一种新型智能清洁机器人及其控制方法

摘要

本发明公开了一种新型智能清洁机器人及其控制方法，属于清洁设备领域，其特征在于：机体上安装有行走攀爬机构和识别避障模块；行走攀爬机构包括轮轴，轮轴的两端安装辐片轮，辐片轮包括外辐片轮体和内辐片轮体，外辐片轮体的辐片能与内辐片轮体的辐片相重合与分离，在外辐片轮体的辐片上或者内辐片轮体的辐片上安装第一光电传感器。此种机器人通过控制系统实时检测识别避障模块和第一光电传感器的信号，控制内辐片轮体和外辐片轮体重合与分离，实现辐片轮在攀爬与滚动状态的转化，能够适用于既有斜坡又有台阶的地况；同时通过识别避障模块实现了不同地况的识别与避障，提高了机器人工作的安全性。

主权项

一种新型智能清洁机器人的控制方法，该新型智能清洁机器人包括机体和控制系统，机体上安装有行走攀爬机构和识别避障模块；行走攀爬机构包括轮轴，轮轴的两端安装辐片轮，辐片轮包括外辐片轮体和内辐片轮体，外辐片轮体和内辐片轮体均包括轮毂，轮毂的外周固定有两个以上的辐片，辐片沿轮毂的周向均匀分布，并且内辐片轮体与外辐片轮体具有相同数量的辐片；外辐片轮体过盈配合在轮轴上，外辐片轮体内侧的轮轴上套装有内辐片轮体，内辐片轮体与轮轴间相转动连接；内辐片轮体连接第一驱动装置，轮轴连接第二驱动装置，第二驱动装置带动外辐片轮体旋转，使外辐片轮体的辐片与内辐片轮体的辐片相重合与分离，相分离时，外辐片轮体的辐片外端与内辐片轮体的辐片外端形成完整的圆周；在外辐片轮体的辐片上或者内辐片轮体的辐片上安装第一光电传感器；识别避障模块包括第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器和第五光电传感器；第二光电传感器和第三光电传感器安装在机体的前面，第三光电传感器位于第二光电传感器的上方；第四光电传感器安装在机体的左侧；第五光电传感器安装在机体的右侧；控制系统包括CPU单元、驱动单元和信号检测单元，信号检测单元采集识别避障模块和第一光电传感器的信号并将该信号传送给CPU单元，CPU单元通过驱动单元将控制信号传递给第一驱动装置和第二驱动装置；机体上还设置有吸尘器，吸尘器通过升降机构联接在机体上；升降机构包括导槽、齿轮、齿条和驱动齿轮转动的第一电机，第一电机控制连接驱动单元；导槽固定在机体上，齿条安装在导槽中，齿轮与齿条相啮合，齿条连接吸尘器；导槽的顶端安装限位开关，限位开关为信号检测单元提供检测信号；机体上还铰接有支撑架，支撑架中安装转轴，转轴上固定套装有滚筒，滚筒上设置有毛刷；转轴上安装有驱动其转动的第二电机，第二电机控制连接驱动单元；外辐片轮体与内辐片轮体之间的轮轴上安装有推力球轴承；内辐片轮体与第一驱动装置之间设置有减速器；第一驱动装置和第二驱动装置为伺服电机；其特征在于：该控制方法包括如下步骤：⑴ 接通总电源，吸尘器和第二电机开始工作，并实时执行步骤⑵；⑵ 信号检测单元检测识别避障模块和第一光电传感器发出的信号并上传给CPU单元；当CPU单元检测到第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器和第五光电传感器均未被遮光时，CPU单元通过驱动单元控制第一驱动装置和第一电机以同样的转速正转；当CPU单元检测到第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器和第五光电传感器均未被遮光，且第一光电传感器被遮光，执行步骤⑶，然后机体前行；当CPU单元检测到只有第二光电传感器被遮光时，执行步骤⑶，然后机体前行；当CPU单元检测到第二光电传感器和第三光电传感器同时被遮光时，CPU单元通过驱动单元控制第一驱动装置和第一电机工作，使机体停止或者后退；当CPU单元检测到第二光电传感器、第三光电传感器和第四光电传感器同时被遮光时，CPU单元通过驱动单元开启第一电机，并控制第一驱动装置和第二驱动装置以同样的转速正转，使机体右转；当CPU单元检测到第二光电传感器、第三光电传感器和第五光电传感器同时被遮光时，CPU单元通过驱动单元开启第一电机，并控制第一驱动装置和第二驱动装置以同样的转速正转，使机体左转；当CPU单元检测到第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器和第五光电传感器同时被遮光时，CPU单元通过驱动单元控制第一驱动装置和第二驱动装置以同样的转速反转，使机体后退；⑶ CPU单元通过驱动单元控制第一驱动装置和第一电机工作，同时，CPU单元进入延时状态，第一驱动装置转动的角度为：m=360/2a，延迟时间为：t=m/u，a为内辐片轮体中辐片的数量；u为第一驱动装置的旋转角速度；待延时时间t结束，CPU单元控制第一驱动装置和第二驱动装置以同样的转速旋转。