CN109589052A - 防整机掉落的方法、装置及扫地机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种防整机掉落的方法、装置及扫地机，以改善在扫地机的主轮发生跌落的情况下进一步发生整机掉落的问题。防整机掉落的方法包括：获取扫地机的主轮的当前状态，根据主轮的当前状态判断任一主轮是否在转动；判断任一主轮是否悬空；若存在任一主轮在转动，且若存在任一主轮悬空，控制所有主轮停止转动，以防止扫地机整机掉落。

Description

防整机掉落的方法、装置及扫地机

技术领域

本申请涉及机器人领域，具体而言，涉及一种防整机掉落的方法、装置及扫地机。

背景技术

自主移动扫地机器人在没有用户操作的情况下在待清洁区域内行进，以清洁地板，但是在清洁过程中，可能会行进到楼梯、门槛、缝隙等凹凸不平处。

现有的做法仅仅是在扫地机器人的轮子跌落之前进行预防，以防止有轮子跌落，但是在实际应用场景中，仍然会存在意外情况导致扫地机器人的轮子跌落，进一步使得整机掉落。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种防整机掉落的方法、装置及扫地机，以防在扫地机的其中一个主轮跌落的情况下进一步导致整个扫地机掉落。

第一方面，本申请实施例提供一种防整机掉落的方法，所述方法包括：

获取扫地机的主轮的当前状态，根据所述主轮的当前状态判断任一主轮是否在转动；

判断任一主轮是否悬空；

若存在任一主轮在转动，且若存在任一主轮悬空，控制所有主轮停止转动，以防止所述扫地机整机掉落。

通过上述方法能够在发生主轮跌落的情况下及时控制所有主轮停止转动，避免整个扫地机进一步发生整机掉落。另外，上述方法降低了对于硬件开关(例如微动开关)的依赖，在硬件开关故障或者没有设置硬件开关的情况下，依然能够通过上述方法实现防整机掉落的功能，可以降低结构复杂性，节约成本。

结合第一方面，在一个可能的设计中，所述扫地机还包括设于所述主轮一侧的传感器，所述判断任一主轮是否悬空，包括：

获取所述传感器被触发的触发时长；

判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，若是，确定对应的主轮为悬空状态。

上述方法提供了一种判断主轮是否悬空的方式，通过传感器被触发的时间来判断主轮是否悬空。其中，设于行进方向上的传感器是用于探测行进方向上的险地的。若是传感器长时间内处于触发状态，则认为扫地机未脱离凹凸不平的地段，存在危险，应该停止主轮的转动。上述方法可以做到即使未另外增设传感器也能实现防整机掉落的功能，降低结构复杂性。

结合第一方面，在一个可能的设计中，所述获取所述传感器被触发的触发时长，包括：获取与所述主轮相邻的传感器被触发的第一触发时长；

所述判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，包括：判断所述第一触发时长是否大于或等于第一时间阈值。

上述方法提供了一种判断主轮是否悬空的方式，通过这样的方法可以只用一个传感器就判断一个主轮的状况，确定其中一个主轮是否悬空，无需再另外依赖其他的器件结构。

结合第一方面，在一个可能的设计中，所述扫地机的每个主轮配置有一组传感器；

所述获取所述传感器被触发的触发时长，包括：获取任一组传感器中各个传感器的触发时长，得到触发时长最短的第二触发时长；

所述判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，包括：判断所述第二触发时长是否大于或等于第二时间阈值。

上述方法提供了另一种判断主轮是否悬空的方式，通过这样的方法可以利用一组传感器来判断其中一个主轮的状况，能够适用于更多的实际场景。

结合第一方面，在一个可能的设计中，所述扫地机上安装有惯性测量单元，所述判断任一主轮是否悬空，包括：

判断所述惯性测量单元的航向角度参数在第一预设时间段内是否发生变化，若否，确定转动中的主轮为悬空状态。

上述方法提供了又一种识别主轮是否悬空的方式，可以对转动中的主轮进行判别，直接利用惯性测量单元的参数进行识别判断，在降低了结构复杂性的情况下依然有利于实现防整机掉落的功能。

结合第一方面，在一个可能的设计中，所述判断任一主轮是否悬空，包括：

判断转动中的主轮是否发生位移变化，若否，确定所述转动中的主轮为悬空状态。

上述方法提供了又一种识别主轮是否悬空的方式，可以对转动中的主轮进行判别，通过转动中的主轮是否发生位移变化可以更准确的得知主轮是否悬空导致空转。

第二方面，本申请实施例提供一种防整机掉落的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取扫地机的主轮的当前状态；

判断模块，用于根据所述主轮的当前状态判断任一主轮是否在转动，还用于判断任一主轮是否悬空；

控制模块，用于判断结果为存在任一主轮在转动且存在任一主轮悬空时，控制所有主轮停止转动，以防止所述扫地机整机掉落。

上述装置可以在扫地机发生主轮跌落的情况下及时控制所有主轮停止转动，避免整个扫地机进一步发生整机掉落，另外降低了对于硬件开关的依赖。

结合第二方面，在一个可能的设计中，所述获取模块还用于获取扫地机的传感器被触发的触发时长，所述判断模块还用于判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，若是，确定对应的主轮为悬空状态。

结合第二方面，在一个可能的设计中，所述获取模块还用于获取扫地机中惯性测量单元的航向角度参数；所述判断模块还用于判断所述惯性测量单元的航向角度参数在第一预设时间段内是否发生变化，若否，确定转动中的主轮为悬空状态。

第三方面，本申请实施例还提供一种扫地机，所述扫地机包括：控制器、主轮、传感器、惯性测量单元；

所述主轮、所述传感器、所述惯性测量单元均与所述控制器连接；

所述控制器用于执行上述第一方面所述方法中的各个步骤。

这样的扫地机结构更简单，即使未设置硬件微动开关也能够在有主轮跌落的情况下防止整机进一步掉落，降低了结构复杂性，节约成本。

第四方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面所述的方法中的步骤。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的防整机掉落的方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的一种扫地机的示意图。

图3为本申请实施例提供的另一种扫地机的示意图。

图4为本申请实施例提供的防整机掉落的装置的功能模块示意图。

图5为本申请实施例提供的另一种扫地机的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

发明人经过研究发现，扫地机在清扫地板的行进过程中可能会遇到缝隙、楼梯、门槛等凹凸不平的地段，位于扫地机主轮前部(以扫地机前行方向来看)的坠下传感器(地检)就是为了检测行进的方向是否存在这些凹凸不平的地段而设置的，这些坠下传感器也被称为悬崖传感器。如果悬崖传感器检测到存在上述凹凸不平的地段，通常做法是采用其中一个主轮停止转动而另一个主轮反转后退的方式来避开这些凹凸不平的地段，但是实际上不论在扫地机工作的前行过程中还是在扫地机为避开这些凹凸不平的地段的后退过程中，都有可能导致扫地机的某个主轮或两个主轮悬空(跌落)的情况发生。主要原因在于，为了避开行进方向前方的凹凸不平地段需要让主轮反转后退，但是从扫地机前行方向来看，主轮后方的扫地机底部没有传感器，这种情形下无法提前探测到凹凸不平的地段，发生主轮跌落的可能性高。

为了改善这一问题，可以在主轮附近配置微动开关，以此作为对采用悬崖传感器/坠下传感器来防止机器人掉落的一种补充方式，例如可以在扫地机的左右主轮处设置限位开关/接触开关/微动开关来改善上述问题。但发明人发现，设置微动开关的方式虽然能够在一定程度上防止扫地机器人因避让凹凸不平地况而发生整机掉落，但这种方式不仅成本高，而且还因增设了零件导致增加了结构和系统的复杂性，仍然有可能因为采用的开关发生故障、磨损导致整机掉落。

有鉴于此，发明人提出了一种防整机掉落方法，该防整机掉落方法可以作为对微动开关的补充方案，也可以作为取消微动开关的替代方案。最后，发明人经过研究后提出了以下实施例，以在去掉微动开关的情况下仍能实现：防止扫地机发生轮子跌落而进一步导致整机跌落，延长了整机寿命，可靠性高。同时由于降低了对微动开关的依赖，去掉微动开关后可以降低结构和系统的复杂性，降低了成本。

下面将对本申请实施例中的一些用语进行解释。

惯性测量单元：英文全称是Inertial measurement unit，简称IMU，是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态，得到物体的运动信息。

里程计：测量行程的装置。通常里程计用于估计电子设备相对于初始位置移动的距离。若一个电子设备上配置有旋转编码器等器件，当电子设备向前移动一段时间后，若想进一步知道移动的大致距离，可以借助旋转编码器测量电机转动的圈数或者轮子转动的圈数，如果知道轮子的周长便可以计算出电子设备移动的大致距离。本申请中，扫地机具有平行安装的主轮，主轮可以前后移动，每个主轮对应的电机都可以配备旋转编码器，且每个主轮配置一个里程计。通过里程计可以计算出每个主轮前后移动一个单位(该单位长度为主轮周长的某个比例，比例依赖于编码器精度)时，扫地机的中心实际移动的距离。通过里程计与惯性测量单元可以确定扫地机的朝向和位置。结合惯性测量单元的参数与里程计的参数可以得到扫地机的运动信息，以及每个主轮的运动信息，利用里程计可以实现对扫地机的定位。

激光雷达：是以发射激光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。本领域技术人员可以利用激光雷达组建导航系统。在本申请中，激光雷达可用于对扫地机进行定位，通过激光雷达向扫地机的四周发射激光探测信号，可以构建环境地图，还可以进一步得知扫地机位于环境地图中的哪个位置，确定扫地机在清洁场景中的位置或者扫地机在一个相对坐标系中的位置，通过激光雷达进行定位将更加准确，精度会更高。

下面结合附图对本申请实施例作详细说明。本申请实施例还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参阅图1，是本申请实施例提供的防整机掉落的方法的流程图。该防整机掉落的方法应用于扫地机中的控制器。下面将对图1所示的具体流程进行详细阐述，包括S11-S13。

S11，获取扫地机的主轮的当前状态，根据主轮的当前状态判断任一主轮是否在转动。其中，每个主轮都配置有相应的电机，通过检测电机的转动状况可以得知是否有主轮在转动，若电机在转动，则认为与电机连接的主轮在转动。

S12，判断任一主轮是否悬空。其中，可以通过扫地机上的传感器的触发情况来判断是否有主轮处于悬空状态，还可以通过扫地机的运动信息来判断转动中的主轮是否悬空。

需要说明的是，上述步骤的S11、S12之间的执行顺序不应理解为对本申请的限制，例如可同时执行S11和S12，还可以先执行S12、再执行S11。

S13，若存在任一主轮在转动，且若存在任一主轮悬空，控制所有主轮停止转动，以防止扫地机整机掉落。其中，若是有主轮在转动且有主轮悬空，此时认为整个扫地机处于危险状态，需要停止主轮的转动，以免整机发生掉落。

在扫地机的实际应用中，不论是为了转向还是说为了对障碍、险地进行避让，都可能会有一个动作：其中一个主轮转动，另一个主轮不动(或者两个主轮采用不同的转速实现转向)，在执行这样的动作时，由于主轮后方(从行进方向来看)并未设置悬崖传感器，主轮容易跌落。上述方法可以对这种场景下发生的主轮跌落进行识别，并进一步控制所有主轮停止转动，以防整机掉落。

本实施例中，扫地机上设有多个传感器，从扫地机的行进方向来看，这些传感器设于扫地机壳体的边缘，且位于主轮的一侧，每个主轮配置了一组传感器。每个传感器都可以用于检测凹凸不平的地况，为便于描述，下面将凹坑、陷阱、悬崖以及楼梯、门槛、缝隙等凹凸不平处称为“险地”。在此基础上，上述步骤中的S12可以这样实现，包括S121-S122。

S121：获取传感器被触发的触发时长。其中，传感器在探测到凹凸不平的险地时认为传感器被触发，例如深度传感器检测到深度突变、距离传感器检测到扫地机壳体与地面之间的距离突然增大时可以认为传感器被触发。传感器可以是红外传感器、图像传感器等。

S122：判断触发时长是否大于或等于时间阈值，若是，确定对应的主轮为悬空状态。

上述方式利用了检测险地的传感器来判别主轮是否悬空，无需再增设另外的器件，降低了结构复杂性。其中，不论扫地机为何发生主轮跌落，即不论扫地机在发生主轮跌落之前是在前行、后退还是在转向，只要识别到传感器被长时间触发，即可认为扫地机处于危险状态，有必要停止主轮转动。由于利用传感器的触发时长来进行判别的方式对扫地机的历史动作并无依赖，因此也可以用于处理双轮后退而发生跌落的问题。在一种情况下，若是传感器检测到扫地机壳体与地面之间的距离/深度突然变大，可以认为传感器识别到下坠信号，传感器被触发，若是变大后的距离在一段时间内都没有恢复到正常范围(正常范围是指，扫地机在正常工作时壳体与地面之间的距离范围)中，则可以得到传感器被触发的时长。在另一种情况下，还可以采用加速度测量仪或者重力感应装置来感应下坠信号，本申请不对传感器的种类作具体限制。

其中，对于上述S121-S122，有以下可能的实施方式：

第一种实施方式，仅通过一个传感器确定其中一个主轮是否为悬空状态。可以先获取与主轮相邻的传感器被触发的第一触发时长，再判断第一触发时长是否大于或等于第一时间阈值，若是，判定与该传感器相邻的主轮为悬空状态，需要停止主轮转动。上述方式可以对某个传感器被长时间触发的场景进行控制。

例如，可以根据第一传感器的触发时长来判断第一主轮是否悬空，也可以根据第二传感器的触发时长来判断第二主轮是否悬空，若是识别到第一主轮或第二主轮悬空，控制第一主轮、第二主轮停止转动。其中，第一传感器与第一主轮相邻，第二传感器与第二主轮相邻。在如图2、图3所示的扫地机中，传感器A、传感器D分别可以表示第一传感器、第二传感器，主轮L、主轮R可以分别表示第一主轮、第二主轮，通过判断传感器A/传感器D的触发时长是否达到第一时间阈值可以确定主轮L/主轮R是否悬空。

其中，本领域技术人员可以根据实际需要对第一时间阈值进行任意设置，例如，第一时间阈值可以是5秒、7秒、10秒。

第二种实施方式，扫地机的每个主轮配置有一组传感器，通过一组传感器来确定其中一个主轮是否为悬空状态。在实际应用中，扫地机可能会行进到缝隙、窄带地段，可能导致扫地机的两侧都是险地，这种情况下可以通过一组传感器来确定是否需要进一步控制主轮停止转动。在这种实施方式下，上述S121-S122，可以包括：获取任一组传感器中各个传感器的触发时长，得到触发时长最短的第二触发时长；判断第二触发时长是否大于或等于第二时间阈值，若是，确定该组传感器对应的主轮悬空。其中，第二触发时长是指每组传感器中最晚被触发的传感器的触发时长，若触发时长为零则视为未触发。需要说明的是，“悬空”一词只是为了表明有必要停止扫地机工作，需要控制主轮停止转动的一种状态，在某些场景中，这种状态也可以被称为“空转”、“跌落”、“处于危险状态”等。

可选地，扫地机包括第一主轮、第二主轮、第一组传感器、第二组传感器，其中，第一组中包括与第一主轮相邻的第一传感器，第二组传感器中包括与第二主轮相邻的第二传感器。

对于第一主轮，可以先获取第一传感器和其他传感器中最晚被触发的传感器的第二触发时长；再判断第二触发时长是否大于或等于第二时间阈值，若是，确定第一主轮为悬空状态。其中本领域技术人员可以根据实际需要任意设置第二时间阈值的大小，例如第二时间阈值可以是1秒、2秒、3秒等。

对于第二主轮，可以先获取第二传感器和其他传感器中最晚被触发的传感器的第三触发时长，再判断第三触发时长是否大于或等于第三时间阈值，其中，若是，确定第二主轮为悬空状态。其中，第三时间阈值与第二时间阈值可以相同。

以图2为例，第一组传感器包括传感器A、传感器C，第二组传感器包括传感器B、传感器D。在第一组传感器中，其他传感器是指传感器C，在第二组传感器中，其他传感器是指传感器B。通过获取传感器A、传感器C的两个触发时间，确定较晚触发的传感器的触发时长是否达到第二时间阈值，可以确定主轮L是否悬空。其中，较晚被触发的传感器可能是传感器A，也可能是传感器C。同理，通过获取传感器B、传感器D的两个触发时间，确定较晚触发的传感器的触发时长是否达到第三时间阈值，可以确定主轮R是否悬空，此种情况下，较晚被触发的传感器可能是传感器B，也可能是传感器D。

而若是以图3为例，那么第一组传感器可以包括传感器A、传感器E，第二组传感器可以包括传感器D、传感器E，在第一组传感器、第二组传感器中，其他传感器均指传感器E。

通过上述利用传感器的触发时长来确定主轮是否悬空的方式，不仅可以针对单个主轮后退的防整机掉落的问题进行处理，还可以用于处理双轮后退的防整机跌落问题。在其他实施例中，有可能在左、右主轮前部的任意传感器被触发时，两个主轮都反转，那么在利用传感器的触发时长识别到存在任一主轮悬空时，控制器可以控制所有主轮都停止转动，以此防止扫地机在某一主轮悬空时进一步发生整机掉落。

本实施例中，扫地机上安装有惯性测量单元，上述S12还可以这样实现：通过惯性测量单元的参数来确定主轮是否为悬空状态。惯性测量单元可以测量扫地机的位姿信息，通过惯性测量单元可以得到扫地机的转弯情况。在一种实施方式中，可以这样确定主轮是否悬空：判断惯性测量单元的航向角度参数在第一预设时间段内是否发生变化，若否，确定转动中的主轮为悬空状态。其中，若是两个主轮的转动方向相同、转动速度也相同，那么航向角度参数是不变的，但若是在两个主轮的转动方向不同的情况下或者转动速度不同的情况下出现了航向角度参数不变的现象，可以认为主轮处于悬空状态，需要控制主轮停止转动。

本领域技术人员可以根据实际需要任意设置第一预设时间段的长度，例如，第一预设时间段可以是0.5秒、0.8秒、1秒等。

本实施例中，除了仅采用惯性测量单元的参数来判断主轮是否悬空的方式以外，还可以判断转动中的主轮是否发生位移变化，若转动中的主轮未发生位移变化，判定主轮为悬空状态，需要控制转动中的主轮停止转动，进一步使得所有主轮停止转动。例如，可以通过其他器件的定位数据或者位置数据来判断转动中的主轮是否发生位移变化。

可选地，若是扫地机上安装了里程计和/或激光雷达，可以通过里程计和/或激光雷达的数据结合惯性测量单元的数据判断主轮是否悬空。其中，在识别主轮是否发生位移变化的过程中，可以判断主轮是否在第二预设时间段内发生位移变化。本领域技术人员可以根据实际需要任意设置第二预设时间段的长度，例如第二预设时间段可以是0.3秒、0.5秒、1秒等。

作为一种实施方式，每个主轮都配置有一个里程计，通过里程计的数据可以确定相应主轮的转动数据，根据里程计、惯性测量单元二者的数据可以判定该里程计对应的主轮是否悬空。

作为另一种实施方式，扫地机上安装有激光雷达，通过激光雷达可以确定扫地机的位置变化情况(例如，可以得到扫地机的坐标、运动轨迹等)，可以根据惯性测量单元、激光雷达二者的数据来确定主轮是否悬空。

作为再一种实施方式，可以结合惯性测量单元、里程计、激光雷达三者的数据来判断主轮是否悬空。

需要说明的是，上述方式只是提供了一些能够确定主轮是否发生位移变化的方式，进一步在主轮转动却没有发生位移变化的情况下判定主轮空转。上述方式只是给出了可以得到位移变化数据的几种方式，本领域技术人员还可以根据实际需要采用其他的方式来确定主轮或者整机是否发生位移变化。

下面将以图2所示的扫地机为例来说明上述方案。

在一种场景下，扫地机在前行过程中，与左主轮L相邻的第一传感器A检测到险地，控制器控制左主轮L、右主轮R停止正转，以使扫地机停止前进。并且控制器在第一传感器A的触发下控制左主轮L反转，直到第一传感器A不再触发，即第一传感器A离开险地。

其中，在左主轮L反转的过程中，由于左主轮L后方未设置传感器，若是左主轮L的左方、后方存在险地，且左主轮L继续反转，左轮L可能会跌落(或称掉落、悬空)。

其中，若是左主轮L没有接触平面，处于空转状态，则认为左轮L已经跌落悬空，识别到左主轮L跌落悬空的情况下停止左主轮L反转。

可选地，若是出现以下几种情况中的任意一种，控制器控制左主轮L停止反转，以免在左主轮L已经悬空的情况下由于主轮继续转动导致整机掉落。

(1)第一传感器A被触发的时间达到第一时间阈值，则判断与第一传感器A相邻的左主轮L已经跌落。在一个实例中，第一时间阈值可以是7秒。

(2)第一传感器A、其他传感器C均被触发，并且对于较晚被触发的传感器C，被触发的时间达到第二时间阈值，则将传感器A、传感器C中与主轮相邻的那个传感器对应的主轮停止转动，或，控制所有主轮停止转动。在一个实例中，第二时间阈值是2秒。

(3)识别到左主轮L在反转，但是左主轮L没有发生位移距离变化，则判断左轮L已经跌落。在一个实例中，通过IMU、里程计、激光雷达的数据来识别主轮的位移变化情况。

(4)在右主轮R没有转动的情况下，检测到IMU的航向角度参数没有发生变化，则判定左主轮L在空转，左主轮L已经跌落悬空。

对于第(1)种情况，在一种应用场景下，从扫地机的左主轮L开始反转起，传感器A就被触发了，通过检测传感器A被触发的时间是否达到第一时间阈值，可以判断扫地机是否一直未脱离险地，若是一直未脱离险地，实际上应该停止左主轮L转动，因此将这种情况归类为“左主轮L悬空”。

对于第(2)种情况，在一种应用场景下，在左主轮L后退的过程中，扫地机移动到了窄带地段，或者在扫地机万向轮M两侧均有险地(例如，地面存在连续缝隙)，导致万向轮M两侧的传感器都被触发，在这两个传感器中，较晚被触发的传感器的触发时长若是达到第二时间阈值，则认为扫地机整机难以维持平衡，因此这种情况被归类为“有一个主轮悬空”。不论是哪个主轮悬空，实际上都应该停止主轮转动，由于本例是以传感器A先被触发为例进行说明的，因此将该第(2)种情况归类为“左主轮L悬空”。

对于第(3)种情况，可以通过多种方式来判断左主轮L是否发生位移变化。例如，可以通过获取IMU、里程计的参数来识别左主轮L是否在转动，以及判断左主轮L是否在转动的情况下发生位移变化，若是左主轮L在转动，但是并没有发生位移变化，则认为，左主轮L在空转，判定“左主轮L悬空”。还可以通过IMU、激光雷达实现对于扫地机的定位。控制器可以获取IMU、激光雷达的一些参数来识别左主轮L是否在转动的情况下发生位移变化；还可以通过获取IMU、激光雷达、里程计三者的数据来得知左主轮L是否发生位移变化，进一步确定左主轮L是否发生空转、悬空。

对于第(4)种情况，控制器直接根据IMU的参数确定左主轮L是否空转。这是因为，在仅有一个主轮转动的情况下，若是正常的一个主轮在后退，例如，左主轮L反转且后退、右主轮R没有动，此时IMU的航向角度参数是会发生变化的；而若是左主轮L在反转，右主轮R没有动，左主轮L却没有动，此时IMU的航向角度参数不会发生变化。由此，通过获取IMU的航向角度参数就可以得知主轮是否在空转。

需要说明的是，上述(1)-(4)的情况是以左主轮L作为目标对象进行描述的，基于相同的思想可以采用上述原理来判断右主轮R是否悬空，并在右主轮R悬空时，控制右主轮R停止转动。

针对右主轮R悬空的场景，上述(1)的传感器A可采用传感器D代替，即通过传感器D被触发的时长来判断右主轮R是否悬空；同理，上述(2)中的传感器A、传感器C分别可以用传感器B、传感器D代替，即通过分布在万向轮M两侧的两个传感器的触发时长来判断右主轮R是否悬空；相应的，只要已经识别出是右主轮R在转动，那么利用(3)、(4)可以判断右主轮R是否空转，若是右主轮R空转，则控制器控制右主轮R停止转动。

上述方法能够对扫地机的单个主轮进行识别，以在扫地机存在主轮转动且其中一个主轮意外悬空时，控制转动中的主轮停止，以此避免扫地机进一步发生整机掉落。由于降低了对于微动开关/接近开关的依赖，能够降低成本，降低结构和系统的复杂性，保障识别效率，延长扫地机的使用寿命。

第二实施例

本实施例提供一种防整机掉落的装置200，如图4所示，该装置包括：获取模块210、判断模块220、控制模块230；

获取模块210，用于获取扫地机的主轮的当前状态。例如，获取电机的转动参数可以得知主轮的当前状态。主轮的当前状态包括转动(正转、反转)、停止。

判断模块220，用于根据主轮的当前状态判断任一主轮是否在转动，还用于判断任一主轮是否悬空。

控制模块230用于在有主轮转动且有主轮悬空时控制所有主轮停止转动，以防止扫地机整机掉落。

可选的，获取模块210还可以获取扫地机上各个传感器的触发时长，判断模块220还用于根据扫地机上各个传感器的触发时长判断是否有主轮处于悬空状态。

可选地，获取模块210还可以用于获取扫地机的惯性测量单元的参数，判断模块220还用于根据惯性测量单元的航向角度参数判断主轮是否悬空。

可选地，获取模块210还可以用于获取扫地机上安装的里程计的参数、扫地机上安装的激光雷达的参数，判断模块220还用于根据里程计、惯性测量单元二者的参数判断主轮是否发生位移变化，还可以用于根据激光雷达、惯性测量单元二者的参数判断主轮是否发生位移变化，还可以用于根据里程计、激光雷达、惯性测量单元三者的参数判断主轮是否发生位移变化，若主轮未发生位移变化则判定主轮悬空。

上述装置用于执行前述第一实施例中各个步骤，关于上述装置的其他细节请进一步参考前述第一实施例中的相关描述，在此不再赘述。

通过上述装置能够降低对于微动开关的依赖，提高防整机掉落的效果，能够对采用微动开关这一方式进行有效补充或者替换，可以节约成本。

第三实施例

本实施例提供了一种扫地机，如图2所示，该扫地机包括控制器(图未示)、壳体N、用于导向的万向轮M、用于驱动行进的两个主轮(L、R)。其中，每个主轮均与控制器连接。其中，控制器用于检测主轮是否在转动，还用于在有主轮转动的情况下判断是否有任一主轮悬空，并在判断结果为是时，控制扫地机的所有主轮停止转动，以防止扫地机整机掉落。其中，控制器可以通过电机与主轮连接，控制器通过读取电机的数据就可以得知主轮是否在转动。

如图2所示，壳体N为圆形，在壳体N的边缘设有传感器，传感器设在主轮的一侧，且每个传感器均与控制器连接。传感器用于检测险地，传感器可以是红外传感器、深度传感器、超声波探测器等，只要能够检测凹凸不平处的地段，检测出下坠信号即可。控制器用于获取每个传感器被触发的触发时长，并在有主轮转动的情况下根据传感器的触发时长判断是否有主轮为悬空状态，在主轮悬空时控制所有主轮停止转动。

其中，传感器的数量可以是1个、2个、3个、4个，甚至更多。但从成本的角度考虑，传感器的数量可以是4个(例如图2)，这样既能预防单个主轮跌落、悬空，还能在即使单个主轮意外跌落、悬空的情况下，有效防止整机掉落。

本实施例中，扫地机上安装有惯性测量单元，惯性测量单元与控制器连接。控制器用于根据惯性测量单元的参数确定任一主轮是否悬空，并在主轮悬空时控制所有主轮停止转动。

可选地，扫地机上还安装有里程计，每个主轮配置一个里程计，每个里程计均与控制器连接。控制器用于根据里程计的数据以及惯性测量单元的数据判断转动中的主轮是否发生位移变化，并在转动中的主轮未发生位移变化时控制所有主轮停止转动。

可选地，扫地机上还安装有与控制器连接的激光雷达，控制器用于根据激光雷达的数据判断转动中的主轮是否发生位移变化，并在转动中的主轮未发生位移变化时控制所有主轮停止转动。

在其他实施例中，扫地机的壳体N也可以是矩形(例如图5)。

其中，不论是圆形壳体N还是矩形壳体N，即使主轮的一侧未设置传感器，本实施例提供的扫地机结构也能够防止整机掉落。作为一种实施方式，控制器获取所有主轮的当前数据，根据主轮的当前数据判断主轮是否在转动，并在有主轮转动的情况下进一步判断是否有主轮悬空，若是存在主轮悬空且有主轮转动，则控制转动中的主轮停止转动，以使所有主轮停止转动，以此实现防止整机掉落。

除了上述结构以外，扫地机还包括存储器和总线，存储器存储有控制器可执行的机器可读指令，当扫地机运行时，控制器与存储器之间通过总线通信，这些机器可读指令被控制器执行时执行如上实施例提供的防整机掉落的方法中的各个步骤。

在具体的实施过程中，为了与其他的终端设备进行通信连接，扫地机还可以包括通信接口、通讯与网络扩展卡等部件；为了接收用户输入的数据或者为了输出用户所需的数据，扫地机还可以包括输入输出单元，在此不再赘述。

除了上述实施例以外，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时运行如上述第一实施例提供的方法中的各个步骤。存储介质包括：U盘、移动硬盘、存储器等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，上述方法、装置、扫地机可以对扫地机的单个主轮进行识别，以在扫地机存在主轮转动且其中一个主轮意外悬空时，控制转动中的主轮停止，以此避免扫地机进一步发生整机掉落。由于降低了对于微动开关/接近开关的依赖，能够降低成本，降低结构和系统的复杂性，保障识别效率，延长扫地机的使用寿命。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种防整机掉落的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取扫地机的主轮的当前状态，根据所述主轮的当前状态判断任一主轮是否在转动；

判断任一主轮是否悬空；

若存在任一主轮在转动，且若存在任一主轮悬空，控制所有主轮停止转动，以防止所述扫地机整机掉落。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫地机还包括设于所述主轮一侧的传感器，所述判断任一主轮是否悬空，包括：

获取所述传感器被触发的触发时长；

判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，若是，确定对应的主轮为悬空状态。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述获取所述传感器被触发的触发时长，包括：获取与所述主轮相邻的传感器被触发的第一触发时长；

所述判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，包括：判断所述第一触发时长是否大于或等于第一时间阈值。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扫地机的每个主轮配置有一组传感器；

所述获取所述传感器被触发的触发时长，包括：获取任一组传感器中各个传感器的触发时长，得到触发时长最短的第二触发时长；

所述判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，包括：判断所述第二触发时长是否大于或等于第二时间阈值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫地机上安装有惯性测量单元，所述判断任一主轮是否悬空，包括：

判断所述惯性测量单元的航向角度参数在第一预设时间段内是否发生变化，若否，确定转动中的主轮为悬空状态。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断任一主轮是否悬空，包括：

判断转动中的主轮是否发生位移变化，若否，确定所述转动中的主轮为悬空状态。

7.一种防整机掉落的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取扫地机的主轮的当前状态；

判断模块，用于根据所述主轮的当前状态判断任一主轮是否在转动，还用于判断任一主轮是否悬空；

控制模块，用于判断结果为存在任一主轮在转动且存在任一主轮悬空时，控制所有主轮停止转动，以防止所述扫地机整机掉落。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块还用于获取扫地机的传感器被触发的触发时长，所述判断模块还用于判断所述触发时长是否大于或等于时间阈值，若是，确定对应的主轮为悬空状态。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块还用于获取扫地机中惯性测量单元的航向角度参数；所述判断模块还用于判断所述惯性测量单元的航向角度参数在第一预设时间段内是否发生变化，若否，确定转动中的主轮为悬空状态。

10.一种扫地机，其特征在于，所述扫地机包括：控制器、主轮、传感器、惯性测量单元；

所述主轮、所述传感器、所述惯性测量单元均与所述控制器连接；

所述控制器用于执行权利要求1-6任一项所述的方法。