智能楼梯清扫机器人及其控制方法和控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种智能楼梯清扫机器人及其控制方法和控制系统，包括：移动机构、升降机构、升降平台、清扫机构；升降平台能够沿升降机构上下移动；清扫机构安装在升降平台上；升降机构的底部安装有移动机构。本发明专利技术能够以任意方向灵活移动，包括沿楼梯宽度方向和前后防线，并能够适用于转角楼梯，并以可靠的方式实现了爬楼梯的功能，包括向上爬和向下爬这两种方向，通过距离传感器，能够感知环境，以调整爬楼梯的高度和前进移动的距离，能够适合于多种尺寸不同的楼梯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能机器人，具体地，涉及智能楼梯清扫机器人及其控制方法和控制系统。
技术介绍
楼梯清扫工作的传统方式为人工打扫，但是，人工打扫存在着工作量大、风尘污染、人员监控等问题，因此，有必要设计一种智能机器人以代替人工方式进行清扫。经检索，发现申请号为201610206204.X、公开号为CN105835973A的专利文献，公开了一种自适应楼梯楼道清扫机器人及其楼梯爬升方法，其包括卡箍机构、层积折叠机构、清理机构、伸缩机构、横向移动机构、控制及动力系统，所述卡箍机构和清理机构均安装在所述层积折叠机构的外侧面，所述伸缩机构安装在所述层积折叠机构的两端，所述控制及动力系统安装在所述层积折叠机构的内部。该专利文献虽可以在一定程度上实现楼梯清扫，但是存在结构复杂、移动不灵活等不足之处。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种智能楼梯清扫机器人及其控制方法和控制系统。根据本专利技术提供的一种智能楼梯清扫机器人，包括：移动机构、升降机构、升降平台、清扫机构；升降平台能够沿升降机构上下移动；清扫机构安装在升降平台上；升降机构的底部安装有移动机构。优选地，所述升降平台包括：平台主支架17、平台辅助支架18、支脚安装支架19；平台主支架17紧固连接平台辅助支架18，且位于平台辅助支架18的上方；平台主支架17的前端沿水平方向延伸出支脚安装支架19；支脚安装支架19的前端向下延伸出竖向支架20；设置在竖向支架20底部的万向轮16底部与设置在平台辅助支架18底部的万向轮16底部相平齐；平台辅助支架18的两侧分别安装清扫机构；清扫机构的底部平齐于万向轮16底部或者略高于万向轮16底部。优选地，所述升降平台连接有两个升降机构，这两个升降机构分别记为前部升降组件、后部升降组件；前部升降组件位于支脚安装支架19与后补升降组件之间；所述升降机构，包括升降电机5、升降电机固定角铁6、齿条7、齿轮8、平台升降导槽12、平台升降导轮13、升降支架21；升降支架21位于平台主支架17下方；升降支架21上安装有沿上下方向分别贯穿平台主支架17的平台升降导槽12、齿条7；升降支架21的两侧分别安装有移动机构；升降电机5通过升降电机固定角铁6安装在平台主支架17上，且升降电机5的输出轴连接齿轮8；齿轮8与齿条7啮合；平台升降导轮13的轮轴安装在平台主支架17上，且平台升降导轮13的轮面与平台升降导槽12的槽面滚动配合。优选地，所述前部升降组件、后部升降组件相互独立，能够分别相对于所述升降平台沿上下方向移动；所述智能楼梯清扫机器人的重心位于所述前部升降组件、后部升降组件之间，且靠近所述前部升降组件。优选地，所述移动机构，包括：轮子1、舵机3、驱动电机4、舵机固定架2、驱动电机固定角铁14；舵机3通过舵机固定架2连接升降机构；舵机3的舵机舵盘15、驱动电机固定角铁14、驱动电机4、轮子1依次连接。优选地，所述清扫机构，包括：吸尘风扇9、扫尘刷电机10、扫尘刷11；升降平台、吸尘风扇9、扫尘刷电机10、扫尘刷11依次连接；所述升降平台和/或升降机构连接有距离传感器。根据本专利技术提供的一种上述的智能楼梯清扫机器人的控制方法，包括：清扫步骤：控制移动机构进行移动，使所述智能楼梯清扫机器人沿阶梯面的宽度方向移动以进行清扫；和/或爬梯步骤：控制升降机构进行升降，使升降平台高于阶梯面或者低于阶梯面。优选地，所述爬梯步骤包括：初始化步骤：在升降电机5的驱动下，使升降平台沿平台升降导槽12下降，直到平台主支架17接触升降支架21；在移动机构的驱动下，使升降平台的前端正对待爬阶梯面；其中，将所述智能楼梯清扫机器人当前所在的阶梯面记为当前阶梯面；将当前阶梯面的上一个阶梯面记为待爬阶梯面；平台抬举步骤：在前部升降组件、后部升降组件的升降电机5的共同驱动下，使升降平台沿平台升降导槽12上升，直到竖向支架20所安装的万向轮16底端高于待爬阶梯面；第一前进步骤：在移动机构的驱动下，使所述智能楼梯清扫机器人向待爬阶梯面靠拢，直到前部升降组件与待爬阶梯面之间的最小距离小于第一设定阈值；在前部升降组件、后部升降组件的升降电机5的共同驱动下，使升降平台沿平台升降导槽12下降，直到竖向支架20所安装的万向轮16底端接触抵在待爬阶梯面上；前轮抬举步骤：在前部升降组件的升降电机5的驱动下，使前部升降组件中的齿条7上升，以通过升降支架21带动连接前部升降组件的移动机构上升，直到该移动机构的轮子1底端平齐或者略高于待爬阶梯面；第二前进步骤：在移动机构的驱动下，使所述智能楼梯清扫机器人向待爬阶梯面靠拢，直到后部升降组件与待爬阶梯面之间的最小距离小于第二设定阈值，使得所述智能楼梯清扫机器人的重心位于待爬阶梯面的正上方；后轮抬举步骤：在后部升降组件的升降电机5的驱动下，使后部升降组件中的齿条7上升，以通过升降支架21带动连接后部升降组件的移动机构上升，直到该移动机构的轮子1底端平齐或者略高于待爬阶梯面。第三前进步骤：在连接前部升降组件的移动机构的驱动下，使所述智能楼梯清扫机器人前进，直到连接后部升降组件的移动机构的轮子1位于待爬阶梯面正上方。根据本专利技术提供的一种上述的智能楼梯清扫机器人的控制系统，包括：清扫模块：控制移动机构进行移动，使所述智能楼梯清扫机器人沿阶梯面的宽度方向移动以进行清扫；和/或爬梯模块：控制升降机构进行升降，使升降平台高于阶梯面或者低于阶梯面。优选地，所述爬梯模块包括：初始化模块：通过控制实现：在升降电机5的驱动下，使升降平台沿平台升降导槽12下降，直到平台主支架17接触升降支架21；在移动机构的驱动下，使升降平台的前端正对待爬阶梯面；其中，将所述智能楼梯清扫机器人当前所在的阶梯面记为当前阶梯面；将当前阶梯面的上一个阶梯面记为待爬阶梯面；平台抬举模块：通过控制实现：在前部升降组件、后部升降组件的升降电机5的共同驱动下，使升降平台沿平台升降导槽12上升，直到竖向支架20所安装的万向轮16底端高于待爬阶梯面；第一前进模块：通过控制实现：在移动机构的驱动下，使所述智能楼梯清扫机器人向待爬阶梯面靠拢，直到前部升降组件与待爬阶梯面之间的最小距离小于第一设定阈值；在前部升降组件、后部升降组件的升降电机5的共同驱动下，使升降平台沿平台升降导槽12下降，直到竖向支架20所安装的万向轮16底端接触抵在待爬阶梯面上；前轮抬举模块：通过控制实现：在前部升降组件的升降电机5的驱动下，使前部升降组件中的齿条7上升，以通过升降支架21带动连接前部升降组件的移动机构上升，直到该移动机构的轮子1底端平齐或者略高于待爬阶梯面；第二前进模块：通过控制实现：在移动机构的驱动下，使所述智能楼梯清扫机器人向待爬阶梯面靠拢，直到后部升降组件与待爬阶梯面之间的最小距离小于第二设定阈值，使得所述智能楼梯清扫机器人的重心位于待爬阶梯面的正上方；后轮抬举模块：通过控制实现：在后部升降组件的升降电机5的驱动下，使后部升降组件中的齿条7上升，以通过升降支架21带动连接后部升降组件的移动机构上升，直到该移动机构的轮子1底端平齐或者略高于待爬阶梯面。第三前进模块：通过控制实现：在连接前部升降组件的移动机构的驱动下，使所述智能楼梯清扫机器人前进，直到连接后部升降组件的移动机构的轮子1位于待爬阶梯面正上方。与现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能楼梯清扫机器人，其特征在于，包括：移动机构、升降机构、升降平台、清扫机构；升降平台能够沿升降机构上下移动；清扫机构安装在升降平台上；升降机构的底部安装有移动机构。

【技术特征摘要】
1.一种智能楼梯清扫机器人，其特征在于，包括：移动机构、升降机构、升降平台、清扫机构；升降平台能够沿升降机构上下移动；清扫机构安装在升降平台上；升降机构的底部安装有移动机构。2.根据权利要求1所述的智能楼梯清扫机器人，其特征在于，所述升降平台包括：平台主支架(17)、平台辅助支架(18)、支脚安装支架(19)；平台主支架(17)紧固连接平台辅助支架(18)，且位于平台辅助支架(18)的上方；平台主支架(17)的前端沿水平方向延伸出支脚安装支架(19)；支脚安装支架(19)的前端向下延伸出竖向支架(20)；设置在竖向支架(20)底部的万向轮(16)底部与设置在平台辅助支架(18)底部的万向轮(16)底部相平齐；平台辅助支架(18)的两侧分别安装清扫机构；清扫机构的底部平齐于万向轮(16)底部或者略高于万向轮(16)底部。3.根据权利要求2所述的智能楼梯清扫机器人，其特征在于，所述升降平台连接有两个升降机构，这两个升降机构分别记为前部升降组件、后部升降组件；前部升降组件位于支脚安装支架(19)与后补升降组件之间；所述升降机构，包括升降电机(5)、升降电机固定角铁(6)、齿条(7)、齿轮(8)、平台升降导槽(12)、平台升降导轮(13)、升降支架(21)；升降支架(21)位于平台主支架(17)下方；升降支架(21)上安装有沿上下方向分别贯穿平台主支架(17)的平台升降导槽(12)、齿条(7)；升降支架(21)的两侧分别安装有移动机构；升降电机(5)通过升降电机固定角铁(6)安装在平台主支架(17)上，且升降电机(5)的输出轴连接齿轮(8)；齿轮(8)与齿条(7)啮合；平台升降导轮(13)的轮轴安装在平台主支架(17)上，且平台升降导轮(13)的轮面与平台升降导槽(12)的槽面滚动配合。4.根据权利要求3所述的智能楼梯清扫机器人，其特征在于，所述前部升降组件、后部升降组件相互独立，能够分别相对于所述升降平台沿上下方向移动；所述智能楼梯清扫机器人的重心位于所述前部升降组件、后部升降组件之间，且靠近所述前部升降组件。5.根据权利要求1所述的智能楼梯清扫机器人，其特征在于，所述移动机构，包括：轮子(1)、舵机(3)、驱动电机(4)、舵机固定架(2)、驱动电机固定角铁(14)；舵机(3)通过舵机固定架(2)连接升降机构；舵机(3)的舵机舵盘(15)、驱动电机固定角铁(14)、驱动电机(4)、轮子(1)依次连接。6.根据权利要求1所述的智能楼梯清扫机器人，其特征在于，所述清扫机构，包括：吸尘风扇(9)、扫尘刷电机(10)、扫尘刷(11)；升降平台、吸尘风扇(9)、扫尘刷电机(10)、扫尘刷(11)依次连接；所述升降平台和/或升降机构连接有距离传感器。7.一种权利要求1至6中任一项所述的智能楼梯清扫机器人的控制方法，其特征在于，包括：清扫步骤：控制移动机构进行移动，使所述智能楼梯清扫机器人沿阶梯面的宽度方向移动以进行清扫；和/或爬梯步骤：控制升降机构进行升降，使升降平台高于阶梯面或者低于阶梯面。8.根据权利要求7所述的智能楼梯清扫机器人的控制方法，其特征在于，所述爬梯步骤包括：初始化步骤：在升降电机(5)的驱动下，使升降平台沿平台升降导槽(12)下降，直到平台主支架(17)接触升降支架(21)；在移动机构的驱动下，使升降平台的前端正对待爬阶梯面；其中，将所述智能楼梯清扫机器人当前所在的阶梯面记为当前阶梯面；将当前阶梯面的上一个阶梯面记为待爬阶梯面；平台抬举步骤：在前部升降组件、后部升降组件的升降电机(5)的共同驱动下，使升降平台沿平台升降导槽(12)上升，直到竖向支架(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱景元，马旭骋，文依，刘逸灏，
申请(专利权)人：朱景元，马旭骋，
类型：发明
国别省市：上海;31