立面清洁机器人的开发是为了满足建筑维护和清洁的需求。攀爬垂直表面的能力是立面清洁机器人的关键要求之一。可以通过吸附在表面上爬上垂直表面的机器人是首选,因为这些机器人不需要额外的支撑结构。真空抽吸机构在这方面被广泛使用。由于积聚的负压作用在机器人上的吸力被这些机器人用于粘附。当压差下降到一定阈值时,机器人会掉下来或倾覆。相反,如果压差变得过高,过多的摩擦力会阻碍运动能力。此外,墙壁清洁机器人应该能够调整吸附力,以保持安全粘附和可靠运动之间的对称性,因为太低或过高的吸附力会分别阻碍吸附的安全性和运动的可靠性。因此,压差需要保持在所需范围内,以确保机器人的安全性和可靠性。然而,由于表面不规则而导致的空气泄漏的意外变化,真空系统建立的压力差可能会不可预测地变化。现有的使用真空抽吸机构进行吸附的立面清洁机器人不知道吸附状态,或者随后对其进行响应。
立面清洁机器人基于吸附感知调整真空功率的能力是机器人工作安全性和可靠性的关键因素。说的直白些就是压差的实施控制。机器人的算法调整吸力来将压差维持在首选范围内,事最难的工作。压差过高的情况会阻碍清洁机器人运动,因为驱动电机必须克服过多的摩擦力。相反,压差低则会导致更高的脱落风险,从而危及机器人的安全。如果不相应地调整真空,则在机器人在不同特性的表面上操作期间,压差将上升或下降到所需水平以下。因此当我们要清洗高楼时,机器人运行根据高度、被清洁表面的粗糙度,都需要有自我感知并迅速自我调整,被调整的就是真空电机的转速,转速不同就能产生不同的压差。要做到机器人自我感知,就需要炉火纯青的算法。
算法之前一定是架构一套推理逻辑,我比较倾向于模糊逻辑推理系统。即通过测量大气和真空吸盘内腔之间的压差来推断吸附量。当压差下降时,模糊推理系统会采取必要的措施来调整真空功率,以对抗由于负凹痕等情况下泄漏引起的压降。在抛光壁等情况下压差高于预期的情况下,真空的力量被模糊推理系统终止以抵消这种影响。此外,吸附感知用于调整真空功率,以将压力保持在所需范围内,从而提高安全性和可靠性。它还有助于提高机器人的效率。在实际工作过程中,机器人在立面的垂直上下运动和左右运动,自身也会产生不同的空气泄露量,比如垂直分量、偏角分量等,对这些量的感知和计算也必须研究和试验。
立面清洁机器人的漏气会随着不同建筑的表面特性而发生变化。因此,如果真空吸力保持恒定,则压差将偏离首选范围,以实现安全可靠的操作。低吸附力会增加机器人因脱落或倾覆而安全的风险。另一方面,吸附力过高会增加由于摩擦力过大而导致机器人驱动机构失速的风险。因此,建筑立面吸附运行清洁机器人调整真空功率以将压差维持在首选范围内的能力对于提高墙壁清洁机器人的安全性和可靠性至关重要。
使用模糊推理系统的开发策略。通过分析真空系统的当前压差和当前功率设置来建立吸附感知。当前的压差可以通过放置在立面清洁机器人真空腔室中的压力传感器来测量。维持吸附力以实现安全可靠运行所需的真空功率由基于已建立的吸附感知的模糊推理系统确定。
模糊推理系统开发前首先做到几个工作;首先架构一个机器人在立面运行的所有受力标记和受力分析。这个就要请我们的数学好的同志来各种受力和反作用力的计算啦,各种函数计算,本人是不行,呵呵。全部数学公式的推导都是为机器人运行做前期建模工作,将数学模型的条件语句转换为语言表达为非线性映射,开发出控制系统。也就是上面提到的自我感知系统。
所以说高楼清洁机器人中,采用吸附爬升(运行)的机器人需要市场落地和普及是非常难的。不是吸附动作量保持一个持续不变的真空度,也不是补充真空度这么简单。我写的这个只是吸附点不多的状态,如果实现多点独立吸附,同时多点通信协作运动,这个难度可想而知。本文纯属个人想法,不当之处多理解,毕竟文化程度不高。