吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)判斷及行走控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)判斷及行走控制方法，屬于小家電制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]爬壁機(jī)器人是一種能夠吸附在垂直或傾斜壁面，并能執(zhí)行一定動(dòng)作的特種機(jī)器人。吸附單元是爬壁機(jī)器人非常重要的一個(gè)組成部分，它為機(jī)器人提供吸附力，使機(jī)器人可靠地吸附在壁面上。吸附單元吸附能力的優(yōu)劣直接影響機(jī)器人的工作效率、性能和壁面適應(yīng)性等。因此，設(shè)計(jì)合理的吸附單元，對(duì)爬壁機(jī)器人來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有的單吸盤負(fù)壓吸附爬壁機(jī)器人，吸附單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低，能夠?qū)崿F(xiàn)爬壁機(jī)器人的快速移動(dòng)，工作效率高，但負(fù)壓吸附方式對(duì)吸附單元腔體的密封條件要求苛刻，如果工作壁面存在裂縫或凸起等因素，或者機(jī)器人行走至無(wú)框邊界而檢測(cè)單元判斷錯(cuò)誤時(shí)，則會(huì)造成吸附單元漏氣，以及吸附單元真空度降低，而導(dǎo)致機(jī)器人產(chǎn)生跌落。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN101822513A的文獻(xiàn)公開(kāi)了一種壁面清潔機(jī)器人，其機(jī)身底部交錯(cuò)設(shè)置有多個(gè)吸盤，使得其具有一定跨越縫隙的能力。然而，該壁面清潔機(jī)器人無(wú)法識(shí)別壁面上的巨大裂縫，也無(wú)法識(shí)別機(jī)器人的行走位置已經(jīng)處于壁面的邊緣位置。當(dāng)機(jī)器人在行走過(guò)程中遇到較大縫隙或行走在無(wú)框玻璃、墻壁的邊緣時(shí)，在較大裂縫處由于發(fā)生漏氣現(xiàn)象，所有吸盤都失效則會(huì)發(fā)生跌落，或者機(jī)器人行走至壁面邊緣處直接跌落而損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)判斷及行走控制方法，能夠?qū)z測(cè)單元檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)一步驗(yàn)證，提高了吸附機(jī)器人工作的可靠性；對(duì)影響吸盤真空度的不同因素區(qū)分為可跨越障礙與不可跨越障礙，并執(zhí)行相應(yīng)跨越或規(guī)避動(dòng)作，在保證吸盤工作可靠性的前提下提高了越障能力。
[0006]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)判斷及行走控制方法，該方法包括如下步驟:
[0008]步驟1:吸附機(jī)器人處于第一動(dòng)作狀態(tài)；
[0009]步驟2:檢測(cè)設(shè)置在該吸附機(jī)器人機(jī)體底部的M個(gè)吸盤的真空度，如果檢測(cè)結(jié)果為漏氣吸盤的數(shù)量N < 1，則回到步驟I ;否則，進(jìn)入步驟3 ；
[0010]步驟3:判斷漏氣的N個(gè)吸盤中是否至少包含第一吸盤和第二吸盤,且第一吸盤的設(shè)置位置相對(duì)于第二吸盤更靠近吸附機(jī)器人第一動(dòng)作狀態(tài)動(dòng)作方向的前方，如果判斷結(jié)果為是，則吸附機(jī)器人進(jìn)入第二動(dòng)作狀態(tài)，如果判斷結(jié)果為否，則返回步驟I。
[0011]所述步驟2中的N個(gè)吸盤為設(shè)置在機(jī)體底部的M個(gè)吸盤中任意位置上的吸盤。
[0012]所述步驟3中判斷漏氣的N個(gè)吸盤中是否包含第一吸盤和第二吸盤的方法具體為:將實(shí)時(shí)檢測(cè)的漏氣吸盤的數(shù)量N與前一時(shí)刻在先存儲(chǔ)的漏氣吸盤的數(shù)量N’相比較，如果?') > N’，則漏氣的N個(gè)吸盤中包含第一吸盤和第二吸盤；否則,則漏氣的N個(gè)吸盤中不包含第一吸盤和第二吸盤。
[0013]所述機(jī)體底部的M個(gè)吸盤根據(jù)其在吸附機(jī)器人第一動(dòng)作方向上的位置設(shè)置具體的位置編碼，所述步驟3中判斷漏氣的N個(gè)吸盤中是否包含第一吸盤和第二吸盤的方法具體為:判斷漏氣的N個(gè)吸盤的位置編碼是否完全相同，若是，則漏氣的N個(gè)吸盤中不包含第一吸盤和第二吸盤；否則，漏氣的N個(gè)吸盤中包含第一吸盤和第二吸盤。
[0014]為了更有效判斷吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)，所述第一吸盤和第二吸盤的設(shè)置位置優(yōu)選是相鄰的。
[0015]在具體實(shí)施例中，M為4，N為2。優(yōu)選的，所述第一動(dòng)作狀態(tài)為前進(jìn)狀態(tài)，第二動(dòng)作狀態(tài)為轉(zhuǎn)向狀態(tài)，還可以對(duì)應(yīng)為停止?fàn)顟B(tài)。
[0016]為了及時(shí)提醒使用者注意，所述步驟3還包括吸附機(jī)器人進(jìn)入第二動(dòng)作狀態(tài)的同時(shí)報(bào)警。
[0017]為了達(dá)到更好的檢測(cè)效果，M個(gè)所述吸盤中的任意兩個(gè)吸盤在所述機(jī)體的行進(jìn)方向直線上的投影只有部分重疊或相離。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:1、對(duì)檢測(cè)單元檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)一步驗(yàn)證，提高了機(jī)器人工作的可靠性；2、對(duì)影響吸盤真空度的不同因素區(qū)分為可跨越障礙與不可跨越障礙，并執(zhí)行相應(yīng)跨越或規(guī)避動(dòng)作，在保證吸盤工作可靠性的前提下提高了越障能力。
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一吸附機(jī)器人的底部吸盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二吸附機(jī)器人的底部吸盤的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)判斷及行走控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例一
[0024]如圖1并結(jié)合圖3所示，本發(fā)明所提供的這種吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)判斷及行走控制方法，具體包括如下步驟:
[0025]步驟1:吸附機(jī)器人100處于第一動(dòng)作狀態(tài)。所述步驟I中的第一動(dòng)作狀態(tài)指的是前進(jìn)狀態(tài)。
[0026]步驟2:檢測(cè)設(shè)置在該吸附機(jī)器人100機(jī)體底部的4個(gè)吸盤的真空度，如果檢測(cè)結(jié)果為漏氣吸盤的數(shù)量N < 1，則返回步驟1，吸附機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)。檢測(cè)結(jié)果分為兩種情況，一是如果N < 1，即沒(méi)有任何一個(gè)吸盤漏氣，則讓吸附機(jī)器人繼續(xù)保持第一動(dòng)作狀態(tài)——前進(jìn)狀態(tài)。
[0027]如果N = 1，即只有一個(gè)吸盤漏氣，但此時(shí)可能存在誤判，即可能前方僅為一導(dǎo)致吸附機(jī)器人漏氣的可跨越的障礙如凸起、裂縫等，而不是較大的縫隙或邊緣；或者，檢測(cè)單元自身判斷錯(cuò)誤等。為了提高可靠性，須讓吸附機(jī)器人繼續(xù)第一動(dòng)作狀態(tài)——前進(jìn)狀態(tài)。需要說(shuō)明的是，在只有一個(gè)吸盤漏氣并且導(dǎo)致該吸盤漏氣的原因是可跨越的障礙的情況下，遵照上述規(guī)定，機(jī)器人將繼續(xù)前進(jìn)，此時(shí)相應(yīng)的障礙也相對(duì)的后移，當(dāng)障礙剛好從吸盤Pl移到后一個(gè)相鄰吸盤P2下使P2成為漏氣吸盤時(shí)，吸盤Pl已經(jīng)恢復(fù)至真空吸附狀態(tài)，所以此時(shí)并不會(huì)出現(xiàn)吸盤Pl和吸盤P2同時(shí)漏氣的情形。遵照上述規(guī)定吸附機(jī)器人將返回步驟I繼續(xù)前進(jìn)，障礙物將繼續(xù)相對(duì)吸附機(jī)器人后移，使漏氣的吸盤從P2轉(zhuǎn)移到P3再轉(zhuǎn)移到P4，但始終都只有一個(gè)吸盤漏氣，而又按照上述規(guī)定在一個(gè)吸盤漏氣的情況下機(jī)器人將繼續(xù)第一動(dòng)作狀態(tài)前進(jìn)。這樣就保證了使吸附機(jī)器人在不從較大的縫隙和邊緣掉落的情況下跨越可跨越的障礙。
[0028]還需要說(shuō)明的是，吸附機(jī)器人設(shè)計(jì)為允許兩個(gè)吸盤漏氣還能正常吸附而不掉落，此可以為保證吸附機(jī)器人安全工作不墜落的漏氣吸盤數(shù)量的臨界值。
[0029]如果步驟2檢測(cè)到漏氣吸盤的個(gè)數(shù)不只一個(gè)，即N > 1，則進(jìn)入步驟3。
[0030]步驟3:判斷漏氣的吸盤是否至少包括第一吸盤和第二吸盤,第一吸盤的設(shè)置位置相對(duì)于第二吸盤更靠近吸附機(jī)器人第一動(dòng)作的前方。若吸盤Pl和吸盤P2漏氣，則第一吸盤和第二吸盤分別為吸盤Pl和吸盤P2,顯然第一吸盤與第二吸盤相鄰。
[0031]如果判斷結(jié)果為是，則吸附機(jī)器人排除檢測(cè)單元誤判因素，說(shuō)明前方可能有較大的縫隙或邊緣，吸附機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)有跌落的危險(xiǎn)，此時(shí)應(yīng)當(dāng)控制吸附機(jī)器人進(jìn)入第二動(dòng)作狀態(tài)，即轉(zhuǎn)向或停止，其中轉(zhuǎn)向包括左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或后退。
[0032]如果步驟3的判斷結(jié)果為否，則讓機(jī)器人返回步驟1，即讓機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)。
[0033]為了有效引起使用者的注意，所述步驟3還包括吸附機(jī)器人進(jìn)入第二動(dòng)作狀態(tài)的同時(shí)報(bào)警。也就是說(shuō)，當(dāng)吸附機(jī)器人檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)障礙時(shí)，從前進(jìn)狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)向或停止?fàn)顟B(tài)的同時(shí)報(bào)警，提醒使用者注意。
[0034]最后需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所提供的這種吸附機(jī)器人的吸附狀態(tài)判斷及行走控制方法，對(duì)設(shè)置在機(jī)體底部上的吸盤的設(shè)置位置有一定的限制。實(shí)施例一的4個(gè)吸盤在所述機(jī)體的行進(jìn)方向直線上的投影是不重疊的，而實(shí)施例2的4個(gè)吸盤則是部分重疊，但無(wú)論如何也不能完全重疊，也就是說(shuō)，在機(jī)體底部上的吸盤是彼此獨(dú)立分別設(shè)置的，任意兩個(gè)吸盤之間沒(méi)有任何嵌套關(guān)系。當(dāng)然，任意兩個(gè)吸盤在所述機(jī)體的行進(jìn)方向直線上的投影也可以是完全分離開(kāi)的。
[0035]實(shí)施例二
[0036]圖2為實(shí)施例二吸附機(jī)器人底部吸盤設(shè)置位置示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例與上述實(shí)施例一的區(qū)別在于機(jī)體底部的吸盤設(shè)置位置有所不同。在實(shí)施例一中，設(shè)置在機(jī)體底部的4個(gè)吸盤各自設(shè)置中心的連線與吸附機(jī)器人100的前進(jìn)方向A是相互平行的。本實(shí)施例中設(shè)置在自移動(dòng)吸附機(jī)器人200的機(jī)體底部的4個(gè)吸盤P5、P6、P7和P8各自設(shè)置中心的連線與吸附機(jī)器人200的前進(jìn)方向A形成某一角度，4個(gè)吸盤中的任意兩個(gè)吸盤在所述機(jī)體的行進(jìn)方向直線上的投影只有部分重疊，而不能全部重疊。如圖2所示，吸盤P5和P6在機(jī)體前進(jìn)方向上的投影分別為SI和S2，兩者之間只有部分S3重疊。當(dāng)然，任意兩個(gè)吸盤在所述機(jī)體的行進(jìn)方向直線上的投影也可以是完全分離開(kāi)的。
[0037]吸附機(jī)器人200的上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它在具體應(yīng)用上吸附機(jī)器人100有一點(diǎn)不同。如在