[发明专利]自移动机器人系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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’。