CN110448231B - 一种适用于市政阶梯的清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于市政阶梯的清扫装置，能够对上、下层楼梯之间中间平台进行全面清扫，包括用于驱动所述清扫装置的前进的移动模块，用于调整所述清扫装置的前进方向的转向模块，用于记录清扫装置清扫装置遇到第二台面的边缘的次数的计数模块，以及用于控制所述移动模块以及转向模块的控制模块。本发明能够全面清扫楼梯中间平台，且结构简单，适于推广和使用。

Description

一种适用于市政阶梯的清扫装置

技术领域

本发明涉及清洁机器人设备技术领域，具体涉及一种适用于市政阶梯的清扫装置。

背景技术

目前，随着智能家居产业的发展，智能化的清扫装置如扫地机器人等正逐步从低程度的智能化向更高级的智能化程度发展，逐步取代人工保洁。

对于阶梯、楼梯等结构的清扫，现有的清扫装置一般着重于改进清扫装置的上、下楼梯的结构和方法，对于楼梯之间的中间平台的清扫工作一般采用清扫装置清扫平整区域的方法，即按指定路线遍历清扫中间平台的方法。

然而，这种方法没有根据中间平台的特性进行对应改进，并不能很好地实现清扫装置从进入中间平台到退出中间平台的整个过程。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种能够全面清扫楼梯中间平台的适用于市政阶梯的清扫装置。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案来实现：

一种适用于市政阶梯的清扫装置，能够对上、下层楼梯之间中间平台进行全面清扫，包括：

移动模块，与控制模块通讯相连，用于驱动所述清扫装置的前进；

转向模块，与控制模块通讯相连，用于调整所述清扫装置的前进方向；

检测模块，与控制模块通讯相连，用于检测清扫装置从上一级台面下落后的位置是否为下一级台面，并将检测结果发送至所述控制模块；

计数模块：与所述控制模块通讯相连，用于记录清扫装置清扫装置遇到第二台面的边缘的次数，并将所述次数发送至所述控制模块；

以及控制模块：用于接收并根据所述检测结果以及次数，控制所述移动模块以及转向模块。

有益地，所述中间平台的壁面包括第一纵向面、第二纵向面、与两侧纵向面相垂直的横向面、第一台面的端面、第二台面的边缘以及第一、二台面之间的转角面，所述中间平台由所述中间平台的壁面包围而成；

所述第一台面为上一层楼梯的最底层台面，所述第二台面为下一层楼梯的最顶层台面。

有益地，其中，全面清扫的步骤如下：

S1：清扫装置从初始位置开始运动，所述初始位置为上一层楼梯的其中一阶台面中靠近所述第一纵向面的一侧；

S2：清扫装置沿该阶台面长度方向清扫至该阶台面的另一侧，转向180°后沿该阶台面长度方向清扫至该阶台面的靠近第一纵向面的一侧，同时记录该阶台面的长度l，并以长度l表示所示第一台面和所述第二台面的长度；

S3：清扫装置从该阶台面靠近第一纵向面的一侧下落；

S4：检测模块检测下落后的位置是否为下一级台面，并向控制模块发送检测结果，若检测结果为是，控制模块控制清扫装置重复S2-S3；若否，则判定清扫装置进入中间平台，控制模块控制清扫装置继续下一步；

S5：清扫装置沿第一纵向面向前清扫，直至碰到与所述第一纵向面垂直的横向面，记录所述第一纵向面的长度b；

S6：清扫装置向左转向九十度，并沿所述横向面向前清扫，直至碰到与所述横向面垂直的第二纵向面，记录所述横向面的长度a；

S7：根据长度l以及横向面的长度a，控制模块计算清扫装置全面清扫中间平台的过程中清扫装置遇到第二台面边缘的次数A；

S8：清扫装置向左转向九十度，沿所述第二纵向面向前清扫，直至清扫装置遇到第二台面的边缘，计数模块记录清扫装置遇到第二台面的边缘的次数B；

S9：清扫装置全面清扫中间平台，当B=A时，停止清扫中间平台，清扫装置下落至第二台面。

有益地，其中步骤S6中所述次数A的计算如下：

式中，a表示所述横向面的长度，b表示所述纵向面的长度，w表示清扫装置的宽度。

有益地，其中步骤S9中所述的清扫装置全面清扫中间平台的步骤如下：

S91：此时清扫装置靠近所述第二纵向面，且位于第二台面边缘；

S92：清扫装置旋转随机角度并向前清扫，直至碰到中间平台的壁面，其中，当所述清扫装置碰到第二台面边缘时，计数模块记录的次数B增加1；

S93：重复步骤S92；直至B=A时，所述清扫装置下落至第二台面。

有益地，所述清扫装置的前进方向所在直线与所述中间平台的壁面的锐角夹角和钝角夹角分别为α和β，所述随机角度满足：

2α+β≥随机角度≥α；

其中，所述清扫装置的前进方向能够由所述步骤S92中的随机角度累加计算得出。

本发明的各种实施方式具有以下有益效果为：

1、本发明设置检测模块，将清扫装置的下一阶是否为中间平台的结果反馈至控制模块，便于控制模块根据不同的情况发送不同的控制指令。

2、本发明设置计数模块，有效地检测清扫装置在清扫中间平台的过程中遇到下一层楼梯的阶梯面边缘的次数，当次数达到一定值时，视为已对中间平台作出全面清扫，控制模块控制清扫装置进入下一层楼梯。

3、对于清扫装置全面清扫中间平台的过程中遇到下一层楼梯的阶梯面边缘的次数A，估算的公式中将下一层楼梯的阶梯面边缘长度以及清扫装置的宽度考虑在内，即关联了中间平台的尺寸和清扫装置的清扫宽度，适用于不同类型的清扫装置，且此公式即使面对不同类型的中间平台，也能够较好地保证清扫装置能够对中间平台全面清扫。

4、在清扫的过程中，未全面清扫完毕中间平台时，清扫装置遇到中间平台的壁面时，旋转随机角度后再次向前清扫，这种设置能够保证清扫装置转向后不会立刻再次碰到壁面，有助于清扫装置的全面清扫以及降低计数模块的计数误差。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一实施例的一种适用于市政阶梯的清扫装置的中间平台示意图；

图2是本发明一实施例的一种适用于市政阶梯的清扫装置的清扫装置各模块连接示意图；

图3是本发明一实施例的一种适用于市政阶梯的清扫装置的清扫装置的清扫轨迹示意图；

图4是本发明一实施例的一种适用于市政阶梯的清扫装置的清扫装置遇到中间平台的壁面的一种情况示意图；

图5是本发明一实施例的一种适用于市政阶梯的清扫装置的清扫装置遇到中间平台的壁面的另一种情况示意图。

附图标记：

1-中间平台；2-清扫装置；3-上一层楼梯；4-下一层楼梯；11-第一纵向面；12-第二纵向面；13-横向面；14-第一台面；15-第二台面；16-转角面；21-移动模块；22-转向模块；23-检测模块；24-计数模块；25-控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步描述。

如图1-4所示，一种适用于市政阶梯的清扫装置，其特征是，能够对上、下层楼梯之间中间平台1进行全面清扫，包括：

移动模块21，与控制模块25通讯相连，用于驱动清扫装置2的前进；

转向模块22，与控制模块25通讯相连，用于调整清扫装置2的前进方向；

检测模块23，与控制模块25通讯相连，用于检测清扫装置2从上一级台面下落后的位置是否为下一级台面，并将检测结果发送至控制模块25；

计数模块24：与控制模块25通讯相连，用于记录清扫装置2遇到第二台面15的边缘的次数，并将次数发送至控制模块25；

以及控制模块25：用于接收并根据检测结果以及次数，控制移动模块21以及转向模块22。

本实施例中，移动模块21、转向模块22、检测模块23和计数模块24的通讯连接关系如图2所示，其中，移动模块21和转向模块22是控制模块25的执行单元，检测模块23和计数模块24是控制模块25的信号单元，控制模块25根据信号得出执行命令，并将执行命令发送至执行单元。

根据本发明的一个优选实施例，中间平台1的壁面包括第一纵向面11、第二纵向面12、与两侧纵向面相垂直的横向面13、第一台面14的端面、第二台面15的边缘以及第一、二台面14、15之间的转角面16，中间平台1由中间平台1的壁面包围而成；

第一台面14为上一层楼梯的最底层台面，第二台面15为下一层楼梯的最顶层台面。

根据本发明的一个优选实施例，其中，全面清扫的步骤如下：

S1：清扫装置2从初始位置开始运动，初始位置为上一层楼梯的其中一阶台面中靠近第一纵向面11的一侧；

S2：清扫装置沿该阶台面长度方向清扫至该阶台面的另一侧，转向180°后沿该阶台面长度方向清扫至该阶台面的靠近第一纵向面1的一侧，同时记录该阶台面的长度l，并以长度l表示第一台面14和第二台面15的长度；

S3：清扫装置从该阶台面靠近第一纵向面1的一侧下落；

S4：检测模块23检测下落后的位置是否为下一级台面，并向控制模块25发送检测结果，若检测结果为是，控制模块25控制清扫装置2重复S2-S3；若否，则判定清扫装置2进入中间平台1，控制模块25控制清扫装置2继续下一步；

S5：清扫装置2沿第一纵向面11向前清扫，直至碰到与第一纵向面11垂直的横向面13，记录第一纵向面11的长度b；

S6：清扫装置2向左转向九十度，并沿横向面13向前清扫，直至碰到与横向面13垂直的第二纵向面12，记录横向面13的长度a；

S7：根据长度l以及横向面13的长度a，控制模块25计算清扫装置2全面清扫中间平台1的过程中清扫装置2遇到第二台面15边缘的次数A；

S8：清扫装置2向左转向九十度，沿第二纵向面13向前清扫，直至清扫装置2遇到第二台面15的边缘，计数模块24记录清扫装置2遇到第二台面15的边缘的次数B；

S9：清扫装置2全面清扫中间平台1，当B=A时，停止清扫中间平台1，清扫装置下落至第二台面。

根据本发明的一个优选实施例，其中步骤S7中次数A的计算如下：

式中，a表示横向面13的长度，b表示第一、二纵向面11,12的长度，w表示清扫装置1的宽度。

本实施例中，计算次数A时，

，其中

表示清扫装置2遇到的壁面为第二台面15的边缘的概率，

表示清扫装置2全面清扫中间平台1的过程中清扫装置2所需遇到壁面的次数，

表示对

取整。

对于

的计算如下：将

简化为第二台面15的边缘的长度l与中间平台1壁面总长度的比值，得：

；

对于

的计算如下：将清扫装置2的宽度w视为清扫装置2的清扫路径的宽度，如图3所示，由于一段清扫路径有两端与中间平台1的壁面相接，因此当中间平台1的壁面总长度的一半已被清扫装置2的清扫路径覆盖时，视为清扫装置2已对中间平台1作全面清扫，因此可得：

综合

和

，可得：

这种计算方式提供了一种可行的、具体化的清扫装置2全面清扫中间平台1的条件，且计算过程较为简便，清扫装置2的控制模块25内部的处理器规格要求不高，使清扫装置2整体结构简便，成本较低，便于本发明的清扫装置2的推广和使用。

根据本发明的一个优选实施例，其中步骤S9中的清扫装置2全面清扫中间平台的步骤如下：

S91：此时清扫装置2靠近第二纵向面12，且位于第二台面15边缘；

S92：清扫装置2旋转随机角度并向前清扫，直至碰到中间平台1的壁面，其中，当清扫装置2碰到第二台面15边缘时，计数模块24记录的次数B增加1；

S93：重复步骤S92；直至B=A时，清扫装置2下落至第二台面15。

根据本发明的一个优选实施例，清扫装置2的前进方向所在直线与中间平台的壁面的锐角夹角和钝角夹角分别为α和β，随机角度满足：

2α+β≥随机角度≥α；

其中，清扫装置2的前进方向能够由所述步骤S92中的随机角度累加计算得出。

本实施例中，如图4所示的一种清扫装置2遇到横向面13的情况，在旋转角度为α时，清扫装置2能够旋转至与横向面13平行的状态，而旋转角度为2α+β时，清扫装置2同样能够旋转至与横向面13平行的状态；当旋转角度小于α或大于2α+β时，清扫装置2将再次遇到横向面13，导致计数模块2424重复计数，影响控制模块2525判断清扫装置2是否已对中间平台1作全面清扫，进而影响清扫装置2对中间平台1的清扫效果。

当锐角夹角α为清扫装置2的前进方向与中间平台1的壁面的夹角时，如图4所示的一种情况，清扫装置2顺时针旋转；当钝角夹角为清扫装置2的前进方向与中间平台的壁面的夹角时，如图5所示的一种情况，清扫装置逆时针旋转。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (1)

1.一种适用于市政阶梯的清扫装置，其特征是，能够对上、下层楼梯之间中间平台进行全面清扫，包括：

移动模块，与控制模块通讯相连，用于驱动所述清扫装置的前进；

转向模块，与控制模块通讯相连，用于调整所述清扫装置的前进方向；

检测模块，与控制模块通讯相连，用于检测清扫装置从上一级台面下落后的位置是否为下一级台面，并将检测结果发送至所述控制模块；

计数模块：与所述控制模块通讯相连，用于记录清扫装置清扫装置遇到第二台面的边缘的次数，并将所述次数发送至所述控制模块；

以及控制模块：用于接收并根据所述检测结果以及次数，控制所述移动模块以及转向模块；

所述中间平台的壁面包括第一纵向面、第二纵向面、与两侧纵向面相垂直的横向面、第一台面的端面、第二台面的边缘以及第一、二台面之间的转角面，所述中间平台由所述中间平台的壁面包围而成；

所述第一台面为上一层楼梯的最底层台面，所述第二台面为下一层楼梯的最顶层台面；

其中，全面清扫的步骤如下：

S1：清扫装置从初始位置开始运动，所述初始位置为上一层楼梯的其中一阶台面中靠近所述第一纵向面的一侧；

S2：清扫装置沿该阶台面长度方向清扫至该阶台面的另一侧，转向180°后沿该阶台面长度方向清扫至该阶台面的靠近第一纵向面的一侧，同时记录该阶台面的长度l，并以长度l表示所示第一台面和所述第二台面的长度；

S3：清扫装置从该阶台面靠近第一纵向面的一侧下落；

S4：检测模块检测下落后的位置是否为下一级台面，并向控制模块发送检测结果，若检测结果为是，控制模块控制清扫装置重复S2-S3；若否，则判定清扫装置进入中间平台，控制模块控制清扫装置继续下一步；

S5：清扫装置沿第一纵向面向前清扫，直至碰到与所述第一纵向面垂直的横向面，记录所述第一纵向面的长度b；

S6：清扫装置向左转向九十度，并沿所述横向面向前清扫，直至碰到与所述横向面垂直的第二纵向面，记录所述横向面的长度a；

S7：根据长度l以及横向面的长度a，控制模块计算清扫装置全面清扫中间平台的过程中清扫装置遇到第二台面边缘的次数A；

S8：清扫装置向左转向九十度，沿所述第二纵向面向前清扫，直至清扫装置遇到第二台面的边缘，计数模块记录清扫装置遇到第二台面的边缘的次数B；

S9：清扫装置全面清扫中间平台，当B＝A时，停止清扫中间平台，清扫装置下落至第二台面；

其中步骤S7中所述次数A的计算如下：

A＝INT(P₁*Q)+1

其中P₁表示清扫装置遇到的壁面为第二台面的边缘的概率，Q表示清扫装置全面清扫中间平台的过程中清扫装置所需遇到壁面的次数，INT(P₁*Q)表示对P₁*Q取整；

对于P₁的计算如下：将P₁简化为第二台面的边缘的长度l与中间平台壁面总长度的比值，得：

对于Q的计算如下：

式中，a表示横向面的长度，b表示第一、二纵向面的长度，w表示清扫装置的宽度；

其中步骤S9中所述的清扫装置全面清扫中间平台的步骤如下：

S91：此时清扫装置靠近所述第二纵向面，且位于第二台面边缘；

S92：清扫装置旋转随机角度并向前清扫，直至碰到中间平台的壁面，其中，当所述清扫装置碰到第二台面边缘时，计数模块记录的次数B增加1；

S93：重复步骤S92；直至B＝A时，所述清扫装置下落至第二台面；

所述清扫装置的前进方向所在直线与所述中间平台的壁面的锐角夹角和钝角夹角分别为α和β，所述随机角度满足：

2α+β≥随机角度≥α；

其中，所述清扫装置的前进方向能够由所述步骤S92中的随机角度累加计算得出。

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