全方位地面移动清扫机器人

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全方位地面移动清扫机器人全方位地面移动清扫机器人
高学山
徐殿国2
王 炎
周大威2
(1
.
北京理工大学智能机器人研究所 北京 1 0 0 0 8 1 ;
2
.
哈尔滨工业大学机器人研究所 哈尔滨 15 0 0 0 1 )
摘要:
提出-种全方位地面移动清扫机器人，
主要面向家庭和办公室等狭窄空间以及机场等人员众多的公共场所的清扫作业。
机器人包括移动系统、
吸尘清扫系统、
防撞感知系统、
电l 监测系统、
计算机控系统和无线邑系统等.
可通过半自主和人
工邑控制，
完成零半径转弯、
自主避障防撞、
自主电源管理和高效清扫等功能。
机器人的移动速度是将 4 个单独驱动的瑞
典车轮的速度矢t 进行合成而得到的，
对该运动方程的建立条件以及移动机构进行研究、
讨论，
并给出其中的关键控制参数。
机器人的吸尘清扫系统还具有气路可自主切换的特点，
能够集中高效地发挥吸尘泵的工作效率。
试验表明，
对于尘土 、
碎纸
屑和硬币等，
容易被吸入 ，
效果明显 。
通过对机器人的移动速度、
移动轨迹偏差、
避障和清扫等方面的测试，
表明该机器人
全方位移动灵活、
控制可靠、
避障能力强并且清扫干净。
关健词:
移动机器人 吸尘机器人 全方位移动 机器人控制
中圈分类号:
T P2 4
O m n i
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d ir ee ti o n a lMo b i l e R o b o t f o r Flo o r C lea n i n g
G A O X u esha n X U D ia n g u o 橙N G 、 r an Z H O U D aw ei
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T h e eo n d i t i o n o f t h e
k i n e m a t i e e qu a ti o n a n d t h e m o vi n g
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吃 R O b o t e o n t r o l
0 前言
大型公共场所的地面清扫工作-直是-项繁重
的体力劳动，
人工清扫费时费力，
且工作效率也不
是很高。
近十几年来，
人们不断地尝试应用机器人
代替人来从事此项工作。
目前，
在-些发达国家，
.
香港中文大学合作研究项 目资助。
2 0 0 7 0 8 肠收到初稿，
2 0 0 80 1 2 5 收到
修改稿
早己开始采用服务机器人对工厂、
车站、
机惩办
公 室 等 宽 阔地 面 进 行 清 扫 工 作 。
Jo N E s l l 和
sc H R 人f T 等[ 2 ] 介绍了移动机器人和服务机器人的
应用状况。
日本的东日本铁路公司、
S h i n k 。 电器公
司和 H o w a
工业有限公司联合研制出了用于车站地
面清扫的机器人，
通过超声测距传感器，
不断探测
机器人与墙壁的距离进行定位，
从而完成对大厅地
面的往复清扫。
松下公司的自动吸尘器可清扫砖地 、
木质地板及地毯地面。
2 0 世纪 9 0 年代初美国的
D e l m i n g 公司与 W i
n
d s o r 工业公司研制出-种名为