弹片参数确定方法、前撞组件及扫地机器人与流程

本公开涉及扫地机器人，具体涉及一种弹片参数确定方法、前撞组件及扫地机器人。

背景技术：

1、现如今，扫地机器人作为智能家居的代表产品已经逐步普及，随着激光雷达、结构光等3d成像技术在扫地机器人上的应用，使其避障水平得到较大提升。但是，由于机器人视觉盲区的存在以及清扫场景的复杂性，用于应对随机碰撞的前撞组件依旧不可或缺。

2、相关技术中，扫地机器人的前撞组件的设计存在经验性和盲目性，容易造成碰撞缓冲板运动卡涩，从而系统报故障。

技术实现思路

1、为提高扫地机器人的前撞组件的服役性能，优化扫地机器人应对随机碰撞的能力，本公开实施方式提供了一种弹片参数确定方法及装置、前撞组件、扫地机器人。

2、第一方面，本公开实施方式提供了一种弹片参数确定方法，所述弹片应用于扫地机器人的前撞组件中，其用于支撑所述前撞组件的撞板，所述方法包括：

3、获取所述撞板在初始状态下受到的第一弹力估计值，所述撞板在碰撞回弹状态下受到的第二弹力估计值，以及所述弹片在碰撞过程中的预设压缩行程；所述初始状态是指所述前撞组件未受到碰撞的状态，所述碰撞回弹状态是指所述前撞组件碰撞过程中所述撞板开始回弹的状态，所述弹力估计值是指所述弹片作用在所述撞板上的弹力的估计值；

4、根据所述第一弹力估计值、所述第二弹力估计值以及所述弹片的预设压缩行程，确定所述弹片的参数匹配关系；所述参数匹配关系表示所述弹片的至少两个参数的对应关系；

5、根据所述参数匹配关系确定所述弹片的目标参数。

6、在一些实施方式中，获取所述第一弹力估计值的过程，包括：

7、获取在初始状态下，所述撞板受到所述扫地机器人本体施加的第一阻力分量和第二阻力分量；所述第一阻力分量是沿所述撞板切向的阻力分量，所述第二阻力分量是沿所述撞板法向的阻力分量；

8、根据所述第一阻力分量确定第一弹力分量，根据第二阻力分量确定第二弹力分量；所述第一弹力分量是沿所述第一阻力分量反向的弹力分量，所述第二弹力分量是沿所述第二阻力分量反向的弹力分量；

9、根据所述第一弹力分量和所述第二弹力分量，确定所述第一弹力估计值。

10、在一些实施方式中，获取所述第二弹力估计值的过程，包括：

11、获取在碰撞回弹状态下，所述撞板受到所述扫地机器人本体施加的第一阻力分量和第二阻力分量；所述第一阻力分量是沿所述撞板切向的阻力分量，所述第二阻力分量是沿所述撞板法向的阻力分量；

12、根据所述第一阻力分量确定第三弹力分量，根据第二阻力分量确定第四弹力分量；所述第三弹力分量是沿所述第一阻力分量反向的弹力分量，所述第四弹力分量是沿所述第二阻力分量反向的弹力分量；

13、根据所述第三弹力分量和所述第四弹力分量，确定所述第二弹力估计值。

14、在一些实施方式中，所述根据所述第一弹力估计值、所述第二弹力估计值以及所述弹片的预设压缩行程，确定所述弹片的参数匹配关系，包括：

15、预先基于弹片挠度、弹片参数以及弹力值分别得到所述初始状态下的第一表达式以及所述碰撞回弹状态下的第二表达式；

16、根据所述第一表达式和所述第二表达式，得到弹片由所述初始状态运动至所述碰撞回弹状态的压缩行程、弹力值变化以及弹片参数的对应关系；

17、将所述第一弹力估计值、所述第二弹力估计值以及所述预设压缩行程代入所述对应关系，得到所述弹片的参数匹配关系。

18、在一些实施方式中，所述弹片参数包括所述弹片的长度参数、弹性模量参数以及截面惯性矩参数；所述根据所述参数匹配关系确定所述弹片的目标参数，包括：

19、将所述弹片的所述长度参数、所述弹性模量参数以及截面惯性矩参数中的任意两个参数，代入所述参数匹配关系得到其余的一个参数。

20、在一些实施方式中，在所述根据所述参数匹配关系确定所述弹片的目标参数之后，所述方法还包括：

21、根据所述长度参数、所述弹性模量参数以及截面惯性矩参数，确定所述弹片在所述初始状态下的第一端截面转角，以及在所述碰撞回弹状态下的第二端截面转角；

22、根据所述第一端截面转角和所述第二端截面转角，确定所述弹片的端截面转角范围。

23、第二方面，本公开实施方式提供了一种前撞组件，应用于扫地机器人，所述前撞组件包括：

24、撞板，连接于所述扫地机器人的本体；和

25、弹片，一端连接于所述扫地机器人的本体，另一端抵接于所述撞板，并为所述撞板施加弹性力；其中，所述弹片的参数根据第一方面任意实施方式所述的方法确定。

26、在一些实施方式中，所述扫地机器人为圆形，所述撞板为设于所述扫地机器人前进方向前端的圆弧形板，所述弹片在所述撞板的抵接位置与圆心的第一连线，同平行于前进方向轴线的夹角大于30°。

27、第三方面，本公开实施方式提供了一种扫地机器人，包括：

28、本体；以及

29、前撞组件，设于所述本体上，所述前撞组件是根据第二方面任意实施方式所述的前撞组件。

30、在一些实施方式中，还包括碰撞感应组件，所述碰撞感应组件用于检测所述前撞组件发生碰撞的碰撞位置。

31、在一些实施方式中，所述碰撞感应组件包括霍尔感应阵列，所述霍尔感应阵列包括间隔部署于所述撞板上的多个磁性件，以及设于所述本体上与磁性件相对应的霍尔传感器。

32、第四方面，本公开实施方式提供了一种弹片参数确定装置，所述弹片应用于扫地机器人的前撞组件中，其用于支撑所述前撞组件的撞板，所述装置包括：

33、获取模块，被配置为获取所述撞板在初始状态下受到的第一弹力估计值，所述撞板在碰撞回弹状态下受到的第二弹力估计值，以及所述弹片在碰撞过程中的预设压缩行程；所述初始状态是指所述前撞组件未受到碰撞的状态，所述碰撞回弹状态是指所述前撞组件碰撞过程中所述撞板开始回弹的状态，所述弹力估计值是指所述弹片作用在所述撞板上的弹力的估计值；

34、关系确定模块，被配置为根据所述第一弹力估计值、所述第二弹力估计值以及所述弹片的预设压缩行程，确定所述弹片的参数匹配关系；所述参数匹配关系表示所述弹片的至少两个参数的对应关系；

35、参数确定模块，被配置为根据所述参数匹配关系确定所述弹片的目标参数。

36、在一些实施方式中，所述获取模块被配置为：

37、获取在初始状态下，所述撞板受到所述扫地机器人本体施加的第一阻力分量和第二阻力分量；所述第一阻力分量是沿所述撞板切向的阻力分量，所述第二阻力分量是沿所述撞板法向的阻力分量；

38、根据所述第一阻力分量确定第一弹力分量，根据第二阻力分量确定第二弹力分量；所述第一弹力分量是沿所述第一阻力分量反向的弹力分量，所述第二弹力分量是沿所述第二阻力分量反向的弹力分量；

39、根据所述第一弹力分量和所述第二弹力分量，确定所述第一弹力估计值。

40、在一些实施方式中，所述获取模块被配置为：

41、获取在碰撞回弹状态下，所述撞板受到所述扫地机器人本体施加的第一阻力分量和第二阻力分量；所述第一阻力分量是沿所述撞板切向的阻力分量，所述第二阻力分量是沿所述撞板法向的阻力分量；

42、根据所述第一阻力分量确定第三弹力分量，根据第二阻力分量确定第四弹力分量；所述第三弹力分量是沿所述第一阻力分量反向的弹力分量，所述第四弹力分量是沿所述第二阻力分量反向的弹力分量；

43、根据所述第三弹力分量和所述第四弹力分量，确定所述第二弹力估计值。

44、在一些实施方式中，所述关系确定模块被配置为：

45、预先基于弹片挠度、弹片参数以及弹力值分别得到所述初始状态下的第一表达式以及所述碰撞回弹状态下的第二表达式；

46、根据所述第一表达式和所述第二表达式，得到弹片由所述初始状态运动至所述碰撞回弹状态的压缩行程、弹力值变化以及弹片参数的对应关系；

47、将所述第一弹力估计值、所述第二弹力估计值以及所述预设压缩行程代入所述对应关系，得到所述弹片的参数匹配关系。

48、在一些实施方式中，所述弹片参数包括所述弹片的长度参数、弹性模量参数以及截面惯性矩参数；所述参数确定模块被配置为：

49、将所述弹片的所述长度参数、所述弹性模量参数以及截面惯性矩参数中的任意两个参数，代入所述参数匹配关系得到其余的一个参数。

50、在一些实施方式中，所述参数确定模块被配置为：

51、根据所述长度参数、所述弹性模量参数以及截面惯性矩参数，确定所述弹片在所述初始状态下的第一端截面转角，以及在所述碰撞回弹状态下的第二端截面转角；

52、根据所述第一端截面转角和所述第二端截面转角，确定所述弹片的端截面转角范围。

53、本公开实施方式的弹片参数确定方法，包括获取撞板在初始状态下受到的第一弹力估计值，撞板在碰撞回弹状态下受到的第二弹力估计值以及弹片在碰撞过程中的预设压缩行程，根据第一弹力估计值、第二弹力估计值以及预设压缩行程确定弹片的参数匹配关系，根据参数匹配关系确定弹片的目标参数。本公开实施方式中，通过构建出用于表达弹片相关参数之间的参数匹配关系，从而提供针对弹片设计的客观标准，无需反复试验调试，即可设计出满足碰撞性能要求的弹片，使得前撞组件的设计过程具有指导性和针对性，可有效避免设计盲目性，提高前撞组件服役性能和产品研发效率，降低因碰撞产生的撞板异常故障报警风险。

技术特征：

1.一种弹片参数确定方法，其特征在于，所述弹片应用于扫地机器人的前撞组件中，其用于支撑所述前撞组件的撞板，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述第一弹力估计值的过程，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述第二弹力估计值的过程，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一弹力估计值、所述第二弹力估计值以及所述弹片的预设压缩行程，确定所述弹片的参数匹配关系，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述弹片参数包括所述弹片的长度参数、弹性模量参数以及截面惯性矩参数；所述根据所述参数匹配关系确定所述弹片的目标参数，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述根据所述参数匹配关系确定所述弹片的目标参数之后，所述方法还包括：

7.一种前撞组件，其特征在于，应用于扫地机器人，所述前撞组件包括：

8.根据权利要求7所述的前撞组件，其特征在于，

9.一种扫地机器人，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的扫地机器人，其特征在于，

11.一种弹片参数确定装置，其特征在于，所述弹片应用于扫地机器人的前撞组件中，其用于支撑所述前撞组件的撞板，所述装置包括：

技术总结
本公开涉及扫地机器人技术领域，具体提供了一种弹片参数确定方法、前撞组件及扫地机器人。一种弹片参数确定方法，包括获取第一弹力估计值、第二弹力估计值以及预设压缩行程，根据第一弹力估计值、第二弹力估计值以及预设压缩行程确定弹片的参数匹配关系，根据参数匹配关系确定弹片的目标参数。本公开实施方式中，通过构建出用于表达弹片相关参数之间的参数匹配关系，从而提供针对弹片设计的客观标准，无需反复试验调试，即可设计出满足碰撞性能要求的弹片，使得前撞组件的设计过程具有指导性和针对性，可有效避免设计盲目性，提高前撞组件服役性能和产品研发效率，降低因碰撞产生的撞板异常故障报警风险。

技术研发人员：张文涛,张天天
受保护的技术使用者：北京小米移动软件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5