防止自动地板清洁器中滚轮打滑的方法

专利名称：防止自动地板清洁器中滚轮打滑的方法
防止自动地板清洁器中滚轮打滑的方法相关申请的交叉引用 不适用关于联邦赞助研究/开发的声明 不适用背景技术人们希望减少在维护和清洁房屋中所花费的劳动量。因此现有技 术中己经开发出可以清洁或相反维护或处理地质地板、地毯和类似表 面并且在装置的操作过程中无需人出现的自动机器人装置。在一些这种装置中，将流体提供到待处理的地板区域上。例如，在美国专利5，279，672中公开了一种自动清洁装置，通过擦板(scrub deck)将清洁液分布在地板上。在美国专利6,741,054中公开了一种自 动地板擦洗装置，其中利用预先加湿的毛巾将清洁液提供给地板。这种机器人装置典型地具有程序控制器，将装置引导至优选运动 模式中。这样有助于确保覆盖整个被处理区域，还有助于确保能够避 开阻碍(例如家具腿)和不想要的接触点(例如楼梯)。控制器典型地 连接到在地板上驱动装置滚轮的马达上。尽管这种类型的装置在干燥表面上可以相当好地工作，然而这种 装置的滚轮在已被提供流体的湿滑表面上运行时会发生打滑现象。在 流体本身是在加湿时比水更滑(例如出于抛光的目的含有油)的流体 类型时尤其如此。这种打滑会使装置保持在恰当位置一段时间，或者 更可能使装置从最佳的预期路径转到不希望的方向上。这样会增加处 理表面所需的时间，和/或表面的一部分不能得到适当的处理。在一些机器人装置中，使用不由马达驱动的第三轮来监控机器人 的运动。该第三轮具有光学或机械传感器(编码器)，在机器人运动时 会向控制器发送数字信号。因此，如果机器人处于运动模式，而该第三轮感知不到运动，则控制器知道该装置在打滑。该方法检测打滑。 该第三轮可称为定子轮。在汽车和卡车胎面方面，己经基本上试图通过使用各种胎面模式来改良胎面的牵引力。然而，这些方法中的多种方法被设计成利用非 常重的这种车，并且不容易转移到包括有质量较轻的清洁机器人的环 境中。这些方法中的另外一些方法依赖于较贵的材料，或者生产成本 相对较高。类似地，在汽车和卡车方面，己经试图通过监控车轮运动并且在 检测到打滑时自动改变车轮的力以提供改良的防滑控制。因为这种控 制器系统是为极重的车辆所设计的，所以不容易转移到包含轻质清洁 机器人的环境中。而且，可被转移到小型清洁机器人的某些系统在该 环境中使用的成本过高而不能在实际中使用。在此，仍需要一种用于解决自动地板清洁器的滚轮打滑问题的改 良结构和系统。发明内容本发明致力于通过改良滚轮结构以提供齿轮类齿与齿之间实质深 度的径向横槽，通过提供装置向前运动的从左到右波形，和/或通过一旦检索到车子严重打滑则提供重置和逐渐加速(ramp up)模式来实现 上述需要。在湿处理操作中，将一薄膜层流体(例如清洁液)沉积在地板表 面上。控制最大层厚度以使其不大于滚轮上径向横槽的深度。可通过 首先将流体供应到应用布上，然后控制布上的流体量和布相对于装置 运动的拉紧速度来实现这一点。也可以直接将流体提供到地板上，但 以应该根据该装置通过区域来限制分发流体量的方式来进行。在这种胎面的设计方面，希望使胎面的接触面积尽可能小，以使 装置的大部分重量集中在较小的接触面积上。这样有助于通过任何集 中流体降低接触面积。 一种优选的方法是形成链齿形的轮胎，链轮齿 的径向边缘具有非常小的矩形面积。这种结构对于抓紧地毯也具有好 处。一种特别优选的滚轮可以由热塑性橡胶模制而成。这种材料特别适于便宜的喷射铸造法。将这种方法应用到本发明中，提供一种用于处理(例如优选地清 洁)表面的机器人装置，其中机器人装置包括用于减少滚轮打滑影响 的装置。机器人装置带有滚轮，滚轮上具有由径向延伸周槽分开的链轮齿的胎面。周槽具有超过0.15厘米的深度。链轮齿适于接触待处理 表面。机器人装置具有由滚轮支撑的壳体，和用于将流体层输送到表面 上的装置。机器人装置还具有与用于输送流体的装置进行通信的控制 器。控制器向用于输送流体的装置提供流体输送信号，以使流体层可 以被提供到具有不超过周槽深度的厚度的待处理表面上。本发明的另一方面提供一种将流体输送到地板的机器人地板处理 器。处理器具有包括左右(side-to-side)波型的导航模式。优选地可以 通过周期性地改变至少一个滚轮、优选地为至少两个滚轮的轮速度来 获得。该装置可被设计成在向前移动时先向右移动一小段距离(例如， 1厘米)，然后再向左移动一小段距离。连续重复该循环。可选地，可 以只在检测到打滑到某种程度时才开始启动波型。已经惊奇地发现采用这种波型可以减小滚轮打滑的影响，和/或帮 助装置在发生打滑之后复位。因为左右移动非常小，所以可以利干扰 装置的基本上线性移动(例如，沿着墙壁)的能力来实现。在另一个方面， 一种自动机器人装置包括由第一马达驱动的第一 滚轮，由第二马达驱动的第二滚轮，和由滚轮支撑的壳体。机器人装 置还包括用于测量第一滚轮和第二滚轮的滚轮旋转的装置。用于测量滚轮旋转的装置的一个优选实施方式是编码器。控制器 从用于测量滚轮旋转的装置接收与第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号 和与第二滚轮有关的第二滚轮旋转信号。控制器向第一马达输出第一 速度信号以驱动第一滚轮，向第二马达输出第二速度信号以驱动第二 滚轮。控制器执行存储程序以利用从用于测量滚轮旋转的装置接收到 的第一滚轮旋转信号来计算第一滚轮的第一打滑量，利用从用于测量 滚轮旋转的装置中接收到的第二滚轮旋转信号来计算第二滚轮的第二 打滑量。当第一打滑量超过预定的第一打滑值或第二打滑量超过预定的第二打滑值时，则控制器向第一马达提供第一速度信号和/或向第二马达 提^^第二速度信号，以使该装置沿左右波型导航。可以通过周期性变 化左滚轮与右滚轮之间的相对轮速度来实现。在另一个实施方式中，这种用于处理地板的机器人装置具有软件 例程，与来自自动地板清洁器滚轮的速度信号结合工作以便在滚轮处 于在湿滑表面上打滑太多的情况下减慢滚轮的速度(例如，使滚轮停 下来)。 一旦执行防滑程序并且滚轮已经停止或者明显减慢，则该程序 会使轮速度以缓慢方式逐渐加速。这样使机器可以试图以低速恢复， 而不是仅仅使打滑的滚轮低速旋转。逐渐加速的性能可能受到地板清洁度或者使用流体量的影响。在 此，可以对机器进行编程，当已知存在高水平流体时则更加缓慢地进 行逐渐加速。此外，在此情况下该装置可以在逐渐加速之前完全停止， 而不仅仅是低速。该后一软件系统在被提供的流体是用于快速蒸发的配方时会特别 有效。通过使装置停止，可让某些引起打滑的流体蒸发。应该注意到在上述胎面设计中，波型和逐渐加速恢复软件不仅为 湿地板提供防滑阻力，而且对于地板在由于存储沙子或其它类似的固 体材料而打滑吋同样具有帮助。在本发明又一方面提供一种用于处理表面的机器人装置，其中机 器人装置包括由第一马达驱动的第一滚轮，由第二马达驱动的第二滚 轮，由第一滚轮和第二滚轮支撑的壳体。该机器人装置还包括用于测 量第一滚轮和第二滚轮旋转的编码器。该机器人装置具有与第一马达， 第二马达和用于测量滚轮旋转的装置进行通信的控制器。控制器从用 于测量滚轮旋转的装置接收与第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号，和 与第二滚轮有关的第二滚轮旋转信号。控制器还将第一速度信号提供 给第一马达以驱动第一滚轮，将第二速度信号提供给第二马达以驱动 第二滚轮。在机器人装置的操作过程中，控制器执行存储程序以利用从用于 测量滚轮旋转的装置接收到的第一滚轮旋转信号来计算第一滚轮的第一打滑量；并利用从用于测量滚轮旋转的装置接收到的第二滚轮旋转 信号来计算第二滚轮的第二打滑量。如果第一打滑量超出预定的第一打滑值，则控制器为第一马达提供第一速度信号以使第一滚轮减速或 停止。如果第一滚轮因为第一打滑值已经超过预定的第一打滑值而己 经减慢或停止，则控制器还可以再次向第一马达提供使第一滚轮加速 的第一速度信号。本发明的另 一方面提供一种用于处理表面的机器人装置，其中机 器人装置包括用来减少和/或防止滚轮打滑的装置。机器人装置具有由 第一马达驱动的第一滚轮、由第二马达驱动的第二滚轮，和由第一滚 轮和第二滚轮支撑的壳体。机器人装置还包括用于测量第一滚轮和第 二滚轮的滚轮旋转的装置例如编码器。机器人装置还包括与第一马达、 第二马达和用于测量滚轮旋转的装置通信的控制器。控制器从用于测 量滚轮旋转的装置接收与第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号和与第二 滚轮有关的第二滚轮旋转信号。控制器向第一马达提供第一速度信号 以驱动第一滚轮，向第二马达提供第二速度信号以驱动第二滚轮。在机器人装置的操作过程中，控制器执行存储程序，根据从用于 测量滚轮旋转的装置接收到的第一滚轮旋转信号来计算第一滚轮的第 一打滑量，根据从用于测量滚轮旋转的装置接收到的第二滚轮旋转信 号来计算第二滚轮的第二打滑量。如果第一打滑量己超过预定的第一 打滑值，则控制器为第一马达提供第一速度信号以循环减小和增大第 一滚轮的速度；如果第二打滑量己超过预定的第二打滑值，则控制器 向第二马达提供第二速度信号以循环减小和增大第二滚轮的速度。本发明的又一方面提供一种用于处理表面的机器人装置，其中机 器人装置包括用来减少和/或防止滚轮打滑的装置。机器人装置具有由 第一马达驱动的第一滚轮、由第二马达驱动的第二滚轮，和由第一滚 轮和第二滚轮支撑的壳体。机器人装置具有用于将流体输送到表面上 的装置，和用于测量第一滚轮和第二滚轮的滚轮旋转的装置。机器人 装置还包括与第一马达、第二马达、用来输送流体的装置和用于测量 滚轮旋转的装置通信的控制器。控制器从用于测量滚轮旋转的装置接收与第一滚轮有关的第一滚 轮旋转信号和与第二滚轮有关的第二滚轮旋转信号。控制器向第一马 达提供第一速度信号以驱动第一滚轮，向第二马达提供第二速度信号 以驱动第二滚轮。控制器还向输送流体的装置提供流体输送信号。在机器人装置的操作过程中，控制器执行存储程序，根据从测量 滚轮旋转的装置接收到的第一滚轮旋转信号来计算第一滚轮的第一打 滑量，根据从测量滚轮旋转的装置接收到的第二滚轮旋转信号来计算 第二滚轮的第二打滑量。当第一打滑量超过预定的第一打滑值或者第 二打滑量超过预定的第二打滑值时，控制器向输送流体的装置提供流 体输送信号以使流体不被输送到表面上。以此方式，该装置可以暂时 停止应用流体地板清洁器直到滚轮打滑停止。本发明的另一方面提供一种用于处理表面的机器人装置，其中机 器人装置包括用来减少和/或防止滚轮打滑的装置。机器人装置具有由 第一马达驱动的第一滚轮、由第二马达驱动的第二滚轮和由第一滚轮 和第二滚轮支撑的壳体。机器人装置具有置于装置上的片状清洁材料， 和用于将流体输送到片状清洁材料上的装置。机器人装置还具有用于 测量第一滚轮和第二滚轮的滚轮旋转的装置。机器人装置的控制器与第一马达、第二马达、输送流体的装置， 和用于测量滚轮旋转的装置进行通信。控制器从测量滚轮旋转的装置 接收与第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号和与第二滚轮有关的第二滚 轮旋转信号。控制器向第一马达提供第一速度信号以驱动第一滚轮， 向第二马达提供第二速度信号以驱动第二滚轮。控制器还向输送流体 的装置提供流体输送信号。在机器人装置的操作过程中，控制器执行存储程序，根据从测量 滚轮旋转的装置接收到的第一滚轮旋转信号来计算第一滚轮的第一打 滑量，根据从用于测量滚轮旋转的装置接收到的第二滚轮旋转信号来 计算第二滚轮的第二打滑量。当第一打滑量超过预定的第一打滑值或 者第二打滑量超过预定的第二打滑值时，控制器向输送流体的装置提 供流体输送信号以使流体不被输送到片状清洁材料上。以此方式，该 装置可以暂时停止应用流体地板清洁器直到滚轮打滑停止为止。在此，提供一种具有改良防滑控制的机器人装置。通过下面的说 明，本发明的上述和其它优点将会更加显而易见。在下面的说明中， 参考构成说明书一部分的附图，其中通过举例示出本发明的优选实施 方式。这些实施方式不代表本发明的全部保护范围。所以应参考权利 要求来说明本发明的保护范围。


图1是本发明自动机器人表面处理装置的分解后视立体图；图2是图1所示装置的分解前视立体图；图3与图1相似，但去掉了上壳体；图4与图2相似，但去掉了上壳体；图5是示出装置的收紧巻如何单向防倒转的示意图；图6是本装置的供应巻一端的放大立体图；图7与图1相似，但示出了整体装配形式的装置；图8是沿图7中线8-8的剖视图；图9是本装置的巻至巻部分的放大视图，突出图8中的一部分； 图10是图1中使用的可选盒在清洁地毯时的前、左、上立体图； 图ll与图ll相似，但去掉了上盖图12是这种装置的驱动轮的套筒的右、前、上立体图(去掉了轮毂)；图13是图12所示轮套筒的主视图；图14是图12所示轮套筒的侧视图；和图15是两种现有技术的运动模式与本发明的运动的优选波型之间 的示意性比较。
具体实施方式
曾先参考图1-11说明常规的自动清洁装置。在此提供本发明的发 明能够适于环境的例子。接着，参考图12-15说明本发明的特定特征。 应该理解本发明同样适于作为多种其它类型的自动处理装置来使用。因而，本发明并不仅仅限于清洁装置，更不限于具有图1-11所示 的特定属性的装置。具体地参考图1和图3，清洁盒10适于插入清洁装置12中。清洁 盒10具有设置在巻至巻结构中的片状清洁材料44的巻。巻的一部分 在工作中的任何给定时间与清洁装置12下方的表面保持接触。马达52 设置在清洁装置12中以持续地进给清洁片材，以便将较清洁的片保持 靠在地板上。再参考图2和图4，清洁装置12是自动机器人，包括壳体13，具 有其尺寸适于容纳清洁盒10的孔14。在壳体13中且位于孔14上方的 是两个允许用户察看清洁盒10和其中的清洁片材44巻的窗口 22和 24。还提供了孔25，其与盒10上的栓锁装置27结合提供栓锁，以便 选择性地将盒10连接至清洁装置12。清洁装置2还包括在前端的缓 冲器15和侧刷16。如图8所示，清洁装置12还包括清扫刷(sweeper brush) 60以用于清洁大颗粒物质。清洁片材44跟随刷子60，并通常 清洁没有被刷子60拾取的较小的颗粒物质，如毛发和灰尘。盒10包括窗口26和28，当设置在清洁装置12中时，窗口26和 28与清洁装置12的壳体13中窗口 22和24对齐，从而允许用户观察 到盒10中的清洁片材44。集尘仓(dustbin) 30被设置在容纳于清洁 装置12的壳体13内的清洁盒10的端部中。集尘仓30被设置成靠近清洁装置12中的刷子60 (图8)而布置。 且集尘仓30可选地由铰接盖38覆盖，铰接盖38在清洁盒子10移入 清洁装置12时被强迫打开并回转关闭，因此在盒子从清洁装置12中 移出时通常是关闭的，从而将清洁装置12收集的灰尘保持在集尘仓30 中以便清洁、更换或丢弃盒子IO。将柔性叶片32设置在集尘仓30的前端，从集尘仓30的上边缘指 向盒子10的下方表面。柔性叶片32将由清洁装置12的刷子60所收 集的灰尘引导至集尘仓30中。设置在盒子10中的巻至巻装置包括引导已用过的清洁片材44的 收紧巻34，以及未使用的清洁片材料巻连接到其上且从其提供清洁处 理的供应巻36。收紧巻34 (图5)是防倒转的(ratcheted)以防止已 用过的清洁片材44被引回至待清洁表面，同时供应巻(图6)提供限 制清洁片滚动的阻力，除非由步进马达52驱动清洁片。收紧巻34中 齿件35与弹簧加载的齿件33啮合从而渐进巻并限制运动。清洁片材44可包括，例如静电材料或驻极体材料。在WO 02/00819 中公开了这类材料的例子。清洁片材44还可提供流体处理或分配功能。 例如，清洁布可由清洁流体或抛光剂处理，从而以表面活性剂、杀虫 剂、驱虫剂和/或芳香物质处理地板。盒子10还可包括流体容器42以在操作过程中提供流体至清洁片 材44。在容器42中设置的流体源通过盒子10上设置的流体入口 40 和清洁装置12上设置的流体出口 48连接至在清洁装置12中设置的泵 50。因此，在操作中，流至清洁片材44的流体流量由清洁装置12控 制，并提供至片材从而在盒子的使用寿命期间保持所选的湿度水平。电池组54为清洁装置提供电源，该电池组可选地通过清洁装置12 上设置的开关18 (图1)激活。电池优选为可充电的，并可通过设置 在清洁装置12的壳体侧的端口 55连接(图2)。布供应巻36由设置在清洁装置中的步进马达52驱动，且在操作 过程中解开的该巻清洁布44的量由设置在清洁装置12中的光学传感 器46监视。在清洁操作过程中，步进马达52、光学传感器46和泵50 都由可编程控制器(未示出，但设置在电池组上方)根据驱动步进马 达按需要更换片状材料以保持适当清洁过程的时序而驱动，同时监视 片状材料的实际移动。类似地，控制器驱动泵50从而在清洁过程中按需要将流体供应至 清洁片材44巻。补充流体源的时序基于所采用的材料和流体的类型， 并且在该巻清洁布44的预期寿命内。控制器优选保持清洁片材44的 张力恒定，且同时在盒子的寿命期间的使用中，以预定的速率，如每5 分钟0.75英寸左右来引导。步进马达52通过齿轮组连接至收紧巻34， 同吋将供应巻连接至检测供应轮旋转量的光学传感器。现在参考图8和9，清洁装置12包括拍打刷(beater brush)或清 扫刷(swe印ing brush) 60。在清洁装置12前端的滚轮62可通过在至 少两个位置之间的开关20的启动而调整，选择其中一个位置用于地毯， 而另一个位置用于硬地板表面。随着盒子10被插入到机器人12中， 柔性叶片32被设置成靠近主刷60并接收刷子在清洁装置12在地板表 面上移动时所收集的相对大的颗粒物质。被主刷60引导至柔性叶片32 上的颗粒接着被收集至集尘仓30中。在操作中，铰接盖38保持在打开的位置，使得灰尘和颗粒物质易 于被引导至集尘仓30中。在主刷60之后的是包括清洁片材44的盒子 10。清洁片材44保持贴着要由滚筒66清洁的表面，滚筒66包括保证 待清洁表面与清洁片材44之间接触的片簧64。如上所述，容器42被设置在清洁布44附近，从而当润湿或潮湿的抹布用在清洁装置12中 时，从而可供应流体至布以进行补充。尽管已经示出并说明了为在硬的、平滑的地板上使用而特别设计 的清洁片材44，然而图10和11示出用于地毯的盒子10。这里，盒子包括较大的集尘仓30，并被适当加重以便保持清洁装置12在清洁操作 过程中贴靠待清洁表面且处于直立位置。盒子0优选为可更换部件，当片材用完，容器42中的流体耗尽 或集尘仓装满时，盒子可作为一个单元丢弃。此外，甚至在清洁材料 用完之前，可将盒子10除去，且用户可在极微的灰尘飞扬情况下倾空 集尘仓30。在可选实施例中(未示出)，流体容器42可在操作过程中直接输 送流体至地板。容器42中设置的流体源经过盒子10上设置的流体入 口 40和清洁装置12上设置的流体出口 48连接至清洁装置12中设置 的泵50。在清洁过程中，控制器驱动泵50以按需耍供应流体至地板。现在看本发明的关键特征，清洁装置12包括马达70和71，其分 别用于驱动清洁装置12的左滚轮101和右滚轮102。包括微处理器的 可编程控制器在存储在存储器中的软件程序控制下，分别控制马达70、 71。在其它方面中，控制器提供电压信号至马达70和71使得左滚轮 101和右滚轮102开始，停止，以使得清洁装置12向前运动的方向旋 转，以使得清洁装置12向后运动的方向旋转，并以增大或减小的速度 旋转。编码器与每个滚轮101、 102关联并连接至控制器。编码器可购买， 并且在一种形式中，每次每个滚轮IOI、 102旋转预定角度时，编码器 输出具有脉冲的信号。例如，每次光束被随滚轮旋转的元件截断时， 光学编码器输出脉冲。控制器分别根据从每个编码器输出脉冲间的间 隔分别计算每个滚轮IOI、 102的速度。控制器还可用脉冲间的间隔变 化来计算滚轮加速度。在其它方面，控制器可使用所计算的滚轮速度来控制左滚轮101 和右滚轮102的运动。在一个示例算法中，控制器提供0至+10伏范围 之间的正电压给每个马达70和71，从而驱动左滚轮101和右滚轮102 前向运动。控制器用计算的滚轮逨度来确定要施加至马达70和71上的电压，从而控制左滚轮101和右滚轮102的运动。电压控制马达速 度，这是因为电压通常与马达速度成比例。控制器提供0至-10伏范围 的负电压至每个马达70和71从而驱动左滚轮74和右滚轮75反向运 动。下面将参考图12-14,示出了滚轮的胎面部。这些胎面与轮毂一体， 因而适于直接连接至与驱动马达连接的车轴上。可选地，这些胎面可 以是置于单个轮毂上的独立胎面。无论如何，这些附图示出了用于特定左滚轮101的胎面，优选地 与右滚轮102的胎面相同。左滚轮101的胎面具有胎面111，在胎面 111每一侧上具有深度117的横槽113。周向纵槽15围绕槽部之间的 胎面lll延伸。整个轮101可由热塑性苯乙烯(thermoplastic styrenic) 材料制成。这种材料提供良好的夹紧力和耐化学腐蚀性。在一种形式 中，滚轮101的半径为31.70毫米，滚轮101的横向宽度为23.50毫米， 纵槽115的横向宽度为7.7毫米，横槽的深度117为2.01毫米，而地 板接触表面116沿周向为1.07毫米，沿横向为7.卯毫米。在自动地板清洁器12的湿清洁操作过程中，通过从流体容器42 直接输送到地板表面或者通过已湿润的清洁片材44，将流体薄膜沉积 在地板表面上。通过减小薄膜层的厚度至胎面与地板表面能够接触的 程度来增大牵引力。在一个实施方式中，通过清洁装置12的控制器向 泵50提供流体输送信号以使地板表面上的流体层具有小于胎面槽113 的深度117的厚度来获得的。以此方式，通过减小流体层的厚度至胎 面与地板表面能够接触的程度来增大牵引力。此外，胎面111的纵槽 115引导流体流开以进一步增大滚轮101、 102的牵引力。在用于测量清洁装置12的左滚轮101和/或右滚轮102的打滑的控 制器中有一种算法，借此控制器可以计算并比较左滚轮101和右滚轮 102的轮速度。当马达以相对于其它滚轮来说过高的速度来驱动其它滚 轮时，该滚轮会打滑。因此，如果马达70以相对于右滚轮102来说过高的速度驱动左滚 轮101时，控制器输出指示左滚轮打滑的变量。同样地，如果马达71 以相对左滚轮101来说过高的速度来驱动右滚轮102时，控制器输出 指示右滚轮打滑的变量。将表示滚轮存在打滑情况的左滚轮速度与右滚轮速度之间的差值编程在控制器中。在用于测量清洁装置12的左滚轮101和/或右滚轮102打滑的另一 种典型算法中，为清洁装置12前面的滚轮62设置编码器。控制器根 据从与滚轮62相关的编码器输出的脉冲之间的间隔，计算滚轮62的 轮速度。马达没有对滚轮62进行驱动，因此为清洁装置12的向前或 向后速度提供优良值。如果马达70以相对于滚轮62过高的速度来驱 动左滚轮101 ，或者马达71以相对于滚轮62过高的速度来驱动右滚轮 102，则可视为滚轮己发生打滑。因此，控制器根据编程的左滚轮速度 和滚轮62的速度与右滚轮速度和滚轮62的速度之间的差值，输出表 示左滚轮打滑或右滚轮打滑的变量。在用于测量左滚轮101和/或右滚轮102打滑的另一种常规算法中， 利用滚轮转矩与打滑之间的关系来计算滚轮打滑。常规地，转矩不足 情况表示滚轮打滑。左滚轮101的转矩和右滚轮02的转矩可作为滚 轮马达70和71中的电流的函数而计算。因此，控制器根据滚轮马达 的电流读数，输出表示左滚轮打滑或右滚轮打滑的变量。在美国专利号6,046,565中说明了用于测量清洁装置12的左滚轮 101和/或右滚轮102打滑的另一种示例性算法，在此结合该专利及其 它专利作为参考。已经计算出左滚轮101和/或右滚轮102的打滑，控制器执行减小 和/或防止滚轮在自动地板清洁器12中打滑的特定软件例程。例如，如 果软件确定左滚轮101的滚轮打滑量超过预定的第一打滑值(可编入 控制器中)，或者右滚轮102的滚轮打滑量超过预定的第二打滑值(可 编入控制器中)，则控制器为马达70提供速度信号并将速度信号提供 至马达71，以使该装置以从左到右的波形导航。可以通过改变左滚轮 101与右滚轮102之间的轮速度来实现。例如，当右滚轮102的速度超过左滚轮101时，清洁装置12会向 左转；当左滚轮101的速度超过右滚轮102时，清洁装置会向右转。 在图15中，示出了自动机器人航行的常规直线模式和常规螺旋模式右 边的防滑运动波型。最优选地，将从左到右的运动限制在仅仅几厘米 内以使算法也适用于垂直墙上。可选地，如果软件确定左滚轮101的滚轮打滑量超过预定的第一打滑值，则控制器为马达70提供使左滚轮101减速或停止的速度信号。 控制器在左滚轮101己经减速或停止下来之后，还可为马达70提供增 大左滚轮101速度的进一步速度信号。在系统使某些清洁剂蒸发的同 时还可存在暂停时间。总之，在某些时刻软件逐渐增大速度以获得牵 引力。在另一个软件例程中，如果软件确定左滚轮101的滚轮打滑量超 过预定的第一打滑值，则控制器向马达70提供循环增大或减小左滚轮 101速度的速度信号。如果软件确定右滚轮102的滚轮打滑量超过预定 的第二打滑值，贝啦制器为马达71提供循环减小和增大右滚轮102速 度的速度信号。以此方式，该装置可以调节轮速度直到消除滚轮打滑 为止。在又一个软件程序中，如果软件确定左滚轮101的滚轮打滑量超 过预定的第一打滑值，或者右滚轮102的滚轮打滑量超过预定的第二 打滑值，则控制器向泵50提供流体输送信号，以使流体不输送至表面 上。以此方式，该装置可以暂时停止供应流体地板清洁剂，直到滚轮 打滑现象消除为止。在另一个软件例程中，如果软件确定左滚轮101的滚轮打滑量超 过预定的第一打滑值，或者右滚轮102的滚轮打滑量超过预定的第二 打滑值，则控制器向泵50提供流体输送信号，以使流体不输送至片状 清洁材料44上。以此方式，该装置可以暂时停止供应流体地板清洁剂， 直到滚轮打滑现象消除为止。尽管己经详细说明了本发明的具体实施方式
，然而应该理解这些 说明只是出于说明的目的。落在本发明精神和保护范围之内的具体实 施方式的各种改变和变化，对于本领域技术人员来说显而易见。因此， 本发明并不局限于上述实施方式；而是应该由权利要求来限定本发明 的保护范围。工业实用性公开了滚轮胎面结构、波形通过控制系统、加速恢复系统，和其 它用于减小和/或防止滚轮在用于将流体供应到待处理表面上的自动地 板处理器上打滑的软件。
权利要求
1.一种用于处理表面的机器人装置，包括由第一马达驱动的第一滚轮；由第二马达驱动的第二滚轮；由所述第一滚轮和所述第二滚轮支撑的壳体；用于测量所述第一滚轮和所述第二滚轮的滚轮旋转的装置；和与所述第一马达，所述第二马达和用于测量滚轮旋转的装置进行通信的控制器，所述控制器从用于测量滚轮旋转的所述装置接收与所述第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号，所述控制器从用于测量滚轮旋转的所述装置接收与所述第二滚轮有关的第二滚轮旋转信号，所述控制器将第一速度信号提供给所述第一马达以驱动所述第一滚轮，所述控制器将第二速度信号提供给所述第二马达以驱动所述第二滚轮，其中所述控制器执行存储的程序以便(1)根据从用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第一滚轮旋转信号，计算所述第一滚轮的第一打滑量，(2)根据从所述用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第二滚轮旋转信号，计算所述第二滚轮的第二打滑量，(3)如果所述第一打滑量超出预定的第一打滑值，则向所述第一马达提供使所述第一滚轮减速或停止的第一速度信号，及(4)如果所述第二打滑量超出预定的第二打滑值，则向所述第二马达提供使所述第二滚轮减速或停止的第二速度信号。
2.如权利要求l所述的自动表面处理装置，其中 所述控制器执行存储的程序以便(5) 如果所述第一滚轮因为所述第一打滑量超过所述预定的第一 打滑值而已经减速或停止，则再向所述第一马达提供增大所述第一滚 轮速度的第一速度信号，及(6) 如果所述第二滚轮因为所述第二打滑量超过所述预定的第二 打滑值而已经减速或停止，则再向所述第二马达提供增大所述第二滚 轮速度的第二速度信号。
3. 如权利要求2所述的装置，其中以根据所述表面上现存流体的水平所确定的速率增大所述第一滚 轮的速度或者所述第二滚轮的速度。
4. 如权利要求l所述的装置，其中如果所述第一打滑量超过所述预定的第一打滑值，则所述第一滚 轮停止，且如果所述第二打滑量超过所述预定的第二打滑值，则所述第二滚 轮停止。
5. —种用于处理表面的机器人装置，包括 由第一马达驱动的第一滚轮； 由第二马达驱动的第二滚轮； 由所述第一滚轮和所述第二滚轮支撑的壳体； 用于测量所述第一滚轮和所述第二滚轮的滚轮旋转的装置；和 与所述第一马达，所述第二马达和用于测量滚轮旋转的装置进行通信的控制器，所述控制器从用于测量滚轮旋转的所述装置接收与所 述第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号，所述控制器从用于测量滚轮旋 转的所述装置接收与所述第二滚轮有关的第二滚轮旋转信号，所述控 制器将第一速度信号提供给所述第一马达以驱动所述第一滚轮，所述 控制器将第二速度信号提供给所述第二马达以驱动所述第二滚轮， 其中所述控制器执行存储的程序以便(1) 根据从用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第一滚轮旋转 信号，计算所述第一滚轮的第一打滑量，(2) 根据从所述用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第二滚轮 旋转信号，计算所述第二滚轮的第二打滑量，(3) 如果所述第一打滑量超出预定的第一打滑值，则向所述第一 马达提供循环减小和增大所述第一滚轮速度的第一速度信号，及(4) 如果所述第二打滑量超出预定的第二打滑值，则向所述第二 马达提供循环减小和增大所述第二滚轮速度的第二速度信号。
6. —种用于处理表面的机器人装置，包括 由第一马达驱动的第一滚轮； 由第二马达驱动的第二滚轮； 由所述第一滚轮和所述第二滚轮支撑的壳体； 用于测量所述第一滚轮和所述第二滚轮的滚轮旋转的装置；和 与所述第一马达，所述第二马达和用于测量滚轮旋转的装置进行 通信的控制器，所述控制器从用于测量滚轮旋转的所述装置接收与所 述第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号，所述控制器从用于测量滚轮旋 转的所述装置接收与所述第二滚轮有关的第二滚轮旋转信号，所述控 制器将第一速度信号提供给所述第一马达以驱动所述第一滚轮，所述 控制器将第二速度信号提供给所述第二马达以驱动所述第二滚轮， 其中所述控制器执行存储的程序以便 (1 )根据从用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第一滚轮旋转 信号，计算所述第一滚轮的第一打滑量，(2) 根据从所述用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第二滚轮 旋转信号，计算所述第二滚轮的第二打滑量，及(3) 当所述第一打滑量超过预定的第一打滑值或者所述第二打滑 量超过预定的第二打滑值时，向所述第一马达提供第一速度信号并且 向所述第二马达提供第二速度信号，以使所述装置以波状形式运行。
7. 如权利要求6所述的装置，其中向所述第一马达提供所述第一速度信号并向所述第二马达提供所 述第二速度信号，使得左滚轮与右滚轮之间的相对滚轮速度以周期性 方式变化。
8. —种用于处理表面的机器人装置，包括由第一马达驱动的第一滚轮；由第二马达驱动的第二滚轮；由所述第一滚轮和所述第二滚轮支撑的壳体； 用于将流体输送至所述表面上的装置；用于测量所述第一滚轮和所述第二滚轮的滚轮旋转的装置；和 与所述第一马达，所述第二马达，用于输送流体的装置和用于测 量滚轮旋转的装置进行通信的控制器，所述控制器从用于测量滚轮旋 转的所述装置接收与所述第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号，所述控 制器从用于测量滚轮旋转的所述装置接收与所述第二滚轮有关的第二 滚轮旋转信号，所述控制器将第一速度信号提供给所述第一马达以驱 动所述第一滚轮，所述控制器将第二速度信号提供给所述第二马达以 驱动所述第二滚轮，所述控制器向所述用于输送流体的装置提供流体 输送信号，其中所述控制器执行存储的程序以便(1) 根据从用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第一滚轮旋转 信号，计算所述第一滚轮的第一打滑量，(2) 根据从所述用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第二滚轮 旋转信号，计算所述第二滚轮的第二打滑量，及(3) 当所述第一打滑量超过预定的第一打滑值或者所述第二打滑 量超过预定的第二打滑值时，向所述用于输送流体的装置提供流体输 送信号，以使流体不被输送至所述表面上。
9. 一种用于处理表面的机器人装置，包括由第一马达驱动的第一滚轮；由第二马达驱动的第二滚轮；由所述第一滚轮和所述第二滚轮支撑的壳体；设置在所述装置上的片状清洁材料；用于将流体输送至所述片状清洁材料的装置；用于测量所述第一滚轮和所述第二滚轮的滚轮旋转的装置；和与所述第一马达，所述第二马达，用于输送流体的装置和用于测 量滚轮旋转的装置进行通信的控制器，所述控制器从用于测量滚轮旋 转的所述装置接收与所述第一滚轮有关的第一滚轮旋转信号，所述控 制器从用于测量滚轮旋转的所述装置接收与所述第二滚轮有关的第二 滚轮旋转信号，所述控制器将第一速度信号提供给所述第一马达以驱 动所述第一滚轮，所述控制器将第二速度信号提供给所述第二马达以驱动所述第二滚轮，所述控制器向所述用于输送流体的装置提供流体 输送信号，其中所述控制器执行存储的程序以便(1) 根据从用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第一滚轮旋转 信号，计算所述第一滚轮的第一打滑量，(2) 根据从所述用于测量滚轮旋转的装置接收到的所述第二滚轮旋转信号，计算所述第二滚轮的第二打滑量，及(3) 当所述第一打滑量超过预定的第一打滑值或者所述第二打滑 量超过预定的第二打滑值时，向所述用于输送流体的装置提供流体输 送信号，以使流体不被输送至所述片状清洁材料上。
10. —种用于处理表面的机器人装置，包括具有第一胎面的第一滚轮，和具有第二胎面的第二滚轮，所述第 一胎面和所述第二胎面具有深度超过预定深度的凹槽； 由所述第一滚轮和所述第二滚轮支撑的壳体； 用于将一层流体输送至所述表面上的装置；和与用于输送流体的装置进行通信的控制器，所述控制器将流体输 送信号提供至用于输送流体的装置，以使所述表面上的流体层具有小 于所述预定深度的厚度。
11. 如权利要求10所述的装置，其中 所述第一胎面和所述第二胎面具有链轮形状。
12. 如权利要求11所述的装置，其中 所述链轮形状的径向边缘是矩形的。
13. 如权利要求10所述的装置，其中 所述第一胎面和所述第二胎面具有径向延伸的外周槽。
全文摘要
一种自动地板清洁器(12)具有胎面结构、波型导航控制和逐渐恢复控制以减小滚轮打滑。地板清洁器将流体输送到地板上，作为清洁步骤的一部分。装置上的滚轮设有相对较深的周槽以减小链齿轮的接触面积并且将流体层供应到地板上。如果发生滚轮打滑，或者防止滚轮打滑，通过周期性地改变两个驱动轮的相对速度，将装置设置成以轻微的左右波状的方式向前移动。还提供了一种打滑恢复模式，在检测到严重的打滑现象时停止或大大减慢驱动轮的速度，随后再缓慢逐渐加速。
文档编号G05D1/02GK101253457SQ200680031270
公开日2008年8月27日 申请日期2006年6月27日 优先权日2005年6月28日
发明者F·程, J·L·哈维希, S·陈, T·贾沃斯基 申请人:S.C.约翰逊父子公司