如其何時(shí)遇到一組樓梯或地板表面10的高度的改變?？刂破?200 (執(zhí)行控制系統(tǒng)）可在檢測(cè)到陡壁12時(shí)執(zhí)行致使機(jī)器人100采取行動(dòng)（例如改變其行 進(jìn)方向）的行為。在一些實(shí)施方案中，傳感器系統(tǒng)500包含