对象差动侦测方法及装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 104224058 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104224058 A (21)申请号 201410177758.2 (22)申请日 2014.04.29 102119849 2013.06.05 TW A47L 11/24(2006.01) A47L 11/40(2006.01) G01V 3/08(2006.01) (71)申请人 联润科技股份有限公司 地址 中国台湾高雄市821路竹区路科十路1 号 3 楼 (72)发明人 康耀仁 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 徐伟 (54) 发明名称 对象差动侦测

2、方法及装置 (57) 摘要 一种对象差动侦测方法与装置， 其用以侦测 两对象的差动值， 并发出一讯号进行一默认动作， 包括 ： 提供一第一对象， 其上设有金属组件 ； 提供 一第二对象， 其上设有与该第一对象上金属组件 相对应的电容传感器的感测片 ； 使第一对象在相 对第二对象产生差动时， 电容传感器感测到不同 的电容值， 并藉由不同的电容值得知第一对象相 对第二对象的位置时， 发出一讯号进行一默认动 作者。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图

3、2页 (10)申请公布号 CN 104224058 A CN 104224058 A 1/2 页 2 1. 一种对象差动侦测方法， 其用以侦测两对象的差动值， 并发出讯号进行默认动作， 包 括 ： 提供机体， 其设有包括 ： 执行清洁功能的清洁机构、 承载机体位移的驱动轮组、 收集灰 尘的集尘盒、 设有排气口藉排出空气以提供负压吸力的负压装置， 及执行系统控制的控制 单元 ； 提供电容感测单元， 设于作为第一对象的机体的壳体与作为第二对象的驱动轮组之 间 ； 在驱动轮组相对机体进行差动时， 电容感测单元感测到不同的电容值， 并藉由不同的 电容值得知驱动轮组相对于机体的位置。 2. 一种对象差动

4、侦测方法， 其用以侦测两对象的差动值， 并发出讯号进行默认动作， 包 括 ： 提供第一对象， 其上设有金属组件 ； 提供第二对象， 其上设有与该第一对象上金属组件相对应的电容传感器的感测片 ； 使第一对象在相对第二对象产生差动时， 电容传感器感测到不同的电容值， 并藉由不 同的电容值得知第一对象相对第二对象的位置时， 发出讯号进行默认动作者。 3. 如权利要求 1 所述的对象差动侦测方法， 其特征在于， 该电容值依距离变化而改变。 4. 如权利要求 1 所述的对象差动侦测方法， 其特征在于， 该电容值依面积变化而改变。 5. 如权利要求 1 所述的对象差动侦测方法， 其特征在于， 当电容值达默

5、认值时， 控制单 元停止机体的运转。 6. 如权利要求 1 所述的对象差动侦测方法， 其特征在于， 当电容值达默认值时， 控制单 元输出警示讯号。 7. 一种对象差动侦测装置， 其用以侦测两对象的差动值， 并发出讯号进行默认动作， 包 括 : 在机体中设有包括 ： 执行清洁功能的清洁机构、 承载机体位移的驱动轮组、 收集灰尘 的集尘盒、 设有排气口藉排出空气以提供负压吸力的负压装置， 及执行系统控制的控制单 元 ； 所述机体内部设有电容感测单元， 其包括 ： 金属片设于作为第一对象的驱动轮组上及 电容传感器的感测片设于与该金属片相对应的第二对象上。 8. 一种对象差动侦测装置， 其用以侦测两对

6、象的差动值， 并发出讯号进行默认动作， 包 括 : 在机体中设有包括 ： 执行清洁功能的清洁机构、 承载机体位移的驱动轮组、 收集灰尘 的集尘盒、 设有排气口藉排出空气以提供负压吸力的负压装置， 及执行系统控制的控制单 元 ； 所述机体内部设有电容感测单元， 其包括 ： 电容传感器的感测片设于作为第一对象的 驱动轮组上及金属片设于与电容传感器相对应的第二对象上。 9.如权利要求7或8所述的对象差动侦测装置， 其特征在于， 该驱动轮组以枢轴为旋转 中心可相对机体进行上下摆动。 10. 如权利要求 7 或 8 所述的对象差动侦测装置， 其特征在于， 该驱动轮组上设有弹性 组件抵顶于机体壳体。 权

7、利 要 求 书 CN 104224058 A 2 2/2 页 3 11. 如权利要求 7 或 8 所述的对象差动侦测装置， 其特征在于， 该电容感测单元感测电 容传感器与金属片距离变化的电容值。 12. 如权利要求 7 或 8 所述的对象差动侦测装置， 其特征在于， 该电容感测单元感测电 容传感器与金属片面积变化的电容值。 权 利 要 求 书 CN 104224058 A 3 1/4 页 4 对象差动侦测方法及装置 技术领域 0001 本发明有关于一种侦测方法及装置， 尤指使用在具有自主性位移进行清洁工作的 自走式清洁装置中， 用以侦测两对象间的差动情况， 以进行对应反应或控制的对象差动侦 测

8、方法及装置。 背景技术 0002 由于现代人工作忙碌， 对于家事清扫更觉得是一件费力又费时工作， 为解决这样 的问题， 市面上即出现所谓自走式清洁装置的产品， 借着人工智能的控制， 可自动地在待清 洁表面上来回清扫及除尘， 达到无需人力操作的方便性。 0003 习用自走式清洁装置如遇到孩童将自走式清洁装置拿起或自走式清洁装置误驶 上障碍物等情形， 导致自走式清洁装置机体全部或部份悬空于待清洁表面而无法继续执 行清洁工作， 但此时自走式清洁装置仍会持续运转， 空转的驱动轮、 主刷、 侧扫刷等机构 不仅造成能量的消耗且若孩童碰触导致手指卷入的情形发生， 后果更不堪设想 ； 为了防止 上述情形发生，

9、 遂有在自走式清洁装置的机体上设置接触传感器， 侦测无驱动力的导轮与 接触传感器的接触状态， 在自走式清洁装置于待清洁表面上正常执行清洁工作状态下， 接 触传感器与导轮保持接触， 在自走式清洁装置的导轮离地悬空于待清洁表面时， 导轮会因 重力往下坠落而与接触传感器分离， 使接触传感器侦测到导轮为离地悬空于待清洁表面状 态， 以并透过控制单元输出警示讯号提醒用户。 发明内容 0004 习用自走式清洁装置是由驱动轮驱动， 无驱动力的导轮仅为辅助转向装置， 如要 在导轮处设置传感器， 势必增加导轮的结构复杂度 ； 加上习用自走式清洁装置的控制单元 上 IC 电路板通常设置于导轮上方区域， 如导轮的结

10、构复杂度增加， 亦会产生空间配置上的 不便 ； 且在自走式清洁装置使用一段时间后， 导轮亦容易受毛发、 线丝等易拉伸而缠绕的 污尘缠绕而需取下清理， 若其上设置传感器等需电性链接的组件， 将造成拆卸的不易 ； 此 外， 在待清洁表面有凹陷或遇到阶梯时， 导轮亦会因重力往下坠落， 导致判断失准的情形发 生。 0005 于是， 本发明的目的， 在于提供一种侦测自走式清洁装置的驱动轮是否离地的对 象差动侦测方法。 0006 本发明的另一目的， 在于提供一种侦测自走式清洁装置的驱动轮是否离地的对象 差动侦测装置。 0007 依据本发明目的的对象差动侦测方法， 其用以侦测两对象的差动值， 并发出一讯 号

11、进行一默认动作， 包括 ： 提供一机体， 其设有包括 ： 执行清洁功能的清洁机构、 承载机体 位移的驱动轮组、 收集灰尘的集尘盒、 设有排气口藉排出空气以提供负压吸力的负压装置， 及执行系统控制的控制单元 ； 提供一电容感测单元， 设于作为第一对象的机体的壳体与作 为第二对象的驱动轮组之间 ； 在驱动轮组相对机体进行差动时， 电容感测单元感测到不同 说 明 书 CN 104224058 A 4 2/4 页 5 的电容值， 并藉由不同的电容值得知驱动轮组相对于机体的位置。 0008 依据本发明目的的另一对象差动侦测方法， 其用以侦测两对象的差动值， 并发出 一讯号进行一默认动作， 包括 ： 提供

12、一第一对象， 其上设有金属组件 ； 提供一第二对象， 其 上设有与该第一对象上金属组件相对应的电容传感器的感测片 ； 使第一对象在相对第二对 象产生差动时， 电容传感器感测到不同的电容值， 并藉由不同的电容值得知第一对象相对 第二对象的位置时， 发出一讯号进行一默认动作者。 0009 依据本发明另一目的的对象差动侦测装置， 其用以侦测两对象的差动值， 并发出 一讯号进行一默认动作， 包括 : 在一机体中设有包括 ： 执行清洁功能的清洁机构、 承载机体 位移的驱动轮组、 收集灰尘的集尘盒、 设有排气口藉排出空气以提供负压吸力的负压装置， 及执行系统控制的控制单元 ； 所述机体内部设有一电容感测单

13、元， 其包括 ： 一金属片设于 作为第一对象的驱动轮组上及一电容传感器的感测片设于与该金属片相对应的第二对象 上。 0010 依据本发明另一目的的另一对象差动侦测装置， 其用以侦测两对象的差动值， 并 发出一讯号进行一默认动作， 包括 : 在一机体中设有包括 ： 执行清洁功能的清洁机构、 承载 机体位移的驱动轮组、 收集灰尘的集尘盒、 设有排气口藉排出空气以提供负压吸力的负压 装置， 及执行系统控制的控制单元 ； 所述机体内部设有一电容感测单元， 其包括 ： 一电容传 感器的感测片设于作为第一对象的驱动轮组上及一金属片设于与电容传感器相对应的第 二对象上。 0011 本发明实施例的方法与装置，

14、 其主要用以侦测两对象的差动值， 并发出一讯号进 行一默认动作， 藉由电容感测单元依据设于第一对象的金属片与设于第二物件的电容传感 器感测片的距离或正投影相交集面积的不同， 而感测到不同的电容值， 使其在应用于自走 式清洁装置时， 在电容值达一默认值时， 判断作为第一对象的驱动轮为离地悬空于待清洁 表面状态， 发出警示讯号给用户并停止机体上所有机构的运转， 防止机体空转时的能量消 耗与避免孩童碰触而导致受伤的情形发生， 其结构设计简单， 不占空间， 且直接侦测第一对 象的驱动轮组相对第二物件的机体的差动， 能更精准的判断自走式清洁装置是否处于离地 悬空于待清洁表面状态。 附图说明 0012 图

15、 1 是一般自走式清洁装置的机体中各机构示意图。 0013 图 2 是本发明实施例的电容感测单元配置于自走式清洁装置中驱动轮组处进行 侦测的示意图。 0014 图 3 是本发明实施例中驱动轮离地悬空的示意图。 0015 图 4 是本发明实施例中驱动轮正常位移状态时的金属片与电容传感器感测片相 对位置示意图。 0016 图 5 是本发明实施例的驱动轮离地悬空时的金属片与电容传感器感测片相对位 置示意图。 0017 符号说明 0018 1 机体 11 上壳体 0019 111 镂孔 12 下壳体 说 明 书 CN 104224058 A 5 3/4 页 6 0020 121 枢轴 13 容室 00

16、21 2 驱动轮组 21 驱动轮 0022 22 马达 23 齿轮组 0023 231 第一齿轮 232 第二齿轮 0024 24 套壳 3 清洁机构 0025 31 主扫刷 32 侧扫刷 0026 4 集尘机构 5 负压机构 0027 6 控制单元 7 电容感测单元 0028 71 金属片 72 电容传感器 0029 721 感测片 8 弹性组件 0030 A1 第一面积 A2 第二面积 0031 d1 第一平均距离 d2 第二平均距离 具体实施方式 0032 请参阅图 1 所示， 本发明实施例的侦测方法可运用于如图所示的自走式清洁装 置， 其设有包括 ： 可藉由分置机体 1 两侧的驱动轮

17、21 驱动机体 1 进行位移的驱动轮组 2、 可 以具有刷毛的主扫刷31及侧扫刷32或其中之一或仅具吸尘作用的吸入口执行待清洁表面 清洁操作的清洁机构 3、 可收集清洁机构 3 清理出的污尘的集尘机构 4、 可抽引集尘机构 4 内空气使其内部形成负压状态的负压机构 5、 可执行各项数据运算或判断以进行机体 1 上 各项功能控制的控制单元 6。 0033 请参阅图 2 所示， 所述驱动轮组 2 设于由机体 1 的上壳体 11 与下壳体 12 所组成 的容室 13 中， 驱动轮 21 的底部由下壳体 12 的镂孔 111 露出机体 1 外 ； 在容室 13 内设有一 电容感测单元7， 其系由装设于

18、驱动轮组2构成的第一物件上的金属片71， 与装设于上壳体 11 构成的第二对象与金属片 71 相对应的电容传感器 72 所组成 ； 该金属片 71 可为 PCB 板 内的铜箔或其他金属材质， 该电容传感器 72 外连结与金属片 71 面积大致相同的金属材质 感测片721， 且在驱动轮21正常位移于待清洁表面时， 金属片71与电容传感器72的感测片 721 大致维持平行状态。 0034 请参阅图 3 所示， 所述驱动轮组 2 系以马达 22 经由一齿轮组 23 带动驱动轮 21 ； 驱动轮组 2 的马达 22 及齿轮组 23 设于一套壳 24 中被其所包覆， 齿轮组 23 包括受马达 22 驱动

19、的第一齿轮 231， 及与驱动轮 21 同轴设立的第二齿轮 232 ； 其中， 驱动轮组 2 的套壳 24 上设有一枢设在下壳体 12 上的枢轴 121， 提供驱动轮组 2 以枢轴 121 为旋转轴心进行相对 于机体1的上下摆动， 配合一设于驱动轮组2上与上壳体11相抵顶的弹性组件8， 提供驱动 轮 21 辗及颠跛路况表面产生震动时的缓冲及避震效果。 0035 请参阅图 2 与图 4 所示， 在机体 1 于地面正常行走为移时， 大致平行的金属片 71 与电容传感器 72 的感测片 721 间具有一第一平均距离 d1， 且两者正投影的第一面积为 A1 ； 请配合参阅图 3 与图 5 所示， 当机

20、体 1 被提起， 驱动轮 21 离地悬空于待清洁表面上方时， 驱 动轮组 2 以枢轴 121 为旋转轴心向下摆动， 相对机体 1 形成差动， 此时金属片 71 与电容传 感器72感测片721间的第二平均距离为d2， 且两者交集下正投影的第二面积为A2， 其中d2 大于 d1 且 A2 小于 A1。 说 明 书 CN 104224058 A 6 4/4 页 7 0036 本发明实施例在实施上， 已知电容值CA/d(A:正投影面积 ； d:距离 ； :介电 系数 )， 在驱动轮组 2 相对机体 1 差动的同时， 金属片 71 与电容传感器 72 感测片 721 间的 距离与正投影的面积也会相对的改

21、变， 使电容感测单元 7 感测不同的电容值， 并经由控制 单元 6 将此数值对一默认值进行比对， 得知驱动轮组 2 与机体 1 的相对位置， 如控制单元 6 判断驱动轮组2的驱动轮21已离地悬空于待清洁表面， 则可输出一警示讯号提醒用户且停 止机体 1 上所有机构的运转。 0037 本发明实施例中的金属片 71 与电容传感器 72 感测片的位置可互换， 例如将电容 传感器 72 及感测片 721 装设于机体 1 的下壳体 12， 并将金属片 71 装设于驱动轮组 2 上相 对应的位置 ； 或是将金属片 71 或电容传感器 72 及感测片 721 装设于驱动轮组 2 上任一位 置， 再于机体 1

22、 的上壳体 11 或下壳体 12 中任一对应位置装设金属片 71 或电容传感器 72 及感测片 721， 亦可产生电容值的变化。 0038 本发明实施例的方法与装置， 其主要系用以侦测两对象的差动值， 并发出一讯号 进行一默认动作， 藉由电容感测单元7依据设于第一对象的金属片71与设于第二物件的电 容传感器 72 感测片 721 的距离或正投影相交集面积的不同， 而感测到不同的电容值， 使其 在应用于自走式清洁装置时， 在电容值达一默认值时， 判断作为第一对象的驱动轮 21 为离 地悬空于待清洁表面状态， 发出警示讯号给用户并停止机体 1 上所有机构的运转， 防止机 体 1 空转时的能量消耗与

23、避免孩童碰触而导致受伤的情形发生， 其结构设计简单， 不占空 间， 且直接侦测第一对象的驱动轮组2相对第二物件的机体1的差动， 能更精准的判断自走 式清洁装置是否处于离地悬空于待清洁表面状态。 0039 惟以上所述者， 仅为本发明的较佳实施例而已， 当不能以此限定本发明实施的范 围， 即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰， 皆仍属 本发明专利涵盖的范围内。 说 明 书 CN 104224058 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104224058 A 8 2/2 页 9 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 104224058 A 9