移动清洁机器人的预防性维护制造技术

本文描述了用于评估移动清洁机器人中的清洁头组件的健康状态的系统和方法。移动机器人包括机动清洁构件，该机动清洁构件可旋转地接合地板表面以提取碎屑。示例性系统包括处理器电路，其接收由移动清洁机器人横越环境而产生的机器人数据，使用所接收的机器人数据的一部分确定机器人参数，该部分与由移动清洁机器人重复横越的具有特定表面条件的地板区域相对应，以及基于机械人参数确定清洁头状态和清洁头的剩余使用寿命的估计。清洁头系统的确定状态可以经由用户界面提供给用户。状态可以经由用户界面提供给用户。状态可以经由用户界面提供给用户。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】移动清洁机器人的预防性维护
[0001]优先申请
[0002]本申请要求2019年12月11日提交的美国专利申请16/710,126的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本文件总体上涉及移动机器人，并且更具体地，涉及用于预测性维护移动清洁机器人的系统，设备和方法。

技术介绍

[0004]自主移动机器人可以在环境中绕表面移动。自主移动机器人的示例包括在环境(例如，家庭)内自主执行清洁任务的清洁机器人。许多类型的清洁机器人在一定程度上以不同的方式是自主的。清洁机器人可以执行“清洁任务”，其中，机器人横越其环境的地板表面并同时从该地板表面摄取(例如，吸取)碎屑。
[0005]移动清洁机器人可以包括清洁头，例如刷，打浆辊等，其拾起或帮助拾起碎屑。但是，尽管清洁头可以搅动并从地板表面抽走碎屑和污垢，但是细丝(例如头发，细线，细绳，地毯纤维)可能会紧紧缠绕在滚筒上。尤其是，宠物毛发容易迅速累积并且难以去除。清洁头中可能会积聚碎屑。此外，清洁头可能会随着时间而磨损。日常维护对于有效清洁至关重要。

技术实现思路

[0006]本文描述了用于自动确定移动清洁机器人中清洁头状态的系统、设备和方法，清洁头状态例如清洁头或其清洁构件的磨损水平或碎屑累积水平(即清洁头的“脏污”水平)。可以在移动机器人的正常操作过程中确定清洁头的状态，从而确定维护要求。使用预测性维护方法，将基于清洁头的实际状况而不是预期寿命的总体合计估计值(例如，平均数或其他基于聚集的统计数据)来确定清洁头状态。示例性系统可以接收由移动清洁机器人横越环境而产生的机器人数据，提取所接收的机器人数据的一部分，该部分与由移动清洁机器人横越的具有特定表面条件的地板区域相对应，使用提取的机器人数据部分来确定机器人参数，基于机械人参数确定清洁头的状态，并估计清洁头的剩余使用寿命。该系统可以为用户生成对清洁头进行清洁的建议，或更换磨损的清洁头的建议。
[0007]示例1是用于评估移动清洁机器人中清洁头组件的健康状态的系统，清洁头组件包括由马达驱动并且可旋转地接合地板表面以提取碎屑的清洁构件。所述系统包括：处理器电路，被配置为：接收由横越环境的移动清洁机器人产生的机器人数据；使用所接收的机器人数据的一部分来确定机器人参数，机器人数据的所述部分与由移动清洁机器人横越的环境中的地板区域相对应，所述地板区域具有表面状况；和基于所确定的机器人参数，确定清洁头的状态，清洁头的状态指示清洁构件的磨损水平或碎屑累积水平中的至少一项；和用户界面，被配置为通知用户清洁头的确定状态。
[0008]在示例2中，示例1的主题可选地包括处理器电路，该处理器电路可以被配置为生成包括多个清洁任务的机器人参数的趋势，所述多个清洁任务分别包括所述移动清洁机器人横越相同的地板区域，并且所述处理器电路被配置为基于生成的机器人参数的趋势来确定所述清洁头的状态。
[0009]在示例3中，示例1
‑
2中的任一项或多项的主题可选地包括处理器电路，所述处理器电路还被配置为使用所确定的机器人参数来产生所述清洁构件的剩余使用寿命(ERL)的估计。
[0010]在示例4中，示例1
‑
3中的任一项或多项的主题可选地包括以下一项或多项的测量：提供给马达的电压；马达电流；清洁构件的角速度；或清洁构件处产生的扭矩。
[0011]在示例5中，示例3
‑
4中的任一项或多项的主题可选地包括处理器电路，该处理器电路可以配置为：使用(1)代表清洁头动态的清洁头组件的数学模型，以及(2)对应于具有表面状况的地板区域的数据部分，来估计清洁构件的状态变量；和使用估计的状态变量生成清洁构件的ERL。
[0012]在示例6中，示例5的主题可选地包括状态变量，其包括与所述清洁构件中的碎屑累积或所述清洁构件的磨损相关的干扰扭矩。
[0013]在示例7中，示例5
‑
6中的任一项或多项的主题可选地包括数学模型，所述数学模型包括状态空间模型，并且所述处理器电路可以被配置为使用(1)供应给马达以驱动所述清洁构件的电压和(2)当移动清洁机器人在一个或多个表面状况下操作时产生的马达电流，来生成状态空间响应模型。
[0014]在示例8中，示例1
‑
7中的任一项或多项的主题可选地包括处理器电路，所述处理器电路被配置为，基于包含关于环境中的一个或多个地板区域的表面状况的信息的地板地图，来提取所接收的机器人数据的与具有表面状况的地板区域相对应的部分，所述表面状况包括以下一项或多项：地板类型；在环境的特定空间位置处的地板表面；用于移动清洁机器人的对接站的平台表面；或具有特定尺寸或形状的地板表面。
[0015]在示例9中，示例1
‑
8中的任一项或多项的主题可选地包括处理器电路，所述处理器电路被配置为根据清洁任务的阶段来提取所接收的机器人数据的所述部分，所述清洁任务的阶段包括以下至少一项：对接阶段，在对接阶段移动清洁机器人返回到对接站；或解除对接阶段，在解除对接阶段移动清洁机器人离开对接站。
[0016]在示例10中，示例1
‑
9中的任一项或多项的主题可选地包括机器人参数，所述机器人参数包括由所述马达产生的、用于驱动所述清洁构件越过具有表面状况的地板区域的能量，并且其中，所述处理器电路被配置为：产生包括多个清洁任务的马达能量的趋势，所述多个清洁任务分别包括所述移动清洁机器人横越相同的地板区域；在第一监视时段期间，基于马达能量的增加趋势确定碎屑累积水平；和在比第一监视时段更长的第二监视时段期间，基于马达能量的减少趋势确定磨损水平。
[0017]在示例11中，示例10的主题可选地包括在所述清洁头的两个连续维护服务之间的第一监视时段。
[0018]在示例12中，示例10
‑
11中的任一项或多项的主题可选地包括处理器电路，所述处理器电路被配置为在多个清洁任务上趋势化马达能量，每个清洁任务在关于检测到的清洁头的维护指示的特定时间发生。
[0019]在示例13中，示例12的主题可选地包括联接到一个或多个传感器的维护检测器电路，以检测正在对清洁头执行维护的指示。
[0020]在示例14中，示例1
‑
13中的任一项或多项的主题可选地包括机器人参数，所述机器人参数包括驱动所述清洁构件以可旋转地接合所述移动清洁机器人的对接站的平台表面的马达的动态响应；其中，处理器电路被配置为基于所确定的马达的动态响应与用于磨损的清洁头的第一马达响应模板或用于碎屑累积的清洁头的第二马达响应模板中的一个或多个的比较，来确定清洁头的状态；和其中，第一马达响应模板和第二马达响应模板分别使用与可旋转地接合对接站的平台表面的清洁构件相对应的机器人数据生成。
[0021]在示例15中，示例14的主题可选地包括处理器电路，所述处理器电路被配置为：生成参数模型以拟合所确定的马达的动态响应；确定参数模型的一个或多个模型参数，以使拟合满足特定标准；和使用所确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于评估移动清洁机器人中清洁头组件的健康状况的系统，所述清洁头组件包括由马达驱动并可旋转地接合地板表面以提取碎屑的清洁构件，所述系统包括：处理器电路，被配置为：接收由横越环境的所述移动清洁机器人生成的机器人数据；使用所接收的机器人数据的一部分来确定机器人参数，所述机器人数据的所述部分与由所述移动清洁机器人横越的环境中的地板区域相对应，所述地板区域具有表面状况；和基于所确定的机器人参数，确定清洁头的状态，所述清洁头的状态指示所述清洁构件的磨损水平或碎屑累积水平中的至少一项；和用户界面，被配置为通知用户所确定的清洁头的状态。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为生成包括多个清洁任务的机器人参数的趋势，所述多个清洁任务分别包括所述移动清洁机器人横越相同的地板区域，并且所述处理器电路被配置为基于生成的机器人参数的趋势来确定所述清洁头的状态。3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其中，所述处理器电路还被配置为使用所确定的机器人参数来生成所述清洁构件的剩余使用寿命(ERL)的估计。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的系统，其中，所述机器人数据包括以下一项或多项的测量：提供给马达的电压；马达电流；清洁构件的角速度；或清洁构件处产生的扭矩。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为：使用(1)代表清洁头动态的清洁头组件的数学模型，以及(2)对应于具有所述表面状况的地板区域的数据部分，来估计所述清洁构件的状态变量；和使用估计的状态变量生成所述清洁构件的ERL。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述状态变量包括与所述清洁构件中的碎屑累积或所述清洁构件的磨损相关的干扰扭矩。7.根据权利要求5或6中任一项所述的系统，其中，所述数学模型包括状态空间模型，并且所述处理器电路被配置为使用(1)供应给马达以驱动所述清洁构件的电压和(2)当所述移动清洁机器人在一个或多个表面状况下操作时产生的马达电流，来生成状态空间响应模型。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为，基于包含关于环境中的一个或多个地板区域的表面状况的信息的地板地图，来提取所接收的机器人数据的与具有所述表面状况的地板区域相对应的部分，所述表面状况包括以下一项或多项：地板类型；在环境的特定空间位置处的地板表面；用于所述移动清洁机器人的对接站的平台表面；或具有特定尺寸或形状的地板表面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为根据清洁任务的阶段来提取所接收的机器人数据的所述部分，所述清洁任务的阶段包括以下至少一项：对接阶段，在对接阶段所述移动清洁机器人返回到对接站；或解除对接阶段，在解除对接阶段所述移动清洁机器人离开对接站。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述机器人参数包括由所述马达生成的、用于驱动所述清洁构件越过具有所述表面状况的地板区域的能量，并且其中，所述处理器电路被配置为：生成包括多个清洁任务的马达能量的趋势，所述多个清洁任务分别包括所述移动清洁机器人横越相同的地板区域；在第一监视时段期间，基于马达能量的增加趋势确定碎屑累积水平；和在比第一监视时段更长的第二监视时段期间，基于马达能量的减少趋势确定磨损水平。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第一监视时段在所述清洁头的两个连续维护服务之间。12.根据权利要求10或11中的任一项所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为在多个清洁任务上趋势化马达能量，每个清洁任务在关于检测到的清洁头的维护指示的特定时间发生。13.根据权利要求12所述的系统，包括联接到一个或多个传感器的维护检测器电路，以检测正在对清洁头执行维护的指示。14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，所述机器人参数包括驱动所述清洁构件以可旋转地接合所述移动清洁机器人的对接站的平台表面的马达的动态响应；其中，处理器电路被配置为基于所确定的马达的动态响应与用于磨损的清洁头的第一马达响应模板或用于碎屑累积的清洁头的第二马达响应模板中的一个或多个的比较，来确定清洁头的状态；和其中，第一马达响应模板和第二马达响应模板分别使用与可旋转地接合对接站的平台表面的清洁构件相对应的机器人数据生成。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为：生成参数模型以拟合所确定的马达的动态响应；确定参数模型的一个或多个模型参数，以使拟合满足特定标准；和使用所确定的一个或多个模型参数确定清洁头的状态。16.根据权利要求1至15中的任一项所述的系统，包括多个估计器，所述多个估计器与环境中的具有相应表面状况的相应地板区域相关联，其中：所述多个估计器中的每一个被配置为使用接收到的机器人数据中的与相应地板区域相对应的部分来确定相应机器人参数；和所述处理器电路被配置为：使用在清洁任务中由所述多个估计器分别确定的机器人参数来生成复合机器人参数；在多个清洁任务上生成所述复合机器人参数的趋势，每个清洁任务包括所述移动清洁机器人横越一个或多个相应的地板区域；和
基于所生成的所述复合机器人参数的趋势确定所述清洁头的状态。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为为所述多个估计器中的每一个确定相应的权重因子，并使用由相应的权重因子加权的所述机器人参数的组合来生成所述复合机器人参数。18.根据权利要求17所述的系统，其中：所述多个估计器中的每一个被配置为生成所述清洁构件的估计剩余使用寿命(ERL)；和所述处理器电路被配置为使用由相应权重因子加权的ERL的组合来生成合计的ERL。19.根据权利要求17或18中的任一项所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为基于与相应估计器相关联的地板区域的地板类型来确定所述权重因子。20.根据权利要求17至19中的任一项所述的系统，其中，所述处理器电路被配置为基于当所述移动清洁机器人在清洁任务中横越与相应估计器相关联的地板区域时所获取的机器人数据的可变性度量来确定所述加权因子。21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中，所述用户界面被配置为将所述清洁构件的ERL通知给用户。22.根据权利要求1至21中任一项所述的系统，其中，所述用户界面被配置为响应于所确定的碎屑累积水平来生成清洁所述清洁构件的推荐，或者基于所确定的磨损水平来生成更换所述清洁构件的推荐。23.根据权利要求1至22中的任一项所述的系统，其中，所述用户界面被配置为提示用户购买新的清洁头，以更换具有确定的磨损水平的清洁头。24.一种评估移动清洁机器人中清洁头组件的健康状况的方法，所述清洁头组件包括由马达驱动并可旋转地接合地板表面以提取碎屑的清洁构件，所述方法包括：接收由横越环境的所述移动清洁机器人生成的机器人数据；经由处理器电路使用所接收的机器人数据的一部分来确定机器人参数，机器人数据的所述部分与由所述移动清洁机器人横越的环境中的地板区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ伯恩斯，T博库奇，
申请(专利权)人：美国iRobot公司，
类型：发明
国别省市：