1.一种楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,包括主控系统、激光雷达、视觉相机模组、四足驱动机构和平面驱动机构,激光雷达和视觉相机模组均安装于楼梯清扫机器人本体上,所述平面驱动机构安装楼梯清扫机器人本体底部,四足驱动机构安装于楼梯清扫机器人本体四角,所述激光雷达和视觉相机模组与所述主控系统电连接,所述激光雷达用于对周围环境进行建模,所述视觉相机模组用于识别灰尘垃圾以及卫生死角;通过激光雷达扫描和四足驱动机构力反馈感知融合识别场景信息,识别的场景信息分为楼梯和平坦地面;当场景信息为楼梯,设置为楼梯清扫模式,采用四足驱动机构进行步态移动,四足驱动机构以步态模式踏上一阶梯后,分别调节四足驱动机构的四足的弯曲角度,使楼梯清扫机器人本体前部接触踏面并与踏面平行,使平面驱动机构触地,进行踢面和踏面的清扫后,平面驱动机构驱动楼梯清扫机器人本体整体横向移动至下一位置;当场景信息为平坦地面,设置为普通清扫模式,使用平面驱动机构驱动;如果识别的场景信息,不对应楼梯清扫机器人当前清洁模式,则进行清洁模式转换;所述四足驱动机构,在清扫时,通过下压力的反馈大小来判断其污渍的清洁难易程度;四足驱动机构在步态移动行走时,通过沿障碍物边缘运动寻找最低的抬腿高度来估计障碍物的类型;在楼梯清扫模式下,通过所述四足驱动机构的前足姿态计算当前踏面的宽度,通过所述四足驱动机构的后足的支撑姿态角度计算当前踢面的高度。
2.根据权利要求1所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,所述平面驱动机构包括四个麦克纳姆轮和一个辅助万向轮,四个麦克纳姆轮和一个辅助万向轮分别设有驱动电机单独进行控制,形成完整驱动结构;所述四个麦克纳姆轮分别固定于楼梯清扫机器人本体底部四个边角一侧,所述辅助万向轮固定于所述楼梯清扫机器人本体底部,所述辅助万向轮的水平高度略于所述麦克纳姆轮。
3.根据权利要求1所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,所述四足驱动机构包括足端组件,所述足端组件与旋转边扫之间采用球形万向节连接且可以改变边刷旋转角度,所述球形万向节具有一定的阻尼。
4.根据权利要求3所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,所述足端组件最底端中心设置有小擦布。
5.根据权利要求3所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,所述楼梯清扫机器人本体上设有清扫机构,所述清扫机构包括吸尘滚筒、吹风滚筒、湿擦拭块和干擦拭块;所述吸尘滚筒、吹风滚筒、湿擦拭块和干擦拭块均水平设置于所述楼梯清扫机器人本体底部,所述旋转边扫设在所述足端组件末端;两侧前后的旋转边扫旋转方向朝向吸尘滚筒,将灰尘垃圾扫入吸尘滚筒中。
6.根据权利要求5所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,所述清扫机构还包括垃圾收集箱、清水箱和污水箱,所述垃圾收集箱位于所述楼梯清扫机器人本体顶面后端中间,所述清水箱位于所述楼梯清扫机器人本体顶面前端右侧,所述清水箱位于所述楼梯清扫机器人本体顶面前端左侧;所述清水箱底部通过水泵与所述湿擦拭块一端相接,所述污水箱底部通过水泵与所述湿擦拭块另一端相接。
7.根据权利要求6所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,所述楼梯清扫机器人本体内还设有垃圾感应器和水量感应器,垃圾感应器用于感应垃圾收集箱的垃圾容量,水量感应器用于感应清水箱和污水箱的水量。
8.根据权利要求1所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,其特征在于,所述四足驱动机构包括髋关节、大腿、小腿、足端组件,大腿末端与小腿前端旋转滑动连接,所述大腿前端与所述髋关节末端旋转滑动连接,所述足端组件与所述小腿末端旋转滑动连接,所述髋关节、大腿、小腿、足端组件各设有单独的驱动电机。
9.一种楼梯清扫机器人自适应控制方法,其特征在于,基于权利要求2所述的楼梯清扫机器人自适应控制系统,通过激光雷达扫描和四足驱动机构力反馈感知融合识别场景信息,识别的场景信息分为楼梯和平坦地面;当场景信息为楼梯,设置为楼梯清扫模式;当场景信息为平坦地面,设置为普通清扫模式,使用平面驱动机构驱动;如果识别的场景信息,不对应楼梯清扫机器人当前清洁模式,则进行清洁模式转换;
楼梯清扫模式下,四足驱动机构以步态模式踏上一阶梯后,四足驱动机构的两前足轻微接触踏面后收缩,使楼梯清扫机器人本体前部接触踏面并与踏面平行,使楼梯清扫机器人本体平面驱动机构的前部麦克纳姆轮触地,后部麦克纳姆轮悬空;先改变其旋转边扫角度实现踢面的清理,待到踢面清理完毕后,旋转边扫复位;通过主控系统控制四足驱动机构和平面驱动机构配合,使其前后运动,实现对当前身位下的踏面的清洁作业,完成当前身位清洁后,四足驱动机构的两后足略收缩,使辅助万向轮触地紧贴踏面边缘,并旋转至横向,辅助万向轮与前部麦克纳姆轮共同承载机身,同时麦克纳姆轮和辅助万向轮使得楼梯清扫机器人本体整体横向移动至一下身位,四足驱动机构的两后足半支撑,防止移动时楼梯清扫机器人本体出现滑动掉落翻转的情况;当前阶梯清理完毕后,四足驱动机构撑起楼梯清扫机器人本体,以步态行走的形式移动至下一阶梯,继续对下一阶梯进行清理,直到楼梯全部清理完成。
10.根据权利要求9所述的楼梯清扫机器人自适应控制方法,其特征在于,将四足驱动机构感知的踢面和踢面信息以及污渍和障碍物信息,反馈给主控系统与激光雷达建模数据融合创建地图并实时更新;所述四足驱动机构在正常水平地面作业情况下控制所述旋转边扫改变清扫角度和位置,对于狭窄环境和直角角落,利用四足驱动机构的协助控制旋转边扫伸入墙的死角进行清洁。