[发明专利]楼梯清洁机器人在踏步上移动时的防跌落及碰撞处理方法

权利要求书

1.一种楼梯清洁机器人在踏步上移动时的防跌落及碰撞处理方法，其特征是：所述机器人包括：两个车身下方的驱动轮，驱动机器人前进、后退和转弯；机器人车身下方前后端分别有一个万向轮前轮和万向轮后轮，一方面起到支撑机器人作用，另一方面方便机器人转弯；有用于控制机器人的单片机，机器人车身两侧分别安装第一、第二测距传感器及第三、第四测距传感器，用于检测机器人在踏步上行走时，车身一侧与上一级台阶踢面之间的距离，使其在一个安全范围内，保证机器人不跌落不碰撞；机器人车身前端上方安装斜向下探测的第一接近传感器和前端安装第一、第二接触式传感器，机器人车身后端下方安装向下探测的第二、第三接近传感器；

第一接近传感器在一定范围内，探测其正前方是否有遮挡；对于楼梯踏步两端无防护栏或墙壁的，第一接近传感器用于判断机器人行走的前方是否为空，防止机器人从踏步两端跌落；当机器人在踏步上转身，以及准备下楼时，第二、第三接近传感器用于判断下方是否为空，防止机器人万向轮后轮从当前台阶踏步上踏空，防止机器人跌落；第一、第二接触式传感器通过接触板探测机器人前方是否触碰到障碍物，对于楼梯两端有防护栏或墙壁的，用于判断机器人行走的前方是否碰到墙壁或防护栏。

2.根据权利要求1所述的楼梯清洁机器人在踏步上移动时的防跌落及碰撞处理方法，其特征是：楼梯踏步宽度为L，机器人长为a，宽为b，机器人一侧与上一台阶的踢面的距离为X，c-b/2<X<L-b，其中机器人后轮与中心点的距离为d，且d+c<L；

对于踏步宽度L较窄的楼梯或制作的机器人宽度b较大，使得X不能满足c-b/2<X<L-b的情况，在机器人不转身时，X可小于c-b/2，当机器人转身时，若接触板触碰到上一级台阶踢面，则将机器人原地转身的控制切换为原方向的转向与后退相结合；利用机器人车身后方的第二、第三接近传感器，若第二、第三接近传感器均探测到下方无遮挡，机器人立即停止后退，由于此刻机器人已从机器人机身对角线垂直台阶踢面的姿态逆时针或顺时针转过一点角度，机器人稍向前方前进，直至第三接近传感器或第二接近传感器探测到有遮挡，或接触板触碰到上一级台阶踢面，再使机器人转身。

3.根据权利要求1或2所述的楼梯清洁机器人在踏步上移动时的防跌落及碰撞处理方法，其特征是：通过第一、第二测距传感器或第三、第四测距传感器实时测量机器人车身一侧与踢面踏步的距离；若前方测距传感器测得的距离小于后方测距传感器测得的距离，则控制机器人向外转向前行；若前方测距传感器测得的距离大于后测距传感器测得的距离，则控制机器人向内转向前行；

机器人清扫移动至楼梯台阶踏步的一端时，楼梯两端如有护栏或墙，由机器人前端的第一、第二接触传感器检测是否碰到踏步两端的护栏或者墙壁，控制机器人碰到护栏或者墙壁时转弯、掉头或后退；

对于两端无防护措施的楼梯，机器人清扫移动至楼梯台阶踏步的一端时，进行防跌落处理，利用第一接近传感器斜向下探测，斜向与水平方向的夹角θ范围是：30°<θ<60°；在机器人未接近踏步一端时，传感器探测方向上有遮挡，当传感器检测到其前方无遮挡，表示机器人已接近踏步一端的边缘，机器人行走的前方为空，机器人转身掉头、后退或准备爬楼，防止机器人从踏步两端跌落。