吸附机器人的吸附状态判断及行走控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种吸附机器人的吸附状态判断及行走控制方法，属于小家电制造技术领域。
【背景技术】
[0002]爬壁机器人是一种能够吸附在垂直或倾斜壁面，并能执行一定动作的特种机器人。吸附单元是爬壁机器人非常重要的一个组成部分，它为机器人提供吸附力，使机器人可靠地吸附在壁面上。吸附单元吸附能力的优劣直接影响机器人的工作效率、性能和壁面适应性等。因此，设计合理的吸附单元，对爬壁机器人来说是一项关键技术。
[0003]现有的单吸盘负压吸附爬壁机器人，吸附单元结构简单造价低，能够实现爬壁机器人的快速移动，工作效率高，但负压吸附方式对吸附单元腔体的密封条件要求苛刻，如果工作壁面存在裂缝或凸起等因素，或者机器人行走至无框边界而检测单元判断错误时，则会造成吸附单元漏气，以及吸附单元真空度降低，而导致机器人产生跌落。
[0004]公开号为CN101822513A的文献公开了一种壁面清洁机器人，其机身底部交错设置有多个吸盘，使得其具有一定跨越缝隙的能力。然而，该壁面清洁机器人无法识别壁面上的巨大裂缝，也无法识别机器人的行走位置已经处于壁面的边缘位置。当机器人在行走过程中遇到较大缝隙或行走在无框玻璃、墙壁的边缘时，在较大裂缝处由于发生漏气现象，所有吸盘都失效则会发生跌落，或者机器人行走至壁面边缘处直接跌落而损坏。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种吸附机器人的吸附状态判断及行走控制方法，能够对检测单元检测结果的准确性进一步验证，提高了吸附机器人工作的可靠性；对影响吸盘真空度的不同因素区分为可跨越障碍与不可跨越障碍，并执行相应跨越或规避动作，在保证吸盘工作可靠性的前提下提高了越障能力。
[0006]本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
[0007]—种吸附机器人的吸附状态判断及行走控制方法，该方法包括如下步骤:
[0008]步骤1:吸附机器人处于第一动作状态；
[0009]步骤2:检测设置在该吸附机器人机体底部的M个吸盘的真空度，如果检测结果为漏气吸盘的数量N < 1，则回到步骤I ;否则，进入步骤3 ；
[0010]步骤3:判断漏气的N个吸盘中是否至少包含第一吸盘和第二吸盘,且第一吸盘的设置位置相对于第二吸盘更靠近吸附机器人第一动作状态动作方向的前方，如果判断结果为是，则吸附机器人进入第二动作状态，如果判断结果为否，则返回步骤I。
[0011]所述步骤2中的N个吸盘为设置在机体底部的M个吸盘中任意位置上的吸盘。
[0012]所述步骤3中判断漏气的N个吸盘中是否包含第一吸盘和第二吸盘的方法具体为:将实时检测的漏气吸盘的数量N与前一时刻在先存储的漏气吸盘的数量N’相比较，如果?') > N’，则漏气的N个吸盘中包含第一吸盘和第二吸盘；否则,则漏气的N个吸盘中不包含第一吸盘和第二吸盘。
[0013]所述机体底部的M个吸盘根据其在吸附机器人第一动作方向上的位置设置具体的位置编码，所述步骤3中判断漏气的N个吸盘中是否包含第一吸盘和第二吸盘的方法具体为:判断漏气的N个吸盘的位置编码是否完全相同，若是，则漏气的N个吸盘中不包含第一吸盘和第二吸盘；否则，漏气的N个吸盘中包含第一吸盘和第二吸盘。
[0014]为了更有效判断吸附机器人的吸附状态，所述第一吸盘和第二吸盘的设置位置优选是相邻的。
[0015]在具体实施例中，M为4，N为2。优选的，所述第一动作状态为前进状态，第二动作状态为转向状态，还可以对应为停止状态。
[0016]为了及时提醒使用者注意，所述步骤3还包括吸附机器人进入第二动作状态的同时报警。
[0017]为了达到更好的检测效果，M个所述吸盘中的任意两个吸盘在所述机体的行进方向直线上的投影只有部分重叠或相离。
[0018]本发明的有益效果是:1、对检测单元检测结果的准确性进一步验证，提高了机器人工作的可靠性；2、对影响吸盘真空度的不同因素区分为可跨越障碍与不可跨越障碍，并执行相应跨越或规避动作，在保证吸盘工作可靠性的前提下提高了越障能力。
[0019]下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例一吸附机器人的底部吸盘结构示意图；
[0021]图2为本发明实施例二吸附机器人的底部吸盘的示意图；
[0022]图3为本发明吸附机器人的吸附状态判断及行走控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0023]实施例一
[0024]如图1并结合图3所示，本发明所提供的这种吸附机器人的吸附状态判断及行走控制方法，具体包括如下步骤:
[0025]步骤1:吸附机器人100处于第一动作状态。所述步骤I中的第一动作状态指的是前进状态。
[0026]步骤2:检测设置在该吸附机器人100机体底部的4个吸盘的真空度，如果检测结果为漏气吸盘的数量N < 1，则返回步骤1，吸附机器人继续前进。检测结果分为两种情况，一是如果N < 1，即没有任何一个吸盘漏气，则让吸附机器人继续保持第一动作状态——前进状态。
[0027]如果N = 1，即只有一个吸盘漏气，但此时可能存在误判，即可能前方仅为一导致吸附机器人漏气的可跨越的障碍如凸起、裂缝等，而不是较大的缝隙或边缘；或者，检测单元自身判断错误等。为了提高可靠性，须让吸附机器人继续第一动作状态——前进状态。需要说明的是，在只有一个吸盘漏气并且导致该吸盘漏气的原因是可跨越的障碍的情况下，遵照上述规定，机器人将继续前进，此时相应的障碍也相对的后移，当障碍刚好从吸盘Pl移到后一个相邻吸盘P2下使P2成为漏气吸盘时，吸盘Pl已经恢复至真空吸附状态，所以此时并不会出现吸盘Pl和吸盘P2同时漏气的情形。遵照上述规定吸附机器人将返回步骤I继续前进，障碍物将继续相对吸附机器人后移，使漏气的吸盘从P2转移到P3再转移到P4，但始终都只有一个吸盘漏气，而又按照上述规定在一个吸盘漏气的情况下机器人将继续第一动作状态前进。这样就保证了使吸附机器人在不从较大的缝隙和边缘掉落的情况下跨越可跨越的障碍。
[0028]还需要说明的是，吸附机器人设计为允许两个吸盘漏气还能正常吸附而不掉落，此可以为保证吸附机器人安全工作不坠落的漏气吸盘数量的临界值。
[0029]如果步骤2检测到漏气吸盘的个数不只一个，即N > 1，则进入步骤3。
[0030]步骤3:判断漏气的吸盘是否至少包括第一吸盘和第二吸盘,第一吸盘的设置位置相对于第二吸盘更靠近吸附机器人第一动作的前方。若吸盘Pl和吸盘P2漏气，则第一吸盘和第二吸盘分别为吸盘Pl和吸盘P2,显然第一吸盘与第二吸盘相邻。
[0031]如果判断结果为是，则吸附机器人排除检测单元误判因素，说明前方可能有较大的缝隙或边缘，吸附机器人继续前进有跌落的危险，此时应当控制吸附机器人进入第二动作状态，即转向或停止，其中转向包括左转、右转或后退。
[0032]如果步骤3的判断结果为否，则让机器人返回步骤1，即让机器人继续前进。
[0033]为了有效引起使用者的注意，所述步骤3还包括吸附机器人进入第二动作状态的同时报警。也就是说，当吸附机器人检测到运动障碍时，从前进状态进入转向或停止状态的同时报警，提醒使用者注意。
[0034]最后需要说明的是，本发明所提供的这种吸附机器人的吸附状态判断及行走控制方法，对设置在机体底部上的吸盘的设置位置有一定的限制。实施例一的4个吸盘在所述机体的行进方向直线上的投影是不重叠的，而实施例2的4个吸盘则是部分重叠，但无论如何也不能完全重叠，也就是说，在机体底部上的吸盘是彼此独立分别设置的，任意两个吸盘之间没有任何嵌套关系。当然，任意两个吸盘在所述机体的行进方向直线上的投影也可以是完全分离开的。
[0035]实施例二
[0036]图2为实施例二吸附机器人底部吸盘设置位置示意图。如图2所示，本实施例与上述实施例一的区别在于机体底部的吸盘设置位置有所不同。在实施例一中，设置在机体底部的4个吸盘各自设置中心的连线与吸附机器人100的前进方向A是相互平行的。本实施例中设置在自移动吸附机器人200的机体底部的4个吸盘P5、P6、P7和P8各自设置中心的连线与吸附机器人200的前进方向A形成某一角度，4个吸盘中的任意两个吸盘在所述机体的行进方向直线上的投影只有部分重叠，而不能全部重叠。如图2所示，吸盘P5和P6在机体前进方向上的投影分别为SI和S2，两者之间只有部分S3重叠。当然，任意两个吸盘在所述机体的行进方向直线上的投影也可以是完全分离开的。
[0037]吸附机器人200的上述结构导致它在具体应用上吸附机器人100有一点不同。如在