CN112720451A - 自动作业机器人及其按规划路径自动作业的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种自动作业机器人及其按规划路径自动作业的控制方法。该自动作业机器人包括机器人主体，机器人主体具有控制器，自动作业机器人还包括安装于机器人主体上并与控制器通讯连接的动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构，动态倾角传感器用于测量所述机器人主体的转向角度，测距传感器用于测量所述机器人主体的爬升高度，位移测量机构用于测量所述机器人主体的移动距离。通过动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构的融合设置，控制器能够快速准确的获取机器人主体在作业过程中的位置及姿态信息，确保控制器控制机器人主体按照规划路径精准移动，有效提高机器人的自动作业质量和作业效率。

Description

自动作业机器人及其按规划路径自动作业的控制方法

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种自动作业机器人及其按规划路径自动作业的控制方法。

背景技术

船舶工业是我国支柱工业之一，是高技术密集区和重体力密集区。干船坞是船厂中经人工处理的用于修造船的场地设施，建造一个干船坞投资巨大，据统计目前全国能够容纳10万吨级的干船坞大约只有38个，而三十万吨以上级干船坞更是屈指可数。而随着船舶业的迅猛发展，建造的大型船舶数量越来越多，由于大型船坞的坞位紧张，通常需排队1年以上才能驶入船坞进行维修。目前船舶修造业仍是普遍采用简陋的人工除锈和喷漆，尤其在船舶的维修方面。同时，传统的手工作业作业量大、劳动强度大，工作条件差，环境污染严重，对操作工人的健康亦造成很大的损害，尤其是施工质量难以保证，效率也难以提高。

基于磁吸附的爬壁机器人是机器人领域的一个重要分支，它将移动机构与吸附机构相结合，从而制作出能够金属垂直壁面上移动的特种机器人。随着“中国制造2025”的快速推进实施和制造业升级，越来越多的爬壁机器人被投放到各种作业现场当中，利用机器人全部或部分地替代人工进行除锈和喷漆的施工，从而高速、高质和高效地完成危险的高空作业任务。爬壁机器人在高空立面如船体壁面等执行壁面清洗、检测和喷涂等工作时，爬壁机器人路径规划需要采用全区域覆盖规划，作业要求完全覆盖所有作业区域，即完全遍历法；该路径规划要求机器人的运行轨迹要能够充满整片区域，机器人的运行轨迹要有最少的重复，运行的总距离和时间应最小，以达到最小的能量消耗。以履带式爬壁机器人船舶清洗除锈作业为例，其路径规划是：机器人先按竖直方向从起点向上清洗，到作业面顶部时，机器人从当前的清洗轨道移至下一相邻的清洗轨道，且两个相邻的清洗轨道有1～2mm的重复覆盖；机器人从当前的清洗轨道移至下一相邻的清洗轨道时，由于机器人的防倾覆结构设计特点，其移动过程需要先使机器人在顶部原地旋转一定角度，然后机器人后退移动一段距离后停止，然后再反向旋转恢复至竖直方向，最后再驱动机器人行至顶部位置；最后再驱动机器人沿垂直方向下行作业至底部；更换清洗轨道时，机器人再从第2清洗轨道移至下一相邻的第3清洗轨道，如此反复直至清洗完整个壁面为止。

现有技术中，爬壁机器人的运动控制多为人工遥控操作模式，操作人员由于距离机器人远，无法准确观察判断机器人的旋转角度和移动位移大小，不能精确控制机器人的清洗轨道转移宽度和初始起动时的方向，会导致两个清洗轨道重复覆盖过大或有遗漏，操作人员发现出现遗漏，还需操控机器人返回进行补漏作业，严重降低作业效率；另外，即使每次操控机器人的初始行进方向都是垂直方向，但爬壁机器人两台伺服电机的实际转速存在着一定的同步偏差、爬壁机器人的结构间隙、行进的船体表面的焊缝、凹凸不平、船体表面的曲率变化等都会影响机器人的行进方向，导致运动轨迹精度偏低，在长距离行进清洗时，会出现清洗路径偏差，从而导致两相邻清洗路径之间出现遗漏或重复覆盖过大；同时，采用人工遥控模式进行机器人进行清洗轨道的转移通常需要花费2min～3min，转移动作耗时过长，作业效率难以有效提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动作业机器人及其按规划路径自动作业的控制方法，旨在解决现有技术中的采用遥控器控制机器人移动作业存在路径控制精度低、控制过程耗时长的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动作业机器人，包括机器人主体，所述机器人主体具有用于控制所述机器人主体自动移动作业的控制器，所述自动作业机器人还包括安装于所述机器人主体上的动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构，所述动态倾角传感器用于测量所述机器人主体的转向角度，所述测距传感器用于测量所述机器人主体的爬升高度，所述位移测量机构用于测量所述机器人主体的移动距离，所述动态倾角传感器、所述测距传感器以及所述位移测量机构的电动部件均与所述控制器通讯连接。

进一步地，所述位移测量机构包括用于测量机器人主体移动距离的计米器和用于将所述计米器活动连接于所述机器人主体上的弹性连接组件，所述计米器包括随所述机器人主体移动而转动的随动轮，所述弹性连接组件包括弹性连接件，所述弹性连接件具有相对的第一端和第二端，所述弹性连接件的第一端连接于所述机器人主体上，所述随动轮转动连接于所述弹性连接件的第二端，所述弹性连接件于垂直所述机器人主体移动方向的方向上弹性伸缩，从而使所述随动轮随所述机器人主体移动而转动时与作业面紧贴，所述计米器的电动部件与所述控制器通讯连接。

进一步地，所述机器人位移测量机构还包括用于限定所述随动轮沿垂直所述机器人主体移动方向移动的滑动连接组件，所述随动轮通过所述滑动连接组件与所述机器人主体滑动连接。

本发明提供的自动作业机器人中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：在机器人主体上设置动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构，机器人按照规划路径自动作业时，动态倾角传感器能够检测机器人主体的转向角度，从而检测机器人主体作业时的姿态信息，测距传感器能够检测机器人主体相对作业面底部的爬升高度，从而确定机器人主体于作业面上的位置高度，而位移测量机构则能够实时检测机器人主体的移动距离，从而准确测量机器人主体在某一方向上的具体移动距离。如此，通过上述动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构的融合设置，控制机器人主体运动的控制器能够快速准确的获取机器人主体在作业过程中的位置及姿态信息，能够有效避免因控制器获取位置信息延迟或获取信息存在较大误差而导致机器人主体偏离规划路径，从而确保控制器控制机器人主体按照规划路径精准移动，有效提高机器人的自动作业质量和作业效率。

本发明的另一实施例提供了一种机器人按规划路径自动作业的控制方法，包括以下步骤：

S10、提供上述自动作业机器人，并将所述自动作业机器人置于作业面上一作业轨道的底部；

S20、所述控制器控制启动所述机器人主体于当前作业轨道沿直线上行作业，并同步启动所述位移测量机构测量所述机器人主体的行进距离；

S30、所述机器人主体行进至所述作业轨道的顶部时，所述控制器控制所述机器人主体关闭并停止行进，所述控制器处理所述位移测量机构检测到的行进距离信息，并将其记录为所述机器人主体的行进作业长度；

S40、所述控制器控制启动所述机器人主体进行作业轨道转移，使所述机器人主体从当前作业轨道移动至下一作业轨道；

S50、所述控制器控制所述机器人主体于当前作业轨道沿直线下行作业，并同步启动所述位移测量机构测量所述机器人主体的行进距离；

S60、当所述位移测量机构检测到所述机器人主体行进距离长度等于所述行进作业长度时，所述控制器控制所述机器人主体进行作业轨道转移，使所述机器人主体从当前作业轨道移动至下一作业轨道；

S70、所述控制器控制所述机器人主体于当前作业轨道沿直线上行作业，并同步启动所述位移测量机构测量所述机器人主体的行进位移；

S80、当所述位移测量机构检测到所述机器人主体行进距离长度等于所述行进作业长度时，所述控制器控制所述机器人主体进行作业轨道转移，使所述机器人主体从当前作业轨道移动至下一作业轨道；

S90、所述控制器控制所述机器人主体重复执行步骤S50至步骤S80，至所述机器人主体的作业轨迹覆盖整个作业面。

进一步地，所述机器人主体进行所述作业轨道转移的控制方法包括以下步骤：

S1001、所述控制器控制所述机器人主体以其作业行进方向为轴线原地旋转第一预设角度至第一预设方向，所述动态倾角传感器检测所述第一预设角度的角度值；S1002、所述控制器控制启动所述机器人主体于第一预设时间内沿所述第一预设方向行进，所述位移测量机构测量所述机器人主体于所述第一预设时间内的第一移动长度；

S1003、所述控制器控制所述机器人主体停止行进，并控制所述机器人主体原地旋转第二预设角度，所述动态倾角传感器检测所述第二预设角度的角度值，所述第二预设角度与所述第一预设角度互补或相等时，所述机器人主体停止旋转，此时，所述机器人主体的轴线与所述作业行进方向重合，且所述机器人主体于垂直所述作业行进方向的方向上移动第二移动长度；

S1004、所述控制器控制启动所述机器人主体沿与初始所述作业行进方向反向行进第二预设时间，所述位移测量机构测量所述机器人主体于所述第二预设时间内的第三移动长度，当所述第一移动长度、所述第二移动长度与所述第三移动长度三者的数值能够组成直角三角形时，所述控制器控制所述机器人主体关闭并停止移动。

进一步地，所述第二移动长度的长度值等于相邻两作业轨道的中心线之间的距离长度。

进一步地，所述第一预设角度大于0°小于90°。

进一步地，在步骤S20、步骤S50及步骤S70中，所述机器人主体于当前作业轨道行进前或行进过程中，启动所述动态倾角传感器检测所述机器人主体的实时横滚角度，并将获取的所述实时横滚角度信息反馈给所述控制器，所述控制器根据所述实时横滚角度信息控制所述机器人主体进行自动方向纠偏，以使所述机器人主体始终沿直线于当前作业轨道内行进作业。

进一步地，当所述实时横滚角度大于0.1°，或所述实时横滚角度小于-0.1°时，所述控制器控制所述机器人主体进行自动方向纠偏。

进一步地，在步骤S20之前，启动所述测距传感器测量所述机器人主体的当前位置高度，并将该高度记录为所述机器人主体的底部作业高度；

在步骤S30中，当所述机器人主体行进至当前作业轨道顶部时，启动所述测距传感器测量所述机器人主体的当前位置高度，并将该高度记录为所述机器人主体的顶部作业高度；

当所述机器人主体从中断状态重新启动进行自动作业时，先启动所述测距传感器测量所述机器人主体的当前高度，当当前高度高于所述底部作业高度且低于所述顶部作业高度时，所述控制器控制所述机器人主体于当前作业轨道沿直线上行或下行作业，当当前高度高于所述顶部作业高度或低于所述底部作业高度时，所述控制器控制所述机器人主体进行作业所述轨道转移。

本发明的机器人按规划路径自动作业的控制方法，由于使用了上述的自动作业机器人，控制机器人主体运动的控制器能够快速准确的获取机器人主体在自动作业过程中的位置及姿态信息，能够避免因控制器获取位置信息延迟或获取信息存在较大误差而导致机器人主体偏离规划路径，从而确保控制器控制机器人主体按照规划路径精准移动，有效提高机器人的自动作业质量和作业效率；此外，由于机器人主体上融合设置了上述的动态倾角传感器、测距传感器及位移测量机构，机器人主体还能根据获取到的姿态位置信息，快速的规划出作业轨道转移的控制路径，从而控制机器人主体在作业面上进行作业轨道的自动切换，即通过机器人主体内的控制器直接控制机器人主体进行轨道切换，相比远程遥控控制，其切换动作响应更加快速，控制轨道切换耗时更短，有助于作业效率的进一步提升，并且无需操作人员远程控制，还能降低作业人员的工作强度，降低作业人工成本，具有良好的应用价值和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的自动作业机器人的结构示意图；

图2为图1所示的自动作业机器人的位移测量机构的结构示意图；

图3为图2所示的自动作业机器人的位移测量机构的侧视图；

图4为图3所示的自动作业机器人的位移测量机构的分解示意图；

图5为图1所示的自动作业机器人的控制器与各电动部件连接的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的自动作业机器人按规划路径自动作业的控制方法的流程图；

图7为图6所示的按规划路径自动作业的控制方法中的轨道转移控制方法的流程图；

图8为本发明实施例四提供的自动作业机器人按规划路径自动作业的控制方法的流程图；

图9为按图7所示的轨道转移控制方法进行轨道转移时机器人主体的位置示意图一；

图10为按图7所示的轨道转移控制方法进行轨道转移时机器人主体的位置示意图二；

图11为按图7所示的轨道转移控制方法进行轨道转移时机器人主体的位置示意图三；

图12为按图7所示的轨道转移控制方法进行轨道转移时机器人主体的位置示意图四。

其中，图中各附图标记：

1—位移测量机构

10—计米器 11—随动轮 12—旋转编码器

13—柔性轴套 20—弹性连接组件 21—弹性连接件

22—第一弹性件安装座 23—第二弹性件安装座

30—滑动连接组件 31—滑行安装座 32—滑动连接结构

33—第一安装架 34—第二安装架 100—机器人主体

111—轮轴 112—滚动轴承 121—连接轴

321—滑轨 322—滑块 331—第一安装板

332—第二安装板 333—第三安装板 334—容置空间

341—轴套安装空间 3331—穿设通孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～12描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1～4所示，本发明实施例提供了一种自动作业机器人，适用于在立面作业面上执行各类高空作业，如执行壁面清洗、检测、除锈及喷涂等作业任务。该自动作业机器人包括机器人主体100，机器人主体100具有用于控制机器人主体100自动移动作业的控制器(图未示)，自动作业机器人还包括安装于机器人主体100上的动态倾角传感器(图未示)、测距传感器(图未示)和位移测量机构1，其中，动态倾角传感器用于测量机器人主体100的转向角度，从而实时检测机器人主体100的横滚及俯仰姿态信息；测距传感器用于测量机器人主体100的爬升高度，从而检测机器人主体100相对作业面底部的高度位置；位移测量机构1用于测量机器人主体100的移动距离，动态倾角传感器、测距传感器以及位移测量机构1的电动部件均与控制器通讯连接，以将检测到的各类姿态及位置信息反馈给控制器，以便控制器根据所获取的信息对机器人主体100的运动状态进行准确的调整和控制，确保机器人主体100能够沿规划的路径准确行进作业。

本发明实施例的自动作业机器人，其在机器人主体100上设置动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构1，机器人按照规划路径自动作业时，动态倾角传感器能够检测机器人主体100的转向角度，从而检测机器人主体100作业时的姿态信息，测距传感器能够检测机器人主体100相对作业面底部的爬升高度，从而确定机器人主体100于作业面上的位置高度，而位移测量机构1则能够实时检测机器人主体100的移动距离，从而准确测量机器人主体100在某一方向上的具体移动距离。如此，通过上述动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构1的融合设置，控制机器人主体100运动的控制器能够快速准确的获取机器人主体100在作业过程中的位置及姿态信息，能够有效避免因控制器获取位置信息延迟或获取信息存在较大误差而导致机器人主体100偏离规划路径，从而确保控制器控制机器人主体100按照规划路径精准移动，有效提高机器人的自动作业质量和作业效率。

在本实施例中，测距传感器为激光测距传感器、超声波测距传感器或者红外测距传感器。测距传感器安装于机器人主体100的尾部或者顶部，并能够随时的朝作业面周围的物体发射测距信号，如激光、超声波或红外线等，从而准确测量机器人主体100与作业面周围物体之间的距离。优选地，在一些具体的实施例中，如当作业面为大型油轮等船坞的壁面时，测距传感器优选为高精度的激光测距传感器，且以船坞底面作为反射面，在10％的光反射率、100Klux的光照强度下，所使用的激光测距传感器的测量范围可达50m(一般大型船坞的高度可达30m，故50m的测量范围满足常规大型船坞的使用需求)，如此，在不使用反射板，直接以复杂自然环境的自然表面为反射面时，激光测距传感器在强光、雨雾及污水混杂等复杂环境条件下仍然可以正常工作，并提供准确的测量数据。具体地，在本实施例中，测距传感器通过数字信号输出位置高度的测距信息，机器人主体100的控制器设置有用于电性连接该测距传感器的通信接口，激光测距感器可以指令触发方式或自动输出频率方式输出高度参数。

在本实施例中，动态倾角传感器优选为基于MEMS的动态倾角传感器，其动态精度为0.1°、静态精度为0.01°，分别力为0.001°，且模块体积小，适用于集成安装于机器人主体100上。在本实施例中，由于动态倾角传感器是一款高性能的惯性测量设备，其可以测量运动物体的姿态参数，如爬壁机器人的横滚及俯仰等姿态参数，其姿态偏差能够通过具有适当增益的6态卡尔曼滤波得到相应的估计，从而能够实现物体在运动或振动状态下的倾角测量；具体地，机器人主体100的控制器设置有用于电性连接动态倾角传感器的通信接口，动态倾角传感器能够以指令触发方式或自动输出频率方式输出姿态参数。如此，将动态倾角传感器安装至机器人主体100上，用其测量的横滚姿态参数来确定机器人主体100相对某一轴线方向的偏差，比如，当机器人主体100沿竖直方向直线移动，在机器人主体100启动时，动态倾角传感器先检测机器人主体100横滚方向是否有偏差，如有偏差，控制器根据检测到的姿态信息控制机器人主体100进行姿态调整，如控制机器人主体100原地旋转至竖直方向，此后，在机器人主体100行进作业过程中，动态倾角传感器能够实时测量机器人主体100的姿态，并将获取的姿态信息反馈给控制器，当与规划路径出现偏差时，控制器及时控制机器人主体100进行姿态纠偏，并使机器人主体100重新回复至按规划路径行进，从而确保机器人主体100能够准确的按规划路径执行作业任务。

在本实施例中，如图2～4所示，位移测量机构1包括用于测量机器人主体100移动距离的计米器10和用于将计米器10活动连接于机器人主体100上的弹性连接组件20，计米器10包括随机器人主体100移动而转动的随动轮11，弹性连接组件20包括弹性连接件21，弹性连接件21具有相对的第一端和第二端，弹性连接件21的第一端连接于机器人主体100上，随动轮11转动连接于弹性连接件21的第二端，弹性连接件21于垂直机器人主体100移动方向的方向上弹性伸缩，从而使随动轮11始终贴着于作业面并随机器人主体100移动而转动。具体地，随动轮11通过弹性连接件21连接于机器人主体100上，弹性连接件21能够于垂直机器人主体100移动方向的方向上弹性伸缩，从而调节随动轮11相对机器人主体100的浮动位置；当机器人主体100在平坦的作业面上行进时，弹性连接件21受机器人主体100重力而产生一定的压缩形变，弹性连接件21将该弹性推力作用给随动轮11，从而使随动轮11以一定的力度贴着于作业面，即使随动轮11始随机器人主体100移动而转动时与作业面紧贴；而当机器人主体100行进通过下凹地面时，弹性连接件21改变其压缩量，并朝背离机器人主体100的方向推动随动轮11至随动轮11与作业面相贴触，从而保证随动轮11不会由于作业面下凹而悬空，避免出现因机器人主体100移动而随动轮11不转的情况；反之，当机器人主体100行进通过作业面的凸起部位时，随动轮11挤压弹性连接件21，并朝靠近机器人主体100的方向移动，随动轮11跟随机器人主体100正常转动，且不会阻碍机器人主体100的正常行进作业。

如此，通过设置计米器10用于测量机器人主体100的移动距离，计米器10的随动轮11能够始终以一定的力度贴着于机器人主体100的作业面上。这样，机器人主体100移动时，随动轮11与作业面摩擦并随机器人主体100移动而同步转动，计米器10的计数器计量随动轮11的转动信息，并将该转动信息转换成数字信号输出给控制器，控制器便可获取机器人主体100的移动距离。这样，由于计米器10本身具有很高的检测精度，因此，其能够实现机器人主体100位移的精准测量，比如，使用周长为300mm的随动轮11、配备的计数器为分辨率(脉冲/旋转)600线的光电旋转编码器12时，计米器10的测量分辨率可高达0.5mm；并且，设置弹性连接组件20确保计米器10的随动轮11在机器人移动过程中始终以移动力度贴着于作业面，机器人主体100移动，随动轮11同步转动，不会出现随动轮11机器人主体100不移动随动轮11空转，或是机器人主体100移动随动轮11不转的情况，同步性强，能够确保检测完整无误。

在本实施例中，如图2和图4所示，位移测量机构1还包括用于限定随动轮11沿垂直机器人主体100移动方向移动的滑动连接组件30，随动轮11通过滑动连接组件30与机器人主体100滑动连接，设置滑动连接组件30连接随动轮11和机器人主体100，滑动连接组件30用于限制随动轮11的运动方向，使其仅能够沿垂直于机器人主体100移动方向的方向上下浮动，而不会出现其他方向上的位置偏离，与弹性连接件21配合，为使随动轮11能够始终贴着于作业面提供保障。

在本实施例中，如图2和图4所示，滑动连接组件30包括滑行安装座31和滑动连接结构32，滑行安装座31安装于机器人主体100上，随动轮11通过滑动连接结构32滑动安装于滑行安装座31上，滑动连接结构32为滑动配合的滑轨321与滑块322等，滑动连接组件30结构简单，与机器人主体100拆装方便

具体地，如图2和图4所示，滑动连接组件30还包括第一安装架33，第一安装架33连接于弹性连接件21的第二端，随动轮11转动安装于第一安装架33上；滑动连接结构32包括滑动配合的滑轨321和滑块322，滑轨321设置于滑行安装座31上并沿垂直于机器人主体100移动方向的方向延伸，滑块322安装于第一安装架33上，第一安装架33通过滑块322与滑行安装座31上的滑轨321滑动配合，限定随动轮11沿既定方向移动，第一安装架33与弹性连接件21连接，随动轮11与弹性连接件21通过第一安装架33传递弹性力，从而实现随动轮11相对机器人主体100上下位置的浮动调节。如此，滑动连接组件30与弹性连接组件20通过第一安装架33连接配合，确保随动轮11能够在机器人主体100运动时确保随动轮11始终贴着于作业面。

在本实施例中，如图3和图4所示，弹性连接组件20还包括第一弹性件安装座22和第二弹性件安装座23，第一弹性件安装座22安装于滑行安装座31上，第二弹性件安装座23安装于第一安装架33上，弹性连接件21的第一端与第一弹性件安装座22相连，弹性连接件21的第二端与第二弹性件安装座23相连，第一弹性件安装座22与第二弹性件安装座23的轴线重合并平行滑轨321设置。设置上述的第一弹性件安装座22和第二弹性件安装座23安装弹性连接件21，弹性连接件21的拆装更加方便，且连接稳定性更高，从而能够有效限定其弹性伸缩方向。优选地，在本实施例中，弹性连接件21为具有移动刚度的螺旋弹簧，其既能弹性伸缩确保随动轮11的浮动位置调节，其又具有一定的刚度，耐损耗性能力强。

在本实施例中，如图3和图4所示，提供了一种第一安装板331的具体结构组成，具体地，第一安装架33包括第一安装板331、第二安装板332和第三安装板333，第一安装板331和第三安装板333分别垂直连接于第二安装板332相对的两端部并向相反的方向延伸，第一安装架33整体大致呈Z字形结构。第二安装板332平行滑行安装座31设置，滑块322和第二弹性件安装座23均安装于第三安装板333上，滑块322安装于第三安装板333正对滑轨321的侧部，第二弹性件安装座23安装于第三安装板333背离滑轨321的侧部，滑块322和第二弹性件安装座23分开设置，彼此互不影响。第二安装板332垂直滑行安装座31设置，第三安装板333的悬空端(即背离第二安装板332的端部)背离机器人主体100设置，并开设有能够供随动轮11的轮轴111穿设的穿设通孔3331，随动轮11的轮轴111穿过穿设通孔3331并通过滚动轴承112转动连接于第三安装板333上，随动轮11转动带动其轮轴111于穿设通孔3331内旋转，计米器10的计数器可以设置于轮轴111上，以用于检测和计量随动轮11的旋转信息。此外，随动轮11位于第三安装板33与滑行安装座31之间，即第二安装板332、第三安装板333和滑行安装座31共同围设形成有用于安装随动轮11的容置空间334，随动轮11于容置空间334内转动，且随动轮11的高度低于第二安装板332的高度，避免第二安装板332阻碍随动轮11的运动。

在本实施例中，如图2～4所示，计米器10还包括用于测量随动轮11的角度位移量的旋转编码器12，即在本实施例中，计米器10的计数器为旋转编码器12，且旋转编码器12与随动轮11的轮轴111相连，通过检测轮轴111旋转来检测随动轮11的旋转，旋转编码器12检测随动轮11的角度位移量并通过其内置的信号处理器进行信号转换，并输出至机器人主体100的控制器。

在本实施例中，旋转编码器12为增量式光电旋转编码器或者绝对式旋转编码器。进一步地，旋转编码器12优选为增量式光电旋转编码器，相比绝对式旋转编码器，增量式光电旋转编码器在角度测量和角速度测量上具有平价和简易的优势，并且，设置一个增量式光电旋转编码器即可测量从几个微米到几十甚至几百米的距离，测量精度十分精准，比如，分辨率(脉冲/旋转)为600线的增量型光电旋转编码器，其转动一周编码器提供600个脉冲，当随动轮11的周长为300mm时，增量型光电旋转编码器分辨率高度0.5mm，精度高达1mm。

在本实施例中，如图3和图4所示，计米器10还包括柔性轴套13，柔性轴套13相对的两端部分别与随动轮11的轮轴111和旋转编码器12的连接轴121套接，设置柔性轴套13弹性套接随动轮11轮轴111和旋转编码器12的连接轴121，即旋转编码器12不与轮轴111直接刚性连接，随动轮11浮动时，柔性轴套13能够缓冲作用于轮轴111上的力，避免轮轴111对旋转编码器12产生应力磨损，柔性轴套13保护旋转编码器12，保证旋转编码器12的测量精度。具体地，在本实施例中，柔性轴套13为采用橡胶等柔性材料制成的套筒结构。

具体地，在本实施例中，如图3和图4所示，滑动连接组件30还包括第二安装架34，旋转编码器12安装于第二安装架34上，第二安装架34的结构与第一安装架33的结构相同或者相似，第二安装架34安装于第一安装架33上，且第一安装架33与第二安装架34围设形成有用于安装柔性轴套13的轴套安装空间341，随动轮11的轮轴111的端部穿过穿设通孔3331后悬设于轴套安装空间341内，旋转编码器12的连接轴121穿过第二安装架34并悬设于轴套安装空间341内，柔性轴套13的两端分别与轮轴111和连接轴121套接。如此，第二安装架34跟随第一安装架33随随动轮11同步运动，并带动旋转编码器12跟随随动轮11同步运动，从而确保旋转编码器12准确检测随动轮11的角度位移量，从而精确测量机器人主体100的位移。

在本实施例中，随动轮11优选采用防滑橡塑材料与铝合金轮架复合而成，质轻耐磨。

实施例二：

如图5所示，本实施例提供一种上述实施例一中自动作业机器人的动态倾角传感器、激光测距传感器和位移测量机构1的增量型光电旋转编码器与机器人主体100内控制器之间的具体连接方式，如图5所示，在本实施例中，机器人主体100的控制器为STM32微控制器，该STM32微控制器含有一个RS232通信接口、一个RS485、一个正交编码器接口和两个伺服电机控制接口。

动态倾角传感器通过RS232通信接口与机器人主体100的控制器连接，并将其检测到的姿态信息以数字信号的形式反馈输入至控制器；激光测距传感器通过RS485通信接口与机器人主体100的控制器连接，并将其检测到的高度信息以数字信号的形式反馈输入至控制器；增量型光电旋转编码器通过正交编码器接口与控制器连接。此外，控制器的两个伺服电机控制接口分别连接机器人主体100上的左伺服电机的左伺服电机驱动器和右伺服电机的右伺服电机驱动器，左伺服电机驱动器和右伺服电机驱动器分别连接左伺服电机和右伺服电机，左伺服电机和右伺服电机分别通过左减速器、右减速器连接机器人主体100的滚动轮，如链轮等。

机器人主体100在作业面上的行进和转向均通过左伺服电机、右伺服电机的驱动来实现的；具体地，当左伺服电机、右伺服电机的转速与转向相同时，机器人主体100直线行走，左伺服电机、右伺服电机正转时、，机器人前进，左伺服电机、右伺服电机反转时，机器人后退；当左伺服电机、右伺服电机的转向相反时，机器人主体100在作业面上上实现转向。如此，动态倾角传感器、激光测距传感器和位移测量机构1的增量型光电旋转编码器将各自检测到的信息反馈给控制器，控制器再通过控制左伺服电机和由伺服电机来实时动态调整和控制机器人主体100的移动及转向，从而使机器人主体100按照规划路径执行作业任务。

实施例三：

如图6、图7及图9～12所示，本发明的第二实施例提供了一种机器人按规划路径自动作业的控制方法，具体地，如图6所示，该方法尤其适用于控制爬壁机器人在立面作业面上执行各类高空作业，如执行壁面清洗、检测、除锈及喷涂等作业任务。具体地，该控制方法包括以下步骤：

S10、提供上述实施例一提供的自动作业机器人，并将自动作业机器人置于作业面上一作业轨道的底部。具体地，作业面上平行设置有若干条形状的作业轨道，各个作业轨道从作业面的底部向上延伸至作业面的顶部，机器人主体100沿某一作业轨道行进即能够完成该作业轨道的作业任务，如对该作业轨道进行喷涂等，并且，相邻两作业轨道之间可存在相互叠合的重复作业区，以保证作业完全覆盖作业面。如此，将自动作业机器人置于作业面之前或同时，需将整个作业面的作业轨道的数量，及相邻两作业轨道的重复作业区的宽度输入控制器内。

S20、控制器控制启动机器人主体100于当前作业轨道沿直线上行作业，并同步启动位移测量机构1测量机器人主体100的行进距离；具体地，可以通过遥控器等控制控制器启动机器人主体100上的左伺服电机和右伺服电机，从而控制启动机器人主体100于当前作业轨道上沿直线行进作业。

S30、机器人主体100行进至作业轨道的顶部时，控制器控制机器人主体100关闭并停止行进，控制器处理位移测量机构1检测到的行进距离信息，并将其记录为机器人主体100的行进作业长度，即位移测量机构1将测量到的作业轨道的长度信息反馈给控制器，控制器处理并得出作业轨道的作业长度作为作业面的行进作业长度，并且，在本实施例中，默认作业面内所有作业轨道的行进作业长度相等；

S40、机器人主体100行进至作业轨道的顶部，即认为机器人主体100于当前作业轨道内作业任务结束，此时，控制器控制启动机器人主体100进行作业轨道转移，使机器人主体100从当前作业轨道移动至下一未执行作业任务的作业轨道，以继续执行下一作业轨道内的作业任务；

S50、当机器人主体100从前一作业轨道转移至当前作业轨道时，机器人主体100位于当前作业轨道的顶端，此时，控制器控制机器人主体100于当前作业轨道沿直线下行作业，并在启动作业同时同步启动位移测量机构1测量机器人主体100的行进距离；

S60、当位移测量机构1检测到机器人主体100行进距离长度等于行进作业长度时，控制器判断机器人主体100于当前作业轨道内的作业任务完成，此时，机器人主体100位于当前作业轨道的底端，控制器控制机器人主体100进行作业轨道转移，使机器人主体100从当前作业轨道移动至下一未执行作业任务的作业轨道，以继续执行下一作业轨道内的作业任务；

S70、当机器人主体100从前一作业轨道转移至当前作业轨道时，机器人主体100位于当前作业轨道的底端，此时，控制器控制机器人主体100于当前作业轨道沿直线上行作业，并同步启动位移测量机构1测量机器人主体100的行进位移；

S80、当位移测量机构1检测到机器人主体100行进距离长度等于行进作业长度时，控制器判断机器人主体100于当前作业轨道内的作业任务完成，此时，机器人主体100位于当前作业轨道的顶端，控制器控制机器人主体100再次进行作业轨道转移，使机器人主体100从当前作业轨道移动至下一未执行作业任务的作业轨道；

S90、如此，控制器控制机器人主体100重复执行步骤S50至步骤S80，直至机器人主体100的作业轨迹覆盖整个作业面，自动作业机器人完成作业任务，控制器控制关闭机器人主体100，作业人员可将自动作业机器人转移至另外的作业面进行作业。

本实施例的机器人按规划路径自动作业的控制方法，由于使用了上述的自动作业机器人，控制机器人主体100运动的控制器能够快速准确的获取机器人主体100在自动作业过程中的位置及姿态信息，能够避免因控制器获取位置信息延迟或获取信息存在较大误差而导致机器人主体100偏离规划路径，从而确保控制器控制机器人主体100按照规划路径精准移动，有效提高机器人的自动作业质量和作业效率；此外，由于机器人主体100上融合设置了上述的动态倾角传感器、测距传感器及位移测量机构1，机器人主体100还能根据获取到的姿态位置信息，快速的规划出作业轨道转移的控制路径，从而控制机器人主体100在作业面上进行作业轨道的自动切换，即通过机器人主体100内的控制器直接控制机器人主体100进行轨道切换，相比远程遥控控制，其切换动作响应更加快速，控制轨道切换耗时更短，有助于作业效率的进一步提升，并且无需操作人员远程控制，还能降低作业人员的工作强度，降低作业人工成本，具有良好的应用价值和社会效益。

在本实施例中，如图7所示，在步骤S40、S60、S80中，机器人主体100进行作业轨道转移的控制方法包括以下步骤：

S1001、控制器控制机器人主体100以其作业行进方向为轴线原地旋转第一预设角度至第一预设方向，动态倾角传感器实时检测第一预设角度的角度值并将该角度值反馈给控制器记录；机器人主体100进行作业轨道转移之前，由于机器人主体100刚经过上行或下行直线运动，因此，默认此时的机器人主体100处于竖直状态，即默认机器人主体100从当前作业轨道以竖直状态进行作业轨道转移。

S1002、控制器控制启动机器人主体100于第一预设时间内沿第一预设方向行进，位移测量机构1测量机器人主体100于第一预设时间内的第一移动长度，并将该第一移动长度反馈给控制器；

S1003、行进至第一预设时间结束，机器人主体100行进第一移动长度，控制器控制机器人主体100停止行进，并控制机器人主体100原地旋转第二预设角度，动态倾角传感器检测第二预设角度的角度值并将该角度值反馈给控制器，当控制器检测到第二预设角度与第一预设角度互补或相等时(当自动作业机器人仅能单头单向作业时，第二预设角度与第一预设角度互补，当自动作业机器人能双头双向作业时，第二预设角度与第一预设角度相等)，机器人主体100停止旋转，此时，机器人主体100的轴线与作业行进方向重合，且机器人主体100于垂直作业行进方向的方向上移动第二移动长度；

S1004、控制器控制启动机器人主体100沿与初始作业行进方向反向行进第二预设时间，位移测量机构1测量机器人主体100于第二预设时间内的第三移动长度，当第一移动长度、第二移动长度与第三移动长度三者的数值能够组成成直角三角形时，控制器控制机器人主体100关闭并停止移动。

进一步地，第二移动长度的长度值等于相邻两作业轨道的中心线之间的距离长度，从而确保机器人主体100进行作业轨道转移后，能够从当前作业轨道准确移动至下一作业轨道，并在该作业轨道的范围内继续行进作业。

进一步地，第一预设角度大于0°小于90°，以避免机器人主体100旋转后又移动至当前轨道内。

具体地，以下结合图9～12，以自动作业机器人于宽为32cm的相邻两作业轨道(相邻两作业轨道具有2cm宽的重复作业区)之间进行作业轨道转移为例，同时结合30°直角三角形，对上述作业轨道转移的控制方法进行具体说明。

具体地，如图8～11所示，作业面包括相邻的S1作业轨道(轨道轴线为Sz1)和S2作业轨道(轨道轴线为Sz2)，且S1作业轨道与S2作业轨道具有SS1重复作业区，其中，S1作业轨道、S2作业轨道的轨道宽度L₁为30cm，SS1重复作业区宽度L₂为2cm，由此可知，当机器人主体100从S1作业轨道转移至S2作业轨道时，机器人主体100的横向移动距离为30cm。

如图9所示，当机器人主体100于作业轨道S1内沿轴线Sz1向上行进作业至作业轨道顶部时，机器人主体100于作业轨道S1内的作业任务完成，需要进行作业轨道转移。作业轨道转移开始：

执行步骤S1001，如图10所示，控制器控制机器人主体100于S1作业轨道内以Sz1为轴线原地旋转角度α，机器人主体100旋转至F1方向，即机器人主体100从图中右下角的实线位旋转至虚线位，动态倾角传感器检测角度α的角度值为30°，并将该角度值反馈给控制器。

执行步骤S1002，如图10所示，机器人主体100沿F1方向直线倒退行进第一预设时间，位移测量结构测量机器人主体100在该时间内的第一移动长度L₃，控制器处理并得出L₃的长度为60cm，即机器人主体100沿第一预设方向F1上行进60cm，此时，机器人主体100已经运动至S2作业轨道的上方。

执行步骤S1003，如图11所示，控制器控制机器人主体100停止行进，并于当前位置原地旋转第二预设角度β，即机器人主体100从图中实线位旋转至虚线位，动态倾角传感器检测角度β的角度值为150°时，停止旋转，此时，机器人主体100的轴线与其于作业轨道S2内的行进作业方向Sz2重合，此时，机器人主体100于垂直Sz1方向的方向上移动第二移动长度L₄，且L₄的长度为30cm。

最后执行步骤S1004，如图11所示，控制器控制启动机器人主体100沿Sz2方向向下行进第二预设时间，位移测量机构1测量机器人主体100于第二预设时间内的第三移动长度L₅，当检测到第三移动长度L₅的长度值为51.96cm时，控制器控制机器人主体100停止移动，轨道转移完成。

轨道转移完毕，如图12所示，机器人主体100于作业轨道S2内沿轴线Sz2继续下行作业即可。

进一步地，在本实施例中，在步骤S20、步骤S50及步骤S70中，机器人主体100于当前作业轨道行进前或行进过程中，启动动态倾角传感器检测机器人主体100的实时横滚角度，并将获取的实时横滚角度信息反馈给控制器，控制器根据实时横滚角度信息控制机器人主体100进行自动方向纠偏，以使机器人主体100始终沿直线于当前作业轨道内行进作业。并且，当实时横滚角度大于0.1°，或实时横滚角度小于-0.1°时，控制器控制机器人主体100进行自动方向纠偏。

具体地，机器人主体100的自动方向纠偏过程如下：

在机器人起动时，动态倾角传感器实时检测移动机器人主体100的姿态，当检测到机器人主体100主体的横滚角度在-5°和5°范围时，控制器判定机器人主体100是要沿竖直方向前进，如此时动态倾角传感器检测到机器人主体100的横滚角度在-0.1°和0.1°范围外时，控制器先驱动机器人主体100原地旋转直至横滚角度落在-0.1°和0.1°范围内；然后控制器控制机器人主体100于当前作业轨道内行进作业，行进过程中，控制器控制左伺服电机和右伺服电机同向同速旋转。

机器人主体100向上进作业过程中，当动态倾角传感器检测到机器人主体100主体的横滚角度小于-0.1°，则判断机器人向左偏离行进方向，此时适当降低右伺服电机的速度，直至横滚角度落在-0.1°和0.1°范围内，优选为略大于0°即可，此后再将右伺服电机速度恢复到与左伺服电机速度一致，机器人主体100完成左偏纠偏，并继续行进作业；当动态倾角传感器检测到机器人主体100的横滚角度大于0.1°，则判断机器人主体100向右偏离行进方向，此时适当提高右伺服电机的速度，直至横滚角度落在-0.1°和0.1°范围内，优选为略小于0°即可，此后再将右伺服电机速度恢复到与左伺服电机速度一致，机器人主体100完成右偏纠偏，并继续行进作业。相类似地，机器人主体100向下进作业过程中，当动态倾角传感器检测到机器人主体100主体的横滚角度小于-0.1°，则判断机器人向左偏离行进方向，此时适当提高右伺服电机的速度，直至横滚角度落在-0.1°和0.1°范围内，优选为略大于0°即可，此后再将右伺服电机速度恢复到与左伺服电机速度一致，机器人主体100完成左偏纠偏，并继续行进作业；当动态倾角传感器检测到机器人主体100的横滚角度大于0.1°，则判断机器人主体100向右偏离行进方向，此时适当降低右伺服电机的速度，直至横滚角度落在-0.1°和0.1°范围内，优选为略小于0°即可，此后再将右伺服电机速度恢复到与左伺服电机速度一致，机器人主体100完成右偏纠偏，并继续行进作业。在行进过程中，为防止纠偏过度，可以将左伺服电机的速度设置为一直保持恒定，如此可以使机器人主体按设定的方向移动，在直线运动时按规划路劲保持轨迹精度行进。

更进一步地，在本实施例中，于步骤S20之前，启动测距传感器测量机器人主体100的当前位置高度，并将该高度记录为机器人主体100的底部作业高度；在步骤S30中，当机器人主体100行进至当前作业轨道顶部时，启动测距传感器测量机器人主体100的当前位置高度，并将该高度记录为机器人主体100的顶部作业高度；且当机器人主体100的位置高度处于底部作业高度与顶部作业高度之间时，表示机器人主体100于作业轨道上正常行进作业。如此，机器人主体100在作业轨道上行进作业时，测距传感器实时检测机器人主体100的当前位置高度，当检测到当前位置高度高于顶部作业高度或低于底部作业高度时，控制器控制机器人主体100进行作业轨道转移，这样，测距传感器与位移测量机构1共同检测，从而更为精准的控制机器人主体100行进作业，避免因位移测量机构1故障(测量不准确或无法测量)而导致机器人主体100无法按照规划路径正常行进作业。具体地，在本实施例中，当位移测量机构1检测到机器人主体100行进距离长度等于行进作业长度，或测距传感器检测到机器人主体100的当前位置高度高于顶部作业高度/低于底部作业高度时，即两条件满足其一时，控制器控制机器人主体100进行作业轨道转移。

实施例四：

如图8所示，本实施例提供了另一种机器人按规划路径自动作业的控制方法，该方法与实施例三所提供的作业方法步骤基本相同，仅以下部分存在区别。

具体地，在实施例三的步骤S20之前，启动测距传感器测量机器人主体100的当前位置高度，并将该高度记录为机器人主体100的底部作业高度；并在步骤S30中，当机器人主体100行进至当前作业轨道顶部时，启动测距传感器测量机器人主体100的当前位置高度，并将该高度记录为机器人主体100的顶部作业高度。

如此，当机器人主体100从中断状态重新启动进行自动作业时，先启动测距传感器测量机器人主体100的当前高度，当当前高度高于底部作业高度且低于顶部作业高度时，控制器控制机器人主体100于当前作业轨道沿直线上行或下行作业，当当前高度高于顶部作业高度或低于底部作业高度时，控制器控制机器人主体100进行作业轨道转移。

这样，在执行作业过程中，机器人主体100可随时暂停作业，再次启动后通过测距传感器测定当前位置高度即可判读机器人主体100当前所处的作业状态，并在回复自动作业后继续按照自动作业步骤作业。又或者，操作人员通过观测作业面的实际情况(如喷涂及清洗时的锈蚀情况等)，将机器人主体100切换至人工控制状态运行一段时间后，需要重新恢复自动作业状态，此时亦只需通过测距传感器测定当前位置高度即可判读机器人主体100当前所处的作业状态，并在恢复自动作业后继续按照自动作业步骤作业。自动作业从中断到重新启动，通过测距传感器测量机器人主体100的当前高度，并将该高度与作业面的底部作业高度和顶部作业高度相比较，从而使机器人主体100能够快速判读其当前所处的作业状态，并按照规划路径重新开始自动作业，响应速度快，状态识别准确无误。

实施例五：

本实施例提供了一种自动作业机器人进行作业面转移的方法，具体地，当机器人主体100完成当前作业面的作业任务时，可通过遥控的方式将机器人移动至下一个作业面，如新的作业面的底部和顶部高度与上一个作业面一致，则可在下个一个作业面的任何位置直接启动机器人，使机器人主体100直接进入自动作业模式，并按照上述实施例三或四提供的步骤进行作业。如新的作业面的底部和顶部高度与上一个作业面不一致，则将机器人主体100移动至新作业面的起点，重新通过测距传感器测量新作业面的底部作业高度、顶部作业高度，同时通过位移测量机构1重新测量机器人主体100于新的作业面的行进作业长度。并在启动机器人主体100自动作业前，将新的作业面的作业轨道数等信息输入控制器内，如通过遥控器设置作业轨道数等，然后再启动机器人主体100开始按本发明实施例三或实施例四所提供的方法进行自动作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动作业机器人，包括机器人主体，所述机器人主体具有用于控制所述机器人主体自动移动作业的控制器，其特征在于，所述自动作业机器人还包括安装于所述机器人主体上的动态倾角传感器、测距传感器和位移测量机构，所述动态倾角传感器用于测量所述机器人主体的转向角度，所述测距传感器用于测量所述机器人主体的爬升高度，所述位移测量机构用于测量所述机器人主体的移动距离，所述动态倾角传感器、所述测距传感器以及所述位移测量机构的电动部件均与所述控制器通讯连接。

2.根据权利要求1所述的自动作业机器人，其特征在于：所述位移测量机构包括用于测量机器人主体移动距离的计米器和用于将所述计米器活动连接于所述机器人主体上的弹性连接组件，所述计米器包括随所述机器人主体移动而转动的随动轮，所述弹性连接组件包括弹性连接件，所述弹性连接件具有相对的第一端和第二端，所述弹性连接件的第一端连接于所述机器人主体上，所述随动轮转动连接于所述弹性连接件的第二端，所述弹性连接件于垂直所述机器人主体移动方向的方向上弹性伸缩，从而使所述随动轮随所述机器人主体移动而转动时与作业面紧贴，所述计米器的电动部件与所述控制器通讯连接。

3.根据权利要求2所述的自动作业机器人，其特征在于：所述机器人位移测量机构还包括用于限定所述随动轮沿垂直所述机器人主体移动方向移动的滑动连接组件，所述随动轮通过所述滑动连接组件与所述机器人主体滑动连接。

4.一种机器人按规划路径自动作业的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S10、提供权利要求1～3任一项所述自动作业机器人，并将所述自动作业机器人置于作业面上一作业轨道的底部；

S20、所述控制器控制启动所述机器人主体于当前作业轨道沿直线上行作业，并同步启动所述位移测量机构测量所述机器人主体的行进距离；

S30、所述机器人主体行进至当前作业轨道的顶部时，所述控制器控制所述机器人主体关闭并停止行进，所述控制器处理所述位移测量机构检测到的行进距离信息，并将其记录为所述机器人主体的行进作业长度；

S40、所述控制器控制启动所述机器人主体进行作业轨道转移，使所述机器人主体从当前作业轨道移动至下一作业轨道；

S50、所述控制器控制所述机器人主体于当前作业轨道沿直线下行作业，并同步启动所述位移测量机构测量所述机器人主体的行进距离；

S60、当所述位移测量机构检测到所述机器人主体行进距离长度等于所述行进作业长度时，所述控制器控制所述机器人主体进行作业轨道转移，使所述机器人主体从当前作业轨道移动至下一作业轨道；

S70、所述控制器控制所述机器人主体于当前作业轨道沿直线上行作业，并同步启动所述位移测量机构测量所述机器人主体的行进位移；

S80、当所述位移测量机构检测到所述机器人主体行进距离长度等于所述行进作业长度时，所述控制器控制所述机器人主体进行作业轨道转移，使所述机器人主体从当前作业轨道移动至下一作业轨道；

S90、所述控制器控制所述机器人主体重复执行步骤S50至步骤S80，至所述机器人主体的作业轨迹覆盖整个作业面。

5.根据权利要求4所述的机器人按规划路径自动作业的控制方法，其特征在于：所述机器人主体进行所述作业轨道转移的控制方法包括以下步骤：

S1001、所述控制器控制所述机器人主体以其作业行进方向为轴线原地旋转第一预设角度至第一预设方向，所述动态倾角传感器检测所述第一预设角度的角度值；

S1002、所述控制器控制启动所述机器人主体于第一预设时间内沿所述第一预设方向行进，所述位移测量机构测量所述机器人主体于所述第一预设时间内的第一移动长度；

S1003、所述控制器控制所述机器人主体停止行进，并控制所述机器人主体原地旋转第二预设角度，所述动态倾角传感器检测所述第二预设角度的角度值，所述第二预设角度与所述第一预设角度互补或相等时，所述机器人主体停止旋转，此时，所述机器人主体的轴线与所述作业行进方向重合，且所述机器人主体于垂直所述作业行进方向的方向上移动第二移动长度；

S1004、所述控制器控制启动所述机器人主体沿与初始所述作业行进方向反向行进第二预设时间，所述位移测量机构测量所述机器人主体于所述第二预设时间内的第三移动长度，当所述第一移动长度、所述第二移动长度与所述第三移动长度三者的数值能够组成直角三角形时，所述控制器控制所述机器人主体关闭并停止移动。

6.根据权利要求5所述的机器人按规划路径自动作业的控制方法，其特征在于：所述第二移动长度的长度值等于相邻两作业轨道的中心线之间的距离长度。

7.根据权利要求5所述的机器人按规划路径自动作业的控制方法，其特征在于：所述第一预设角度大于0°小于90°。

8.根据权利要求5所述的机器人按规划路径自动作业的控制方法，其特征在于：在步骤S20、步骤S50及步骤S70中，所述机器人主体于当前作业轨道行进前或行进过程中，启动所述动态倾角传感器检测所述机器人主体的实时横滚角度，并将获取的所述实时横滚角度信息反馈给所述控制器，所述控制器根据所述实时横滚角度信息控制所述机器人主体进行自动方向纠偏，以使所述机器人主体始终沿直线于当前作业轨道内行进作业。

9.根据权利要求8所述的机器人按规划路径自动作业的控制方法，其特征在于：当所述实时横滚角度大于0.1°，或所述实时横滚角度小于-0.1°时，所述控制器控制所述机器人主体进行自动方向纠偏。

10.根据权利要求4～9任一项所述的机器人按规划路径自动作业的控制方法，其特征在于：在步骤S20之前，启动所述测距传感器测量所述机器人主体的当前位置高度，并将该高度记录为所述机器人主体的底部作业高度；

在步骤S30中，当所述机器人主体行进至当前作业轨道顶部时，启动所述测距传感器测量所述机器人主体的当前位置高度，并将该高度记录为所述机器人主体的顶部作业高度；

当所述机器人主体从中断状态重新启动进行自动作业时，先启动所述测距传感器测量所述机器人主体的当前高度，当当前高度高于所述底部作业高度且低于所述顶部作业高度时，所述控制器控制所述机器人主体于当前作业轨道沿直线上行或下行作业，当当前高度高于所述顶部作业高度或低于所述底部作业高度时，所述控制器控制所述机器人主体进行作业所述轨道转移。

Images