[发明专利]升降伸缩式楼道清洁机器人上下楼梯的判别方法

摘要

本发明公开了一种升降伸缩式楼道清洁机器人上下楼梯的判别方法，机器人车身前端的上、中、下位置分别装有接近传感器，车身后端安装向下感测的接近传感器；由上、中、下三个位置的接近传感器组合判别前方是否为楼梯；在上楼时，前端下部的接近传感器用于判别机身是否上升到合理高度，后端的接近传感器用于判别机身是否伸出到安全位置；在下楼时，机器人前端上部斜向下的接近传感器用于判别前方是否是向下的楼梯；机器人准备上楼或下楼时，利用前端下部的两个接近传感器或后端下方的两个接近传感器判定机器人处于正对楼梯边缘的姿态。上述一系列判别保证了机器人可靠上下楼，本发明的方法成本低廉易实现。

主权项

一种升降伸缩式楼道清洁机器人上下楼梯的判别方法，其特征是：所述的升降伸缩式楼道清洁机器人由车身、升降机构、伸缩机构和清洁机构组成，其中升降和伸缩机构采用齿轮齿条传动方式实现直线运动，保证机器人实现上下楼动作，机器人车身下方前后端分别有一个万向轮前轮和万向轮后轮；机器人车身前端的上、中、下位置分别装有接近传感器，方向分别为斜向上、水平向前和水平向前，其中下部位置为左右各一个接近传感器；另在机器人前端上部安装方向斜向下的接近传感器来进行下楼判断；车身后端安装两个向下感测的接近传感器；当机器人车身前端的上部位置接近传感器感测方向无遮挡，而机器人车身前端的中、下位置传感器方向有遮挡时，机器人判定前方为楼梯；机器人车身前端的下部位置接近传感器还用于探测低矮的障碍物；若机器人车身前端的上部位置接近传感器的感测方向有遮挡，直接将判断机器人前方为障碍物，这类障碍物较高，机器人无法通过这类障碍物，需要使机器人进行避障；机器人车身前端的中部位置接近传感器可用于探测与楼梯台阶高度相当，但仅为凸起的障碍物；当机器人车身前端的上、中、下位置三个接近传感器感测方向都没有遮挡物时，机器人判断前方无障碍物；上楼过程：机器人判断前方为楼梯后，准备向上爬楼，机器人车身由升降机构驱动开始上升，此刻机器人车身前端的下部位置接近传感器外前方有遮挡；当机器人车身前端的下部位置接近传感器前方刚刚无遮挡时，控制机器人继续上升一小段距离y，y为机器人车身前端的下部位置接近传感器与地面的距离，由此保证机器人的驱动轮达到楼梯的高度，避免车身向前伸出碰撞到上一阶楼梯踏步边缘，然后使车身伸出；机器人车身由伸缩机构驱动开始伸出，后端的两个接近传感器探测到无遮挡；当机器人车身伸出到车身后端的两个接近传感器探测到有遮挡，表明机器人后万向轮已落到了楼梯踏步上，而后通过升降机构收起支撑架，再通过伸缩将支撑架部分往前收回到初始状态，完成上楼动作；下楼过程：机器人准备下楼时，如果从休息平台下楼，由于涉及从平地行走到下楼的状态切换，机器人需要判断前方是否是往下的楼梯；对于机器人当前已经处在楼梯踏步时的情况，由于本身处于整体下楼过程中，因此不需要这种判断，踏步清扫完，则继续下楼的过程；前方是否是往下的楼梯，使用接近传感器进行判断；利用在机器人前端上部安装的方向斜向下的接近传感器来进行下楼判断，方向斜向下的接近传感器探测方向与水平方向夹角为θ，如机器人方向斜向下的接近传感器探测斜下方有遮挡，说明机器人未到达楼梯附近；如方向斜向下的接近传感器探测斜下方无遮挡，说明机器人已到达楼梯附近，准备下楼；角度；机器人准备下楼时，当机器人判断前方为往下的楼梯后，转身180°将后方面对楼梯，此刻车身后端的两个接近传感器向下探测到有遮挡，机器人未到达休息平台与楼梯的交汇边缘；而后机器人后退，利用车身后端的两个接近传感器，当车身后端的两个接近传感器探测到下方无遮挡，说明机器人已后退走到休息平台与楼梯的交汇边缘，机器人停止后退，机器人执行下楼动作。