1.支持门槛检测的扫地机器人,其特征在于:包括机器人本体(2)和门槛检测系统,机器人本体(2)上设置有与门槛(9)的高度相配合的万向轮(5)及后轮(10),机器人本体(2)底部设有凸出底盘的底部吸嘴或中扫结构的凸起部(11),凸起部(11)位于万向轮(5)与后轮(10)之间;
所述的门槛检测系统包括沿墙检测组件、万向轮行走测距组件、碰撞检测组件、微控制器MCU和行走驱动组件:沿墙检测组件用于检测机器人本体(2)是否沿墙行走;万向轮行走测距组件用于判断机器人本体(2)是否在跨越门槛(9),同时用于测量门槛(9)的宽度;碰撞检测组件用于检测机器人本体(2)是否已行走到门槛(9)的终点;
沿墙检测组件、万向轮行走测距组件和碰撞检测组件分别与微控制器MCU的采样信号输入端连接,微控制器MCU的控制信号输出端连接行走驱动组件。
2.根据权利要求1所述的支持门槛检测的扫地机器人,其特征在于:还包括三轴磁阻传感器,三轴磁阻传感器固定安装在机器人本体(2)的机盖上,三轴磁阻传感器与微控制器MCU电连接;所述的行走驱动组件包括多个马达,各马达的外表面包覆有磁屏蔽组件。
3.根据权利要求1所述的支持门槛检测的扫地机器人,其特征在于:还包括前端红外探地传感器(1),前端红外探地传感器(1)设置于机器人本体(2)前端的底盘上,前端红外探地传感器(1)对地设置,前端红外探地传感器(1)与微控制器MCU电连接。
4.根据权利要求1所述的支持门槛检测的扫地机器人,其特征在于:所述的沿墙检测组件设置于机器人本体(2)的左右两个侧边上,包括红外发射器(3)和红外接收器(4),红外发射器(3)发射信号的方向朝向墙面,红外发射器(3)和红外接收器(4)分别与微控制器MCU电连接。
5.根据权利要求1所述的支持门槛检测的扫地机器人,其特征在于:所述的万向轮行走测距组件设置于万向轮(5)上,包括设置于万向轮(5)中轴上的多极磁环(6)和设置于多极磁环(6)两端的霍尔传感器(7),多极磁环(6)的外壁上包覆有磁屏蔽层(8),霍尔传感器(7)与微控制器MCU电连接。
6.扫地机器人门槛检测方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1:扫地机器人沿墙行走,当微控制器MCU检测到沿墙检测组件输出的沿墙信号丢失时,微控制器MCU输出控制信号给行走驱动组件,控制扫地机器人按墙的方向旋转,直到重新获得沿墙信号为止;
S2:扫地机器人继续沿墙行走,机器人本体(2)与地面平行,记录此时三轴磁阻传感器的读数;
S3:扫地机器人遇到门槛(9),在后轮(10)加力的驱动下,万向轮(5)爬上门槛(9),此时机器人本体(2)与地面不再平行,微控制器MCU检测到三轴磁阻传感器的读数发生变化;
S4:扫地机器人继续前行,万向轮(5)跨过门槛(9),门槛(9)顶在凸出底盘的凸起部(11)上,此时扫地机器人前端翘起,万向轮(5)不着地,处于悬空状态,微控制器MCU检测到霍尔传感器(7)输出的信号消失;
S5:继续前行,万向轮(5)重新着地,微控制器MCU重新接收到霍尔传感器(7)输出的信号;同时,机器人本体(2)回到与地面平行的状态,微控制器MCU检测到三轴磁阻传感器的读数变回原值;
S6:系统认定扫地机器人在过门槛(9),且万向轮(5)已越过门槛(9);
S7:微控制器MCU控制扫地机器人后退到门槛(9)以内或前进至整机跨越到门槛(9)以外;
S8:控制扫地机器人向墙体的反方向旋转90°,并作为万向轮行走测距组件测距的起点;
S9:控制扫地机器人沿门槛(9)前行,万向轮行走测距组件实时检测扫地机器人行走的距离,直到微控制器MCU接收到碰撞检测组件输出的碰撞信号为止,此时计算获得的行走距离即为门槛(9)的宽度。
7.根据权利要求6所述的扫地机器人门槛检测方法,其特征在于:还包括一个根据前端红外探地传感器(1)的信号辅助检测门槛的步骤,前端红外探地传感器(1)具有指定范围的检测距离,当扫地机器人前行至门槛位置时,前端红外探地传感器(1)的探头与门槛之间的距离小于其检测距离的最低门限值,微控制器MCU检测不到前端红外探地传感器(1)输出的信号,系统判断前方为门槛。
8.根据权利要求6所述的扫地机器人门槛检测方法,其特征在于:还包括一个预设门槛宽度范围以辅助检测门槛的步骤,判断计算得出的门槛宽度是否在预设的宽度范围内。
9.根据权利要求6所述的扫地机器人门槛检测方法,其特征在于:还包括一个根据马达消耗的电流值的变化辅助检测门槛的步骤,扫地机器人在撞到并越过门槛(9)时,马达消耗的电流值会增加。
10.根据权利要求6所述的扫地机器人门槛检测方法,其特征在于:所述万向轮行走测距组件实现测距的步骤包括以下子步骤:SS1:扫地机器人沿门槛(9)前行,多极磁环(6)围绕万向轮(5)中轴滚动;
SS2:霍尔传感器(7)感应到多极磁环(6)滚动产生的磁场;
SS3:微控制器MCU接收到霍尔传感器(7)输出的信号;
SS4:根据万向轮(5)转动一周输出脉冲的个数、单位时间收到的实际脉冲个数及万向轮(5)的外径周长,计算得出万向轮(5)的转速;
SS5:结合万向轮(5)的外径周长计算出扫地机器人的行走速度;
SS6:结合行走的时间计算出扫地机器人行走的距离。