專利名稱：自動吸塵器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種自動吸塵器及其控制方法，尤其是一種在自動移動的清潔過程中由一障礙物或類似物引起吸塵器行進異常時，能夠通過適當地采取措施來平穩地完成清潔操作的吸塵器及其控制方法。
背景技術：
通常，自動吸塵器是一種在無人控制的情況下自動探測待清潔區域、障礙物或類似物的機器，其在自動移動中進行清潔，當電池能量耗盡時自動移動到充電端去充電，并且在完成充電后返回待清潔區域，以完成清潔操作。
傳統的自動吸塵器包括一吸入單元，用以吸走地面上的污物；一與驅動馬達連接的驅動輪，用以在移動方向上移動該自動吸塵器；多個輔助輪，用以在地面上支撐該吸塵器；一導航傳感器，用以確定吸塵器、障礙物及其類似物的位置；以及一控制單元，用以自動地控制吸塵器。這種吸塵器通過以一預定模式移動來完成清潔操作，并且一與該驅動輪連接的編碼器(encoder)探測該驅動輪的旋轉狀態，以由此確定該吸塵器的行進狀態。
但是，傳統的自動吸塵器存在下述問題。
盡管在清潔或移動中，傳統的自動吸塵器由于障礙物或類似物而不能正常行進，但是由于其驅動輪在地面上是滑動旋轉的(slidingly rotated)，編碼器會辨認該驅動輪的轉動是正常的，并且控制單元也會確定該吸塵器運行正常。因此，對于吸塵器的異常行進不可能采取措施，從而不能適當地完成清潔操作。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種自動吸塵器及其控制方法，其能夠在吸塵器不能正常行進時，通過準確地感應吸塵器的行進狀態并適當地采取措施來平穩地完成清潔操作。
為了達到這些或其它優點及根據本發明的目的，在此進行概括和寬泛地描述，本發明提供的自動吸塵器包括一吸入單元，其安裝在一吸塵器本體內用以吸走地面上的污物；一驅動單元，用以移動該吸塵器本體；一輪子，其安裝于該吸塵器本體的一底部以與地面接觸，并通過該吸塵器本體的移動而旋轉；一探測單元，用以探測該輪子是否旋轉；以及一控制單元，用以響應來自該探測單元的信號來控制該驅動單元。
為了達到這些或其它優點及根據本發明的目的，在此進行概括和寬泛地描述，本發明提供的自動吸塵器的控制方法包括一第一步驟，即通過自動移動執行清潔操作并吸走地面上的污物；一第二步驟，即通過感應一在地面上支撐該吸塵器并借助該吸塵器的移動來旋轉的輪子是否旋轉，來探測該吸塵器是否正常行進；以及一第三步驟，即使該吸塵器離開在第二步驟中探測到的該輪子旋轉停止的位置。
從下面的結合附圖對本發明所進行的詳細描述，本發明的前述和其它目的、特征、方案及優點將更為明顯。
用于進一步理解本發明的附圖包含于說明書中并構成本說明書的一部分，來舉例說明本發明的具體實施例，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。其中圖1是根據本發明的自動吸塵器的前視圖；圖2是根據本發明的自動吸塵器的剖視圖；圖3是根據本發明的自動吸塵器的底部示意圖；圖4是根據本發明的設于自動吸塵器中的探測單元的局部剖視圖；圖5是根據本發明的自動吸塵器的工作順序流程圖。
具體實施例方式
現在請參考附圖詳細描述本發明的優選實施例，實例已顯示在附圖中。
如圖1至圖3所示，根據本發明的吸塵器包括一風機馬達2，其安裝于吸塵器本體1的內部，用以產生吸力；一過濾容器4，其具有一安裝在風機馬達2附近的過濾器3并過濾由風機馬達2吸入的污物；一吸入頭6，其設于本體下部并通過一連接管5與過濾容器4連接，借此吸走地板上的污物；一毛刷7，其可旋轉地設于吸入頭6之中，用于刷取貼在地板上的污物；一排氣口52，形成于本體1的一側，并通過該排氣口52將過濾后的空氣排出；至少一個導航傳感器30，其安裝于吸塵器本體的一側，用以探測吸塵器的位置及障礙物或類似物的位置；一驅動輪8，可旋轉地安裝在本體1上；一驅動馬達51，用以旋轉該驅動輪8；至少一個輔助輪9，其安裝在吸塵器本體1的底部用以在地面上支撐該吸塵器本體，并借助吸塵器本體1的移動而進行旋轉(idling)；一探測單元10，用以感應該輔助輪9是否旋轉，并由此感應吸塵器的行進狀態；以及控制單元11，用于控制每個元件的運轉并通過接收探測單元10的信號來控制該驅動馬達。
此外，一充電的和放電的電池21安裝于吸塵器本體1的內部。一充電接頭單元(terminal unit)23設于本體1的后面并包括有一充電接頭22，將該充電接頭22連接到安裝在房間墻壁24上的電源接頭單元25的連接接頭26上來給電池21充電。另外，一光發射單元41安裝于該電源接頭單元25的下部，并且發射光信號以引導吸塵器本體1朝向該電源接頭單元25，并且一光接收單元42安裝于充電接頭單元23的下部，并接收由光發射單元41發射的光信號。
導航傳感器30包括一超聲波發射單元31，其安裝于吸塵器本體1中的前中部并用于發射超聲波；以及多個超聲波接收單元32，它們分別安裝于該超聲波發射單元31的上側和下側，并用于感應由障礙物或類似物反射的超聲波。
如圖4所示，該輔助輪9形成為具有圓截面的棒狀(in a bar shape)，并且以這樣的方式可旋轉地安裝于吸塵器本體1上，即它的某個部分插入一通過使本體1的底部凹陷而形成的凹部92中，從該輔助輪9兩端伸出形成的伸出部分90被分別插入到凹部92的內圓周表面的兩側形成的插入槽94中。因此，該輔助輪9在該吸塵器的運行過程中總是在與地面接觸的狀態下旋轉。在這里，該輔助輪不限于所述的形狀或安裝方法，而是可以以不同的形式形成和安裝。
該探測單元10包括一指示裝置103，其被形成為彼此具有光反射率差異或不同光吸收比的多種材料在圓周方向上被連續地鋪設于該輔助輪9的外圓周表面上；以及一光學傳感器104，其安裝于該輔助輪9的一側，發射光到該指示裝置103，然后感應反射光，并且輸出一感應信號到該控制單元11。該指示裝置103包括在該輔助輪9的外圓周表面上交替鋪設的一白色涂層101和一黑色涂層102。
該探測單元10并不限于被安裝在上述用以支撐該吸塵器本體的輔助輪9上，而是可以安裝在一獨立設置的并可借助吸塵器本體1的移動而在地面上滑動旋轉的旋轉裝置上。
由于當吸塵器正常運行時該輔助輪9是轉動的，探測單元10的光學傳感器104就辨認出由白色涂層101和黑色涂層102交替反射的反射光在變化，然后控制單元11確定該吸塵器行進正常。此外，由于當吸塵器異常行進時驅動輪8在地面上滑動旋轉或者輔助輪9不旋轉，光學傳感器就辨認出由白色涂層101和黑色涂層102反射的反射光并未發生變化。然后，控制單元11對比感應信號和設定值，確定該吸塵器行進異常，并輸出一信號以適當采取措施。
當使用者操作根據本發明上述構造的吸塵器時，控制單元11和導航傳感器30運轉，并且連接到驅動馬達51的驅動輪8旋轉。然后，吸塵器按照一設定模式在待清潔區域行進，同時風機馬達2被驅動。因此，通過吸入頭6和連接管5將地面上的污物吸入到過濾器3來執行清潔操作，然后對進來的污物進行過濾。
但是，如果由于在之前的運行中并未辨識出的障礙物引起吸塵器不能正常行進，則探測單元10探測該輔助輪9是否旋轉并且由此確定由障礙物阻止吸塵器運行的狀態。并且控制單元11接收探測單元10的信號并由此控制驅動馬達51，以自動使吸塵器離開具有障礙物的區域。
下面，將參照圖5逐步地描述上述自動吸塵器的連續控制過程。在該圖中，字母“S”表示步驟。
首先，當使用者開動一吸塵器的開關時，該吸塵器即按照一預定模式在一待清潔區域行進，執行清潔操作(S1)。
當吸塵器在待清潔區域執行清潔操作時，探測單元10感應輔助輪9是否旋轉。就是說，探測單元10的光學傳感器104感應由指示裝置103反射的光的數量變化(S2)。
在這個時候，如果輸入到光學傳感器104的光反射率差異有變化，這就意味著吸塵器本體1正在行進。因此繼續進行清潔操作(S4)。
另一方面，如果輸入到光學傳感器104的光反射率差異沒有變化，這就意味著障礙物阻止了吸塵器的行進。因此執行將吸塵器從當前位置脫離的操作。這就是說，通過使與驅動馬達51連接的驅動輪8反向旋轉持續指定的時間，來試圖使吸塵器從由于障礙物而不能移動的地方脫離出來(S3)。
在吸塵器執行完脫離操作之后，探測單元10感應輔助輪9是否旋轉，此時，如果光學感應器感應到光反射率差異有變化，就再執行吸塵操作。但是，如果光學感應器未感應到光反射率差異有變化，就再執行吸塵器的脫離操作。在此，只要是執行吸塵器的脫離操作，就對操作的數目進行計數(S5)。并且，將該計數值與一設定值(A)進行比較(S6)。在此，當吸塵器的脫離操作的數目不等于設定值(A)時，則執行該吸塵器的脫離操作，而當該數目等于設定值(A)，則中斷吸塵器的運轉(S7)。這就是說，當即使使吸塵器的脫離那個區域的操作執行了多次，吸塵器也不能從由于障礙物而使該吸塵器不能繼續行進的區域脫離時，則中斷該吸塵器的運轉，由此避免不必要的電能消耗以及元件的過度運行。
另一方面，在該吸塵器沒有中斷行進的情況下執行清潔操作之后，控制單元11確定吸塵器的清潔操作是否已經完成(S8)。如果清潔操作尚未完成，則再執行清潔操作。如果完成了該清潔操作，則吸塵器返回到電源接頭單元25，并且對電池21進行充電(S9)。
盡管出現由于在先前的行進中未辨識出的障礙物引起該自動吸塵器被異常停止時，所描述的根據本發明的自動吸塵器也可以平穩地和連續地執行吸塵操作。
上述發明可以以多種形式實施而不脫離其精神或必要特征，還可以理解的是，上述實施例并非只限于前面說明書的內容，除非另有限定，在所附權利要求書中限定的精神和范圍內可被廣泛地解釋，因此所有落入權利要求書的邊界和范圍內的或與這種邊界和范圍同等的變化和修改均應確定被所附權利要求書包含。
權利要求
1.一種自動吸塵器，包括一吸入單元，其安裝在一吸塵器本體內，用以吸走地面上的污物；一驅動單元，用以移動該吸塵器本體；一輪子，其安裝于該吸塵器本體的一底部以與地面接觸，并借助該吸塵器本體的移動而旋轉；一探測單元，用以探測該輪子是否旋轉；以及一控制單元，用以響應來自該探測單元的信號來控制該驅動單元。
2.如權利要求1所述的自動吸塵器，其中該探測單元包括一指示裝置，其形成于該輪子上，其中當該輪子旋轉時，該指示裝置的狀態發生變化；以及一探測裝置，其安裝于該輪子附近，用以探測該指示裝置的狀態。
3.如權利要求2所述的自動吸塵器，其中該指示裝置包括多個涂層，所述涂層被制成具有互不相同的光吸收比的多種材料在圓周方向上被交替地鋪設于該輪子的外圓周表面上；并且該探測裝置包括一光學傳感器，用以發射光到該涂層，并用以感應從該涂層反射的光的反射率變化。
4.如權利要求1所述的自動吸塵器，其中當該探測單元探測到該輪子的旋轉停止時，該控制單元輸出一控制該驅動單元的信號，以使該吸塵器本體朝著與正常行進方向相反的方向移動。
5.一種自動吸塵器，包括一吸入單元，其設于一吸塵器本體上，用以吸走地面上的污物；一驅動輪，其安裝于該吸塵器本體上，并借助該驅動馬達而旋轉以移動該吸塵器本體；至少一個輔助輪，其安裝于該吸塵器本體的一底部，用以在與地面接觸的狀態下將該吸塵器本體支撐于地面上，并借助該吸塵器本體的移動而旋轉；以及一探測單元，其安裝在該輔助輪附近，并用以探測該輔助輪是否旋轉。
6.如權利要求5所述的自動吸塵器，其中該探測單元包括一指示裝置，其被形成為具有互不相同的光吸收比的多種材料在圓周方向上被交替地鋪設于該輔助輪的外圓周表面上；以及一光學傳感器，其安裝在該輔助輪附近，用以發射光到該指示裝置，并用以感應從該指示裝置反射的光的反射率變化。
7.如權利要求5所述的自動吸塵器，其中該輔助輪是以這樣的方式可轉動地安裝于該吸塵器本體上，即該輔助輪的一部分被插入到在該吸塵器本體的一底部中形成的一凹部內，并且從該輔助輪兩端伸出的伸出部分被插入到在該凹部的一內圓周表面的兩側形成的插入槽中。
8.一種自動吸塵器的控制方法，包括一第一步驟，即通過自動移動執行清潔操作并吸走地面上的污物；一第二步驟，即通過感應一在地面上支撐該吸塵器并借助該吸塵器的移動來旋轉的輪子是否旋轉，來探測該吸塵器是否行進正常；以及一第三步驟，即將該吸塵器從在第二步驟中探測到該輪子停止旋轉的位置脫離。
9.如權利要求8所述的方法，其中在該第三步驟之后，還包括一步驟，即當在所執行的該第二步驟中探測到該輪子轉動時，則通過自動移動和吸走地面上的污物繼續進行清潔操作。
10.如權利要求8所述的方法，其中還包括一步驟，即當在重復執行該第二步驟和第三步驟超過預定次數之后探測到該輪子停止轉動時，中斷該吸塵器的運轉。
11.如權利要求8所述的方法，其中該第二步驟是通過發射光到該輪子上并由一光學傳感器感應從該輪子反射的光的變化來執行的。
12.如權利要求8所述的方法，其中該第三步驟是通過使一用于移動該吸塵器的驅動馬達反向旋轉來執行的，以使該吸塵器朝著與該吸塵器的正常行進方向相反的方向移動。
全文摘要
一種自動吸塵器，包括一吸入單元，其安裝在一吸塵器本體內，用以吸走地面上的污物；一驅動單元，用以移動該吸塵器本體；一輪子，其安裝于該吸塵器本體的一底部以與地面接觸，并借助該吸塵器本體的移動而旋轉；一探測單元，用以探測該輪子是否旋轉；以及一控制單元，用以響應來自該探測單元的信號來控制該驅動單元。因此，盡管出現由在先前的運行中未辨識出的一障礙物而引起的該自動吸塵器被異常停止的情況，該自動吸塵器也可以平穩和連續地執行清潔操作。
文檔編號A47L9/00GK1636497SQ20041004594
公開日2005年7月13日 申請日期2004年5月25日 優先權日2003年12月22日
發明者田炯臣, 任亨彬 申請人:Lg電子株式會社