楼梯清洁机器人的爬楼规划研究

为使圆周平动脚式楼梯清洁机器人能完成稳定的下楼动作,该文研究了其爬楼步态规划方法.首先基于几何法建立机器人爬楼的运动学模型;然后将爬楼梯的过程分为2个阶段,并针对这2个阶段的运动机理分别采用不同的规划方法;再基于运动学模型计算出各关节的角度,并搭建PID控制系统对机器人进行控制;最后联合Adams和Matlab进行仿真验证.研究结果表明:楼梯清洁机器人能够实现稳定下楼功能.

一种“三段式”双头智能楼梯清洁机器人

多(高)层建筑中不仅楼梯台阶面要定期清洁,其休息平台也需要经常清扫,人力劳动强度大。针对这一问题,文章提出设计一种“三段式”双头智能楼梯清洁机器人,并制作了样机。“三段式”中的两侧导向模块(即双头)和中间清扫模块之间采用螺旋传动机构进行连接,各模块可单独升降。行走系统采用了swerve轮,实现0~360°全方位行走及导向功能。中间的清扫模块采用大功率吸尘装置,实现杂物清扫、吸尘等功能。三模块之间协同动作,配合超声测距、光电编码器、限位开关等多种传感器,不仅实现了不同高度楼梯的攀爬及下楼的功能,还能胜任在楼梯面、坡地、休息平台等多工作场景下清扫工作。设计的双头结构,让机器人不需要在休息平台处转弯,大大提高了清扫效率。

楼梯清洁机器人设计与研究

传统扫地机器人无法完成对楼梯的清洁,而人工清洁楼梯费时费力且有一定的安全隐患。首先设计了楼梯清洁机器人总体结构,采用了履带与麦克纳姆轮结合来实现平地行走和楼梯攀爬,通过吸尘机构及各硬件驱动控制电路和控制程序,使得楼梯清洁机器人可以自主进行楼梯的逐阶清洁,实现一定的路径规划,并且能够避障和防跌落,极大程度地减轻人力负担;其次设计了楼梯清洁机器人的驱动机构、扫地机构及拖地机构等关键模块;最后研究了楼梯清洁机器人的驱动过程。楼梯清洁机器人作为一种实现半自主或自主清洁、环保以及智能型的机器人,具有良好的应用前景和广泛的市场需求。

自爬升式楼梯清洁机的设计

人们对居住环境的卫生要求越来越高,如何更高效简便地打扫楼道也越来越引起人们重视。本文设计了一款自爬升式楼梯清洁机,其由行走机构、爬楼机构、清洁机构和控制模块等组成,并对以上机构和控制模块都进行了分析设计等。

楼梯清洁机器人从休息平台到下楼过渡方法的研究

楼梯清洁机器人面向实际应用需解决最关键的问题之一是机器人在休息平台需走多久才决定下楼。针对该问题,研究发现机器人经过较多次对往下楼梯的探空,休息平台的清扫覆盖率已达到保证,此时机器人可以下楼。为此通过计算机仿真,采用随机路径规划清扫,以探空次数作为参数,分析探空次数与机器人在休息平台内清扫覆盖率的关系。仿真结果表明,清扫覆盖率与机器人探空次数呈指数型分布,并且与楼梯尺寸存在一定关系,并最终建立了覆盖率的数学模型,给出了最佳的探空次数,当机器人探空到该次数,便可下楼,实现从平台遍历到下楼的过渡。该方法成本低廉,为楼层清扫的连续性奠定了基础,有利于将成果推向实际应用。

楼梯清洁机器人的结构设计

目前人工打扫楼梯需要较多人力和较长时间,是对人力资源的浪费。为了完成这项简单且重复的工作,设计了楼梯清洁机器人。它主要由车体、清洗刷子、上下楼梯装置、滑块机构组成,该机器人的机械传动部件布置合理,传动方式考虑了现实的工况,实现了对楼梯的自动清扫,节省了人力物力。

楼梯清洁机器人休息平台路径规划研究

楼梯清洁机器人的工作不仅是楼梯清扫,而且还要完成休息平台的遍历.犁田算法可使楼梯清洁机器人以最短路径覆盖楼梯休息平台,但机器人长方形的壳体不利于转身运动,需要与障碍物留出更多的安全距离,导致清扫覆盖率下降.针对这一问题,该文提出了一种基于犁田算法的改进路径规划,使机器人按“N”字形行走:当机器人遇到障碍物时,旋转一个角度θ,直至机器人再次遇到障碍物时反向旋转θ角.仿真结果表明:改进路径规划可以提高覆盖率、降低机器人的工作时间和耗能.

一种智能楼梯清洁机器人的设计与制作

针对现有扫地机器人无法适用于楼梯等典型阶梯地面清洁的问题,设计了一种基于Arduino的智能洁梯机器人。该机器人主要由Arduino核心控制芯片、传感器模块、电机驱动模块等组成。传感器模块用于采集阶梯和地面信息并传输至Arduino,通过电机驱动模块实现机器人本体移动、攀爬与清扫功能。样机测试表明该机器人实现楼梯攀爬、避障与清洁,性能稳定可靠,证明了该方案的有效性。

升降式楼梯清洁机器人的设计与分析

设计了一款升降式楼梯清洁机器人,该机器人以升降式爬楼梯结构为基本载体,利用前后两套弓形结构交替抬升与驱动完成楼梯攀爬。在后弓形结构中搭载扫地和拖地清洁装置,移动过程中同步进行扫地吸尘清洁与湿润擦拭清洁,从而实现攀爬和平移过程中对楼梯台阶踏步面的双重清洁。为保证楼梯清洁机器人运行性能,对核心组件如前支撑结构、吸尘风机与加压水泵等进行结构分析和强度校核,提出满足功能的最小参数需求。通过搭建实物装置进一步测试验证,升降式楼梯清洁机器人能够实现高效率且高洁净度的楼梯清洁,具备较好的市场应用前景和产品推广价值。

基于Pro/E的多功能楼梯清洁机的设计

设计了一种多功能楼梯清洁机,可以对楼道和楼梯进行清洁,改变了传统清洁机单一平地清洁的工作模式。采用快速插装方式实现楼梯与楼道清洁的转换,上下楼梯通过丝杠升降机构实现。结果表明,该装置可以实现尘推和本体的简单快速装卸,楼梯清洁操作简便、省力,可实现楼梯吸尘和拖地清洁的速度为每小时500 m^2,对于降低楼宇清洁的工作强度效果明显。

楼梯清洁机

为解决建筑通道楼梯打扫费时费力问题,楼梯清洁机应运而设计.该设计基于普通清洁的一种技术升级.通过爬行每层台阶,然后毛刷工作,打扫每一层台阶,拖净台阶.该设计起到了打扫,拖洗,与擦干与一体.并且在冬天解决拖地后有残余水分结冰行走难得问题.只需要一人控制方向即可完成一系列工作,操作简单,轻松实现清洁楼梯,代替人力.

基于Arduino的楼梯自适应式清洁机器人设计与实现

传统的扫地机器人无法完成对于楼梯的清洁,人工清洁楼梯费时费力且有一定的安全隐患。针对设计实现机器人自主爬楼清洁,采用了行星轮式机构与麦克纳姆轮的结合来实现平地行走和楼梯攀爬,加上吸尘机构以及各硬件驱动控制电路和控制程序的结合,使得机器人可以自主进行楼梯的逐阶清洁,实现一定的路径规划,并且能够避障和防跌落,极大程度地摆脱人为控制,减轻人力负担。通过相关程序和各驱动模块的链接,将程序所表达的功能通过Arduino电路板输送至相应模块以达到预期效果。通过硬件电路设计进行电机的驱动和控制,再由电磁离合器控制电路对麦克纳姆轮和行星架组成的行星轮进行控制,共同实现“平地清洁”和“楼梯清洁”,经过红外避障传感器和超声波传感器检测到的环境信息自主对相应工作做出调整,使机器人具有自适应的能力,通过电压检测电路及水平开关检测电路对机器人剩余电量和所处倾斜状态进行实时监测,确保机器人正常平稳运行。

新型仿人迈步式楼梯智能清洁车的设计

针对传统清洁车单一平面的工作模式,设计了一种新型仿人迈步式楼梯智能清洁车,其整体运动方式采用仿人迈步式,通过车轮无半径转向模块使车身在狭小的楼梯之间实现无半径转弯,机身升降模块来完成前身升降和后身辅助支撑轮的升降,重心调节模块和辅助支撑轮模块以实现整体机身的稳步前进,清洁系统模块来实现楼梯面的清扫、除尘和烘干等功能。提出一种基于自适应鲁棒控制器的混沌控制方法实现永磁同步电机系统高精度的位置追踪,仿真结果表明,自适应鲁棒非线性反馈控制器对外部负载转矩扰动具有更好的鲁棒性。

楼梯及地面扫拖一体机器人设计与研究

针对目前大部分扫拖机器人没有楼梯清洁功能的问题,设计了一种楼梯及地面扫拖机一体机器人。该机器人设置了3个高度可相对运动的模块,其中一侧模块采用吸尘方式实现扫地功能,另一侧模块基于中心对称的曲柄滑块机构设计完成拖地功能,中间模块基于皮带轮传动完成对两侧模块的升降功能,以实现机器人顺利攀爬楼梯。对机器人使用的电机进行计算并选型,然后采用有限元分析法对机器人的关键部件进行了强度和刚度校核,分析结果表明,所设计的机器人结构可满足使用要求。最后对该机器人进行了清洁试验,结果表明其能够平稳完成楼梯及地面扫拖任务,实现有效清洁,节约人力资源,改善生活卫生状况。