一种虚拟墙装置与机器人及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种虚拟墙装置与机器人及其控制方法，包括虚拟墙装置与机器人，虚拟墙装置可以发出虚拟墙信号，从而将虚拟墙装置所在的工作空间区隔出分隔区域与开放区域，且虚拟墙装置利用其所设的设定单元设定在该分隔区域的活动时间，机器人则根据虚拟墙信号决定是否进入分隔区域，并且在进入分隔区域达到活动时间后，不需要虚拟墙装置的引导即能自行离开分隔区域，并且进入到开放区域，因此，虚拟墙装置与机器人都能节省电力的使用。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟墙装置与机器人及其控制方法
本专利技术有关于虚拟墙装置与机器人，尤指一种虚拟墙装置可以设定机器人在特定区域的活动时间，以及控制机器人在不同区域中活动的方法。
技术介绍
近年来，机器人的使用领域越来越广，例如：清洁机器人，清洁机器人由于其不断的新增及改良各种功能，使得清洁机器人清洁能力大幅提升，让人们从怀疑清洁机器人的清洁能力，到现今人们越来越能够接受使用清洁机器人进行清洁工作，就如同使用洗衣机取代大部分传统手工洗衣的工作一样。而在众多的清洁机器人功能当中，其中一种虚拟墙功能，是使用虚拟墙装置发出特定信号，用于分隔相通空间成两个区域，进而限制清洁机器人在其中一个区域中移动，例如：美国专利第US6690134B1号所揭露的主要技术特点在于，当清洁机器人接收到虚拟墙装置(即此美国专利所称的robotconfinementtransmitter)发出光源时，清洁机器人执行回避行为而远离光源。然而，前述的美国专利第US6690134B1号所揭露的技术特点，并不能让清洁机器人进入到另一个区域中进行清洁。进而有多家业者针对此功能提出改善方案，并分别提出专利申请前案，例如：中国专利技术专利第CN102262407B及CN102048499B号等。以中国专利第CN102262407B号为例，其说明书第0039段落关于“请参考图2C，当扫地机器人110清洁完区域220后，扫地机器人110改发射超音波编码信号UW2。当引导装置130B接收到超音波编码信号UW2后，改发射引导无线信号IR2。扫地机器人110便可根据引导无线信号IR2离开区域220，并进入区域230，开始进行清洁工作。”，和第0044段落关于“另外，扫地机器人110本身具有计时的功能。举例而言，当扫地机器人110清扫30分钟后，便会改发射超音波编码信号UW2，用于进入另一区域清扫”。再者，第0045段落还指出“在其它实施例中，当扫地机器人110进入新的区域时，可先沿墙移动，用于计算出此区域的约略大小，以及计算出清扫此区域所需的预估时间。当实际的清扫时间等于预估时间时，扫地机器人110便发射超音波编码信号UW2，用于进入另一区域清扫”。意思是，在此中国专利前案中，清洁机器人每次进入新的区域都需先沿墙移动，用于计算出预估时间，然后，当清扫时间等于预估时间后，需要由扫地机器人改发射超音波编码信号UW2给引导装置130B(相当于前述的虚拟墙装置)，再由引导装置130B发射引导无线信号IR2引导清洁机器人进入离开区域220，并进入区域230。从前述的内容中可知，中国专利第CN102262407B号的清洁机器人每次进入新的区域都需先沿墙移动，用于计算出预估时间的行为，浪费许多清洁机器人的电池的电力。再者，清洁机器人与引导装置之间需要来回发送接收不同的信号，才能进出不同的区域以及完成不同区域的清洁工作，也大幅地耗费了清洁机器人与引导装置的电池的电力。然而，清洁机器人及引导装置的电池容量有限，任何浪费电力的行为，都应该予以改善。
技术实现思路
鉴于先前技术中，传统的清洁机器人及引导装置浪费电池的电力的问题，因此，本专利技术的一个目的：机器人不需要执行任何动作模式计算出各区域的所需的清洁时间，而是由虚拟墙装置提供进入分隔区域内需要活动多久时间；本专利技术的另一个目的：机器人不需要通过虚拟墙装置的引导信号离开当前被分隔的分隔区域，而是在到达活动时间后自行离开分隔区域。根据本专利技术上述的目的，提供了一种虚拟墙装置，包括设定单元、虚拟墙控制单元及虚拟墙信号发射单元，其中，设定单元设在壳体表面，并连接虚拟墙控制单元，设定单元提供设定机器人进入分隔区域内的活动时间，且依据被设定的活动时间提供活动时间信息给虚拟墙控制单元。虚拟墙信号发射单元连接虚拟墙控制单元，并经由虚拟墙控制单元接收活动时间信息，而发出包括活动时间信息的虚拟墙信号，用于提供机器人接收虚拟墙信号，使得机器人依据虚拟墙信号的活动时间信息决定在分隔区域内活动多少时间，以及利用虚拟墙信号将机器人的工作空间分隔成分隔区域及开放区域。根据本专利技术上述的目的，还提供了一种虚拟墙装置的控制方法，虚拟墙装置进行下列步骤，虚拟墙装置的设定单元输出机器人进入分隔区域内的活动时间信息给虚拟墙控制单元，虚拟墙控制单元传送活动时间信息给虚拟墙装置的虚拟墙信号发射单元，虚拟墙信号发射单元发出包括活动时间信息的虚拟墙信号。根据本专利技术上述的目的，还提供了一种机器人，包括机器人控制单元、虚拟墙信号接收单元及驱动单元，驱动单元连接机器人控制单元，并带动机器人移动，虚拟墙信号接收单元连接机器人控制单元，并接收虚拟墙装置的虚拟墙信号发射单元所输出的虚拟墙信号，虚拟墙信号包括机器人进入虚拟墙信号所分隔的分隔区域的活动时间信息，机器人控制单元在允许进入分隔区域的状态下，机器人控制单元以限制命令让驱动单元带动机器人在活动时间内在分隔区域活动，并禁止带动机器人离开分隔区域，机器人控制单元在分隔区域内到达活动时间，机器人控制单元则已离开命令让驱动单元带动机器人离开分隔区域。根据本专利技术上述的目的，还提供了一种机器人的控制方法，机器人至少包括机器人控制单元、虚拟墙信号接收单元及驱动单元，并进行下列步骤，虚拟墙信号接收单元接收虚拟墙装置的虚拟墙信号发射单元所输出的虚拟墙信号，其中虚拟墙信号包括机器人进入虚拟墙信号所分隔的分隔区域的活动时间信息，虚拟墙信号接收单元将所接收到的虚拟墙信号传送给机器人控制单元，机器人控制单元从虚拟墙信号取得活动时间信息，当机器人控制单元以限制命令让驱动单元带动机器人进入虚拟墙信号所分隔的分隔区域内，即机器人控制单元开始计时，令机器人控制单元在活动时间内继续以限制命令让驱动单元禁止带动机器人越过虚拟墙信号，直至机器人控制单元在分隔区域内的计时时间到达活动时间，机器人控制单元以离开命令让驱动单元带动机器人离开分隔区域。根据本专利技术上述的目的，还提供了一种以虚拟墙装置限制机器人移动的控制方法，应用在虚拟墙装置与机器人之间，并进行下列步骤：虚拟墙装置可被选择的设定机器人进入分隔区域内的活动时间，机器人在行进当中发出侦测信号，虚拟墙装置因接收到侦测信号，而发出虚拟墙信号，虚拟墙信号包括依据活动时间所产生的活动时间信息，机器人接收到虚拟墙信号，并经确认为可进入到被虚拟墙信号分隔的分隔区域内，机器人即由虚拟墙信号中取得活动时间信息，且机器人开始计时产生计时时间，机器人在计时时间尚未达到活动时间前，机器人禁止通过虚拟墙信号，直到机器人在计时时间达到活动时间后，机器人允许通过虚拟墙信号，而离开分隔区域。本专利技术具有下列之一或多个优点：使用者可以依据房间大小，自行在虚拟墙装置设定机器人在分隔区域内的活动时间，以解决传统机器人需要在分隔区域内先进行沿墙移动而计算需要多少清洁时间，而造成浪费机器人电量的问题。机器人在计时时间达到活动时间，即自主离开分隔区域，不需要虚拟墙装置的引导，从而可减少使用虚拟墙装置的电量。附图说明图1表示本专利技术的一使用状态示意图；图2表示本专利技术的虚拟墙装置的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟墙装置，其特征在于，包括：/n一壳体；/n一虚拟墙控制单元，设在该壳体；/n一设定单元，设在该壳体，并连接该虚拟墙控制单元，该设定单元提供设定一机器人进入工作空间中的一分隔区域内的一活动时间，并据以产生一活动时间信息；/n一侦测信号接收单元，设在该壳体，并连接该虚拟墙控制单元，提供接收该机器人发出的侦测信号，并将该侦测信号传到该虚拟墙控制单元；/n一虚拟墙信号发射单元，连接该虚拟墙控制单元，该虚拟墙控制单元在接收到该侦测信号的期间内，启动该虚拟墙信号发射单元以发出虚拟墙信号，该虚拟墙信号将该工作空间分隔成该分隔区域与一开放区域；/n其中，该虚拟墙控制单元接收该活动时间信息，而传送到该虚拟墙控制单元，让该虚拟墙信号发射单元发出包括该活动时间信息的该虚拟墙信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟墙装置，其特征在于，包括：
一壳体；
一虚拟墙控制单元，设在该壳体；
一设定单元，设在该壳体，并连接该虚拟墙控制单元，该设定单元提供设定一机器人进入工作空间中的一分隔区域内的一活动时间，并据以产生一活动时间信息；
一侦测信号接收单元，设在该壳体，并连接该虚拟墙控制单元，提供接收该机器人发出的侦测信号，并将该侦测信号传到该虚拟墙控制单元；
一虚拟墙信号发射单元，连接该虚拟墙控制单元，该虚拟墙控制单元在接收到该侦测信号的期间内，启动该虚拟墙信号发射单元以发出虚拟墙信号，该虚拟墙信号将该工作空间分隔成该分隔区域与一开放区域；
其中，该虚拟墙控制单元接收该活动时间信息，而传送到该虚拟墙控制单元，让该虚拟墙信号发射单元发出包括该活动时间信息的该虚拟墙信号。


2.根据权利要求1所述的虚拟墙装置，其特征在于，该设定单元设在该壳体表面，该设定单元为无段式旋钮开关、多段式旋钮开关或电子式时间设定器的实体组件。


3.根据权利要求1所述的虚拟墙装置，其特征在于，该设定单元设在壳体内，该设定单元为无线信号接收器。


4.根据权利要求1所述的虚拟墙装置，其特征在于，该虚拟墙信号发射单元包括：
一第一发射部，该第一发射部向外输出外侧信号，该外侧信号的发送位置相邻该开放区域；
一第二发射部，该第二发射部向外输出内侧信号，该内侧信号的发送位置相邻该工作空间的分隔区域；
其中该外侧信号及该内侧信号组成该虚拟墙信号，该机器人依照接收该外侧信号及该内侧信号的顺序，判别进入或离开该虚拟墙信号所分隔的该分隔区域。


5.根据权利要求4所述的虚拟墙装置，其特征在于，该虚拟墙装置设有唯一识别信息，该活动时间信息及该唯一识别信息设在该外侧信号及该内侧信号的其中之一。


6.一种虚拟墙装置的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的虚拟墙装置，包括：
该侦测信号接收单元接收该机器人所发出的该侦测信号；
虚拟墙控制单元接收该设定单元被设定的该活动时间信息；
该虚拟墙控制单元传送该活动时间信息给该虚拟墙信号发射单元；
该虚拟墙信号发射单元发送包括该活动时间信息的该虚拟墙信号，该虚拟墙信号将一工作空间分隔出一分隔区域及一开放区域。


7.根据权利要求6所述的虚拟墙装置的控制方法，其特征在于，当该侦测信号接收单元未接收到该侦测信号时，该虚拟墙信号发射单元停止发送该虚拟墙信号。


8.一种机器人，其特征在于，包括：
一机器人控制单元；
一虚拟墙信号接收单元，连接该机器人控制单元，并接收外界的一虚拟墙装置所设的一虚拟墙信号发射单元输出的一虚拟墙信号；
一驱动单元，连接该机器人控制单元，并接收该机器人控制单元的操作命令，而带动该机器人移动；
一侦测单元，包括：
一机器人侦测信号发射模块，连接该机器人控制单元，该机器人侦测信号发射模块向外发出一侦测信号；及
一机器人侦测信号接收模块，连接该机器人控制单元，该机器人侦测信号接收模块接收由一障碍物反射的该侦测信号，并传送给该机器人控制单元，该机器人控制单元接收到该侦测信号表示接近该障碍物，并在接近该障碍物时执行默认的一避障模式回避该障碍物；
其中，该机器人控制单元根据该虚拟墙信号决定是否进入到该虚拟墙装置所分隔的一分隔区域；
另外，该机器人控制单元在进入该分隔区域的状态下，从该虚拟墙信号取得一活动时间信息，并令该机器人控制单元以一限制命令，让该驱动单元带动该机器人在该活动时间信息中所设的活动时间内在该分隔区域内活动，并禁止离开该分隔区域，且该机器人控制单元在到达该活动时间时产生一离开命令，令该驱动单元带动机器人离开该分隔区域。


9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，该机器人控制单元设有一重置模块，该重置模块定义该机器人重新允许进入该分隔区域的一重置条件，该重置条件包括开机或关机。


10.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，该机器人控制单元根据回归该分隔区域的一回归命令，使得该驱动单元带动该机器人优先移动到最后离开的该虚拟墙装置的该分隔区域内。


11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于，该机器人控制单元的回归命令，执行沿墙走模式让驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕成祥，
申请(专利权)人：燕成祥，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71