[发明专利]一种机器人全自动运水的方法和运水机器人系统

权利要求书

1.一种机器人全自动运水的方法，其特征在于机器人过弯道时通过计算机器人本体的前轮当前应偏转的角度β和速度v对机器人行走进行定量控制：

$\mathrm{\β}=arctan\frac{2d\mathrm{\Δ}x}{{\mathrm{\Δx}}^2+{\mathrm{\Δy}}^2+2d\mathrm{\Δ}y}$

$v=\frac{\{\arcsin \[(\frac{\mathrm{\Δ}y}{d}+1)\sin \mathrm{\β}\]-\mathrm{\β}\}d}{\mathrm{\Δ}t\sin \mathrm{\β}}$

其中：Δx为测得的机器人本体在Δt时间内的横向偏移量，Δy为测得的机器人本体在Δt时间内的纵向偏移量，d为已知的机器人本体的前车轴与后车轴的垂直距离。

2.根据权利要求1所述的一种机器人全自动运水的方法，其特征在于机器人运水包括以下步骤：

(1)操作者通过无线遥控器发出指令，机器人系统接收指令并启动取水；

(2)机器人本体前部的电磁感应线圈传感器感应道路中间预埋电磁循迹线产生的交变磁场，通过电磁感应线圈传感器计算机器人本体在Δt时间内的横向偏移量Δx，基于Δx并通过测速传感器计算机器人本体在Δt时间内的纵向前进量Δy；

(3)机器人基于Δt、Δx、Δy，通过下式计算机器人本体的前轮当前应偏转的角度β和速度v：

$\mathrm{\β}=arctan\frac{2d\mathrm{\Δ}x}{{\mathrm{\Δx}}^2+{\mathrm{\Δy}}^2+2d\mathrm{\Δ}y}$

$v=\frac{\{\arcsin \[(\frac{\mathrm{\Δ}y}{d}+1)\sin \mathrm{\β}\]-\mathrm{\β}\}d}{\mathrm{\Δ}t\sin \mathrm{\β}}$

其中d为机器人本体的前车轴与后车轴的垂直距离；

(4)基于步骤3求得的β值，机器人进行判断：

当|β|≤6°时，判断机器人当前在直道上，舵机不打角，机器人不转弯；控制行走电机提速至直道最大速度；

当|β|＞6°时，判断机器人当前在弯道上或偏离电磁循迹线，控制舵机打β角，机器人转弯，当Δx<0，舵机往左打角，机器人往左转，当Δx>0，舵机往右打角，机器人往右转；控制行走电机降速至步骤(3)中求得的速度v值；

(5)机器人本体重复步骤(2)-(4)进行自动定量地识别路径，在道路上前进；

(6)位于机器人本体底部的干簧管与道路终点处的永久磁铁磁感应，机器人停止前进；

(7)机器人控制水箱上升至预设高度；

(8)机器人与给水装置通过红外通信模块建立连接，机器人发出开启注水的红外信号；

(9)给水装置接收开启注水的红外信号后，打开电磁水阀，将水注入机器人的水箱；

(10)水箱内的水位传感器检测到水位到达预设水位，发送结束注水的红外信号；

(11)给水装置接收结束注水的红外信号后，关闭电磁水阀，取水完毕；

(12)机器人控制水箱下降至原位；

(13)机器人本体重复步骤(2)-(4)进行自动定量地识别路径，在道路上返回；

(14)位于机器人本体底部的干簧管与道路起始处的永久磁铁磁感应，机器人停止前进；

(15)机器人本体控制安装在水箱中的抽水泵抽水至存水装置。