一种智能楼梯清洁机器人的楼梯面清洁方法

本发明涉及一种智能楼梯清洁机器人的楼梯面清洁方法。

现在智能扫地机器人已经逐渐的走入了普通家庭中，不再是一种奢侈品的象征， 而扫地机器人主要由行走装置、清扫装置和检测装置组成，检测装置主要用来帮助扫地机 器人规划清扫路线，判断位置形态，减少碰撞，避免从存在落差的工作面跌落，保证行走装 置和清扫装置能够正常的工作。但是，现在市面上的智能扫地机器人都是用来清洁室内的 平整地面的，应用场景较为单一，不能应用在楼梯上进行清扫工作。

本发明要解决的技术问题是：提供一种智能楼梯清洁机器人的楼梯面清洁方法， 方便清扫楼梯面。

为了解决上述问题，本发明包括如下步骤：a、激光测距传感器360度进行扫描，检 测遮挡物之间的间距，并传送至控制系统，控制系统通过一定的算法形成平面扫描图，以机 器人的前进方向为前方，控制系统控制机器人的前方以顺时针方向转动至朝向遮挡物间距 最小的方向；b、控制系统将机器人的前方与遮挡物的最小距离与第一设定值进行对比，若 控制系统对比结果为机器人的前方与遮挡物之间的垂直距离不大于第一设定值，执行步骤 c，若控制系统对比结果为机器人的前方与遮挡物之间的垂直距离大于第一设定值，执行步 骤d；c、控制系统在平面扫描图中以该点所在的垂直与机器人前进方向的直线为楼梯边缘 线，机器人顺时针转动90度，并重复上述步骤b，当机器人转动的角度达到360度时，执行步 骤e；d、机器人向前行走，若前方的落差传感器检测的高度存在落差时，重复上述步骤c，若 前方的落差传感器检测到高度没有落差时，重复上述步骤b；e、控制系统将四条楼梯边缘线 的封闭区域定于楼梯清洁面，陀螺仪传感器将定位信息传递到控制系统中，控制系统标注 机器人所在楼梯清洁面的位置；f、控制系统根据检测的楼梯清洁面规划清洁路线，规划路 线为由外边缘逐渐向内的清洁路线，控制系统控制机器人移动至楼梯清洁面的角落处，即 清洁路线的起始点，陀螺仪传感器检测机器人的实时位置，控制系统根据一定的算法使机 器人的边缘距离楼梯边缘线的距离不小于第二设定值，直至机器人行走完整个清洁路线。

为了便于设置落差传感器，本发明所述的落差传感器包括发射器和接收器，当落 差传感器检测无落差时，所述的发射器发射的电磁波由接收器接收的时间为第一设定时 间，当落差传感器检测存在落差时，所述的发射器发射的电磁波由接收器接收的时间大于 第一设定时间或接收器无接收。

为了便于设置机器人，本发明所述的机器人包括行走装置、清洁装置、感应装置和 控制系统，所述的感应装置包括激光测距传感器、落差传感器、声波测距传感器、陀螺仪传 感器。

本发明的有益效果是：本发明在楼梯上进行清洁时，因为楼梯不同与普通地面，楼 梯的清洁面较小，而且形状大都为规则的矩形，普通扫地机器人上存在落差传感器，能够避 免机器人在阶梯上跌落，但是由于机器人在扫描清扫面时会包括本层阶梯一下的区域，容 易导致清扫路线与落差传感器之间发生工作矛盾，机器人容易产生异常工作。本发明的清 扫方法先确定阶梯的清扫面，根据请扫面再进行规划适合清扫面的清扫路线，保证机器人 正常有序的进行清扫工作。

图1为本发明的机器人的定义方位示意图；

图2为本发明的机器人的使用示意图；

图3为本发明的第一状态时的扫描平面示意图（未表示护栏遮挡部分）；

图4为本发明的第二状态时的扫描平面示意图（未表示护栏遮挡部分）；

图5为本发明的第三状态时的扫描平面示意图；

图6为本发明的判断第一楼梯边缘线的示意图；

图7为本发明的判断第二楼梯边缘线的示意图；

图8为本发明的判断第三楼梯边缘线的示意图；

图9为本发明的判断第四楼梯边缘线的示意图；

图10为本发明的护栏的结构示意图。

其中：1、机器人，2、本层楼梯，3、中间平台，4、下层楼梯，5、下层护栏，6、第一状态 平面扫描区域，7、第二状态平面扫描区域，8、第三状态平面扫描区域，9、上一阶梯，10、墙 体，11、下一阶梯，12、护栏，13、第一楼梯边缘线，14、第二楼梯边缘线，15、第三楼梯边缘线， 16、第四楼梯边缘线,17、当前阶梯。

本实施例所述的机器人包括行走装置、清洁装置、感应装置和控制系统，所述的感 应装置包括激光测距传感器、落差传感器、声波测距传感器、陀螺仪传感器。

本实施例涉及一种智能楼梯清洁机器人的楼梯面清洁方法，包括如下步骤：

a、如图2所示，机器人1行进至任一阶梯时，激光测距传感器360度进行扫描，检测遮挡 物之间的间距，并传送至控制系统，如图3所示，控制系统通过一定的算法形成平面扫描图， 形成第一状态平面扫描区域6，如图1所示，以机器人1的前进方向为前方，控制系统控制机 器人的前方以顺时针方向转动至朝向遮挡物间距最小的方向，通常阶梯的四面分别为上一 阶梯9、墙体10、护栏12和下一阶梯11，如图10所示的护栏，在当前阶梯17上可能存在护栏12 的柱体，也可能不会存在护栏的柱体，机器人1第一次扫面的遮挡物主要为上一阶梯9的边 缘和墙体10，机器人1与遮挡物之间的最小距离即为机器人1与遮挡物之间的垂直距离，使 机器人1的前方朝向机器人与遮挡物之间最小距离的方向即为机器人1的前方正对遮挡物；

b、控制系统将机器人1的前方与遮挡物的最小距离与第一设定值进行对比，若控制系 统对比结果为机器人1的前方与遮挡物之间的垂直距离不大于第一设定值，执行步骤c，若 控制系统对比结果为机器人1的前方与遮挡物之间的垂直距离大于第一设定值，执行步骤 d；

c、控制系统在平面扫描图中以该点所在的垂直与机器人前进方向的直线为楼梯边缘 线，机器人1顺时针转动90度，并重复上述步骤b，当机器人转动的角度达到360度时，执行步 骤e；

d、机器人向前行走，若前方的落差传感器检测的高度存在落差时，重复上述步骤c，若 前方的落差传感器检测到高度没有落差时，重复上述步骤b；落差传感器包括发射器和接收 器，当检测高度没有落差时，发射器发射的电磁波在设定时间内被接收器接收，当存在落差 时，电磁波发射距离增大，接收器接收的时间超出设定时间，落差传感器向控制系统输出检 测结果。

e、控制系统将四条楼梯边缘线的封闭区域定于楼梯清洁面，陀螺仪传感器将定位 信息传递到控制系统中，控制系统标注机器人1所在楼梯清洁面的位置；

f、控制系统根据检测的楼梯清洁面规划清洁路线，规划路线为由外边缘逐渐向内的清 洁路线，控制系统控制机器人1移动至楼梯清洁面的角落处，即清洁路线的起始点，陀螺仪 传感器检测机器人1的实时位置，控制系统根据一定的算法使机器人的边缘距离楼梯边缘 线的距离不小于第二设定值，直至机器人1行走完整个清洁路线。

工作原理：如图3所示，由步骤a中机器人的激光测距传感器扫描得到第一状态平 面扫描区域6，第一状态平面扫描区域6包括本层楼梯2的下层部分、中间平台3和下层楼梯4 的一部分，第一状态平面扫描区域未表示护栏12、下层护栏5的遮挡形成的微小区域。如图6 所示，有步骤b-d判定，机器人1的前方正对上一阶阶9的边缘，确定第一楼梯边缘线13，如图 7所示，机器人1的前方顺时针转动90度，机器人1的前方正对墙体10，确定第二楼梯边缘线 14，如图8所示，机器人1的前方再顺时针转动90度，机器人1的前方正对下层阶梯11的悬空 处，形成第三楼梯边缘线15，如图4所示，第三楼梯边缘线15确定后控制系统的形成第二状 态平面扫描区域7。如图9所示，机器人1的前方继续转动90度，到达护栏12处，如图10所示， 当护栏12在当前阶梯17上存在护栏12的柱体时，第四楼梯边缘线16由激光测距传感器检测 确定；当护栏12在当前阶梯17上没有护栏的柱体时，第四楼梯边缘线16由落差传感器确定， 适合多种情况的判定，如图5所示，第四楼梯边缘线16确定后，形成第三状态平面扫描区8， 第三状态平面扫描区域8即为当前阶梯17的清洁面。

本实施例主要针对于楼梯的阶梯面为矩形常规楼梯，对于非矩形年的楼梯不在本 实施例的考虑范围内。