TW201303538A - 自走式移動裝置的返回充電方法及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種自走式移動裝置的返回充電方法及其系統，主要是透過在充電站內建有中間遠距離信號發射單元、左、右遠距離信號發射單元及左、右近距離信號發射單元搭配在自走式移動裝置內建之左、右信號接收單元，進行反覆搜尋接收，並藉以修正返回路線，使自走式移動裝置能正確返回至充電站內進行充電者。

Description

自走式移動裝置的返回充電方法及其系統

　　本發明係有關於一種自走式移動裝置的返回充電方法及其系統，尤其是指一種在電力不足時，該自走式移動裝置能自動搜尋充電站之方位，並修正返回充電站之路線，以順利回到充電站進行充電之方法及系統者。

　　按，隨著科技的進步與發達，電器或設備自動化之技術也越加純熟，且被普遍的應用，例如：自走式移動裝置（吸塵機器人、清掃機器人、清洗地板機器人…）。

　　就上述該些自走式移動裝置而言，因具有完全自動化清潔家居地板而大幅節省人力之優點，因此成為工作忙碌之現代人的福音。惟早期的自走式移動裝置係以充電電池供應其運作電力，且當充電電池電力耗盡時須待使用者察知後才能對之充電，以致延誤清潔時程也大幅降低自動化便利性之特色。

　　後來有業者鑑於此一情形，乃研發出一種當察覺本身處於低電位時，能自動返回充電站進行自動充電之動作的自走式移動裝置。上述自走式移動裝置於自動返回充電站進行自動充電的移動路徑模式中，是屬於採用不斷碰撞或接觸式的方式，朝充電站移動。然而，此種碰撞式的返回充電移動路徑模式中，容易因長期的碰撞使機器損壞，而縮短使用的壽命，而且此種方式也造成返回充電站的路程變的更長，而容易在回程中電力便已耗盡，無法再自行回到充電站充電。因此，如何縮短自走式移動裝置返回充電站的路徑，以確實達到自走式移動裝置能自行返回充電站充電的方法及系統是本案要進行改進的主題。

　　本發明之主要目的，係提供一種自走式移動裝置的返回充電方法及其系統，該方法及系統能提供該自走式移動裝置自動搜尋充電站之方位，並修正返回充電站之路線，以順利回到充電站進行充電。

　　上述本發明之主要目的與功效，是由以下之具體技術手段所達成：

　　一種自走式移動裝置的返回充電方法，主要是利用反覆的搜尋並判斷自走式移動裝置內建之左、右信號接收單元所接收到的訊號是屬於充電站所發射的中間遠距離訊號或左、右遠距離訊號或左、右近距離訊號，來修正自走式移動裝置返回充電站的路線，使自走式移動裝置能選擇最短的距離並以正確的返回路逕回到充電站內進行充電者。

　　本發明係有關於一種自走式移動裝置的返回充電系統，主要是透過在充電站內建有中間遠距離信號發射單元及左、右遠距離信號發射單元與左、右近距離信號發射單元，以分別發射中間及左、右遠距離訊號與左、右近距離信號，另搭配在自走式移動裝置內建之左、右信號接收單元，進行信號的反覆搜尋接收，並藉由判斷是左或右信號接收單元接收到訊號，且該訊號是屬於中間或左或右之遠距離訊號，或左或右之近距離訊號，來修正自走式移動裝置返回充電站的路線，使自走式移動裝置能選擇最短的距離並以正確的返回路逕回到充電站內進行充電者。

　　為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

　　請參第一圖，為本發明之自走式移動裝置的返回充電系統的方塊架構示意圖。該自走式移動裝置的返回充電系統包括有：

　　設在充電站（１）之ㄧ中間遠距離信號發射單元（１１）、ㄧ左遠距離信號發射單元（１２）、ㄧ右遠距離信號發射單元（１３）、ㄧ左近距離信號發射單元（１４）及ㄧ右近距離信號發射單元（１５），該中間遠距離信號發射單元（１１）與左遠距離信號發射單元（１２）、右遠距離信號發射單元（１３）能分別發射中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）與左、右遠距離訊號（Ｓｌｌ）、（Ｓｒｌ），而左近距離信號發射單元（１４）及右近距離信號發射單元（１５）則分別發射左、右近距離訊號（Ｓｌｓ）、（Ｓｒｓ）；

　　設在自走式移動裝置（２）之ㄧ左信號接收單元（２１）與ㄧ右信號接收單元（２２）、一中央處理單元（２３）以及一轉動單元（２４）、一行走單元（２５）、ㄧ蓄電單元（２６）；該中央處理單元（２３）會隨時偵測該蓄電單元（２６）所剩之電力，以在電力不足時進行返回充電站（１）充電之動作；該左、右信號接收單元（２１）、（２２）在接收中間遠距離信號發射單元（１１）、左、右遠距離信號發射單元（１２）、（１３）左、右近距離信號發射單元（１４）、（１５）所發出的中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）及左、右遠距離訊號（Ｓｌｌ）、（Ｓｒｌ）與左、右近距離訊號（Ｓｌｓ）、（Ｓｒｓ）後，將該些訊號送至該中央處理單元（２３）進行處理，以依據何者信號接收單元接收到何種訊號，驅動該自走式移動裝置（２）之轉動單元（２４）或/及行走單元（２５）作動。

　　請參第二圖，為本發明之自走式移動裝置的返回充電方法的作動流程圖。首先，當自走式移動裝置（２）偵測到該蓄電單元（２６）所續存之電力不足時，該自走式移動裝置（２）便開始執行自動返回該充電站（１）充電之程序。執行該程序時，該自走式移動裝置（２）之左信號接收單元（２１）與右信號接收單元（２２）便開始搜尋由該充電站（１）之中間遠距離信號發射單元（１１）、左遠距離信號發射單元（１２）、右遠距離信號發射單元（１３）、左近距離信號發射單元（１４）及右近距離信號發射單元（１５）所發射出來的中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）、左、右遠距離訊號（Ｓｌｌ）、（Ｓｒｌ）、左、右近距離訊號（Ｓｌｓ）、（Ｓｒｓ），並將所搜尋接收到的訊號送至該中央處理單元（２３）進行處理，且判斷當下之自走式移動裝置（２）必須直線前進或左轉前進或右轉前進或原地旋轉，進而驅動該行走單元（２５）與轉動單元（２４）執行上述之動作，依序反覆直到該自走式移動裝置（２）回到充電站（１）。

　　以下分別以不同模式進一步說明該自走式移動裝置（２）在電力不足的狀態下欲自動返回到充電站（１）之方式，同時請一併參閱第一圖及第二圖（ａ）、（ｂ）。

＜模式一＞

　　參第三圖，當自走式移動裝置（２）之左信號接收單元（２１）、右信號接收單元（２２）未接收到任何由中間遠距離信號發射單元（１１）、左遠距離信號發射單元（１２）、右遠距離信號發射單元（１３）、左近距離信號發射單元（１４）及右近距離信號發射單元（１５）所發射而出之中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）、左、右遠距離訊號（Ｓｌｌ）、（Ｓｒｌ）、左、右近距離訊號（Ｓｌｓ）、（Ｓｒｓ）時，表示該自走式移動裝置（２）與充電站（１）之距離太遠，此時自走式移動裝置（２）之中央處理單元（２３）通知該轉動單元（２４）旋轉一圈，並令該行走單元（２５）執行隨機直線前進之動作，直到該自走式移動裝置（２）之左信號接收單元（２１）或右信號接收單元（２２）接收到任ㄧ訊號為止。其中，所述之執行直線前進之距離較佳為設定２公尺。

＜模式二＞

　　當自走式移動裝置（２）之左信號接收單元（２１）或右信號接收單元（２２）接收到左或右近距離訊號（Ｓｌｓ）或（Ｓｒｓ）時，或是左信號接收單元（２１）與右信號接收單元（２２）同時接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，表示該自走式移動裝置（２）相當接近該充電站（１）。其中：

＜模式二之ㄧ＞

　　當自走式移動裝置（２）之左信號接收單元（２１）及右信號接收單元（２２）同時接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，表示該自走式移動裝置（２）位於該充電站（１）的正中間位置，故該自走式移動裝置（２）執行直走以回到該充電站（１）。

＜模式二之二＞

　　參第四圖，當僅左信號接收單元（２１）接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，該自走式移動裝置（２）執行左轉，令右信號接收單元（２２）尋找中間遠距離訊號（Ｓｍｌ），當右信號接收單元（２２）接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，該自走式移動裝置（２）執行右轉，再令該左信號接收單元（２１）尋找中間遠距離訊號（Ｓｍｌ），如此依序反覆直到該左、右信號接收單元（２１）、（２２）同時接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，該自走式移動裝置（２）執行直走靠站，完成返回該充電站（１）之程序；即不論是左信號接收單元（２１）或右信號接收單元（２２）接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，該自走式移動裝置（２）將執行左轉或右轉，以令另一個信號接收單元尋找接收中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）。

＜模式二之三＞

　　參第五圖，當左信號接收單元（２１）接收到左近距離訊號（Ｓｌｓ）時，表示該自走式移動裝置（２）係位於該充電站（１）的左邊，此時因該自走式移動裝置（２）與該充電站（１）之角度太大而距離太近，不容易導引該自走式移動裝置（２）回到該充電站（１），因此，在此情形下，該自走式移動裝置（２）將右轉９０度並直走一距離後，再進行模式三或模式四的訊號尋找程序。其中，上述之「直走一距離」中所述之「距離」為２公尺。

＜模式二之四＞

　　第六圖所示，則是當右信號接收單元（２２）接收到右近距離訊號（Ｓｒｓ）時，表示該自走式移動裝置（２）係位於該充電站（１）的右邊，與上述＜模式二之三＞相同，此時因該自走式移動裝置（２）與該充電站（１）之角度太大而距離太近，不容易導引該自走式移動裝置（２）回到該充電站（１），因此，該自走式移動裝置（２）將左轉９０度並直走一距離以遠離該充電站（１）後，再進行模式三或模式四的訊號尋找程序。其中，上述之「直走一距離」中所述之「距離」為２公尺。

＜模式三＞

　　當自走式移動裝置（２）之左信號接收單元（２１）或右信號接收單元（２２）未接收到任何的近距離訊號時，或左信號接收單元（２１）與右信號接收單元（２２）未同時接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，表示該自走式移動裝置（２）與該充電站（１）非處在近距離的狀態。其中：

＜模式三之ㄧ＞

　　參第七圖，當自走式移動裝置（２）之左信號接收單元（２１）接收到左遠距離訊號（Ｓｌｌ）時，則該自走式移動裝置（２）執行左轉，若該左信號接收單元（２１）未接收到左遠距離訊號（Ｓｌｌ）時，則該自走式移動裝置（２）執行右轉，直到該左信號接收單元（２１）接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ），再接著執行上述模式二或模式四之流程。

＜模式三之二＞

　　參第八圖，當自走式移動裝置（２）之右信號接收單元（２２）接收到右遠距離訊號（Ｓｒｌ）時，則該自走式移動裝置（２）執行右轉，若該右信號接收單元（２２）未接收到右遠距離訊號（Ｓｒｌ）時，則該自走式移動裝置（２）執行左轉，直到該右信號接收單元（２２）接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ），再接著執行上述模式二或模式四之流程。

＜模式四＞

　　參第九圖，當僅左信號接收單元（２１）接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，該自走式移動裝置（２）執行左轉，令右信號接收單元（２２）尋找中間遠距離訊號（Ｓｍｌ），當右信號接收單元（２２）接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，該自走式移動裝置（２）執行右轉，再令該左信號接收單元（２１）尋找中間遠距離訊號（Ｓｍｌ），如此依序反覆直到該左、右信號接收單元（２１）、（２２）同時接收到中間遠距離訊號（Ｓｍｌ）時，則進入＜模式二之一＞訊號尋找程序。

　　本發明之自走式移動裝置（２）藉由判斷是左或右信號接收單元（２１）或（２２）接收到訊號，且該訊號是屬於中間遠距離訊號（Ｓｍｌ），或是左或右遠距離訊號（Ｓｌｌ）或（Ｓｒｌ），或是左或右近距離訊號（Ｓｌｓ）或（Ｓｒｓ），來修正該自走式移動裝置（２）返回充電站（１）的路線，使自走式移動裝置（２）能選擇最短的距離並以正確的返回路逕回到充電站（１）內進行充電者。

　　以上所舉者僅係本發明之部份實施例，並非用以限制本發明，致依本發明之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。

　　綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體技術手段，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

(1)．．．充電站

(11)．．．中間遠距離信號發射單元

(12)．．．左遠距離信號發射單元

(13)．．．右遠距離信號發射單元

(14)．．．左近距離信號發射單元

(15)．．．右近距離信號發射單元

(2)．．．自走式移動裝置

(21)．．．左信號接收單元

(22)．．．右信號接收單元

(23)．．．中央處理單元

(24)．．．轉動單元

(25)．．．行走單元

(26)．．．蓄電單元

(Sml)．．．中間遠距離訊號

(Sll)．．．左遠距離訊號

(Srl)．．．右遠距離訊號

(Sls)．．．左近距離訊號

(Srs)．．．右近距離訊號

第一圖：本發明之自走式移動裝置的返回充電系統方塊架構示意圖
第二圖（ａ）：本發明之自走式移動裝置的返回充電方法的流程示意圖（一）
第二圖（ｂ）：本發明之自走式移動裝置的返回充電方法的流程示意圖（二）
第三圖：本發明之自走式移動裝置執行模式一的返回充電程序示意圖
第四圖：本發明之自走式移動裝置執行模式二之ㄧ的返回充電程序示意圖
第五圖：本發明之自走式移動裝置執行模式二之二的返回充電程序示意圖
第六圖：本發明之自走式移動裝置執行模式二之三的返回充電程序示意圖
第七圖：本發明之自走式移動裝置執行模式三之一的返回充電程序示意圖
第八圖：本發明之自走式移動裝置執行模式三之二的返回充電程序示意圖
第九圖：本發明之自走式移動裝置執行模式四的返回充電程序示意圖

(1)．．．充電站

(11)．．．中間遠距離信號發射單元

(12)．．．左遠距離信號發射單元

(13)．．．右遠距離信號發射單元

(14)．．．左近距離信號發射單元

(15)．．．右近距離信號發射單元

(2)．．．自走式移動裝置

(21)．．．左信號接收單元

(22)．．．右信號接收單元

(23)．．．中央處理單元

(24)．．．轉動單元

(25)．．．行走單元

(26)．．．蓄電單元

Claims (2)

1. 一種自走式移動裝置的返回充電方法，其步驟流程包括：
   
   ａ）偵測到自走式移動裝置續存之電力不足；
   ｂ）搜尋中間遠距離訊號、左、右遠距離訊號、左、右近距離訊號；
   
   ｃ）自走式移動裝置執行行走或旋轉動作；
   ｄ）持續反覆搜尋中間遠距離訊號、左、右遠距離訊號，直到自走式移動裝置同時接收到中間遠距離訊號；
   ｅ）自走式移動裝置執行直線行走，以抵達充電站。
2. 一種自走式移動裝置的返回充電系統，包括有：
   　　設在一充電站之ㄧ中間遠距離信號發射單元、ㄧ左遠距離信號發射單元、ㄧ右遠距離信號發射單元、一左近距離信號發射單元及一右近距離信號發射單元，該中間遠距離信號發射單元發射中間遠距離訊號，該左、右遠距離信號發射單元分別發射左、右遠距離訊號，而左、右近距離信號發射單元分別發射左、右近距離訊號；
   　　設在ㄧ自走式移動裝置之ㄧ左信號接收單元、ㄧ右信號接收單元、一中央處理單元、一轉動單元、一行走單元以及ㄧ蓄電單元；該中央處理單元連接該蓄電單元、該左、右信號接收單元、該轉動單元與該行走單元；利用該左、右信號接收單元是否接收到或所接收到的訊號是屬於中間遠距離訊號或左、右遠距離訊號或左、右近距離訊號，經該中央處理單元運算處理後驅動該行走單元、該轉動單元執行行走與旋轉動作，以修正該自走式移動裝置返回充電站的路線。