一种交互式机械手及其交互方法

本发明涉及机器人，更具体地说，它涉及一种交互式机械手及其交互方法。

背景技术：

1、对于清洁机器人来说其路径规划可以是由图像传感器或雷达传感器进行检测然后实时的规划路径，也可以是预先在需要作业的场地划定路径使其沿固定的路径行进，对于楼梯清洁机器人来说，由于其作业面为阶梯面，传统的对于平整底面标记路径的装置并不适用于对于楼梯作业面的标记；

2、楼梯属于复杂度较低的作业环境，而且楼梯清洁一般都是在无人行走的期间进行，也不需要考虑避障的问题，因此为了降低楼梯清洁机器人的控制系统以及控制算法的复杂度，降低楼梯清洁机器人的数据处理量，本发明通过在场地上进行实体标记来引导楼梯清洁机器人的行走和动作。

技术实现思路

1、本发明提供一种交互式机械手及其交互方法，解决相关技术中如何对于楼梯作业面标记划定清洁机器人的路径的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种交互式机械手，包括机械臂，机械臂设置于车体上，机械臂包括底座，底座的底部通过左右方向上设置的第一滑轨连接车体，车体上设有用于驱动底座沿第一滑轨移动的第一直线驱动机构；

3、所述车体的底部设有第一履带和第二履带，第一履带绕在两个第一履带轮上，第一履带轮通过第一轮轴转动的连接车体，车体上设有用于驱动第一履带轮转动的第一旋转动力源，第二履带绕在三个第二履带轮上，第二履带轮通过第二轮轴转动的连接轮架，轮架通过第三轮轴转动的连接车体，车体上设有用于驱动轮架转动的第二旋转动力源，轮架上设有用于驱动第二履带轮转动的第三旋转动力源；

4、底座通过第一转轴连接转座，转座通过第二转轴转动的连接第一臂的一端，第一臂的一端通过第三转轴转动的连接第二臂的一端，第二臂的另一端通过第四转轴转动的连接第三臂的一端，第三臂的另一端设有规划单元，规划单元包括箱体，箱体的中心设有一个与其固定连接第一主轴和一个与其转动连接的第二主轴，第一主轴与第二主轴为同轴设置，第一主轴与第三臂转动连接，第三臂上设有用于驱动第一主轴转动的驱动单元，第二主轴与第三臂固定连接；箱体的外部设有四个以第一主轴为中心均匀环形阵列分布的缸体，箱体的内部设有连通缸体的容腔，缸体的内部设有活塞；箱体的容腔内部设有第三主轴，第三主轴的一端连接盘体，另一端连接铰接座，盘体与第二主轴固定连接，活塞通过连杆与铰接座铰接；

5、活塞上设有连通孔，该连通孔的一端连接活塞外侧的缸体内部空间，另一端连接箱体的容腔，第二主轴的中心设有通孔，该通孔的一端连通箱体的容腔，另一端通过旋转接头连接供料管道；

6、缸体的外端两侧对称设有两个喷头，两个喷头分别通过第一阀门和第二阀门连接缸体内部空间，第一阀门的第一阀杆通过销轴与第一杠杆的一端铰接，第一杠杆的另一端通过销轴与第一伸缩杆的一端铰接，第一伸缩杆的另一端与第一滑杆铰接，第一滑杆插入箱体，并与箱体滑动连接；

7、第二阀门的第二阀杆通过销轴与第二杠杆的一端铰接，第二杠杆的另一端通过销轴与第二伸缩杆的一端铰接，第二伸缩杆的另一端与第二滑杆铰接，第二滑杆插入箱体，并与箱体滑动连接；

8、箱体内部设有第一转盘和第二转盘，第二转盘位于第一转盘的一侧，第一转盘与第二主轴固定连接，第二转盘的中心固定连接第一轴套，第一轴套与第二主轴滑动连接，第三臂上设有用于驱动第一轴套沿第二主轴的轴线移动的第二直线驱动机构；第一转盘上设有与第一滑杆配合的第一触发块，第二转盘上设有与第二滑杆配合的第二触发块；第一喷头的一侧设有第一距离传感器，第二喷头的一侧设有第二距离传感器；

9、规划单元的前端的第二距离传感器与第一距离传感器检测的距离差值小于或等于第二阈值，则第二直线驱动机构驱动第一轴套和第二转盘向靠近第一转盘的一侧移动，使第二转盘的第二触发块移动到第二滑杆所在的平面；

10、箱体顶部的缸体转动到箱体的前侧时，第一触发块和第二触发块分别打开第一阀门和第二阀门，使箱体的前侧的第一喷头和第二喷头均向楼梯的立面喷射标记涂料。

11、进一步地，所述供料管道连接用于存储标记涂料的储料箱。

12、进一步地，所述第一阀门和第二阀门均包括设于缸体上的阀腔，阀腔的内端通过阀口连通缸体内部空间，阀口上设有阀芯，第一阀门的阀芯连接第一阀杆，第二阀门的阀芯连接第二阀杆，第一阀杆和第二阀杆上均设套设有复位弹簧。

13、进一步地，所述第三主轴与第一主轴的轴线相互平行，第三主轴与第一主轴的轴线不在同一直线上。

14、进一步地，所述第一滑杆和第二滑杆的内端均设有球形头。

15、进一步地，所述第一滑杆和第二滑杆的内端均通过转轴连接滚轮。

16、进一步地，所述第三臂的两侧设有接近开关。

17、进一步地，所述第二触发块的外缘为弧面。

18、本发明提供一种清洁机器人的交互方法，包括以下步骤：

19、通过前述的交互式机械手沿楼梯爬升行走来向楼梯的立面喷射标记涂料；

20、清洁机器人沿喷射标记爬升楼梯；

21、清洁机器人在同一楼梯的立面能够识别到两个喷涂的标记，就判断该位置楼梯的立面高度大于清洁机器人的刷盘的直径，在当前位置上下移动刷盘来清洁当前位置的楼梯的立面；

22、如果清洁机器人在同一楼梯的立面能够识别到一个喷涂的标记，就判断该位置楼梯的立面高度小于清洁机器人的刷盘的直径，不需要上下移动刷盘来清洁当前位置的楼梯的立面。

23、本发明的有益效果在于：

24、本发明能够自动化的完成对于楼梯作业面的标记，能够基于楼梯立面高度适应的调整标记的形式，不仅能够引导楼梯清洁机器人的行走，还能够引导楼梯清洁机器人的清洁盘的动作；

25、通过实体标记的方式来引导楼梯清洁机器人的行走和清洁盘的动作，使得楼梯清洁机器人不需要依靠高精度地图以及复杂的算法。

技术特征：

1.一种交互式机械手，其特征在于，包括机械臂，机械臂设置于车体上，机械臂包括底座，底座的底部通过左右方向上设置的第一滑轨连接车体，车体上设有用于驱动底座沿第一滑轨移动的第一直线驱动机构；

2.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述车体的底部设有第一履带和第二履带，第一履带绕在两个第一履带轮上，第一履带轮通过第一轮轴转动的连接车体，车体上设有用于驱动第一履带轮转动的第一旋转动力源，第二履带绕在三个第二履带轮上，第二履带轮通过第二轮轴转动的连接轮架，轮架通过第三轮轴转动的连接车体，车体上设有用于驱动轮架转动的第二旋转动力源，轮架上设有用于驱动第二履带轮转动的第三旋转动力源。

3.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述供料管道连接用于存储标记涂料的储料箱。

4.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述第一阀门的第一阀杆通过销轴与第一杠杆的一端铰接，第一杠杆的另一端通过销轴与第一伸缩杆的一端铰接，第一伸缩杆的另一端与第一滑杆铰接，第一滑杆插入箱体，并与箱体滑动连接；

5.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述第三主轴与第一主轴的轴线相互平行，第三主轴与第一主轴的轴线不在同一直线上。

6.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述第一滑杆和第二滑杆的内端均设有球形头。

7.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述第一滑杆和第二滑杆的内端均通过转轴连接滚轮。

8.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述第三臂的两侧设有接近开关。

9.根据权利要求1所述的一种交互式机械手，其特征在于，所述第二触发块的外缘为弧面。

10.一种清洁机器人的交互方法，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及机器人技术领域，公开了一种交互式机械手，包括机械臂，机械臂设置于车体上，机械臂包括第三臂，第三臂一端设有规划单元，规划单元包括箱体，箱体的中心设有一个与其固定连接第一主轴和一个与其转动连接的第二主；箱体的外部设有四个以第一主轴为中心均匀环形阵列分布的缸体，箱体的内部设有连通缸体的容腔，缸体的内部设有活塞；缸体的外端两侧对称设有两个喷头，两个喷头分别通过第一阀门和第二阀门连接缸体内部空间；本发明能够自动化的完成对于楼梯作业面的标记，能够引导清洁机器人的行走，还能够引导清洁机器人的清洁盘的动作。技术研发人员：张洪博,隋昊翰受保护的技术使用者：湖北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10