[发明专利]一种多形态楼阶清扫机器人

说明书

本发明具体公开了一种多形态楼阶清扫机器人，包括包括支架、连接杆和对称设置在支架前端的爬楼单元，每一个爬楼单元均包括底座、第一驱动装置、控制板、第一红外传感器和供电单元，支架上设有超声波传感器、第二驱动装置、第二红外传感器、第三红外传感器、第三驱动装置、扫筒和垃圾清理盒，支架和底座上均设有驱动轮，第二驱动装置通过连接杆分别与对应第一驱动装置连接。本发明通过红外传感器、超声波传感器以及多个驱动装置结合，能够精准识别楼阶，实现了清扫机器人的自动爬楼下楼以及跨楼层清扫，同时，通过设置机械臂还可以针对大件垃圾进行清扫处理，具有体积小、结构紧凑、清扫效率高和能够适应复杂地形的特点，具有很好的市场前景。

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种多形态楼阶清扫机器人。

背景技术

现如今城市中各种高层建筑越来越多，导致了对楼道的清洁作业也更加繁重，需要耗费不少的人力及资源，各种常规的扫地机器人只局限于水平地面的清扫，无法进行楼梯的清扫，现在的楼梯清洁主要是以人工进行，这种清洁工作不仅费时费力而且工作效率也很低。

基于此，自动楼梯清扫机器人应运而生，自动楼梯清扫机器人是一个集运动控制、模式识别、规划执行等功能的智能系统，一些高校和企业关于楼梯机器人的研究多采用轮式、履带式以及模仿人类行走的腿式机器人，主要包括以下几种，以L型腿部结构实现楼梯的攀爬的一种楼道清洁机器人；一种轮脚混合式爬楼机器人，其轮子与脚部的上下组合伸缩实现平稳上下楼；利用平行四边形形变特点实现上下楼清扫功能的机器人；一种新型清洁机器人结构的整体设计方案及硬件设计思路，该清洁机器人适用于商业场所，且对所设计的机构进行了分析；一款楼道清洁机器人，采用齿轮齿条运动副进行上下楼，用于楼道内楼梯的清扫。

但是现有的轮式机器人多依靠齿轮转动达到爬坡目的，运动灵活，但运行时重心起伏大，运行不平稳：履带式机器人对地面适应性高，但能量损耗大，目前在轮椅上下楼梯中实验较多；腿式机器人适应性强，但机构和控制复杂，投入较大。

鉴于此，本发明设计了一种结构简单、能量损耗低且适应性强的多形态楼阶清扫机器人。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多形态楼阶清扫机器人，所述。

本发明提供的一种多形态楼阶清扫机器人，包括支架、第一短杆、第二短杆和连接杆，所述支架前部的左右两侧连接有对称设置的爬楼单元，每一个爬楼单元均包括底座、第一驱动装置、控制板、第一红外传感器和供电单元，第一驱动装置、控制板、第一红外传感器和供电单元均固定设于底座上，且控制板分别与第一驱动装置、第一红外传感器和供电单元连接，第一驱动装置位于底座后部，红外传感器位于底座的前端端部用于对爬楼单元前端进行检测，两个爬楼单元的控制板相互连接以实现数据交互，支架的顶部设有超声波传感器，支架上部的左右两侧均固定设有第二驱动装置，支架中部的左右两侧均设有第二红外传感器，支架下部设有第三红外传感器和第三驱动装置，第三红外传感器位于支架下部的后侧用于对支架后侧进行检测，支架底部设有用于清扫地面的扫筒以及与扫筒连接用于收集清扫垃圾的垃圾清理盒，第三驱动装置与扫筒连接用于驱动扫筒运行，支架底部的左右两侧以及底座前端的底部左右两侧均设有用于分别支撑底架和底座以带动清扫机器人行走的驱动轮，第一短杆的一端与第一驱动装置的驱动端固定连接，第一短杆的另一端与连接杆的一端转动连接，第二短杆的一端与第二驱动装置的驱动端固定连接，第二短杆的另一端与连接杆的另一端转动连接。

优选地，还包括设于底座底部且可单自由度翻转180°的机械臂以及与机械臂连接用于驱动机械臂伸出或收回的第四驱动装置，机械臂上设有机械夹以及与机械夹连接用于驱动机械夹夹持物体的第五驱动装置。

优选地，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置均为舵机。

优选地，所述支架顶部横向设有横梁，超声波传感器位于横梁中部位置。

优选地，两个所述第二驱动装置分别位于横梁的左右两端。