CN102176162A - 空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，所述的空调管道清洁机器人包括车架、驱动轮、驱动轮电机和编码器、支撑轮、前视障碍物检测传感器和侧视障碍物检测传感器、真空吸尘电机和条形吸口、底部毛刷和底部毛刷驱动电机、侧面毛刷和侧面毛刷驱动电机、可充电电池、蜂鸣器和LED灯，磁感应传感器和控制器，所述的控制方法设置了清扫的起始过程，清扫过程和异常处理过程，清扫结束条件，同时设量侧面毛刷的长度可根据空调管道的宽度进行长度调整，底部毛刷和侧面毛刷的长度之和等于或大于空调管道的宽度的1/2。该发明针对空调管道环境设置了可行的控制方法，保证清洁机器人能够自动完成清扫任务，并能顺利回到起始点。

Description

空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法。

背景技术

随着中央空调的应用越来越广泛，人们越来越多的时间都处在中央空调的范围内，比如办公室、车站候车厅，机场，超级商店，银行等场所。然而，空调管道的清洁问题却是卫生死角。长期使用而缺乏清洁，空调管道就会不仅积满灰尘，而且成为蚊虫类的安居之所。这样的环境下，人们的健康势必会受到影响。

国内专利200520014894.6公开一种清扫中央空调管道的清洁车，包括车体，车体上装有履带轮、履带，车体前端设有清扫刷***、气嘴机构，车体顶部设有调节支撑杆，该调节支撑杆的前端也固接有清扫刷***，其尾端轴接于位于车顶的支座，其中段底部设有将调节支撑杆顶起的顶杆。但是，该专利采用遥控方式对清洁车进行控制，当管道很深或者管道壁对遥控信号的屏蔽作用很强时，遥控方式会大大限制清洁车的作用范围。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，采用自主工作的方式，设计了空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，该控制方法保证清洁机器人能够自动完成清扫任务，并能顺利回到起始点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，所述的空调管道清洁机器人包括车架，所述车架上设置了两个驱动轮和与所述的驱动轮连接两个驱动轮电机、一个支撑轮，安装在前方的前视障碍物检测传感器，安装在左侧的侧视障碍物检测传感器，真空吸尘电机和条形吸口，底部毛刷和底部毛刷驱动电机，侧面毛刷和侧面毛刷驱动电机，以及提供电源的可充电电池，所述的驱动轮上安装编码器，还包括蜂鸣器和LED灯，所述的驱动电机、编码器、前视障碍物检测传感器、侧视障碍物检测传感器、真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机、底部毛刷驱动电机、蜂鸣器和LED灯，与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述驱动轮的速度和方向来实现所述的空调管道清洁机器人的***，并且可以计算相对移动距离和检测前方和侧面的障碍物距离，在所述的车架底部设置磁感应传感器，所述的磁感应传感器与所述的控制器连接；所述的空调管道清洁机器人通过以下步骤进行空调管道的清洁：

(1)、所述的空调管道清洁机器人被放置在起始位置，左侧贴着管道壁，所述的控制器开启所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机；

(2)、所述的空调管道清洁机器人依靠所述的侧视障碍物检测传感器与所述的管道壁保持一定距离，保持前进；

(3)、在所述的起始位置放置一根磁条；

(4)、如果所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，所述的空调管道清洁机器人向左旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到所述的管道壁，继续前进；

(5)、如果所述的前视障碍物检测传感器检测到所述的管道壁，向右方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，继续前进；

(6)、当所述的控制器检测到所述的可充电电池电量不足时，所述的控制器关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机；

(7)、所述的空调管道清洁机器人经过所述的磁条，所述的磁感应传感器输出有效信号给所述的控制器，所述的控制器判定清洁工作结束，关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机，并通过所述的蜂鸣器的鸣叫和LED灯的闪烁提示操作者。

所述的侧视障碍物检测传感器可安装在所述的空调管道清洁机器人的右侧，所述的控制方法包括以下步骤：

(1)、所述的空调管道清洁机器人被放置在起始位置，右侧贴着所述的管道壁，所述的控制器开启所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机；

(2)、所述的空调管道清洁机器人依靠所述的侧视障碍物检测传感器与所述的管道壁保持一定距离，保持前进；

(3)、在所述的起始位置放置一根磁条；

(4)、如果所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，所述的空调管道清洁机器人向右旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到所述的管道壁，继续前进；

(5)、如果所述的前视障碍物检测传感器检测到所述的管道壁，向左方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，继续前进；

(6)、当所述的控制器检测到所述的可充电电池电量不足时，所述的控制器关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机；

(7)、所述的空调管道清洁机器人经过所述的磁条，所述的磁感应传感器输出有效信号给所述的控制器，所述的控制器判定清洁工作结束，关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机，并通过所述的蜂鸣器的鸣叫和LED灯的闪烁提示操作者。

所述的前视障碍物检测传感器和侧视障碍物检测传感器设置为超声波测距传感器。

所述的前视障碍物检测传感器和侧视障碍物检测传感器设置为红外线测距传感器。

所述的侧面毛刷的长度可根据空调管道的宽度进行长度调整，所述底部毛刷和侧面毛刷的长度之和等于或者大于所述空调管道的宽度的1/2。

所述的底部毛刷设置在所述的条形吸口的前端。

实施本发明的积极效果是：1、空调管道清洁机器人自动执行清扫任务，并能顺利回到起始点；2、清扫覆盖率高；3、控制方法简单。

附图说明

图1空调管道清洁机器人的结构示意图；

图2空调管道清洁机器人的控制结构框图；

图3清扫路径的整体示意图；

图4清扫路径的局部示意图；

图5清扫路径的局部示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1-5，所述的空调管道清洁机器人包括车架1，所述的车架1上设置了两个驱动轮2，与所述的驱动轮2连接两个驱动轮电机4、一个支撑轮3。在所述的驱动轮电机4的带动下，所述的驱动轮2可以自由转动，而所述的支撑轮3没有驱动能力，只起到支撑作用，可任意方向转动。所述的驱动轮2上安装编码器13，所述的编码器13输出运动信号。

在所述的车架1的前部设置了前视障碍物检测传感器9，在所述的车架1的左侧设置了侧视障碍物检测传感器8。所述的前视障碍物检测传感器9和侧视障碍物检测传感器8都可以检测各自方向上的障碍物距离。所述的前视障碍物检测传感器9和侧视障碍物检测传感器8设置为超声波测距传感器，也可以设置为红外线测距传感器。

在所述的车架1的底部设置了条形吸口5和真空吸尘电机14，底部毛刷6和底部毛刷驱动电机16，以及磁感应传感器10。所述的底部毛刷驱动电机16驱动所述的底部毛刷6旋转，将地面的灰尘扫起来，而所述的真空吸尘电机14驱动气流夹带灰尘从所述的条形吸口5进入所述的空调管道清洁机器人。所述的底部毛刷6设置在所述的条形吸口5的前端。

同样，设置在所述的车架1侧面的侧面毛刷7和侧面毛刷驱动电机15，也是所述的侧面毛刷驱动电机15驱动所述的侧面毛刷7旋转，将灰尘扫起来。所述的侧面毛刷7的长度可根据空调管道的宽度进行长度调整，所述底部毛刷6和侧面毛刷7的长度之和等于或者大于所述空调管道的宽度的1/2。

设置可充电电池12，提供电源，并且可以重复使用。还设置蜂鸣器17和LED灯18，进行报警和提示。

设置进行集中控制的控制器11，所述的驱动轮电机4、编码器13、前视障碍物检测传感器9、侧视障碍物检测传感器8、所述的磁感应传感器10、真空吸尘电机14、侧面毛刷驱动电机15、底部毛刷驱动电机16、蜂鸣器17和LED灯18，与所述的控制器11连接，所述的控制器11通过分别设置两个所述驱动轮2的速度和方向来实现所述的空调管道清洁机器人的***，并且可以计算相对移动距离和检测前方和侧面的障碍物距离。

空调管道内部结构比较复杂，并且具有深度大，错综复杂，管道走向非单一的特点，目前的清洁设备使用起来非常不方便，要么采用有线遥控的方式，需要拖着一组很长的电缆，清扫设备工作距离有限，要么采用无线遥控的方式，这种方式的有效工作距离更近，因为空调管道的管道壁通常是铁皮，对遥控信号具有屏蔽作用。

空调管道内部结构虽然复杂，但是清扫设备只会在空调管道的地面工作，因此可以将空调管道抽象成二维曲线，并且该曲线是封闭的，也就是说清扫设备只要沿着该曲线工作，最终将回到起始位置。该结论为引入空调管道清洁机器人提供了理论基础。

以下对所述的空调管道清洁机器人的工作过程进行详细说明。所述的空调管道清洁机器人通过以下步骤进行空调管道的清洁：

(1)、所述的空调管道清洁机器人被放置在起始位置，左侧贴着管道壁20，所述的控制器11开启所述的真空吸尘电机14、侧面毛刷驱动电机15和底部毛刷驱动电机16；

(2)、所述的空调管道清洁机器人依靠所述的侧视障碍物检测传感器8与所述的管道壁20保持一定距离，保持前进；

(3)、在所述的起始位置放置一根磁条19；

(4)、如果所述的侧视障碍物检测传感器8不能检测到所述的管道壁20，所述的空调管道清洁机器人向左旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器8重新检测到所述的管道壁20，继续前进；

(5)、如果所述的前视障碍物检测传感器9检测到所述的管道壁20，向右方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器9不能检测到所述的管道壁20，继续前进；

(6)、当所述的控制器11检测到所述的可充电电池12电量不足时，所述的控制器11关闭所述的真空吸尘电机14、侧面毛刷驱动电机15和底部毛刷驱动电机16；

(7)、所述的空调管道清洁机器人经过所述的磁条19，所述的磁感应传感器10输出有效信号给所述的控制器11，所述的控制器11判定清洁工作结束，关闭所述的真空吸尘电机14、侧面毛刷驱动电机15和底部毛刷驱动电机16，并通过所述的蜂鸣器17的鸣叫和LED灯18的闪烁提示操作者。

所述的侧视障碍物检测传感器8可安装在所述的空调管道清洁机器人的右侧，所述的控制方法包括以下步骤：

(1)、所述的空调管道清洁机器人被放置在起始位置，右侧贴着管道壁20，所述的控制器11开启所述的真空吸尘电机14、侧面毛刷驱动电机15和底部毛刷驱动电机16；

(2)、所述的空调管道清洁机器人依靠所述的侧视障碍物检测传感器8与所述的管道壁20保持一定距离，保持前进；

(3)、在所述的起始位置放置一根磁条19；

(4)、如果所述的侧视障碍物检测传感器8不能检测到所述的管道壁20，所述的空调管道清洁机器人向右旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器8重新检测到所述的管道壁20，继续前进；

(5)、如果所述的前视障碍物检测传感器9检测到所述的管道壁20，向左方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器9不能检测到所述的管道壁20，继续前进；

(6)、当所述的控制器11检测到所述的可充电电池12电量不足时，所述的控制器11关闭所述的真空吸尘电机14、侧面毛刷驱动电机15和底部毛刷驱动电机16；

(7)、所述的空调管道清洁机器人经过所述的磁条19，所述的磁感应传感器10输出有效信号给所述的控制器11，所述的控制器11判定清洁工作结束，关闭所述的真空吸尘电机14、侧面毛刷驱动电机15和底部毛刷驱动电机16，并通过所述的蜂鸣器17的鸣叫和LED灯18的闪烁提示操作者。

综上所述，空调管道清洁机器人根据抽象的环境模型能够自动进行空调管道的清洁，自动识别清扫结束条件，免除了冗长的电缆，大大增加了工作的范围，具有自动化程度高，清扫覆盖率高，控制方法简单的优点。

Claims (6)

1.空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，所述的空调管道清洁机器人包括车架，所述车架上设置了两个驱动轮和与所述的驱动轮连接两个驱动轮电机、一个支撑轮，安装在前方的前视障碍物检测传感器，安装在左侧的侧视障碍物检测传感器，真空吸尘电机和条形吸口，底部毛刷和底部毛刷驱动电机，侧面毛刷和侧面毛刷驱动电机，以及提供电源的可充电电池，所述的驱动轮上安装编码器，还包括蜂鸣器和LED灯，所述的驱动轮电机、编码器、前视障碍物检测传感器、侧视障碍物检测传感器、真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机、底部毛刷驱动电机、蜂鸣器和LED灯，与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述驱动轮的速度和方向来实现所述的空调管道清洁机器人的***，并且可以计算相对移动距离和检测前方和侧面的障碍物距离，其特征在于：在所述的车架底部设置磁感应传感器，所述的磁感应传感器与所述的控制器连接；所述的空调管道清洁机器人通过以下步骤进行空调管道的清洁：

(1)、所述的空调管道清洁机器人被放置在起始位置，左侧贴着管道壁，所述的控制器开启所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机；

(2)、所述的空调管道清洁机器人依靠所述的侧视障碍物检测传感器与所述的管道壁保持一定距离，保持前进；

(3)、在所述的起始位置放置一根磁条；

(4)、如果所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，所述的空调管道清洁机器人向左旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到所述的管道壁，继续前进；

(5)、如果所述的前视障碍物检测传感器检测到所述的管道壁，向右方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，继续前进；

(6)、当所述的控制器检测到所述的可充电电池电量不足时，所述的控制器关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机；

(7)、所述的空调管道清洁机器人经过所述的磁条，所述的磁感应传感器输出有效信号给所述的控制器，所述的控制器判定清洁工作结束，关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机，并通过所述的蜂鸣器的鸣叫和LED灯的闪烁提示操作者。

2.根据权利要求1所述的空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，其特征是：所述的侧视障碍物检测传感器可安装在所述的空调管道清洁机器人的右侧，所述的控制方法包括以下步骤：

(1)、所述的空调管道清洁机器人被放置在起始位置，右侧贴着所述的管道壁，所述的控制器开启所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机；

(2)、所述的空调管道清洁机器人依靠所述的侧视障碍物检测传感器与所述的管道壁保持一定距离，保持前进；

(3)、在所述的起始位置放置一根磁条；

(4)、如果所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，所述的空调管道清洁机器人向右旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到所述的管道壁，继续前进；

(5)、如果所述的前视障碍物检测传感器检测到所述的管道壁，向左方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，继续前进；

(6)、当所述的控制器检测到所述的可充电电池电量不足时，所述的控制器关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机：

(7)、所述的空调管道清洁机器人经过所述的磁条，所述的磁感应传感器输出有效信号给所述的控制器，所述的控制器判定清洁工作结束，关闭所述的真空吸尘电机、侧面毛刷驱动电机和底部毛刷驱动电机，并通过所述的蜂鸣器的鸣叫和LED灯的闪烁提示操作者。

3.根据权利要求1所述的空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，其特征是：所述的前视障碍物检测传感器和侧视障碍物检测传感器设置为超声波测距传感器。

4.根据权利要求1所述的空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，其特征是：所述的前视障碍物检测传感器和侧视障碍物检测传感器设置为红外线测距传感器。

5.根据权利要求1所述的空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，其特征是：所述的侧面毛刷的长度可根据空调管道的宽度进行长度调整，所述底部毛刷和侧面毛刷的长度之和等于或者大于所述空调管道的宽度的1/2。

6.根据权利要求1所述的空调管道清洁机器人清扫路径的控制方法，其特征是：所述的底部毛刷设置在所述的条形吸口的前端。

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