CN109620059A - 用于室内的清洁和服务机器人及导航方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于室内的清洁和服务机器人及导航方法，一种用于室内的清洁和服务机器人，包括机器人、驱动轮和控制模块，机器人后方设有两组驱动轮，驱动轮对应连接在驱动电机；机器人顶部设有指向上方的高度传感器；机器人前方设有被动万向轮，可以根据空间高度信息选择重点清洁或服务，或者划分区域进行清洁及服务，以此提高清洁和服务效果并提升效率。

Description

用于室内的清洁和服务机器人及导航方法
技术领域
本发明涉及转向控制技术领域，具体涉及一种用于室内的清洁和服务机器人及导航方法。
背景技术
随着生活的水平的提高，用于室内的清洁和服务机器人因为操作简单、使用方便越来越多地走入了人们生活，和家庭，办公联系在了一起，成为了小家电中重要的一员，深受欢迎。然而，目前市场上在售的用于室内的清洁和服务机器人一般价格较高，难以普及大众，原因是因为一般用于室内的清洁和服务机器人的导航系统需要使用昂贵的激光雷达或机器视觉系统进行地图规划，并且无法对室内各区域进行有效的区分，影响清洁和服务的质量和效率。
所以需要提出一种清洁和服务机器人只需使用价格低廉的距离传感器，就可以对室内的各区域进行有效的区分，提高清洁和服务的质量和效率。
发明内容
为了解决上述问题，提供一种能够根据室内具体位置信息选择重点清洁和服务的机器人，本发明设计了一种用于室内的清洁和服务机器人及导航方法。
本发明所采取的具体技术方案为：一种用于室内的清洁和服务机器人，包括机器人、驱动轮和控制模块，机器人后方设有两组驱动轮，驱动轮对应连接在驱动电机上；机器人顶部设有指向上方的高度传感器,机器人前方设有被动万向轮；所述高度传感器和驱动电机对应连接在控制模块上，所述控制模块连接有地图模块。
作为优选地，所述高度传感器为红外线测距元件、超声波测距元件或者激光测距元件。
作为优选地，两组驱动轮对应分布在机器人两侧，所述两组驱动轮分别独立连接于第一驱动电机或第二驱动电机，所述第一驱动电机或第二驱动电机对应连接在控制模块上。
本技术方案还提供一种用于室内的清洁和服务机器人导航方法，一种用于室内的清洁和服务机器人导航方法，
S1，在机器人上端设有指向上方的高度传感器，通过高度传感器记录室内高度信息，所述高度信息为高度传感器距离机器人上方任意障碍物的距离；
S2，将室内高度信息存入地图模块内，控制模块通过不同的高度信息对室内位置进行判断；
S3，根据判定结果进行重点清洁和服务或划分区域清洁和服务。
作为优选地，控制模块对应独立控制第一驱动电机或第二驱动电机进行转动，通过第一驱动电机或第二驱动电机差速实现转向。
作为优选地，控制模块预先储存高度信息如下：床底10-50cm；桌底70-120cm；椅子底40-75cm；吊灯下230-280cm；天花板250-350cm；门框220-250cm。
作为优选地，步骤S2中可以通过用高度传感器进行室内实际高度数值范围的自动监测，也可以用通过地图模块进行人工交互标注。
作为优选地，对地图模块进行人工交互标注时，可以通过移动终端与机器人建立无线连接，通过移动终端对机器人进行控制。
有益技术效果：可以根据空间高度信息选择重点清洁和服务，或者划分区域进行清洁和服务，以此提高清洁和服务的质量和提升清洁和服务的效率。
附图说明
图1为扫地机器人模块结构连接示意图；
图2为机器人结构简图；
图3为机器人俯视图；
图4为机器人运行轨迹图。
图例说明：
机器人 1
高度传感器 2
第一驱动轮 3
第二驱动轮 4
被动轮 5
清扫轨迹 6
椅子底 7
桌底 8
床底 9
走廊 10
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
一种用于室内的清洁和服务机器人，参见图1-4：一种用于室内的清洁和服务机器人，包括机器人、驱动轮、控制模块以及地图模块，机器人后方设有驱动轮，驱动轮对应连接在驱动电机上；机器人顶部设有指向上方的高度传感器,指向上方意思即垂直于水平方向，机器人前方设有被动轮；高度传感器或驱动电机对应连接在控制模块上，控制模块连接有地图模块，高度传感器将实时检测的室内高度信息记录到地图模块内，与预先存储在控制模块内的室内高度信息进行对比，判断所处高度信息所对应的位置，控制机器人进行重点清洁和服务或划分区域进行清洁和服务。
高度传感器为红外线测距元件、超声波测距元件或者激光测距元件，高度传感器垂直向上安装在机器人上表面。
两组驱动轮对应分布在机器人两侧，两组驱动轮分别独立连接于第一驱动电机或第二驱动电机，第一驱动电机或第二驱动电机对应连接在控制模块上。
机器人的上表面安装一个垂直向上的高度传感器，实时检测机器人上方空间的高度信息，并记录在地图信息中；可以根据空间高度信息选择重点清洁和服务，或者划分区域进行清洁和服务，以此提高清洁和服务的效果和提升清洁和服务的效率。
实施例二
本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于：上述结构是通过以下方法进行实施的，具体参见图1-4：一种用于室内的清洁和服务机器人导航方法，
S1，在机器人上端设有指向上方的高度传感器，通过高度传感器记录室内高度信息，高度信息为高度传感器距离机器人上方任意障碍物的距离，高度传感器可以为红外线测距元件、超声波测距元件或者激光测距元件，高度传感器垂直向上安装在机器人的上表面，对高度信息进行测量；
S2，将室内高度信息存入地图模块内，控制模块通过不同的高度信息对室内位置进行判断；具体的，高度传感器将实时测量的室内高度信息记录到地图模块内，控制模块将地图模块内的实时检测的不同的高度信息与预先存储在控制模块内的高度信息进行对比，判断出室内位置；
S3，机器人根据判定结果进行重点清洁和服务或划分区域清洁和服务。在本实施例中，控制模块预先储存高度信息可以是：床底10-50cm；桌底70-120cm；椅子底40-75cm；吊灯下230-280cm；天花板250-350cm；门框220-250cm，此数据仅代表本实施例中的最佳实施方式，具体数值用户也可以根据实际使用而自定义修改，也可以增加其他参数的高度信息，比如沙发底等等，在有了空间高度的信息后，机器人的控制模块可以通过实时检测上方的空间高度及同一高度的面积，进行计算，更精确的定位导航，并且可以判断出机器人是否位于床底、桌底、椅子底，还是通过吊灯下、走廊、门槛等；可以根据空间高度信息选择重点打扫，或者划分区域进行清扫，重点打扫的区域可以是桌子底、走廊等等，同样也可以根据用户的不同使用场景而自行定义需要重点打扫区域，对于某些区域，比如床底、吊灯下不需要经常打扫的区域则划分区域进行打扫，以此提高清洁效果和提升清洁效率。
在本实施例中，控制模块对应独立控制第一驱动电机或第二驱动电机进行转动，通过第一驱动电机或第二驱动电机差速实现转向。
当机器人遇到障碍物而卡住时，控制模块控制机器人通过控制第一驱动电机或第二驱动电机转速形成差速进而自旋，从而自动绕开障碍物；从而实现机器人避障。实现避障后机器人安装预设清扫轨迹继续打扫。
在本实施例中，步骤S2中可以通过用高度传感器进行室内实际高度数值范围的自动监测，也可以用通过地图模块进行人工交互标注。对地图模块进行人工交互标注时，可以通过移动终端与机器人建立无线连接，通过移动终端对机器人进行控制，移动终端可以是PC机程序或手机APP或微信小程序的操作界面进行设定，PC机和手机同机器人的通讯可以用WIFI、蓝牙或其他无线通信方式，更进一步的在本实施例中，可以通过移动终端远程控制地图模块内预设的高度数值以及高度信息对应的室内位置类别，实现自定义设置，适应多场景的应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于室内的清洁和服务机器人，包括机器人、驱动轮和控制模块，其特征在于，机器人后方设有两组驱动轮，驱动轮对应连接在驱动电机上；机器人顶部设有指向上方的高度传感器,机器人前方设有被动万向轮；所述高度传感器和驱动电机对应连接在控制模块上，所述控制模块连接有地图模块。
2.根据权利要求1所述的用于室内的清洁和服务机器人，其特征在于，所述高度传感器为红外线测距元件、超声波测距元件或者激光测距元件。
3.根据权利要求1所述的用于室内的清洁和服务机器人，其特征在于，两组驱动轮对应分布在机器人两侧，所述两组驱动轮分别独立连接于第一驱动电机或第二驱动电机，所述第一驱动电机或第二驱动电机对应连接在控制模块上。
4.一种用于室内的清洁和服务机器人导航方法，其特征在于，
S1，在机器人上端设有指向上方的高度传感器，通过高度传感器记录室内高度信息，所述高度信息为高度传感器距离机器人上方任意障碍物的距离；
S2，将室内高度信息存入地图模块内，控制模块通过不同的高度信息对室内位置进行判断；
S3，根据判定结果进行重点清洁及服务或划分区域清洁及服务。
5.根据权利要求4所述的用于室内的清洁和服务机器人导航方法，其特征在于，控制模块对应独立控制第一驱动电机或第二驱动电机进行转动，通过第一驱动电机或第二驱动电机差速实现转向。
6.根据权利要求4所述的用于室内的清洁和服务机器人导航方法，其特征在于，控制模块预先储存高度信息如下：床底10-50cm；桌底70-120cm；椅子底40-75cm；吊灯下230-280cm；天花板250-350cm；门框220-250cm。
7.根据权利要求5所述的用于室内的清洁和服务机器人导航方法，其特征在于，步骤S2中可以通过用高度传感器进行室内实际高度数值范围的自动监测，也可以用通过地图模块进行人工交互标注。
8.根据权利要求7所述的用于室内的清洁和服务机器人导航方法，对地图模块进行人工交互标注时，可以通过移动终端与机器人建立无线连接，通过移动终端对机器人进行控制。
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