楼梯清扫策略及技术运用研究＊

王 辉，罗 庆，王 鹏，王 涛，王 波，郭强龙

（1.兰州工业学院机电工程学院；2.兰州工业学院材料工程学院，甘肃 兰州 730050）

扫地机器人是一种智能清扫吸尘工具，是一种具有微处理系统的电动清洁机器人。其最早发明于美国，20 世纪90 年代在我国开始萌芽。现在市场上的自动扫地机器人主要品牌有台湾浦桑尼克、中国科沃斯、荷兰飞利浦、美国iRobot 等[1]。

扫地机器人作为其在机电设备方面重要的分支，却很少有相对成熟的技术针对楼梯清扫的机器人实现商用。而台阶结构一直以来都是普通扫地机器人在平时的清扫工作中难以跨越的障碍。各国针对这种对于扫地机器人来说特殊的运动环境，开发的楼梯清扫机器人主要有轮式、履带式、足式等[2]。虽然目前的楼梯清扫机器人具备了一定的楼梯清扫功能，但仍然具有结构复杂、性价比低、难以推广等诸多问题。因此研发一种结构简单、占地面积小、具备市场推广的楼梯清扫机器人很有必要。

1 整体方案设计

轨道式楼梯清扫机器人主要结构有运行轨道、驱动齿轮、驱动电动机、气动机械臂、气泵、吸尘机构、PLC 控制模块等，其三维结构如图1 所示。当机器人开始执行向上移动清扫工作时，驱动电机带动驱动齿轮转动，与轨道产生摩擦，带动机体进行爬升，同时传感器开始工作，不间断识别楼梯位置，当感应到正确的楼梯台面位置时发出信号，PLC 控制驱动电机停止运行，此时清扫机械臂伸出，吸尘电机启动执行清扫……