CN108078499A - 机器人及滚刷装置的堵转检测方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人及滚刷装置的堵转检测方法、电子设备。其中,机器人包括:机器人本体、滚刷装置、以及控制装置,其中,滚刷装置进一步包括:滚刷刷毛、驱动电机和采样电阻,其中,滚刷刷毛用于在旋转过程中收集垃圾;驱动电机与滚刷刷毛相连,用于驱动滚刷刷毛旋转;采样电阻与驱动电机串联;控制装置与滚刷装置相连,用于根据获取到的与采样电阻相对应的采样电压检测滚刷装置是否处于堵转状态。利用本发明提供的方案,能够由机器人及时自动的判断出滚刷装置处于堵转状态,因此能够提高故障判断的及时性,以便于用户或机器人自身根据判断结果及时采取故障排除措施。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域,具体涉及一种机器人及滚刷装置的堵转检测方法、电子设备。
背景技术
随着科技的发展,以及人们对生活质量的要求的不断增高,智能家居逐渐出现在人们的日常生活中,其中,尤其具有代表性的清扫机器人越来越受人们的喜爱。清扫机器人在清扫的过程中,底部滚刷会不断的转动,以将垃圾扫入风机附近,与此同时,电线等非垃圾的物体也会被扫入,因而缠绕在滚刷上,导致清扫机器人被卡住,此时清扫机器人就不能正常进行工作。
然而,发明人在实现本发明的过程中发现,现有技术中的机器人在遇到上述状况之后,往往不能够及时判断出该故障,只有等到用户发现机器人不能正常工作后,然后通过人工检查的方式才能确认,因此,会导致判断不及时,影响机器人的工作效率。由此可见,现有技术中尚没有一种能够很好地解决上述问题的技术方案。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的机器人及滚刷装置的堵转检测方法、电子设备。
根据本发明的一个方面,提供了一种清洁机器人,包括:机器人本体、滚刷装置、以及控制装置,其中,所述滚刷装置进一步包括:滚刷刷毛、驱动电机和采样电阻,其中,
所述滚刷刷毛用于在旋转过程中收集垃圾;
所述驱动电机与所述滚刷刷毛相连,用于驱动所述滚刷刷毛旋转;
所述采样电阻与所述驱动电机串联;
所述控制装置与所述滚刷装置相连,用于根据获取到的与所述采样电阻相对应的采样电压检测所述滚刷装置是否处于堵转状态。
进一步的,所述控制装置进一步包括:
放大元件,用于对获取到的与所述采样电阻相对应的采样电压进行放大后得到放大电压;
运算元件,用于根据所述放大电压检测所述滚刷装置是否处于堵转状态。
进一步的,所述运算元件具体用于:针对所述放大电压进行模数转换处理,根据处理后的数字电压信号检测所述滚刷装置是否处于堵转状态;其中,所述运算元件包括:单片机。
进一步的,所述运算元件具体用于:当确定所述采样电压大于预设的堵转电压阈值时,确定所述滚刷装置处于堵转状态。
进一步的,所述控制装置进一步包括:
阈值设置模块,用于根据所述驱动电机的电阻阻值以及所述采样电阻的电阻阻值设置所述堵转电压阈值。
进一步的,所述采样电阻的阻值范围包括:100欧姆至1000欧姆。
进一步的,所述驱动电机进一步包括:设置在所述滚刷刷毛内部,用于带动所述滚刷刷毛旋转的电机线圈。
进一步的,当所述滚刷装置处于堵转状态时,所述电机线圈停转;并且,当所述电机线圈停转时,驱动电机的电阻阻值减小,流经驱动电机的电流值增大;
则所述控制装置具体用于:根据获取到的与所述采样电阻相对应的采样电压确定流经驱动电机的电流值是否超过预设的堵转电流阈值,若是,则确定所述滚刷装置处于堵转状态。
进一步的,所述滚刷刷毛设置在所述机器人本体的底部,位于所述机器人的第一驱动轮和第二驱动轮之间,且垂直于机器人的前进方向。
进一步的,所述滚刷刷毛沿所述机器人的前进方向设置在所述机器人本体的第一侧和/或第二侧。
进一步的,所述滚刷刷毛的个数为多个,和/或,所述滚刷刷毛的形状包括以下形状中的至少一种:一字型、V型、以及S型。
根据本发明的另一方面,提供了一种滚刷装置的堵转检测方法,用于上述所述的清洁机器人,该方法包括:
获取与驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压;
将所述采样电压的电压值与预设的堵转电压阈值进行比较,根据比较结果判断所述采样电压的电压值是否大于所述堵转电压阈值;
若是,则确定所述滚刷装置处于堵转状态。
进一步的,所述将所述采样电压的电压值与预设的堵转电压阈值进行比较,根据比较结果判断所述采样电压的电压值是否大于所述堵转电压阈值的步骤具体包括:
通过放大元件对所述采样电压进行放大后得到放大电压,将所述放大电压的电压值与预设的放大电压阈值进行比较,根据比较结果判断所述采样电压的电压值是否大于所述堵转电压阈值。
进一步的,所述通过放大元件对所述采样电压进行放大后得到放大电压的步骤具体包括:通过放大元件将所述采样电压放大预设倍数后得到放大电压,则所述放大电压阈值为所述堵转电压阈值的预设倍数;
其中,所述预设倍数根据所述驱动电机的电阻阻值与所述采样电阻的电阻阻值之间的比值确定。
进一步的,所述将所述放大电压的电压值与预设的放大电压阈值进行比较的步骤具体包括:
针对所述放大电压进行模数转换处理,将处理后的数字电压信号与预设的放大电压阈值进行比较。
进一步的,所述方法执行之前,进一步包括步骤:
预先根据驱动电机的电阻阻值确定所述采样电阻的电阻阻值,其中,所述采样电阻的阻值范围包括:100欧姆至1000欧姆。
进一步的,所述方法执行之前,进一步包括步骤:
预先根据所述驱动电机的电阻阻值以及所述采样电阻的电阻阻值设置所述堵转电压阈值。
进一步的,当所述滚刷刷毛处于堵转状态时,所述电机线圈停转;并且,当所述电机线圈停转时,驱动电机的电阻阻值减小,流经驱动电机的电流值增大;
则所述预先根据所述电机的电阻阻值以及所述采样电阻的电阻阻值设置所述堵转电压阈值的步骤具体包括:
结合预设的堵转电流阈值设置所述堵转电压阈值。
根据本发明的又一方面,提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信;
存储器用于存放至少一可执行指令,可执行指令使处理器执行上述滚刷装置的堵转检测方法对应的操作。
根据本发明的再一方面,提供了一种计算机存储介质,存储介质中存储有至少一可执行指令,可执行指令使处理器执行如上述滚刷装置的堵转检测方法对应的操作。
根据本发明的机器人及滚刷装置的堵转检测方法、电子设备,利用采样电阻对滚刷装置中的电压进行分压,并通过控制装置获取与采样电阻对应的采样电压;然后,控制装置对采样电压进行分析处理,得到滚刷装置中的电流情况;控制装置根据该电流情况就能够判断出滚刷装置是否发生堵转,因而确定了机器人的故障情况,以便于采取相应的措施针对该故障情况进行处理。利用本实施例提供的机器人,在机器人的滚刷装置处于堵转状态后,由机器人自动识别出该故障的状态,因而能够提高故障判断的及时性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了本发明一个实施例的清洁机器人的结构示意图;
图2示出了本发明另一个实施例的机器人的结构示意图;
图3示出了本发明一个实施例的滚刷装置的堵转检测方法的流程图;
图4示出了本发明另一个实施例的滚刷装置的堵转检测方法的流程图;
图5示出了本发明实施例的堵转处理方法的流程图;
图6示出了本发明实施例的预设的堵转检测规则的检测流程图;
图7示出了本发明实施例的预设的碰撞处理规则的处理流程图;
图8示出了根据本发明实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了本发明一个实施例的清洁机器人的结构示意图。如图1所示,该清洁机器人包括:机器人本体10、滚刷装置11、以及控制装置12,其中,滚刷装置11进一步包括:滚刷刷毛111、驱动电机112和采样电阻113。
在清扫机器人进行清扫的过程中,由于地面上往往不只有需要被清扫的垃圾,还有一些原本就铺设在地面上的物体,或者不小心落到地面上的物体,尤其是电源线、网线等硬度较小的条状物体,容易被绕到机器人的滚刷装置11中去,进而影响滚刷装置11的正常运转;并且,由于滚刷装置11的速度不容易监测,因此,需要本发明提供的机器人,在机器人清扫的过程中,同时检测机器人的滚刷装置11是否被上述类似的物体堵住而导致滚刷装置12停转。
在本实施例中,滚刷刷毛111用于在旋转过程中收集垃圾;驱动电机112与滚刷刷毛111相连,用于驱动滚刷刷毛111旋转;采样电阻113与驱动电机串联;控制装置12与滚刷装置11相连,用于根据获取到的与采样电阻113相对应的采样电压检测滚刷装置12是否处于堵转状态。可选的,为了使控制装置12能够获取到与采样电阻13相对应的采样电压,进一步将控制装置12设置为与滚刷装置11中的采样电阻13并联。
具体的,驱动电机112在正常运转的过程中,其电阻较大;而当有物体缠绕住或堵住滚刷装置11时,驱动电机112停转或转速变小,其电阻会减小。相应的,驱动电机112所在的回路中的电流会增大,则经过与驱动电机112串联的采样电阻113的电流会增大,显然,采样电阻113的分压效果会更明显。本实施例即利用在滚刷装置11处于堵转的状态时,采样电阻113两端的电压会增大这一原理对滚刷装置11的运转状态进行检测。
更进一步的,采样电阻113的电阻值可根据驱动电机112的电阻值确定。若采样电阻113的值偏大,则会影响驱动电机112的正常运转,因此,一般情况下,采用电阻113的电阻值越小,则对驱动电机112的影响更小;然而,与此同时,采样电阻113上的电压则更难检测到。基于此,本实施例中,可对采样电阻113两端的采样电压进行处理,以便于检测出电压变化量,可选的,利用放大电路对采样电阻113两端的电压值进行放大。
另外,控制装置12获取经处理后的采样电阻113两端的采样电压,并根据采样电压的变化和/或变化量确定对应时刻的驱动电机112中的电流变化情况,并以此来判断滚刷装置11的运转状态。
最后,在利用本实施例的机器人检测出滚刷装置11发生堵转的情况后,可以方便进一步采取相应的措施针对该故障情况进行处理。例如,通过报警的方式提醒用户及时检查,或者通过控制驱动电机112反转,进而使堵转的物体从滚刷装置11中退出,以使滚刷装置11能够正常运转。
根据本实施例提供的机器人,利用采样电阻对滚刷装置中的电压进行分压,并通过控制装置获取与采样电阻对应的采样电压;然后,控制装置对采样电压进行分析处理,得到滚刷装置中的电流情况或电流的变化情况;控制装置根据该电流情况就能够判断出滚刷装置是否发生堵转,因而确定了机器人的故障情况,以便于采取相应的措施针对该故障情况进行处理。利用本实施例提供的机器人,在机器人的滚刷装置处于堵转状态后,由机器人自动识别出该故障的状态,因而能够提高故障判断的及时性。
图2示出了本发明另一个实施例的机器人的结构示意图。如图2所示,在图1的基础上,控制装置12进一步包括放大元件221、运算元件222以及阈值设置模块223;驱动电机112进一步包括电机线圈212。
其中,放大元件221,用于对获取到的与采样电阻113相对应的采样电压进行放大后得到放大电压。由于控制装置12直接获取的是与采样电阻113相对应的采样电压,而为了减少采样电阻113对滚刷装置11,尤其是对驱动电机112的影响,会尽量选取较小的采样电阻113的电阻值,因此,采样电阻113分得的采样电压或电压变化量则不容易被检测出来。基于此,在本实施例中,在控制装置12中设置放大元件221,对采样电压进行放大,得到放大电压。并且,在本发明的一些具体的实施例中,根据电机线圈212的电阻阻值设置采样电阻113的阻值范围包括:100欧姆至1000欧姆。
在控制装置12获取到经过放大元件221的放大处理之后的放大电压后,需要对该放大电压进行分析运算,并根据分析运算的结果确定滚刷装置11的运转状态。本实施例中,控制装置12还包括运算元件222,用于根据放大电压检测滚刷装置是否处于堵转状态。具体地,运算元件222用于针对放大电压进行模数转换处理,根据处理后的数字电压信号检测滚刷装置是否处于堵转状态。其中,运算元件可以为现有技术中任一具有运算能力的元件,可选的,运算元件包括:单片机。
更进一步的,驱动电机112中包括设置在滚刷刷毛内部,用于带动滚刷刷毛111旋转的电机线圈212;而且驱动电机112中的电机线圈212通电后有磁性,当滚刷装置11处于正常运转的状态时,电机线圈212的电阻会增大,当滚刷装置11处于堵转状态时,电机线圈212停转;并且,当电机线圈212停转时,驱动电机112的电阻阻值减小,流经驱动电机112的电流值增大;相应的,采样电阻113的分压效果会更明显。由此可见,确定滚刷装置11是否处于堵转状态可以通过以下两种方式来实现:方式一,比较采样电压与预设的堵转电压阈值的大小;方式二,比较流经驱动电机112的电流与预设的堵转电流阈值的大小。
方式一,比较采样电压与预设的堵转电压阈值的大小。其中,预设的堵转电压阈值为对应驱动电机112正常运转时,采样电压的最大值;也即是说,预设的堵转电压阈值与驱动电机112正常运转时的电阻阻值以及采样电阻113的电阻阻值有关。具体地,当采样电压超过预设的堵转电压阈值时,则表明驱动电机112中的电机线圈212的电阻小于驱动电机112正常运转时的电阻。本实施例即利用在滚刷装置11处于堵转的状态时,对应采样电阻113的采样电压会增大这一原理对滚刷装置11的运转状态进行检测。运算元件222用于:当确定采样电压大于预设的堵转电压阈值时,确定滚刷装置11处于堵转状态。
方式二,比较流经驱动电机112的电流与预设的堵转电流阈值的大小。其中,预设的堵转电流阈值为对应驱动电机112正常运转时,流经驱动电机112的电流的最大值;也即是说,预设的堵转电流阈值与驱动电机112正常运转时的电阻阻值以及采样电阻113的电阻阻值有关。具体地,控制装置12具体用于:根据获取到的与采样电阻113相对应的采样电压确定流经驱动电机112的电流值是否超过预设的堵转电流阈值,若是,则确定滚刷装置处于堵转状态。与方式一不同的是,方式二不是通过检测到的采样电压直接确定滚刷装置11是否处于堵转状态,而是根据采样电压与采样电阻113的电阻值确定对应时刻的流经驱动电机112的电流值,并将该电流值与对应滚刷装置11正常运转时流经驱动电机112的最大电流值进行比较,进而确定滚刷装置11的运转状态。
另外,为了确定上述预设的堵转电压阈值,和/或,预设的堵转电流阈值,在控制装置12中进一步设置了阈值设置模块,用于根据驱动电机的电阻阻值以及采样电阻的电阻阻值设置预设的堵转电压阈值,和/或预设的堵转电流阈值。其中,驱动电机112的电阻阻值即电机线圈212的电阻阻值。
需要说明的是,本实施例中滚刷刷毛111可以设置在机器人本体10的多个位置,并且可以将机器人周围及其底部的垃圾扫入风机附近,以便于风机收入垃圾。可选的,滚刷刷毛111设置在机器人本体10的底部,位于机器人的第一驱动轮和第二驱动轮之间,且垂直于机器人的前进方向。为了增加机器人清扫的区域,将滚刷刷毛111沿机器人的前进方向设置在机器人本体的第一侧和/或第二侧;其中,与机器人的前进方向平行的机器人的中心轴,即:机器人的纵向中心轴,将机器人本体划分为机器人本体的第一侧和第二侧。另外,本实施例中的滚刷装置11中的滚刷刷毛111的个数为多个,和/或,滚刷刷毛的形状包括以下形状中的至少一种:一字型、V型、以及S型;一般情况下,如果吸尘电机足够强大,则一字型的滚刷即可实现较好的清扫功能,但是,为了使清扫时的聚拢效果更佳,使灰尘不会四处分散,可以将滚刷刷毛设置成V型、和/或S型。
根据本实施例提供的机器人,在控制装置中进一步设置放大元件、运算元件以及阈值设置模块;由于采样电阻小,采样电阻两端的电压变化量不能明显的体现出电流的变化情况,利用放大元件将采样电压进行放大处理;并且,利用运算元件将采样电压与预设的堵转电流阈值,或预设的堵转电压阈值比较,进而确定滚刷装置是否堵转;其中,预设的堵转电压阈值,和/或,预设的堵转电流阈值对应驱动电机112正常运转时采样电压的最大值,和/或流经驱动电机的电流的最大值,并且由阈值设置模块根据驱动电机的电阻阻值以及采样电阻的电阻阻值设置预设的堵转电压阈值,和/或,预设的堵转电流阈值。利用本实施例提供的机器人,能够判断出滚刷装置是否发生堵转,因而确定了机器人的故障情况,以便于采取相应的措施针对该故障情况进行处理。
图3示出了本发明一个实施例的滚刷装置的堵转检测方法的流程图,该方法可基于上述机器人实施例中的机器人实现。如图3所示,该方法包括以下步骤:
步骤S301:获取与驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压。
本步骤中,利用与驱动电机串联的采样电阻可以对流经驱动电机的电流进行采样的原理,并获取采样电阻两端的电压变化量,即:采样电压,以便于对流经驱动电机的电流进行判断。
其中,采样电阻的电阻阻值可根据驱动电机的电阻阻值确定,并且具体需要考虑以下因素:采样电阻的电阻阻值相较于驱动电机的电阻阻值而言,不能太大,否则会影响驱动电机的正常运转;采样电阻的电阻阻值越小,则其两端的电压变化量更难检测出。因此,本实施例中的电阻阻值的选取要考虑到不影响滚刷装置的正常工作,并且要便于检测。
并且,采样电阻所对应的采样电压表征出了采样电阻在驱动电机所在的驱动回路中的分压情况。具体地,在驱动回路中,驱动电机的电阻阻值越小,则对应的采样电阻的分压效果越明显;反之,驱动电机的电阻阻值越大,则对应的采样电阻的分压效果越弱。其中,驱动电机的电阻阻值包括通电后的电机线圈的电阻阻值。
步骤S302:将采样电压的电压值与预设的堵转电压阈值进行比较,根据比较结果判断采样电压的电压值是否大于堵转电压阈值。
本步骤中,将实时获取的采样电压的电压值和驱动电机正常运转时的采样电阻对应的采样电压的最大值进行比较,并判断实时的采样电压的电压值是否超过滚刷装置正常运转时的采样电阻对应的采样电压的最大值,以便于根据该判断结果确定实时的采样电压的电压值是否正常。
其中,预设的堵转电压阈值为对应驱动电机正常运转时,采样电压的最大值。具体地,驱动电机的电阻阻值在滚刷装置处于正常运转的状态时会增大;而在滚刷装置处于堵转状态时,驱动电机停转,驱动电机的电阻阻值减小,相应的,流经驱动电机的电流值增大,采样电阻的分压效果会更明显。换言之,当滚刷装置处于堵转状态时,采样电阻对应的采样电阻会高于一个正常值,即:预设的堵转电压阈值。
步骤S303:若是,则确定滚刷装置处于堵转状态。
当判断出采样电压的电压值大于预设的堵转电压阈值,则可以推断出流经驱动电机的电流高于滚刷装置正常运转时的电流,进而确定是由于滚刷装置堵转导致驱动电机停转,进一步引起驱动电机的电阻阻值减小造成的。
在利用本实施例的方案检测出了滚刷装置处于堵转状态之后,能够便于根据检测结果确定相应的针对该结果的故障排除方案,而不至于由于不能确定故障引起的原因进而不能有针对性的进行故障排除。
根据本实施例提供的滚刷装置的堵转检测方法,获取与驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压;并将采样电压的电压值与预设的堵转电压阈值进行比较,根据比较结果判断采样电压的电压值是否大于堵转电压阈值;若判断结果为是,则可以推断出流经驱动电机的电流高于滚刷装置正常运转时的电流,进而确定是由于滚刷装置堵转导致了驱动电机停转,并进一步引起了驱动电机的电阻阻值减小。
图4示出了本发明另一个实施例的滚刷装置的堵转检测方法的流程图,该方法可基于上述机器人实施例中的机器人实现。如图4所示,该方法包括以下步骤:
步骤S401:预先根据驱动电机的电阻阻值确定采样电阻的电阻阻值。
由此采样电阻的电阻阻值直接决定了采样电阻对驱动电机所在的驱动电路的运转情况的影响,例如,采样电阻的电阻阻值过大则会导致驱动电机停转,因此,为了减少采样电阻对驱动电机的运转情况的影响,尽量选取电阻阻值小的采样电阻;与此同时,由于电阻阻值小的采样电阻的两端的电压变化量小,即:采样电压小,难以体现出滚刷装置是否堵转,因此,在选取电阻阻值小的采样电阻时,还要考虑到对采样电压进行处理的元件的性能,例如,放大性能,否则不能准确判断滚刷装置是否处于堵转状态。
在本发明的一个具体实施例中,考虑到驱动电机的电阻阻值,设置采样电阻的阻值范围包括:100欧姆至1000欧姆。
步骤S402:预先根据驱动电机的电阻阻值以及采样电阻的电阻阻值设置堵转电压阈值。
本步骤中,根据驱动电机正常运转时的电阻阻值和采样电阻的电阻阻值确定驱动回路中的总的电阻阻值的范围,进而确定了驱动电机正常运转时流经驱动电机的正常电流值的范围,利用该正常电流值的范围确定采样电阻对应的正常的采样电压的电压值的范围。若实时获取的采样电压不在该正常的采样电压的电压值的范围内,即:超过了预设的堵转电压阈值,则认为是由于滚刷装置处于堵转状态导致了驱动电机停转,据此,可将预设的堵转电压阈值设置为正常的采样电压的电压值的范围的最大值。其中,滚刷装置处于堵转状态实质为滚刷刷毛处于堵转状态,即:滚刷刷毛被电源线等物体缠绕堵住;并且,驱动电机停转实质是电机线圈停转。
具体地,当滚刷刷毛处于堵转状态时,电机线圈停转;并且,当电机线圈停转时,驱动电机的电阻阻值减小,流经驱动电机的电流值增大。因此,预先根据驱动电机的电阻阻值以及采样电阻的电阻阻值设置堵转电压阈值具体可以结合预设的堵转电流阈值设置堵转电压阈值。进一步的,预设的堵转电流阈值为驱动电机正常运转时流经驱动电机的电流的最大值,预设的堵转电流阈值可根据驱动电机的电阻阻值和采样电阻的电阻阻值,以及结合驱动电机的实际运转中的参数设置,则预设的堵转电压阈值可根据预设的堵转电流,以及采样电阻的电阻阻值设置。
步骤S403:获取与驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压。
本步骤中,实时获取与采样电阻对应的采样电压,该采样电压表征出了采样电阻在驱动电机所在的驱动回路中的分压情况。具体地,在驱动回路中,驱动电机的电阻阻值越小,则对应的采样电阻的分压效果越明显;反之,驱动电机的电阻阻值越大,则对应的采样电阻的分压效果越弱。
步骤S404:通过放大元件对采样电压进行放大后得到放大电压,将放大电压的电压值与预设的放大电压阈值进行比较,根据比较结果判断采样电压的电压值是否大于堵转电压阈值。
在选取采样电阻的电阻阻值的时候,为了减少采样电阻对驱动电机的运转的影响,会尽量选取较小的电阻阻值的采样电阻,而较小的电阻阻值的采样电阻对应的采样电压较小,不容易体现出驱动回路的电流的变化情况,因此,在本步骤中,通过将采样电压进行放大处理的方式使对应采样电压的放大电压能够明显的体现出驱动回路中的电流变化,因而更有利于准确判断滚刷装置的运转情况。
在通过放大元件将采样电压放大预设倍数得到放大电压后,为了使比较对象之间能够保持一致性以及具有可比性,进一步将预设的堵转电压阈值放大预设倍数得到放大电压阈值,即:放大电压阈值为堵转电压阈值的预备倍数。其中,预设倍数的确定方式可以有多种,可选的,预设倍数根据驱动电机的电阻阻值与采样电阻的电阻阻值之间的比值确定,这种方式能够使放大预设倍数后得到的放大电压始终与驱动电机的两端的电压在同一个数量级上,因此便于比较判断。
另外,针对放大电压进行模数转换处理,将处理后的数字电压信号与预设的放大电压阈值进行比较。具体地,将处理后的数字电压信号与预设的放大电压阈值进行比较实质等同于将与采样电阻对应的采样电压与预设的堵转电压阈值比较:若放大电压的电压值大于预设的放大电压阈值,则判断出采样电压的电压值大于堵转电压阈值;若放大电压的电压值小于或等于预设的放大电压阈值,则判断出采样电压的电压值小于或等于堵转电压阈值;但是,比较的效果上是不同的,本步骤中经放大处理后再进行比较的方式能够更明显的体现出滚刷装置处于堵转状态与滚刷装置处于正常运转状态的区别。
步骤S405:若是,则确定滚刷装置处于堵转状态。
当判断出采样电压的电压值大于预设的堵转电压阈值,则可以推断出流经驱动电机的电流高于滚刷装置正常运转时的电流,进而确定是由于滚刷装置堵转导致驱动电机停转,进一步引起驱动电机的电阻阻值减小造成的。
另外,在确定滚刷装置处于堵转状态后,可采用堵转处理方法进行处理以使滚刷装置恢复正常运转。图5示出了本发明实施例的堵转处理方法的流程图。如图5所示,该方法包括以下步骤:
步骤S501:按照预设的堵转检测规则检测清洁机器人中的滚刷装置是否处于堵转状态。
由于滚刷装置的转速不容易检测到,而且人工检测的方式又不能及时发现故障,因此,在本实施例中,通过预设的堵转检测规则检测滚刷装置是否处于堵转状态。
具体地,图6示出了本发明实施例的预设的堵转检测规则的检测流程图,即:步骤S501的子步骤。如图6所示,预设的堵转检测规则主要包括以下几个步骤:
子步骤S601:获取与滚刷装置中的驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压。
本步骤中,利用与驱动电机串联的采样电阻可以对流经驱动电机的电流进行采样的原理,并获取采样电阻两端的电压变化量,即:采样电压,以便于对流经驱动电机的电流进行判断。
其中,采样电阻的电阻阻值可根据驱动电机的电阻阻值确定,并且具体需要考虑以下因素:采样电阻的电阻阻值相较于驱动电机的电阻阻值而言,不能太大,否则会影响驱动电机的正常运转;采样电阻的电阻阻值越小,则其两端的电压变化量更难检测出。因此,本实施例中的电阻阻值的选取要考虑到不影响滚刷装置的正常工作,并且要便于检测。
并且,采样电阻所对应的采样电压表征出了采样电阻在驱动电机所在的驱动回路中的分压情况。具体地,在驱动回路中,驱动电机的电阻阻值越小,则对应的采样电阻的分压效果越明显;反之,驱动电机的电阻阻值越大,则对应的采样电阻的分压效果越弱。其中,驱动电机的电阻阻值包括通电后的电机线圈的电阻阻值。
子步骤S602:将采样电压的电压值与预设的堵转电压阈值进行比较,根据比较结果判断采样电压的电压值是否大于堵转电压阈值。
本步骤中,将实时获取的采样电压的电压值和驱动电机正常运转时的采样电阻对应的采样电压的最大值进行比较,并判断实时的采样电压的电压值是否超过滚刷装置正常运转时的采样电阻对应的采样电压的最大值,以便于根据该判断结果确定实时的采样电压的电压值是否正常。
其中,预设的堵转电压阈值为对应驱动电机正常运转时,采样电压的最大值。具体地,驱动电机的电阻阻值在滚刷装置处于正常运转的状态时会增大;而在滚刷装置处于堵转状态时,驱动电机停转,驱动电机的电阻阻值减小,相应的,流经驱动电机的电流值增大,采样电阻的分压效果会更明显。换言之,当滚刷装置处于堵转状态时,采样电阻对应的采样电阻会高于一个正常值,即:预设的堵转电压阈值。
子步骤S603:若是,则确定滚刷装置处于堵转状态。
当判断出采样电压的电压值大于预设的堵转电压阈值,则可以推断出流经驱动电机的电流高于滚刷装置正常运转时的电流,进而确定是由于滚刷装置堵转导致驱动电机停转,进一步引起驱动电机的电阻阻值减小造成的。
步骤S502:若确定滚刷装置处于堵转状态,则将清洁机器人的前进速度调整为预设的脱困前进速度,并控制滚刷装置反向旋转。
若检测出滚刷装置处于堵转状态,则表明滚刷装置因被阻碍物堵住而导致停转。本步骤中,通过控制滚刷装置反向旋转使阻碍物从滚刷装置中退出来,同时,为了使从滚刷装置中退出来的阻碍物能够远离滚刷装置,避免再次阻碍滚刷装置的运转,调整机器人的驱动轮的速度为预设的脱困前进速度。
具体地,由于在滚刷装置反向旋转的过程中,阻碍物从滚刷装置中退出来同时垃圾也会被转出来,因此,为了能够及时将转出来的垃圾清扫干净,需要控制机器人的前进速度,即:控制预设的脱困前进速度。若预设的脱困前进速度太大,则风机元件不能将垃圾清扫干净。可选的,将清洁机器人调整前的前进速度记录为原始前进速度,并设置脱困前进速度小于原始前进速度,进而能够使风机元件有足够的时间清扫转出来的垃圾。
进一步的,可以通过向滚刷装置中的驱动电机发送反向驱动信号,以控制滚刷装置中的驱动电机反向旋转,以使阻碍物从滚刷装置中退出来。另外,为了更好的对滚刷装置的脱困过程以及脱困效果进行控制,可以控制滚刷装置以预设的滚刷脱困速度反向旋转,其中,预设的滚刷脱困速度可以根据机器人的其他元件的性能参数设定,以使其他元件能够在滚刷装置以该预设的滚刷脱困速度反向旋转的过程中与滚刷装置配合完成脱困以及清扫的工作,例如,根据风机元件的功力设定预设的滚刷脱困速度。并且,预设的滚刷脱困速度可以是一个根据上述因素确定的变量,也可以是一个根据经验值固定设置的常量,本发明对此不做限定。
步骤S503:控制滚刷装置中包含的风机元件的转速增大。
在前述步骤中,控制机器人的脱困前进速度,和/或滚刷装置的滚刷脱困速度,可以使风机元件更彻底的清扫滚刷装置转出来的垃圾;另外,作为本实施例的一个可选的步骤,控制滚刷装置中包含的风机元件的转速增大以增强风机元件的清扫力度,更进一步的增加了清扫的彻底性,能够有效地收集脱困过程中掉落的垃圾。
步骤S504:当确定清洁机器人符合预设的脱困结束条件时,进一步将清洁机器人的前进速度恢复为原始前进速度,控制滚刷装置恢复为正向旋转。
当机器人以预设的脱困前进速度行进,并且滚刷装置进行反向旋转后,滚刷装置中的阻碍物会逐渐退出并远离滚刷装置,最后,滚刷装置中的阻碍物全部清除,此时,需要控制机器人的滚刷装置恢复正向旋转以继续清扫垃圾。
与此同时,为了使机器人继续清扫的效率保持与正常进行清扫时一致,即:避免机器人因脱困过程导致正向旋转以继续清扫的效率降低,将机器人的前进速度恢复为原始前进速度。
在本步骤中,预设的脱困结束条件包括:清洁机器人以预设的脱困前进速度前进了预设距离,和/或,清洁机器人以预设的脱困前进速度前进了预设时间。其中,预设距离和预设时间可根据机器人的预设的脱困前进速度,和/或滚刷装置的堵转的程度设置。
具体地,可以通过向滚刷装置中的驱动电机发送正向驱动信号,以控制滚刷装置中的驱动电机正向旋转,以使滚刷装置继续清扫垃圾。进一步的,向滚刷装置发送正向驱动信号,并控制滚刷装置以正常清扫时的转速旋转。
步骤S505:将风机元件的转速恢复为原始转速。
在将清洁机器人的前进速度恢复为原始前进速度以及将滚刷装置恢复为正向旋转后,作为本实施例的一个可选的步骤,进一步将风机元件的转速恢复为正常清扫时的原始转速,以使机器人的所有元件均恢复到正常清扫时的状态,进而维持了机器人性能的稳定性。
另外,由于不同程度的堵转状态下,滚刷装置中的阻碍物的量不同,可能出现当机器人符合预设的脱困结束条件时,机器人并未完全脱困成功,也就是说,在机器人的滚刷装置中的一部分阻碍物退出来之后,机器人的滚刷装置还是处于被困状态。基于此,为了使机器人能够彻底脱困,在依次执行完上述步骤S501至步骤S505之后,循环执行按照预设的堵转检测规则检测清洁机器人中的滚刷装置是否处于堵转状态的步骤及其后续步骤,直至按照预设的堵转检测规则检测出滚刷装置不处于堵转状态,则该方法执行完毕。但是,为了避免机器人由于其他故障问题导致了滚刷装置停转,并且通过堵转处理方法不能排除该故障的情况以及类似的情况的发生,当连续N次检测到清洁机器人中的滚刷装置处于堵转状态后,生成用于表示脱困失败的报警提示信号;其中,N为大于1的自然数。在实际情况中,可以将N设置为3。
并且,在本实施例中,将清洁机器人的前进速度调整为预设的脱困前进速度之后,和/或,将清洁机器人的前进速度恢复为原始前进速度之后,机器人脱困前进或正常清扫前进的过程中,由于清扫环境的复杂性与多变性,机器人可能会与障碍物发生碰撞,针对这种情况,可以利用预设的碰撞处理规则进行避障处理。具体地,图7示出了本发明实施例的预设的碰撞处理规则的处理流程图,如图7所示,预设的碰撞处理规则包括以下步骤:
步骤S701:当检测到机器人与障碍物碰撞后,控制机器人开始旋转运动。
其中,检测机器人与障碍物碰撞的方式包括但不限于以下方式中的至少一种:机器人的驱动轮的轮速计检测驱动轮的速度是否发生突变,以及检测机器人是否与障碍物发生接触。需要说明的是,现有的凡是能够用于检测本实施例中的机器人与障碍物碰撞的方式均包括在本发明保护的范围内。
在机器人与障碍物碰撞后,若机器人继续清扫工作,则会由于障碍物的阻挡以及机器人与障碍物之间的摩擦,造成机器人的硬件损坏,工作效率降低,甚至造成不能正常工作的情况。在本实施例中,通过控制机器人进行移动以使机器人远离障碍物,进而避免机器人与障碍物之间的接触。具体实施时,可以控制机器人后退以远离障碍物。
并且,在机器人移动至旋转位置后,需要合理调整机器人的朝向,以使机器人能够沿障碍物行走而不会再次碰撞,为此,在本实施例中,控制机器人在旋转位置开始进行旋转运动,以便于通过旋转运动来调整机器人的朝向。可选的,以机器人的中心位置为旋转中心,并控制左驱动轮和右驱动轮分别做相反方向的运动,且左右轮速相同,以使机器人做原地旋转运动。
在经过本步骤将机器人移动至旋转位置并开始旋转运动后,通过下述步骤S702至步骤S704,确定机器人的当前朝向与障碍物平行的位置。
步骤S702:在旋转运动的过程中,监测设置在机器人的预设位置处的距离传感器所感测到的障碍物距离值的变化情况。
其中,距离传感器包括激光测距传感器、超声波测距传感器、或者红外测距传感器;可选的,将距离传感器设置在靠近机器人的左驱动轮或右驱动轮的前方,且距离传感器的感测方向与机器人的横向方向平行。
在机器人做旋转运动的过程中,距离传感器通过不断感测预设位置到障碍物的距离,就能够得到不同时刻,或者不同旋转位置的障碍物距离值,由此可监测到障碍物距离值的变化情况。
经过该步骤,得到障碍物距离值随时间或旋转角度的变化情况。
步骤S703:根据障碍物距离值的变化情况判断机器人的当前朝向是否与障碍物相互平行。
障碍物距离值的变化主要是由于在旋转运动的过程中,机器人的当前朝向的改变而引起的,也就意味着机器人在旋转运动过程中的当前朝向与障碍物距离值存在映射关系。具体地,根据垂直距离最短的原理,随着机器人的当前朝向与障碍物的夹角变小,障碍物距离值也随之变小,当夹角为0度时,即为机器人的当前朝向与障碍物平行,且距离传感器的朝向与障碍物边缘垂直,因此,此时对应的障碍物距离值最小。
也就是说,根据障碍物距离值随时间或旋转角度变化的情况,确定障碍物距离值最小时对应的时间或旋转角度,而该时间或旋转角度对应的机器人的当前朝向即与障碍物相互平行。
步骤S704:当判断结果为是时,控制机器人停止旋转运动,并沿障碍物行进。
控制机器人停止旋转运动是指:在对应障碍物距离值最小时的时间点或旋转角度控制机器人停止旋转运动,以使机器人与障碍物平行,此时,机器人的朝向已调整完毕。然后,机器人按照调整后的朝向继续沿障碍物行进以完成清扫工作。
根据本实施例提供的滚刷装置的堵转检测方法,预先根据驱动电机的电阻阻值确定采样电阻的电阻阻值,进而保证采样电阻不会影响驱动电机的正常运转;然后根据驱动电机的电阻阻值和采样电阻的电阻阻值确定预设的堵转电压阈值,即确定了判断滚刷装置是否处于堵转状态的判断标准;获取与驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压,为了使采样电压能够明显地体现出流经驱动电机的电流的变化情况,进一步将采样电压进行放大处理得到放大电压;与此同时,为了保持比较对象的一致性以及可比性,将预设的堵转电压阈值也放大预设倍数得到预设的放大电压阈值,并将放大电压和放大电压阈值进行比较,进而判断滚刷装置是否处于堵转状态。并且,在确定了滚刷装置处于堵转状态之后,可采用堵转处理方法进行处理以使滚刷装置恢复正常运转;另外,在采用堵转处理方法进行处理的过程中,具体在机器人脱困前进或正常清扫前进的过程中,若机器人与障碍物发生碰撞,则可以利用预设的碰撞处理规则进行避障处理以使机器人能够沿障碍物行进。
本申请实施例提供了一种非易失性计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令,该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的滚刷装置的堵转检测方法。
图8示出了根据本发明实施例的一种电子设备的结构示意图,本发明具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。
如图8所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)802、通信接口(Communications Interface)804、存储器(memory)806、以及通信总线808。
其中:
处理器802、通信接口804、以及存储器806通过通信总线808完成相互间的通信。
通信接口804,用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。
处理器802,用于执行程序810,具体可以执行上述滚刷装置的堵转检测方法实施例中的相关步骤。
具体地,程序810可以包括程序代码,该程序代码包括计算机操作指令。
处理器802可能是中央处理器CPU,或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit),或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。电子设备包括的一个或多个处理器,可以是同一类型的处理器,如一个或多个CPU;也可以是不同类型的处理器,如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器806,用于存放程序810。存储器806可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
程序810具体可以用于使得处理器802执行以下操作:
获取与驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压;
将所述采样电压的电压值与预设的堵转电压阈值进行比较,根据比较结果判断所述采样电压的电压值是否大于所述堵转电压阈值;
若是,则确定所述滚刷装置处于堵转状态。
在一种可选的方式中,程序810具体可以进一步用于使得处理器802执行以下操作:
通过放大元件对所述采样电压进行放大后得到放大电压,将所述放大电压的电压值与预设的放大电压阈值进行比较,根据比较结果判断所述采样电压的电压值是否大于所述堵转电压阈值。
在一种可选的方式中,程序810具体可以进一步用于使得处理器802执行以下操作:
通过放大元件将所述采样电压放大预设倍数后得到放大电压,则所述放大电压阈值为所述堵转电压阈值的预设倍数;
其中,所述预设倍数根据所述驱动电机的电阻阻值与所述采样电阻的电阻阻值之间的比值确定。
在一种可选的方式中,程序810具体可以进一步用于使得处理器802执行以下操作:
针对所述放大电压进行模数转换处理,将处理后的数字电压信号与预设的放大电压阈值进行比较。
在一种可选的方式中,程序810具体可以进一步用于使得处理器802执行以下操作:
预先根据驱动电机的电阻阻值确定所述采样电阻的电阻阻值,其中,所述采样电阻的阻值范围包括:100欧姆至1000欧姆。
在一种可选的方式中,程序810具体可以进一步用于使得处理器802执行以下操作:
预先根据所述驱动电机的电阻阻值以及所述采样电阻的电阻阻值设置所述堵转电压阈值。
在一种可选的方式中,程序810具体可以进一步用于使得处理器802执行以下操作:当所述滚刷刷毛处于堵转状态时,所述电机线圈停转;并且,当所述电机线圈停转时,驱动电机的电阻阻值减小,流经驱动电机的电流值增大;
则所述预先根据所述电机的电阻阻值以及所述采样电阻的电阻阻值设置所述堵转电压阈值的步骤具体包括:
结合预设的堵转电流阈值设置所述堵转电压阈值。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述,构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外,本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现,或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现,或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解,可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的清洁机器人中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如,计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上,或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到,或者在载体信号上提供,或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (10)
1.一种清洁机器人,包括:机器人本体、滚刷装置、以及控制装置,其中,所述滚刷装置进一步包括:滚刷刷毛、驱动电机和采样电阻,其中,
所述滚刷刷毛用于在旋转过程中收集垃圾;
所述驱动电机与所述滚刷刷毛相连,用于驱动所述滚刷刷毛旋转;
所述采样电阻与所述驱动电机串联;
所述控制装置与所述滚刷装置相连,用于根据获取到的与所述采样电阻相对应的采样电压检测所述滚刷装置是否处于堵转状态。
2.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中,所述控制装置进一步包括:
放大元件,用于对获取到的与所述采样电阻相对应的采样电压进行放大后得到放大电压;
运算元件,用于根据所述放大电压检测所述滚刷装置是否处于堵转状态。
3.根据权利要求2所述的清洁机器人,其中,所述运算元件具体用于:针对所述放大电压进行模数转换处理,根据处理后的数字电压信号检测所述滚刷装置是否处于堵转状态;其中,所述运算元件包括:单片机。
4.根据权利要求1-3任一所述的清洁机器人,其中,所述运算元件具体用于:当确定所述采样电压大于预设的堵转电压阈值时,确定所述滚刷装置处于堵转状态。
5.根据权利要求4所述的清洁机器人,其中,所述控制装置进一步包括:
阈值设置模块,用于根据所述驱动电机的电阻阻值以及所述采样电阻的电阻阻值设置所述堵转电压阈值。
6.根据权利要求1-5任一所述的清洁机器人,其中,所述采样电阻的阻值范围包括:100欧姆至1000欧姆。
7.根据权利要求1-6任一所述的清洁机器人,其中,所述驱动电机进一步包括:设置在所述滚刷刷毛内部,用于带动所述滚刷刷毛旋转的电机线圈。
8.一种滚刷装置的堵转检测方法,用于权利要求1-7任一所述的清洁机器人,该方法包括:
获取与驱动电机串联的采样电阻所对应的采样电压;
将所述采样电压的电压值与预设的堵转电压阈值进行比较,根据比较结果判断所述采样电压的电压值是否大于所述堵转电压阈值;
若是,则确定所述滚刷装置处于堵转状态。
9.一种电子设备,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信;
所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求8所述的滚刷装置的堵转检测方法对应的操作。
10.一种计算机存储介质,所述存储介质中存储有至少一可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如权利要求8所述的滚刷装置的堵转检测方法对应的操作。
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