CN110888438A - 一种机器人及其控制方法以及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机器人及其控制方法以及存储介质，在沿边行走过程中，机器人不再是与障碍面保持一定距离，而是能够通过障碍识别组件与障碍面持续接触，所述障碍识别组件通过与障碍面相接触以检测所述障碍识别组件与所述障碍面的接触程度，不需要像雷达一样发射电磁波和接收电磁波的回波，也就不存在由于障碍物材质变化造成发射的电磁波的回波效果不同以致检测误差较大的问题，因此，本发明的障碍识别组件检测到的接触程度不受障碍物的材质的影响，检测的准确度大为提高，根据障碍识别组件检测到的接触程度调节第一走行机构在工作面上的移动轨迹能够保证障碍识别组件与障碍面持续接触而不会发生反复碰撞。

Description

一种机器人及其控制方法以及存储介质
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人及其控制方法以及存储介质。
背景技术
目前扫地机器人当进行沿边清扫时都是要与墙壁或者障碍物保持一定的距离然后进行清扫，由于不同墙壁和障碍物对雷达的反射波产生的回波效果不同，导致雷达检测的距离偏差较大，扫地机经常会触碰到墙壁或者障碍物，而通过接触后的反馈信号控制机器人回到安全距离，实际应用过程中会产生连续碰撞往复运动过程。
发明内容
为解决现有技术中机器人在沿边行走时对障碍物反复碰撞的技术问题，本发明提供一种机器人及其控制方法以及存储介质，具体方案如下：
一种机器人，包括第一走行机构、障碍识别组件和控制系统；
所述障碍识别组件与所述第一走行机构相连，所述障碍识别组件通过与障碍面相接触以检测所述障碍识别组件与所述障碍面的接触程度；
当所述障碍识别组件沿所述障碍面移动时，所述控制系统根据所述障碍识别组件检测到的所述接触程度调节所述第一走行机构在工作面上的移动轨迹以使所述障碍识别组件与所述障碍面持续接触。
进一步地，所述障碍识别组件包括接触程度检测传感器，所述接触程度检测传感器用于与所述障碍面接触。
进一步地，所述障碍识别组件还包括缓冲件，所述障碍面位于所述缓冲件的一侧，所述接触程度检测传感器位于所述缓冲件的另一侧，所述缓冲件分别与所述障碍面和所述接触程度检测传感器接触。
进一步地，还包括第二走行机构，所述第二走行机构与所述第一走行机构相连，所述障碍识别组件设置在所述第二走行机构上。
进一步地，所述第二走行机构能够旋转以使所述障碍识别组件沿所述障碍面滚动。
进一步地，所述第二走行机构包括太阳轮、行星轮、行星架以及外轮圈；
所述行星轮安装在所述行星架上，所述行星轮的数量为至少一个，每一个行星轮均位于所述太阳轮和所述外轮圈之间；
针对每一个行星轮，该行星轮沿该行星轮的径向方向分别与所述太阳轮和所述外轮圈接触；
所述障碍识别组件位于所述外轮圈上沿所述外轮圈的径向方向远离所述外轮圈的中心轴线的一侧。
进一步地，所述障碍识别组件的数量为多个，多个所述障碍识别组件的分布使得：
当所述障碍识别组件沿所述障碍面移动时，至少有一个接触结构与所述障碍面接触。
进一步地，还包括第一速度传感器和第二速度传感器；
所述第一速度传感器设置在所述第一走行机构上用于检测所述第一走行机构在所述工作面上的运动速度；
所述第二速度传感器设置在所述第二走行机构上用于检测所述第二走行机构沿所述障碍面的运动速度。
进一步地，所述接触程度检测传感器为位移器或滑动变阻器。
一种如上所述的机器人的控制方法，其特征在于，包括当所述障碍识别组件沿所述障碍面移动时，根据所述障碍识别组件检测到的所述接触程度调节第一走行机构在工作面上的移动轨迹以使所述障碍识别组件与所述障碍面持续接触的操作步骤。
进一步地，还包括根据第一走行机构在工作面上的运动速度调节第二走行机构沿障碍面的运动速度以使第一走行机构在工作面上的运动速度和第二走行机构沿障碍面的运动速度相适应的操作步骤。
一种存储介质，所述存储介质中存储有程度，所述程序被执行时实现如上所述的控制方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的机器人的障碍识别组件与第一走行机构相连，第一走行机构移动能够带动障碍识别组件移动。通过障碍识别组件与障碍面接触以达到检测所述障碍识别组件与所述障碍面的接触程度的目的，克服了由于障碍面的材质不同引起的雷达等非接触式传感器发射的电磁波的回波效果不同导致检测误差较大检测不准确的问题，当所述障碍识别组件沿所述障碍面移动时，障碍识别组件与障碍面接触保证了障碍识别组件能够准确地检测到障碍识别组件与所述障碍面的接触程度，为控制系统调节第一走行机构在工作面上的移动轨迹提供了较为准确的依据，由于障碍识别组件没有信号丢失问题检测到的接触程度较为准确，控制系统根据障碍识别组件检测到的接触程度调节第一走行机构在工作面上的移动轨迹能够确保障碍识别组件与障碍面持续接触，而障碍识别组件与障碍面持续接触又能够使障碍识别组件持续地检测到障碍识别组件与所述障碍面的接触程度，持续地为控制系统调节第一走行机构的移动轨迹提供依据，从而解决了现有技术中机器人与障碍面反复碰撞的问题，本发明人机器人在沿障碍面行走时，持续地与障碍面接触，不会与障碍面发生反复碰撞。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明实施例的扫地机器人的整体结构图；
图2为图1中位置A-A处的剖视图；
图3为本发明实施例的扫地机器人的控制流程。
在附图中，相同的标识对象采用相同的附图标记，附图并未按实际比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明中，机器人是在工作面内移动，障碍面是机器人在工作面内移动时可能触碰到的障碍物的表面。通常情况下，机器人移动时始终处于工作面内，在工作面内移动的机器人能够相对障碍面靠近或远离。
如图1和图2所示，本实施例提供一种机器人，包括第一走行机构100、障碍识别组件300和控制系统；障碍识别组件300与第一走行机构100相连；障碍识别组件300通过与障碍面相接触以检测障碍识别组件与障碍面的接触程度；当障碍识别组件300沿所述障碍面移动时，控制系统根据障碍识别组件300检测到的所述接触程度调节第一走行机构100在工作面上的移动轨迹以使所述障碍识别组件300与所述障碍面持续接触。
本实施例的机器人的障碍识别组件300与第一走行机构100相连，第一走行机构100移动能够带动障碍识别组件300移动。通过障碍识别组件300与障碍面接触以达到检测所述障碍识别组件300与所述障碍面的接触程度的目的，克服了由于障碍面的材质不同引起的雷达等非接触式传感器发射的电磁波的回波效果不同导致检测误差较大检测不准确的问题，当所述障碍识别组件300沿所述障碍面移动时，障碍识别组件300与障碍面接触保证了障碍识别组件300能够准确地检测到障碍识别组件300与所述障碍面的接触程度，为控制系统调节第一走行机构100在工作面上的移动轨迹提供了较为准确的依据，由于障碍识别组件300没有信号丢失问题，检测到的接触程度较为准确，控制系统根据障碍识别组件300检测到的接触程度调节第一走行机构100在工作面上的移动轨迹能够确保障碍识别组件300与障碍面持续接触，而障碍识别组件300与障碍面持续接触又能够使障碍识别组件300持续地检测到障碍识别组件300与所述障碍面的接触程度，持续地为控制系统调节第一走行机构100的移动轨迹提供依据，从而解决了现有技术中机器人与障碍面反复碰撞的问题，本发明人机器人在沿障碍面行走时，持续地与障碍面接触，不会与障碍面发生反复碰撞。
本实施例中，机器人通过第一走行机构100与工作面接触而在工作面内移动，机器人通过障碍识别组件100与障碍面接触而沿着障碍面移动。本实施例中的机器人为扫地机器人，工作面可以是地面，障碍面可以是墙面或其它障碍物的表面，工作面可以与障碍面垂直。
本实施例的障碍识别组件300包括接触程度检测传感器(图中未示出)和缓冲件301，障碍面位于所述缓冲件301的一侧，接触程度检测传感器位于缓冲件301的另一侧，缓冲件301分别与障碍面和接触程度检测传感器接触。在障碍识别组件300与障碍面接触过程中，障碍面与缓冲件301接触，缓冲件301再与接触程度检测传感器接触，避免了障碍面对接触程度检测传感器的硬冲击，有利于保护接触程度检测传感器。具体的，本实施例中，缓冲件301可以是弹性凸起，接触程度检测传感器包裹在弹性凸起的内侧，障碍面位于弹性凸起的外侧。
本实施例的机器人还包括第二走行机构200，第二走行机构200与第一走行机构100相连，障碍识别组件300设置在第二走行机构200上。
第二走行机构200能够旋转以使障碍识别组件300沿障碍面滚动，如此，则能够减少障碍识别组件300沿障碍面移动时的摩擦力。
障碍识别组件300与障碍面的接触程度不同，所产生的形变和压力也不同，障碍识别组件300与障碍面刚接触的时候，障碍识别组件300和障碍面之间产生的压力小，障碍识别组件300和障碍面的形变也小，随着障碍识别组件300与障碍面继续相互靠近，接触障碍识别组件300与障碍面的接触程度发生变化，障碍识别组件300与障碍面之间产生的压力增大，障碍识别组件300和障碍面之间的形变也增大。本实施例的接触程度检测传感器可以是位移器或滑动变阻器，障碍识别组件300与障碍面的接触程度的变化反映在位移器上就是位移发生变化，反映在滑动变阻器上就是滑动变阻器的接入电阻发生变化。
本实施例的第二走行机构200包括太阳轮1、行星轮2、行星架3以及外轮圈4；行星轮2安装在行星架3上，行星轮2的数量为多个，每一个行星轮2均位于太阳轮1和外轮圈4之间；针对每一个行星轮2，该行星轮2沿该行星轮2的径向方向分别与太阳轮1和外轮圈4接触；障碍识别组件300位于外轮圈4上沿外轮圈4的径向方向远离外轮圈4的中心轴线的一侧。外轮圈4能够绕外轮圈4的中心轴线旋转，具体地，可以是第二走行机构200的电机驱动太阳轮1转动，行星架3固定，通过太阳轮1和行星轮2带动外轮圈4转动；也可以是第二走行机构200的电机驱动行星架3转动，太阳轮1固定，通过行星架3带动行星轮2绕太阳轮1的转动以及行星轮2的自转进而带动外轮圈4转动。其它能够使外轮圈4转动的驱动方式都是可以的。外轮圈4旋转，则位于外轮圈4上的障碍识别组件300也将随同一起旋转，因而能够使得障碍识别组件300在障碍面上滚动。
优选的，太阳轮1与外轮圈4同轴。
行星轮2的数量可以为三个，三个行星轮2沿周向均匀分布。
本实施例的机器人还包括第一速度传感器和第二速度传感器；第一速度传感器设置在第一走行机构100上用于检测第一走行机构100在工作面上的运动速度；第二速度传感器设置在第二走行机构200上用于检测第二走行机构200沿障碍面的运动速度。
本实施例的工作面为地面，通常是水平面，如图3所示，本实施例的控制系统包括扫地机器人运动控制系统、水平面内运动控制模块、检测反馈模块和沿边走行模块。扫地机器人运动控制系统向水平面内运动控制模块发出指令，使水平面内运动控制模块控制第一走行机构100移动，水平面内运动控制模块控制第一走行机构100运动的运动速度通过第一速度传感器检测得到，检测反馈模块接收第一速度传感器检测得到的第一走行机构100的运动速度并将其发送给扫地机器人运动控制系统。扫地机器人运动控制系统根据检测反馈模块发送给扫地机器人运动控制系统的第一走行机构100的运动速度，控制太阳轮1、行星轮2和外轮圈4等构成的第二走行机构200运动，主要是根据第一走行机构100的运动速度调节外轮圈4的转速以使外轮圈4的转速与第一走行机构100的运动速度相适应，也就使得第一走行机构100在工作面上的运动速度与第二走行机构200的沿障碍面的运动速度相适应。外轮圈4的转速可通过沿边走行模块控制，扫地机器人运动控制系统向沿边走行模块发送指令以使沿边走行模块对外轮圈4的转速进行控制。外轮圈4的转速通过第二速度传感器检测得到，检测反馈模块接收第二速度传感器检测得到的外轮圈4的转速并将其发送给扫地机器人运动控制系统。本实施例的控制系统可以是独立的子系统然后进行集成控制也可以完全通过一个系统从逻辑算法上实现协调控制。外轮圈4的转速可以是角速度。
本实施例的机器人还包括激光雷达、摄像头以及导航控制系统等现有扫地机器人所具备的零部件。
本实施例提供一种上述机器人的控制方法，包括当障碍识别组件300沿所述障碍面移动时，根据所述障碍识别组件300检测到的所述接触程度调节第一走行机构100在工作面上的移动轨迹以使障碍识别组件300与障碍面持续接触的操作步骤。该方法使得在机器人沿障碍面走行过程中，障碍识别组件300与障碍面不再保持一定距离而是相互接触，所述障碍识别组件300通过与障碍面相接触以检测所述障碍识别组件300与所述障碍面的接触程度，检测过程不需要向障碍面发射信号也不需要接收障碍面反射的信号，避免了现有技术中采用非接触式传感器由于障碍物的材质不同造成电磁波回波效果不同导致检测误差较大检测不准确的问题，因此，本实施例的机器人沿障碍面走行过程中，机器人与障碍面持续接触而不会发生反复碰撞的问题。
该方法还包括根据第一走行机构100在工作面上的运动速度调节第二走行机构200沿障碍面的运动速度以使第一走行机构100在工作面上的运动速度和第二走行机构200沿障碍面的运动速度相适应的操作步骤。通过这样的方式，可避免第二走行机构200沿障碍面的运动速度过快或过慢导致设置在第二走行机构200上的障碍识别组件300在障碍面上滑动使得摩擦阻力增大、运动不稳定的问题。
本实施例还提供一种存储介质，存储介质中存储有程度，程序被执行时实现如上的控制方法的步骤。
另一个实施例中，针对障碍面为圆柱面的情况，在机器人的障碍识别组件300沿障碍面移动过程中，如果多个障碍识别组件300中只有一个障碍识别组件300能够检测到该障碍识别组件300与障碍面的接触程度，则所有障碍识别组件300可能都将会即将脱离障碍面，此时与该障碍识别组件300相邻的障碍识别组件300向障碍面移动预设距离，预设距离不宜太大，其可以是1mm或2mm，这样的目的是为了进一步找寻障碍面以确定第一走行机构100的移动轨迹。
另一个实施例中，可以不设置缓冲件301，接触程度检测传感器能够直接与障碍面接触。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在逻辑或结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种机器人，其特征在于，包括第一走行机构、障碍识别组件和控制系统；
所述障碍识别组件与所述第一走行机构相连，所述障碍识别组件通过与障碍面相接触以检测所述障碍识别组件与所述障碍面的接触程度；
当所述障碍识别组件沿所述障碍面移动时，所述控制系统根据所述障碍识别组件检测到的所述接触程度调节所述第一走行机构在工作面上的移动轨迹以使所述障碍识别组件与所述障碍面持续接触。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述障碍识别组件包括接触程度检测传感器，所述接触程度检测传感器用于与所述障碍面接触。
3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述障碍识别组件还包括缓冲件，所述障碍面位于所述缓冲件的一侧，所述接触程度检测传感器位于所述缓冲件的另一侧，所述缓冲件分别与所述障碍面和所述接触程度检测传感器接触。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人，其特征在于，还包括第二走行机构，所述第二走行机构与所述第一走行机构相连，所述障碍识别组件设置在所述第二走行机构上。
5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述第二走行机构能够旋转以使所述障碍识别组件沿所述障碍面滚动。
6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述第二走行机构包括太阳轮、行星轮、行星架以及外轮圈；
所述行星轮安装在所述行星架上，所述行星轮的数量为至少一个，每一个行星轮均位于所述太阳轮和所述外轮圈之间；
针对每一个行星轮，该行星轮沿该行星轮的径向方向分别与所述太阳轮和所述外轮圈接触；
所述障碍识别组件位于所述外轮圈上沿所述外轮圈的径向方向远离所述外轮圈的中心轴线的一侧。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人，其特征在于，所述障碍识别组件的数量为多个，多个所述障碍识别组件的分布使得：
当所述障碍识别组件沿所述障碍面移动时，至少有一个接触结构与所述障碍面接触。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人，其特征在于，还包括第一速度传感器和第二速度传感器；
所述第一速度传感器设置在所述第一走行机构上用于检测所述第一走行机构在所述工作面上的运动速度；
所述第二速度传感器设置在所述第二走行机构上用于检测所述第二走行机构沿所述障碍面的运动速度。
9.根据权利要求2或3项所述的机器人，其特征在于，所述接触程度检测传感器为位移器或滑动变阻器。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的机器人的控制方法，其特征在于，包括当所述障碍识别组件沿所述障碍面移动时，根据所述障碍识别组件检测到的所述接触程度调节第一走行机构在工作面上的移动轨迹以使所述障碍识别组件与所述障碍面持续接触的操作步骤。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，还包括根据第一走行机构在工作面上的运动速度调节第二走行机构沿障碍面的运动速度以使第一走行机构在工作面上的运动速度和第二走行机构沿障碍面的运动速度相适应的操作步骤。
12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有程度，所述程序被执行时实现如权利要求10或11所述的控制方法的步骤。
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