自移动机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及自移动机器人系统，自移动机器人系统包括用于产生预设信号的信号发生装置；用于检测预设信号并产生检测结果的信号检测装置；用于辐射或/和接收预设信号的信号线；以及设置在自移动机器人上的控制单元，控制单元接收检测结果并且根据检测结果控制自移动机器人移动。其中，信号线的一端连接信号发生装置或/和信号检测装置，所述信号线从所述端单向延伸，信号线不构成电路学回路。本发明专利技术可以通过非闭合的信号线实现自移动机器人判别工作区域及/或引导回归，从而简化了用户布置封闭边界线或引导线的操作，提高了用户使用自移动机器人系统的体验感。

Mobile robot system

The present invention relates to a mobile robot system, since the mobile robot system for signal generating device for preset signal; signal detection device for detecting the preset signal and generates a detection result; for radiation or / and receives preset signal line; and set in the control unit from the mobile robot, the control unit receives the detection results and according to the control of the mobile robot detection results. Wherein, one end of the signal line is connected with a signal generating device or a signal detecting device, and the signal line extends one-way from the end, and the signal line does not form a circuit for the circuit. The invention can through the signal line non closed self mobile robot identification work area and / or guide the regression, thus simplifying the user layout of closed boundary line or guide line operation, improve the user experience from the mobile robot system.

【技术实现步骤摘要】
自移动机器人系统
本专利技术涉及一种自移动机器人系统，特别是一种能够在预设工作区域内移动和工作的自移动机器人系统及一种能够自动回归到某一预设位置的自移动机器人系统。
技术介绍
随着科学技术的发展，智能的自移动机器人为人们所熟知，由于自移动机器人可以按照预先设置的程序自动执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如智能割草机、智能吸尘器等，这些智能的自移动机器人极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。自移动机器人如智能割草机，通常具有工作模式和回归模式。在工作模式下，自移动机器人在预设的工作区域内移动和执行预先设置的相关任务。在回归模式下，自移动机器人能够按照预设路线自动移动到充电站，进行充电或停泊。在工作模式下，为了限制上述自移动机器仅在预设的工作区域内工作，业界通常采用边界系统对自移动机器人的工作区域进行控制。如图1所示，边界系统包括信号发生装置40’，自移动机器人10’和边界线50’。自移动机器人10’通过识别边界线50’，控制其只在该边界线50’的一侧进行工作及移动。在该实施例中，边界线50’规划出由边界线50’围绕而成的工作区域30’和位于边界线50’圈外的非工作区域100’。信号发生装置40’与边界线50’电性连接，信号发生装置40’产生预设边界信号SC发送给边界线50’，预设边界信号SC流经边界线50’时会产生变化的磁场90’。自移动机器人10’进一步包括信号检测装置20’和控制单元80’(图中未示出)。信号检测装置20’检测所述变化的磁场90’，并生成检测信号SC’。控制单元80’接收检测信号SC’，并根据所述检测信号SC’控制自移动机器人10’在工作区域30’内移动。预设边界信号SC为随时间变化的电信号。如图2所示，在该实施例中，预设边界信号SC’具体为周期性脉冲电流信号，预设边界信号SC’流经边界线50’时会在边界线50’的周围产生变化的磁场90’。在任一时刻，磁场90’在边界线50’的两侧分别呈现相反的极性，即工作区域30’内磁场的极性与非工作区域100’内磁场的极性相反。如本领域技术人员所知，通过控制预设边界信号SC幅值大小可以确保工作区域30’内布满磁场。在一具体的实施例中，信号发生装置40’包括一电源和一可控开关，信号发生装置40’与边界线50’连接构成电回路。通过控制可控开关的断开和关闭，可以产生如图2所示的预设边界信号SC’。信号检测装置20’可以有多种形式，只要其能将磁场90’转换为相应的电信号即可，优选地，信号检测装置20’包括电感。信号检测装置20’感应磁场90’并产生相应的电动势，从而将磁场90’转换为检测信号SC’传递给控制单元80’。磁场90’的极性在工作区域30’内与在非工作区域100’内是相反的，相应的，检测信号SC’的极性在工作区域30’内与非工作区域100’也相反。控制单元80’根据检测信号SC’的极性来判断自移动机器人10’是否跨越边界线50’。当检测信号SC’的极性发生变化时，控制单元80’判断自移动机器人10’正在跨越边界线50’。控制单元80’控制自移动机器人10’后退或者转向，使检测信号SC’变为初始极性，从而确保自移动机器人10’始终在工作区域30’内工作。在回归模式下，为了确保自移动机器人能够按照预设路线自动回归到充电站，业界通常利用上述边界系统作为硬件，通过改变自移动机器人的控制算法，引导自移动机器人10’沿着边界线回归至充电站。在回归模式下，原始边界线50’即为自移动机器人10’的引导线了。如图3所示，自移动机器人系统还包括充电站70’，信号发生装置40’设置在所述充电站100’上或者信号发生装置40’连接所述充电站100’。当控制单元80’接收到回归指令时，控制单元80’控制自移动机器人10’随机移动或按照预定方向移动以寻找边界线50’。控制单元80’根据检测信号SC’的极性来判断自移动机器人10’是否跨越边界线50’。当检测信号SC’的极性发生变化时，控制单元80’判断自移动机器人10’正在跨越边界线50’。控制单元80’内设回归算法，控制自移动机器人10’沿着边界线50’以图3所示曲折虚线回归至充电站70’。为了提高自移动机器人10’回归至充电站100’的效率，自移动机器人10’上设有两个两个信号检测装置20’，分别为信号第一检测装置21’和信号第二检测装置22’。如图4所示，信号第一检测装置21’和信号第二检测装置22’分别位于所述自移动机器人中轴线对称的左右两侧。当自移动机器人10’回归充电站100’时，控制单元80’控制自移动机器人10’向边界方向移动，当信号第一检测装置21’和信号第二检测装置22’所检测得到的检测信号SC’方向相反时，自移动机器人1’判断其处于跨线状态。边界线50’是通向充电站70’的，自移动机器人10’跨线后沿着边界线50’顺时针或者逆时针就能返回充电站70’。自移动机器人判别工作区域及回归引导都是基于变化的磁场信号实现的，而产生变化的磁场信号的技术手段必须在边界线或引导线上流经变化的电流。因此，在现有技术中，自移动机器人系统的边界线或引导线必须设置闭合线路以构成电路学回路。当工作区域面积较大时，信号发生装置需要产生幅值很大的预设边界信号才能确保工作区域内都存在磁场，这种方式会增加自移动机器人系统的功耗；当工作区域面积较大时，所需铺设的边界线或引导线的长度就会很长，就会浪费精力和财力；当工作区域的边界恰好存在墙面或灌木等障碍物时，用户在障碍物的地方布置封闭的边界线或引导线就会非常麻烦，严重影响用户使用自移动机器人系统的体验感。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为，提供一种功耗小且边界线或引导线不需要设置成闭合线路的自移动机器人系统。本专利技术提供一种自移动机器人系统，在工作区域内自动移动及自动工作，包括：信号发生装置，产生一适合以无线电波形式向自由空间辐射的预设信号；所述预设信号包括一具有特征频率的调制信号和一具有载波频率的载波信号；信号线，将所述预设信号以无线电波的形式向自由空间内辐射或者接收以无线电波形式存在自由空间内的预设信号；信号检测装置，接收以无线电波形式存在自由空间内的无线电信号，并且通过所述特征频率识别出所述调制信号，从而产生检测结果；控制单元，设置在所述自移动机器人内，接收所述检测结果，并根据所述检测结果控制自移动机器人移动或工作；其中，所述信号线的一端与所述信号发生装置或/和所述信号检测装置连接，所述信号线从所述一端单向延长，不构成电路学回路。优选的，所述载波信号的载波频率的范围为小于等于10MHZ。优选的，所述载波信号的载波频率的范围为小于等于2MHZ。优选的，所述调制信号的特征频率的范围为100HZ到500KHZ。优选的，所述调制信号的特征频率的范围为100HZ到50KHZ。优选的，所述预设信号的波形为梯形波、方波、三角波或者锯齿波。优选的，所述预设信号的波形上升沿时间的范围为100ns～2000ns。优选的，所述预设信号的波形上升沿时间的范围为500ns～2000ns。优选的，所述调制信号的特征频率包括具有一个固定频率或者复数个固定频率。优选的，所述检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自移动机器人系统，包括：自移动机器人，在工作区域内自动移动及自动工作；信号线，定义所述工作区域的边界或/和定义所述自移动机器人回归的路径；信号发生装置，产生一适合以无线电波形式向自由空间辐射的预设信号；所述预设信号包括一具有特征频率的调制信号和一具有载波频率的载波信号；信号检测装置，检测以无线电波形式存在自由空间内的预设信号，并且通过所述特征频率识别出所述调制信号，从而产生检测结果；控制单元，设置在所述自移动机器人内，接收所述检测结果，并根据所述检测结果控制自移动机器人移动；其特征在于，所述信号线的一端与所述信号发生装置或/和所述信号检测装置连接，用于将所述预设信号以无线电波的形式向自由空间内辐射或者接收以无线电波形式存在自由空间内的预设信号；所述信号线从所述一端单向延长，构成电路学断路。

【技术特征摘要】
2015.12.22 CN 20151097409701.一种自移动机器人系统，包括：自移动机器人，在工作区域内自动移动及自动工作；信号线，定义所述工作区域的边界或/和定义所述自移动机器人回归的路径；信号发生装置，产生一适合以无线电波形式向自由空间辐射的预设信号；所述预设信号包括一具有特征频率的调制信号和一具有载波频率的载波信号；信号检测装置，检测以无线电波形式存在自由空间内的预设信号，并且通过所述特征频率识别出所述调制信号，从而产生检测结果；控制单元，设置在所述自移动机器人内，接收所述检测结果，并根据所述检测结果控制自移动机器人移动；其特征在于，所述信号线的一端与所述信号发生装置或/和所述信号检测装置连接，用于将所述预设信号以无线电波的形式向自由空间内辐射或者接收以无线电波形式存在自由空间内的预设信号；所述信号线从所述一端单向延长，构成电路学断路。2.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述控制单元根据所述检测结果，判断所述自移动机器人与所述信号线之间的距离。3.根据权利要求2所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述自移动机器人具有工作模式，在所述工作模式下，所述控制单元控制自移动机器人与信号线之间的距离大于等于第一预设距离，使得自移动机器人在所述信号线的一侧自动移动及自动工作。4.根据权利要求2所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述自移动机器人具有回归模式，在所述回归模式下，所述控制单元控制自移动机器人与信号线之间的距离处于一个预设距离范围之内，使得自移动机器人大致沿所述信号线回归至一预设位置。5.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述检测结果包括信号强度。6.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述载波信号的载波频率的范围为小于等于10MHZ。7.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述载波信号的载波频率的范围为小于等于2MHZ。8.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述调制信号的特征频率的范围为100HZ到500KHZ。9.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述调制信号的特征频率的范围为100HZ到50KHZ。10.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述预设信号的波形为梯形波、方波、三角波或者锯齿波。11.根据权利要求10所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述预设信号的波形上升沿时间的范围为100ns～2000ns。12.根据权利要求10所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述预设信号的波形上升沿时间的范围为500ns～2000ns。13.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述调制信号的特征频率包括具有一个固定频率或者复数个固定频率。14.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述自移动机器人具有工作模式，在所述工作模式下，所述自移动机器人以信号线为边界线，在所述信号线的一侧自动移动及自动工作。15.根据权利要求14所述的自移动机器人系统，其特征在于，在工作模式下，所述控制单元控制自移动机器人移动，使得所述检测结果始终小于等于第一预设阈值。16.根据权利要求1所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述自移动机器人系统还包括充电站，所述充电站设有或者连接所述信号发生装置或/和所述信号检测装置。17.根据权利要求16所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述自移动机器人具有回归模式，在所述回归模式下，所述自移动机器人以所述信号线为引导线，大致沿着所述信号线回归至充电站。18.根据权利要求17所述的自移动机器人系统，其特征在于，在回归模式下，所述控制单元控制自移动机器人移动，使得所述检测结果始终大于等于第二预设阈值且小于等于第三预设阈值，其中第三预设阈值大于第二预设阈值。19.根据权利要求17所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述信号发生装置设置在所述充电站上，所述信号线与所述信号发生装置连接，所述自移动机器人设有一个所述信号检测装置。20.根据权利要求17所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述信号发生装置设置在所述充电站上，所述信号线与所述信号发生装置连接，所述自移动机器人设有复数个所述信号检测装置。21.根据权利要求20所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述自移动机器人设有两个所述信号检测装置，分别为信号第一检测装置和信号第二检测装置。22.根据权利要求21所述的自移动机器人系统，其特征在于，在回归模式下，在所述信号第一检测装置和信号第二检测装置所检测的检测结果达到第二预设阈值之后，所述控制单元控制自移动机器人的行走，使得所述信号第一检测装置与信号第二检测装置检测结果的强度差处...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭一云，邵勇，刘芳世，
申请(专利权)人：苏州宝时得电动工具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32