Robot Autónomo de Cubrimiento.

Un robot autónomo de cubrimiento (100, 200, 258, 270, 300) comprende:

un sistema de tracción (104) configurado para maniobrar el robot de acuerdo con una configuración de partida y una configuración de velocidad;

un sensor de parachoques (132) sensible a una colisión del robot con un obstáculo en una dirección delantera; y caracterizado porque comprende adicionalmente

un sensor de proximidad (134) sensible a un obstáculo potencial en la dirección delantera del robot;

en el que el sistema de tracción (104) se configura para reducir la configuración de velocidad en respuesta a una señal desde el sensor de proximidad que indica la detección de un obstáculo potencial, mientras que continúa avanzando el robot (100, 200, 258, 270, 300) de acuerdo con la configuración de partida; y

en el que el sistema de tracción se configura para alterar la configuración de partida en respuesta a una señal recibida desde el sensor de parachoques (132) que indica contacto con un obstáculo.

Robot Autónomo de Cubrimiento Campo técnico

Esta invención se relaciona con robots, y más particularmente con robots autónomos de cubrimiento.

Antecedentes

Los robots autónomos son robots que pueden realizar tareas deseadas en ambientes no estructurados sin guía humana continua. Muchas clases de robots son autónomos en algún grado. Diferentes robots pueden ser autónomos en diferentes formas. Un robot autónomo de cubrimiento cruza una superficie de trabajo sin la guía humana continúa para realizar una o más tareas. En el campo de la robótica orientada al hogar, oficina y/o consumidor, se han adoptado ampliamente robots móviles que realizan funciones domésticas tales como aspirar, lavar el piso, patrullar, cortar el césped y otras tareas.

El documento WO 2004/025947 A describe un sistema de control de navegación para alterar la actividad de movimiento de un dispositivo robótico que opera en un área de trabajo definida, que comprende un subsistema de transmisión integrado en combinación con el dispositivo robótico, el subsistema de transmisión comprende medios para emitir una serie de rayos dirigidos, cada rayo dirigido que tiene un patrón de emisión predeterminado, y un subsistema de recepción de funcionar como una estación base que incluye un algoritmo de control de navegación que define un evento de activación predeterminado para el sistema de control de navegación y un conjunto de unidades de detección situado dentro del área de trabajo definida en una relación de separación conocida, el conjunto de unidades de detección se configura y funciona para detectar uno o más de los rayos dirigidos emitidas por el sistema de transmisión; y en el que el subsistema de recepción se configura y funciona para procesar uno o más rayos dirigidos detectado bajo el control del algoritmo de control de navegación para determinar si se ha producido el evento de activación predeterminado, y, si se ha producido el evento de activación predeterminado transmitir una señal de control al dispositivo robótico, en el que la recepción de la señal de control por el dispositivo robótico hace que el dispositivo robótico implemente una conducta prescrita que altera la actividad de movimiento del dispositivo robótico.

El documento US 5.001.635 describe un vehículo que es capaz de reconocer formas en un área predeterminada, que comprende: una pluralidad de sensores ultrasónicos, un codificador, medios para dibujar mapas para dibujar de forma secuencial y continuamente un mapa del área prescrita determinada por la información recibida del codificador y sensores ultrasónicos, medios de memoria para almacenar el mapa dibujado por los medios para dibujar mapas y medios de control para instruir el movimiento rectilíneo, iniciar el frenado y giro del vehículo con el fin de moverse en una forma de serpentina, en el que los sensores de ultrasonido, codificador y medios para dibujar mapas son operados por los medios de control, los medios de memoria escriben y almacenan un historial de sus propios movimientos en el área y cuando se recibe la información recuerda información detectada desde el codificador, y se determina un cambio de dirección del vehículo que es instruido por los medios de control por información en el mapa, así como las áreas por las que el vehículo ha pasado anteriormente.

Resumen

La presente invención se relaciona con un robot autónomo de acuerdo con la reivindicación 1 y un método de navegación de un robot autónomo de acuerdo con las reivindicación 7. Se describen posibles implementaciones en las reivindicaciones dependientes.

Un robot autónomo de cubrimiento encontrará muchos obstáculos mientras permanece en operación. Con el fin de continuar funcionando, el robot necesitará evitar obstáculos continuamente, y liberarse por sí mismo en casos en donde sea atrapado pórtelas, cuerdas, u otros medios mullidos en los que se pueda enredar.

En otro aspecto, un robot autónomo de cubrimiento incluye un sistema de accionamiento, un sensor de golpe, y un sensor de proximidad. El sistema de accionamiento se configura para maniobrar el robot de acuerdo con una configuración de partida (giro) y una configuración de velocidad. El sensor de parachoques es sensible a una colisión del robot con un obstáculo en una dirección hacia adelante. El sensor de proximidad es sensible a un obstáculo delante del robot a una distancia cercana, pero no hace contacto con el robot, por ejemplo, 1-10 pulgadas, preferiblemente 1-4 pulgadas. Los procesos de control de movimiento del sistema de accionamiento se configuran para reducir la configuración de velocidad en respuesta a una señal desde el sensor de proximidad que indica la detección de un posible obstáculo, mientras que continúa con un proceso de limpieza o de cobertura, incluyendo el avance del robot de acuerdo con la configuración de partida. Adicionalmente, los procesos de control de movimiento

del sistema de accionamiento se configuran para alterar la configuración de partida (giro) en respuesta a una señal recibida desde el sensor de parachoques que indica el contacto con un obstáculo.

En algunos casos, los procesos de control de movimiento del sistema de accionamiento se pueden configurar para alterar la configuración de partida en respuesta a las señales recibidas desde el sensor de parachoques y uno o más sensores de proximidad lateral para seguir un perímetro del obstáculo. En otros casos, el sistema de accionamiento se puede configurar para alterar la configuración de partida (giro) en respuesta a las señales recibidas desde el sensor de parachoques y el sensor de proximidad para dirigir el robot lejos del obstáculo. En un ejemplo, el sistema de accionamiento se configura para maniobrar el robot en una configuración de torque (por ejemplo, corriente del motor o resistencia del motor) y el sistema de accionamiento se configura para alterar la configuración de corriente del motor o la resistencia del motor en respuesta a una señal recibida desde el sensor de parachoques indicando contacto con un obstáculo. El sistema de accionamiento puede aumentar la configuración de corriente del motor o resistencia del motor en respuesta a una señal recibida desde el sensor de parachoques lo que indica el contacto con un obstáculo.

El sensor de proximidad puede incluir una pluralidad de conjuntos de por lo menos un par de emisores y receptores de infrarrojos, dirigido uno hacia el otro para converger a una distancia fija entre sí, sustancialmente como se describe en "Robot obstade detection system" Patente de Estados Unidos No., 6.594.844. Alternativamente, el sensor de proximidad puede incluir un dispositivo de sonar. El sensor de parachoques puede incluir un interruptor, un sensor capacitivo, u otro dispositivo sensible al contacto.

El robot se puede colocar en el suelo. En aún otro aspecto, un método para navegación de un robot autónomo de cubrimiento con respecto a un objeto en el suelo incluye el robot que cruza de forma autónoma el suelo en un modo de limpieza a una velocidad de limpieza completa. Al detectar la proximidad de un objeto a la parte delantera del robot, este reduce la velocidad de limpieza a una velocidad de limpieza reducida mientras continúa hacia el objeto hasta que el robot detecta el contacto con el objeto. Al detectar el contacto con el objeto, el robot gira con respecto al objeto y limpia junto al mismo, opcionalmente sustancialmente a la velocidad de limpieza reducida. El robot puede seguir un perímetro del objeto mientras que la limpieza junto al objeto. Al salir del perímetro del robot, el robot puede aumentar la velocidad a una velocidad de limpieza completa. El robot puede mantener una distancia de seguimiento sustancialmente constante desde el objeto, puede mantener una distancia de seguimiento menor que la longitud de la extensión de un cepillo o cabeza de limpieza de borde o más allá de un lado siguiente del cuerpo de robot, o puede ponerse en contacto sustancialmente con el objeto mientras limpia junto al objeto en respuesta al contacto inicial de velocidad de limpieza reducida. En un ejemplo, la siguiente distancia del objeto es sustancialmente una distancia entre el robot y el objeto sustancialmente inmediatamente después del contacto con el objeto. En otro ejemplo, la siguiente distancia del objeto es de entre aproximadamente 0 y 2 pulgadas.

En un caso, el robot realiza una maniobra para moverse alrededor del objeto en respuesta al contacto con este. La maniobra puede incluir que el robot se mueva en una trayectoria sustancialmente semicircular, o una sucesión alterna de espirales parciales (por ejemplo, arcos con disminución progresiva de radio) alrededor del objeto. Alternativamente, la maniobra puede incluir que el robot se mueva lejos del objeto y luego... [Seguir leyendo]

1. Un robot autónomo de cubrimiento (100, 200, 258, 270, 300) comprende:

un sistema de tracción (104) configurado para maniobrar el robot de acuerdo con una configuración de partida y una configuración de velocidad;

un sensor de parachoques (132) sensible a una colisión del robot con un obstáculo en una dirección delantera; y caracterizado porque comprende adicionalmente

un sensor de proximidad (134) sensible a un obstáculo potencial en la dirección delantera del robot;

en el que el sistema de tracción (104) se configura para reducir la configuración de velocidad en respuesta a una señal desde el sensor de proximidad que indica la detección de un obstáculo potencial, mientras que continúa avanzando el robot (100, 200, 258, 270, 300) de acuerdo con la configuración de partida; y

en el que el sistema de tracción se configura para alterar la configuración de partida en respuesta a una señal recibida desde el sensor de parachoques (132) que indica contacto con un obstáculo.

2. El robot de la reivindicación 1, en el que el robot (100, 200, 258, 270, 300) se mueve en una ruta sustanclalmente semicircular alrededor del obstáculo.

3. El robot de la reivindicación 1, en el que el sistema de tracción (104) se configura para alterar la configuración de partida en respuesta a las señales recibidas desde el sensor de parachoques (132) y el sensor de proximidad (134) para seguir un perímetro del obstáculo o para dirigir al robot lejos del obstáculo.

4. El robot de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el sensor de proximidad (134) comprende por lo menos un par emisor y receptor de rayos infrarrojos o en el que la sensor de proximidad (134) comprende un dispositivo de sonar.

5. El robot de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que el sensor de parachoques (132) comprende un interruptor o un sensor capacitivo.

6. El robot de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 en el que el sistema de tracción (104) se configura para maniobrar el robot en una configuración de torque y para alterar la configuración de torque en respuesta una señal recibida del sensor de parachoques (132) Indicando contacto con un obstáculo, o con aumentar la configuración de torque en respuesta a una señal recibida del sensor de parachoques (132) indicando contacto con un obstáculo.

7. Un método para navegar un robot autónomo de cubrimiento (100, 200, 258, 270, 300) con respecto a un objeto sobre el piso, el método comprende:

colocar el robot de cubrimiento en el piso, el robot cruza autónomamente el piso en un modo de limpieza a una velocidad de limpieza;

caracterizado porque

luego de detección, mediante un sensor de proximidad (134), de un objeto próximo a la parte delantera del robot, este reduce la velocidad de limpieza a una velocidad reducida mientras continúa hacia el objeto hasta que el robot detecta un contacto con el objeto; y

en el que luego de detección, mediante un sensor de parachoques (132), del contacto con el objeto, el robot gira con respecto al objeto y limpia junto al objeto.

8. el método de la reivindicación 7 en el que el robot sigue un perímetro del objeto mientras que limpia junto al objeto.

9. El método de la reivindicación 7 en el que el robot conserva una distancia de seguimiento sustancialmente constante desde el objeto mientras limpia junto al objeto en respuesta al contacto con el objeto.

10. El método de la reivindicación 9 en el que la distancia de seguimiento desde el objeto es sustancialmente una distancia, tal como de entre aproximadamente 0 y 5 centímetros [0 y 2 pulgadas], entre el robot y el objeto sustanclalmente Inmediatamente después del contacto con el objeto.

11. El método de la reivindicación 7 en el que el robot realiza una maniobra para moverse alrededor del objeto en respuesta al contacto con el objeto.

12. El método de la reivindicación 11 en el que la maniobra comprende el robot que se mueve en una ruta sustancialmente semi-circular alrededor del objeto, o moverse lejos del objeto y luego moverse en una dirección

sustancialmente tangencial al objeto.

13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7-11 en el que el robot reduce la velocidad de limpieza a una velocidad reducida a una taza constante o en una tasa exponencial y/o en una tasa no lineal, o en el que la velocidad de limpieza del robot en el modo de limpieza es de aproximadamente 300 mm/seg, y/o en el que la reducción de velocidad del robot es de aproximadamente 100 mm/seg.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7-13 en el que el robot incluye por lo menos un sensor de

proximidad (134) dispuesto periféricamente en la parte delantera del robot, y un indicador de contacto (132) dispuesto en la parte delantera del robot.

15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7-14, en el que el robot cruza autónomamente el piso en el modo de limpieza que tiene una configuración de torque, en el que luego de la detección del contacto con el objeto, 15 el robot aumente la configuración de torque, especialmente la configuración de torque de la unidad, cepillo principal o motores de cepillos laterales.