一种机器人悬崖控制方法、电子设备及清扫机器人与流程

专利2026-06-21  3


本发明涉及清扫设备的,尤其涉及一种机器人悬崖控制方法、电子设备及清扫机器人。


背景技术:

1、光伏发电是一种可持续再生的清洁能源,需要数量巨大的光伏发电板构成太阳能电池方阵,如果灰尘或积雪附着在太阳能光伏板表面,就会影响光线的透射率,降低发电的效率;同时灰尘还会在太阳能光伏板局部降低其的发电效率。市场上提供了多种清扫机器人,用于光伏板的清扫。

2、传统的机器人控制,多是通过距离传感器获取距离信息,判断是否有悬崖,例如专利申请号cn202310838239.5提供了一种悬崖检测方法,机器人上安装有距离传感器,距离传感器用于测量距离传感器与目标区域之间的测量距离,目标区域为距离传感器发射的测量信号所能照射的前方地面区域;获取距离传感器采集的测量距离;若测量距离大于或等于参考距离,则确定目标区域为悬崖。其在距离传感器检测的目标区域与距离传感器之间的测量距离可以准确地确定目标区域是否为悬崖,但其更多的是针对轮式移动机构作为行走机构的情况,没有考虑到光伏板有一定倾斜性、光伏板的作业场景环境比较差的情况。针对光伏板清扫的应用场景,可以通过吸盘行走机构,使得清扫机器人可在光伏板表面移动和自动清扫。但是,将传统的机器人悬崖控制方法应用于吸盘行走机构时,由于并没有考虑到吸盘行走机构的吸盘一旦吸附到边框上清扫机器人就会出现打滑的情况,降低了清扫机器人的悬崖转向的稳定性。

3、因此,亟须提供一种机器人悬崖控制方法、电子设备及清扫机器人,解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本技术提供了一种机器人悬崖控制方法、电子设备及清扫机器人,用于解决相关技术中仅关注轮式移动机构作为行走机构的清扫机器人的悬崖控制,并没有考虑到吸盘行走机构的吸盘吸附约束条件,影响清扫机器人的悬崖时转向的稳定性的问题。

2、为实现上述目的,本技术是通过如下技术方案来实现的:

3、本技术提供了一种机器人悬崖控制方法,所述机器人悬崖控制方法适用于光伏板阵列的光伏板清扫的清扫机器人,所述清扫机器人包括机器人本体和吸盘行走机构,所述吸盘行走机构包括多个超声波检测模块、设有主吸盘的主行走臂和设有副吸盘的两个副行走臂,所述吸盘行走机构用于使所述清扫机器人在光伏板上移动;所述超声波检测模块分别设置在所述副行走臂远离所述主行走臂方向的最前端;所述机器人悬崖控制方法包括:

4、获取光伏板之间的缝隙信息、所述吸盘行走机构的吸盘吸附约束条件和所述清扫机器人的清扫计划信息,所述缝隙信息包括每个光伏板的位置信息和相邻光伏板之间的缝隙距离,所述清扫计划信息包括作用于光伏板的清扫计划的路径参数;

5、在清扫计划信息对应的本次光伏板清扫过程中,通过超声波检测模块测量正在清扫的光伏板的回波信号,以实时获取正在清扫的光伏板的边界信息;

6、根据所述边界信息和所述缝隙信息,判断正在清扫的光伏板行进方向还有没有相邻的光伏板;

7、当判断行进方向没有相邻的光伏板时,根据所述边界信息、所述缝隙信息和所述吸盘吸附约束条件,获取符合所述清扫计划信息的悬崖调整策略,并基于所述悬崖调整策略生成行进调整指令控制所述吸盘行走机构调整行进方向。

8、该技术方案的有益效果在于,相对于现有技术中,仅关注距离传感器采集的测量距离相对于参考距离是否合理,忽略了吸盘吸附约束条件对吸盘行走机构转向的要求,本实施例结合清扫计划信息,综合考虑实时边界信息、缝隙距离和吸盘吸附约束条件,评估当前环境下可行的调整方案,以更好地适应光伏板布局和吸盘行走机构的行走、转向要求,提高清扫效率和效果,转向的稳定性更好。由于超声波检测模块设置在副行走臂的最前端,清扫机器人能够更早地探测到光伏板边缘,从而更有效地避免跌落或碰撞,提高了安全性。配合机器人悬崖控制方法,主吸盘和副吸盘的配置允许机器人在光伏板上进行转向(左转、右转或反方向转向),而不仅仅是直线移动,增加了清扫机器人的灵活性和适应性。通过精确的边缘检测和及时的行走方向调整,清扫机器人减少了跌落的风险,从而降低了设备损坏的可能性,延长了设备的使用寿命。

9、优选的,当判断行进方向没有相邻的光伏板时,所述根据所述边界信息、所述缝隙信息和所述吸盘吸附约束条件,获取符合所述清扫计划信息的悬崖调整策略,包括:

10、根据所述清扫计划信息,判断所述清扫机器人是否完成当前光伏板阵列的清扫;

11、当已经完成当前光伏板阵列的清扫时,根据所述边界信息、所述缝隙信息和所述吸盘吸附约束条件获取悬崖调整策略,控制所述吸盘行走机构待机或调整行进方向为反方向进行移动;

12、当没有完成当前光伏板阵列的清扫时,根据所述清扫计划信息提供的清扫方向,控制所述吸盘行走机构调整行进方向为向左或向右进行移动。

13、该技术方案的有益效果在于,通过智能判断和及时调整行进方向,确保机器人在未完成清扫任务时能够及时调整方向继续清扫,而在完成清扫后能够迅速撤离,提高了整体的清扫效率。自动化的策略获取和行走机构控制减少了对人工操作的依赖,降低了人工成本和操作复杂性。

14、优选的,所述根据所述清扫计划信息提供的清扫方向,控制所述吸盘行走机构调整行进方向为向左或向右进行移动,包括:

15、获取位置策略映射关系,所述位置策略映射关系包括预设调整策略与主吸盘和光伏板边缘的距离之间的对应关系;

16、基于所述边界信息和所述副行走臂的展开距离,确定所述主吸盘相对于光伏板边缘的实际距离;

17、根据所述主吸盘相对于光伏板边缘的实际距离,从所述位置策略映射关系中获取对应的预设调整策略作为悬崖调整策略。

18、该技术方案的有益效果在于,通过智能调整行进方向,优化了清扫路径,减少了无效移动,提高了清扫效率。

19、优选的,所述根据所述清扫计划信息,判断所述清扫机器人是否完成当前光伏板阵列的清扫,包括:

20、根据所述清扫计划信息,得到所述清扫机器人需要清扫的光伏板阵列中光伏板的位置信息以及每块光伏板的标识;

21、通过设置于吸盘行走机构的码盘获取所述清扫机器人的已清扫的光伏板,并对其标识进行标记,当所有光伏板的标识均进行标记时认为所述清扫机器人已经完成当前光伏板阵列的清扫。

22、该技术方案的有益效果在于,通过精确记录每块光伏板的清扫状态,确保了清扫工作的完整性和准确性,避免了遗漏或重复清扫。自动化的清扫状态跟踪和标记减少了人工干预的需求,提高了清扫过程的自动化程度。

23、优选的,所述根据所述边界信息和所述缝隙信息,判断正在清扫的光伏板行进方向还有没有相邻的光伏板,包括:

24、根据所述边界信息获取实际缝隙距离,将所述实际缝隙距离与所述缝隙信息中的每个缝隙距离进行比对;

25、当所述实际缝隙距离大于每个所述缝隙距离时,认为正在清扫的光伏板行进方向没有相邻的光伏板;

26、当所述实际缝隙距离不大于至少一个缝隙距离,且所述边界信息对应的实际缝隙距离不增长时,认为正在清扫的光伏板行进方向有相邻的光伏板。

27、该技术方案的有益效果在于,相较于与单一的一个预定距离进行比对,本实施例是将实际测量与每个光伏板对应的预存数据比对,提高了判断是否有相邻光伏板的准确性,从而减少误判的可能性。准确地判断使得机器人能够及时调整清扫路径,避免不必要的边缘试探,提高清扫效率。通过减少不必要的移动和试探行为,清扫机器人的能量消耗得到优化,延长了单次充电后的工作时间。

28、优选的,当认为正在清扫的光伏板行进方向有相邻的光伏板时,所述方法还包括:

29、判断所述边界信息对应的实际缝隙距离与所述缝隙信息中的当前光伏板和相邻光伏板之间的缝隙距离的差值是否在预设差值范围内;

30、当不在预设差值范围内时,开始统计并将统计次数加一;

31、检测所述统计次数是否大于预设统计次数,当所述统计次数大于所述预设统计次数时,对所述统计次数进行清零处理,并向管理人员的终端设备发送缝隙距离提示信息,所述缝隙距离提示信息用于提醒所述管理人员关注所述超声波检测模块的边界信息获取能力。

32、该技术方案的有益效果在于,通过实时监测和比对实际与预存的缝隙距离,统计和提示异常,能够实现预防性维护,减少因超声波检测模块故障导致的清扫效率下降或事故发生。进一步地,考虑到作业环境的恶劣,可以适应环境变化或设备老化带来的影响,通过及时地提示和维护,保持清扫机器人的高效运行。自动化的监测和提示减少了人工定期检查的需求,降低了维护成本和时间。通过及时发现和处理潜在的测量误差,提高了清扫机器人作业的安全性。

33、优选的,当在预设差值范围内时,所述方法还包括,利用所述实际缝隙距离对所述缝隙信息中对应的缝隙距离进行更新。

34、该技术方案的有益效果在于,通过动态更新缝隙信息,能够保持缝隙距离的准确性。环境或设备的变化可能导致实际缝隙距离与初始信息不符,动态更新机制使得清扫机器人能够适应这些变化,无需人工重新测量和输入数据。准确的缝隙信息有助于清扫机器人更有效地规划清扫路径。自动化的数据更新减少了人工测量和数据输入的需求,降低了人工成本和出错概率。

35、本技术还提供了一种电子设备,包括一个或多个处理器以及存储器;一个或多个程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行上述任一所述的方法。

36、本技术还提供了一种清扫机器人,所述清扫机器人包括机器人本体和吸盘行走机构,所述清扫机器人还包括上述所述的电子设备。

37、本技术还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一所述的方法的步骤。


技术特征:

1.一种机器人悬崖控制方法,所述机器人悬崖控制方法适用于光伏板阵列的光伏板清扫的清扫机器人,所述清扫机器人包括机器人本体和吸盘行走机构,所述吸盘行走机构包括多个超声波检测模块、设有主吸盘的主行走臂和设有副吸盘的两个副行走臂,所述吸盘行走机构用于使所述清扫机器人在光伏板上移动;

2.根据权利要求1所述的机器人悬崖控制方法,其特征在于,当判断行进方向没有相邻的光伏板时,所述根据所述边界信息、所述缝隙信息和所述吸盘吸附约束条件,获取符合所述清扫计划信息的悬崖调整策略,包括:

3.根据权利要求2所述的机器人悬崖控制方法,其特征在于,所述根据所述清扫计划信息,判断所述清扫机器人是否完成当前光伏板阵列的清扫,包括:

4.根据权利要求2所述的机器人悬崖控制方法,其特征在于,所述根据所述清扫计划信息提供的清扫方向,控制所述吸盘行走机构调整行进方向为向左或向右进行移动,包括:

5.根据权利要求1所述的机器人悬崖控制方法,其特征在于,所述根据所述边界信息和所述缝隙信息,判断正在清扫的光伏板行进方向还有没有相邻的光伏板,包括:

6.根据权利要求5所述的机器人悬崖控制方法,其特征在于,当认为正在清扫的光伏板行进方向有相邻的光伏板时,所述方法还包括:

7.根据权利要求6所述的机器人悬崖控制方法,其特征在于,当在预设差值范围内时,所述方法还包括,利用所述实际缝隙距离对所述缝隙信息中对应的缝隙距离进行更新。

8.一种电子设备,其特征在于,包括一个或多个处理器以及存储器;一个或多个程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行权利要求1-7任一所述的方法。

9.一种清扫机器人,所述清扫机器人包括机器人本体和吸盘行走机构,所述吸盘行走机构包括多个超声波检测模块、设有主吸盘的主行走臂和设有副吸盘的两个副行走臂,所述吸盘行走机构用于使所述清扫机器人在光伏板上移动;

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法的步骤。


技术总结
本申请涉及一种机器人悬崖控制方法、电子设备及清扫机器人。机器人悬崖控制方法包括:获取光伏板之间的缝隙信息、吸盘行走机构的吸盘吸附约束条件和清扫机器人的清扫计划信息;通过超声波检测模块测量正在清扫的光伏板的回波信号;根据边界信息和缝隙信息,判断正在清扫的光伏板行进方向还有没有相邻的光伏板;当判断行进方向没有相邻的光伏板时,根据边界信息、缝隙信息和吸盘吸附约束条件,获取符合清扫计划信息的悬崖调整策略,并基于悬崖调整策略生成行进调整指令控制吸盘行走机构调整行进方向。本申请结合清扫计划信息,综合考虑实时边界信息、缝隙距离和吸盘吸附约束条件,评估当前环境下可行的调整方案,转向的稳定性更好。

技术研发人员:卢新城,沈象波,陈家耕,高颖,沈象超,胡智雄,李志生
受保护的技术使用者:苏州翼博特智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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