[发明专利]充气式装置、具有充气式装置的系统及其控制方法

说明书

本发明公开一种充气式装置、具有充气式装置的系统及其控制方法，其中，充气式装置适于机器人，包括压力控制及侦测单元以及控制单元。压力控制及侦测单元包括可充式气囊、压力侦测单元以及压力调节单元。可充式气囊装设于机器人的壳体表面。压力侦测单元连接可充式气囊，用以侦测可充式气囊的内部压力。压力调节单元连接可充式气囊，用以调节可充式气囊的内部压力。控制单元耦接压力控制及侦测单元。控制单元接收及处理来自压力侦测单元的信号，且根据一条件设定判断并控制压力调节单元对可充式气囊进行内部压力的调节。本发明的可充式气囊可设置在机器人的一或多个特定部位，以提供机器人碰撞保护，且可通过改变其膨胀体积以实现特定的反应机制。

技术领域

本发明是有关于一种充气式装置、具有充气式装置的系统及其控制方法。

背景技术

随着人工智能的发展，机器人广泛地被应用在各种工作场域。机器人由于工作环境的复杂度不同，其侦测或扫描的功能仍有许多限制。因此在设计机器人时，仍需考虑机器人与障碍物发生碰撞的情形。一般而言，会在机器人的行进或运作的方向设置防撞杆(bumper)，或是通过超音波、红外线配合软体演算法来实现机器人的避障、避撞机制。

一般家用的机器人，例如扫地机器人，多采用防撞杆来进行防撞。然而，传统的防撞杆是靠硬式挡板配合弹簧及微动开关作动。对于家中物品，在长期使用后，难免会对家中家具留下撞击或是摩擦的痕迹，亦有可能导致推倒贵重物品，例如花瓶、摆饰，甚至推动屏风、塑胶椅等轻质物品，导致不希望的位移。此外，传统防撞杆亦不适合以大范围或包覆式的方式设置在扫地机器人上。

另外，超音波、红外线等避障、避撞机制亦可能因信号发射角度、物体表面反射率、吸音材质、环境中的声光干扰等因素而导致误判。

发明内容

本发明是有关于一种充气式装置、具有充气式装置的系统及其控制方法。根据本发明实施例，充气式装置包括软性的可充式气囊。可充式气囊可设置在机器人的一或多个特定部位，以提供机器人碰撞保护。另外，可充式气囊可回应接触事件或是预先的设定而被充气或泄气以改变其膨胀体积，藉此实现特定的反应机制。

根据本发明的一方面，提出一种适用于机器人的充气式装置。充气式装置适于机器人。充气式装置包括压力控制及侦测单元以及控制单元。压力控制及侦测单元包括可充式气囊、压力侦测单元以及压力调节单元。可充式气囊可装设于机器人的壳体表面。压力侦测单元连接可充式气囊，用以侦测可充式气囊的内部压力。压力调节单元连接可充式气囊，用以调节可充式气囊的内部压力。控制单元耦接压力控制及侦测单元。控制单元接收及处理来自压力侦测单元的信号，且根据一条件设定判断并控制压力调节单元对可充式气囊进行内部压力的调节。

上述的充气式装置的一实施方式中，该条件设定是指该内部压力的变化量，该控制单元根据该可充式气囊的该内部压力的变化量，辨识一接触事件，并根据辨识出的该接触事件输出一信号，控制该压力调节单元对该可充式气囊进行该内部压力的调节。

上述的充气式装置的一实施方式中，该控制单元还用以：回应该接触事件，令该压力调节单元对可充式气囊进行充气或泄气以表现一拟人化情绪设定，及/或致能该机器人的一或多个功能性操作。

上述的充气式装置的一实施方式中，该条件设定是指该机器人运行至一特定位置，该控制单元在该机器人运行至该特定位置时，输出一信号，以控制该压力调节单元对该可充式气囊进行该内部压力的调节。

上述的充气式装置的一实施方式中，该控制单元还用以：回应该接触事件，控制该机器人执行一第一避障程序；以及回应该机器人执行该第一避障程序仍无法避开障碍，控制该压力调节单元对该可充式气囊进行泄气，使该可充式气囊的该内部压力从一初始压力值降至一第一压力值，以减小该可充式气囊的体积。