[发明专利]一种拖地机器人参数优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动清洁领域，具体涉及了一种拖地机器人的参数优化方法。

背景技术

近10多年来，总体来看，虽然自主清洁机器人的研究已经取得了很大进步，进入了实用阶段，同时也向着高智能化、多功能集成、低成本的方向发展，但是目前，自主清洁机器人在自主能力、工作效率等方面还不理想，需要进一步解决传感器技术、定位和环境建模等技术问题。

对于自主清洁机器人领域而言，拖地技术一直是该领域的研究难点。现有技术中的拖地技术，其拖地机理仍未健全，结构参数的选择依赖工程技术人员的经验，拖地机器人的结构参数没有达到最优值。若拖地机器人的结构参数不为最优，无法确保拖地效果。

因此，有必要对此拖地技术的工作原理进行透彻分析，进而优化拖地机器人的结构参数，确保拖地效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种拖地机器人参数优化方法，可有效解决拖地机器人技术中积水残留问题，确保拖地效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种拖地机器人参数优化方法，所述拖地机器人包括海绵刷子、海绵、刮板及水泵，所述方法包括步骤：

建立机器人拖地模型；

分析机器人拖地过程中所涉及运动及结构参数；

获得参数之间的约束关系。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的拖地机器人参数优化方法具有优化拖地机器人结构，确保拖地效果等优点，适用于一款利用海绵刷拖地的机器人，可有效解决拖地机器人技术中积水残留问题。

附图说明

图1是本发明拖地机器人参数优化方法中拖地机器人模型示意图；

图2是本发明拖地机器人参数优化方法中拖地机器人的海绵拖地过程的变化示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种拖地机器人参数优化方法，可有效解决拖地机器人技术中积水残留问题，确保拖地效果。

如图1所示，本发明公开的一种拖地机器人参数优化方法，所述拖地机器人包括海绵刷子、海绵、刮板及水泵，所述方法包括步骤：

建立机器人拖地模型；

分析机器人拖地过程中所涉及运动及结构参数；

获得参数之间的约束关系。

下面对每个步骤进行详细的描述。

建立机器人拖地模型：

理想状态下，清洁机器人在拖地时，假如海绵上水量处于未饱和状态，海绵就可以一直从地面吸水。但实际的拖地过程中，清洁机器人的行走速度，海绵刷子的转速，海绵的尺寸，海绵与地面的接触程度以及水泵的流量等因素都会影响拖地效果。

分析机器人拖地过程中所涉及运动及结构参数：

为实现清洁机器人最佳的拖地效果，即将地面清洗干净并将污水尽量全部回收，地面上没有明显的水迹残留。ω为海绵刷子的转速，R为海绵的半径，r为刷子轴的半径，d为刮板嵌入海绵中的深度，h为海绵被地面压缩的厚度，v为地面相对机器人的运动速度(即清洁机器人自身的运动速度)，水泵的流量为Q，此外刷子与刮板的长度都为L。

为确保地面无污水残留，需要面对两大问题。首先，清洁机器人工作过程中，海绵吸收的污水不会有渗水现象产生；其次确保地面污水全部被海绵吸收。

计算出参数之间约束关系：

为解决上述存在的问题，需要分析拖地过程进一步分析，以海绵刷子的任一截面为研究对象，运动过程中，其状态变化规律如图2所示，状态I为海绵受到刮板挤压，其半径为R-d，同时海绵上污水被挤出；从状态I到状态II过渡的过程中，海绵的逐渐恢复原状；当海绵受到地面挤压时，即状态III，其半径缩减到R-h；状态III到状态IV这一过程中，海绵从地面吸收污水，其半径逐渐变为R，达到状态IV时，海绵上吸收污水达到极大值，此时海绵刷子完成一个拖地周期。整个拖地过程由多个拖地周期组成。

状态I到状态III这一变化过程中，即海绵经刮板刮过之后至海绵被地面压缩这一过程中，海绵可能向外渗水，为确保无渗漏现象产生，必须满足R-h＜R-d这一关系，可知d与h关系

d＞h       (1)

针对第二个问题，为分析海绵吸水性能，引入占空比这一参数ρ，海绵占空比主要反映不同材质海绵的吸水能力