机器人的浮动装置、机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人的浮动装置、机器人及其控制方法。

背景技术

机器人在不同的领域具有不同的用途。在建筑领域，可以在室内进行刷墙、刷漆，在日常生活中，还可以清洁地面、或消毒，在制造业也可以对工件进行打磨抛光，应用比较广泛。目前的机器人在工作时，对平整的工作面(物体待清洁的表面)处理效果较好，而对于高低不平的工作面，只能处理一部分。如清洁机器人，对平整的表面清洁效果好，而对于高低不平的工作面，清洁机器人的工具与工作面接触时一侧高一侧低，可能致使清洁机器人能将工作面较高一侧清洁，而较低一侧不能被清洁或清洁效果不好。应用在刷墙等其它领域的机器人，在高低不平的工作面工作时，也存在机器人对工作面处理效果不佳的问题，如刷墙机器人，可能会造成涂料在墙壁上涂抹不均。

发明内容

本发明的目的是至少解决目前的机器人在高低不平的工作面工作时，存在机器人对工作面处理效果不佳的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种机器人的浮动装置，包括：

支架，用于与机器人的机身可转动连接；

导向结构，设置于支架上；

作业工具组件，包括装载架和设置在装载架上的作业工具，装载架沿竖直方向相对于导向结构可滑动连接，作业工具组件设置为在工作面上工作时相对工作面运动；

作业工具组件设置为当工作面不平时，可相对导向结构上下移动和/或绕支架与机身之间的转动轴线转动。

根据本发明的一种机器人的浮动装置，作业工具组件可相对支架上下移动，支架可相对机器人的机身转动，在工作面不平时，作业工具组件可保持与工作面贴合，自适应工作面的高低不平，可以实现作业工具组件对工作面较好的处理效果。例如，当机器人为清洁机器人时，可以对工作面实现较好的清洁，当机器人为刷墙机器人时，可以实现涂料的均匀涂抹，当机器人为打磨机器人时，可以实现工件的均匀打磨。

另外，根据本发明的一种机器人的浮动装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，浮动装置还包括：

驱动机构，设置在支架上，驱动机构具有驱动连接部，驱动连接部与装载架连接，驱动机构用于驱动作业工具组件上下移动。

当作业工具组件不工作时，驱动机构将作业工具组件提起，当作业工具组件工作时，驱动机构将作业工具组件向下移动，通过驱动机构可以实现作业工具组件的工作模式与非工作模式的切换。

在本发明的一些实施例中，驱动连接部活动连接在装载架上，装载架内设有用于供驱动连接部上下移动的活动空间。

当驱动连接部在活动空间内向上移动至活动空间的最大位置时，驱动机构能够为作业工具组件上提供向上的作用力，以减小作业工具组件与工作面之间的压力；当驱动连接部向上移动至活动空间的最大位置并继续向上移动时，驱动机构将作业工具组件向上提起，如果应用在清洁机器人中，如工具为柔软的滚刷或滚布结构，驱动机构将作业工具组件提起后使工具不脱离工作面，以调节滚刷与工作面的接触力，也可以将工具组件提起后使工具脱离工作面，如果应用在其它机器人，驱动机构可以直接将作业工具组件提起使工具脱离工作面；当驱动连接部向下移动至活动空间的最大位置时，驱动机构能够为作业工具组件提供向下的作用力，以增大作业工具组件与工作面之间的压力,此时驱动机构可以以恒力输出作用在工具组件上。驱动机构的驱动连接部在装载架上具有活动空间，当驱动连接部在活动空间内向上或向下移动至最大位置时，可以实现作业工具组件与工作面之间的压力调节，并且驱动连接部活动连接在装载架上，当驱动连接部在活动空间内至未移动至最大位置时，作业工具组件可根据工作面的高低与机器人的机身相对转动和上下移动，以适应工作面的高低不平，与作业工具组件直接固定在机器人的机身相比，可以增加作业工具组件与工作面的接触面积。

在本发明的一些实施例中，装载架设有连接孔，连接孔形成活动空间，驱动连接部插装在连接孔的活动空间内，活动空间上下两侧间隔设置有两个相对的第一限位面，驱动连接部设有两个背对并间隔设置的第二限位面，每个第一限位面与每个第二限位面相对设置，且两个第一限位面的间距大于两个第二限位面的间距。

连接孔内设有两个第一限位面，驱动连接部设有两个第二限位面，两个第一限位面的间距大于两个第二限位面的间距，当驱动连接部向上移动时，一个第二限位面与其中一个第一限位面接触时，驱动机构可以提供向上的拉力，使第二限位面作用在第一限位面上，使作业工具组件受向上的拉力，可以减小作业工具组件与工作面的压力；同理，当驱动连接部向下移动时，第二限位面作用在第一限位面上，驱动机构可以向作业工具组件提供向下的压力，增加作业工具组件与工作面的压力，此时驱动机构可以以恒力输出作用在作业工具组件上；当两个第二限位面均不与两个第一限位面接触时，作业工具组件可以自适应工作面的高低不平，与作业工具组件直接固定在机器人的机身相比，可以增加作业工具组件与工作面的接触面积。

在本发明的一些实施例中，驱动机构包括电动推杆、电动缸、电液推杆或线性模组中的任意一者。

通过电动推杆、电动缸、电液推杆或线性模组中的任意一者，可以改进作业工具组件的向上或向下的受力大小，以实现机器人在不同的模式下进行切换。

在本发明的一些实施例中，浮动装置还包括：

第一连接件，设置在支架上；

第二连接件，设置在装载架上；

弹性件，被压缩地设置于第一连接件和第二连接件之间，且弹性件的被压缩方向与竖直方向相同。

通过弹性件的设置，可以增加作业工具组件与工作面的压力，以增加作业工具组件与工作面的压力，使机器人对工作面具有更好的处理效果。例如，机器人为清洁机器人，作业工具组件的工具可以为滚刷或擦布，弹性件可以增加滚刷或擦布的压力，可以实现对地面更好的清洁效果。

在本发明的一些实施例中，导向结构包括：

导杆，竖向设置于支架上，导杆上套设有弹性件，第一连接件位于所述导杆上远离所述作业工具组件的一端；

滑动件，沿竖直方向滑动设置在导杆上，滑动件与装载架上的第二连接件连接，弹性件的弹力作用在支架和第二连接件上。

弹性件插装在导杆上，不仅实现了作业工具组件相对支架的上下移动，并为作业工具组件提供向下的弹力，同时可以避免单独设置杆件将弹性件安装的麻烦，使结构更简单紧凑。

在本发明的一些实施例中，浮动装置还包括压力传感器，压力传感器设置在弹性件远离作业工具组件的一端，弹性件远离作业工具组件的一端与压力传感器的压力检测端抵靠设置。

压力传感器可以实现弹性件弹力的检测，可进一步方便作业工具组件与工作面之间压力的调节。

在本发明的一些实施例中，浮动装置还包括：

阻尼件，穿设在导杆上，且位于弹性件靠近作业工具组件的一端，弹性件靠近作业工具组件的一端与阻尼件抵靠设置。

在工作面不平时，阻尼件可以吸收弹性势能，可以使作业工具组件更平稳地工作，避免弹性势能释放过快。

在本发明的一些实施例中，导向结构还包括连接件，导杆通过连接件与支架连接。

连接件可以实现导杆与支架的连接，便于导杆在支架上的组装和拆卸。

在本发明的一些实施例中，浮动装置还包括障碍物识别装置，障碍物识别装置设于作业工具组件或支架上，用于识别机器人行进方向的障碍物；

和/或，浮动装置还包括材质传感器，材质传感器设于作业工具组件或支架上，用于识别工作面的材质；

和/或，浮动装置还包括脏污传感器，设于作业工具组件或支架上，用于检测工作面的脏污度。

障碍物识别装置可以对机器人的工作状态进行实时监测，当机器人前方出现障碍物时，可以进行越障。材质传感器可以检测工作面的材质，应用于清洁机器人时，可以根据工作面的材质调节工作面与作业工具组件的压力。脏污传感器可以检测工作面的脏污度，应用于清洁机器人时，可以根据工作面的脏污度，对工作面进行清洁。

本发明的第二方面提出了一种机器人，包括第一方面的浮动装置。

由于机器人包括第一方面浮动装置的特征，所起效果与上述相同，在此不再赘述。

在本发明的一些实施例中，机器人为清洁机器人，清洁机器人包括机身，支架与机身可转动连接，且二者的转动轴线与机身的行走方向相同。

机器人为清洁机器人，清洁机器人在工作面(待清洁物体的表面)清洁，第一方面的浮动装置可以实现作业工具组件与工作面压力的调节，以针对工作面的高低不平及不同的脏污度，具有保证较好的清洁效果。

在本发明的一些实施例中，机器人还包括：

脏污传感器，设于所述作业工具组件或所述支架上，用于检测工作面的脏污度；

压力传感器，用于采集作业工具组件的弹力；

材质传感器，设于所述作业工具组件或所述支架上，用于识别工作面的材质；

控制器，脏污传感器、压力传感器和材质传感器分别与控制器通讯连接，控制器根据弹力计算工作面和作业工具组件之间的压力值，并根据材质传感器识别的材质信息、脏污度的脏污值及压力值判断是否调节工作面和作业工具组件之间的压力。

控制器可以根据工作面的材质、脏污度及压力判断是否调节工作面和作业工具组件之间的压力。例如，不同材质的工作面对应设有多个预设脏污值预设区间，每个预设脏污值预设区间对应设有一个预设压力值，可以根据当前工作面的脏污值所对应的预设脏污值预设区间，判断当前工作面和作业工具组件之间的压力值是否等于预设压力值，当二者不相等，可以将当前的压力值调节至与预设压力值相等，当二者不相等，可以维持当前工作面和作业工具组件之间的压力值。

在本发明的一些实施例中，机器人还包括与控制器通讯连接的障碍物识别装置，障碍物识别装置用于识别机器人行进方向的障碍物，控制器还用于根据工作面的障碍物控制作业工具组件向上抬起。

障碍物识别装置可以识别工作面是否有障碍物，当工作面有障碍物，控制器控制作业工具组件向上抬起，可以避免作业工具组件被障碍物卡住。

本发明的第三方面提出了一种机器人的控制方法，该控制方法控制第一方面的机器人，该控制方法包括：

获取工作面的材质信息、工作面的脏污值及工作面和作业工具组件之间的压力值；

基于材质信息、脏污值和压力值判断是否调节工作面和作业工具组件之间的压力值。

通过材质信息、脏污值和压力值调节工作面和作业工具组件之间的压力值，可以根据材质和脏污度，设置不同的预设压力值，将工作面和作业工具组件之间的压力值调节至预设压力值，对于不同材质的工作面实现较好的清洁效果。

在本发明的一些实施例中，基于材质信息、脏污值和压力值判断是否调节工作面和作业工具组件之间的压力值，包括：

获取与不同材质信息对应的预设脏污值区间，以及与预设脏污值区间对应的预设压力值；

根据脏污值在预设脏污值区间内，且压力值与预设压力值相等，维持工作面和作业工具组件之间的压力值；

根据脏污值在预设脏污值区间内，且压力值与预设压力值不相等，调节工作面和作业工具组件之间的压力值至预设压力值。

由于不同材质的工作面，相同的脏污度所需表面的压力可能不同，因此，不同的材质信息对于设有相应的预设脏污值区间，预设脏污值区间对应设有预设压力值，根据预设压力值对工作面和作业工具组件之间的压力值进行调节，可以实现不同材质的工作面较好的清洁效果。

在本发明的一些实施例中，设置多个预设脏污值区间，为每个预设脏污值区间对应设置一个预设压力值。

可以根据脏污值所落入的预设脏污值区间，对工作面和作业工具组件之间的压力进行调节与预设压力值相等，可以实现根据脏污度对工作面进行较好的清洁效果。

在本发明的一些实施例中，控制方法还包括：

探测机器人的行进方向是否有障碍物；

根据所述工作面有障碍物，判断所述机器人能否跨越所述障碍物；

根据所述机器人能够跨越所述障碍物，

控制所述作业工具组件向上移动并高于所述障碍物的高度。

可以根据机器人前方的障碍物情况，判断机器人能否跨域障碍物，若机器人能够跨越障碍物，则可以控制作业工具组件提起，使机器人进入下一个工作场景进行清洁工作，而当机器人不能跨越障碍物时，可以绕开障碍物，可以控制机器人转弯即可。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了本发明一些实施例的浮动装置与机器人机身连接的轴测图；

图2示意性地示出了本发明一些实施例的浮动装置的爆炸视图；

图3示意性地示出了本发明一些实施例的浮动装置的局部剖视图；

图4示意性地示出了本发明一些实施例驱动机构与装载架连接的局部剖视图；

图5示意性地示出了本发明一些实施例驱动机构与装载架连接的局部剖视图；

图6示意性地示出了本发明一些实施例机器人的侧视图；

图7为图6的I处局部放大视图；

图8示意性地示出了本发明一些实施例机器人的各个传感器、控制器及驱动机构连接的结构框图；

图9示意性地示出了本发明一些实施例机器人的控制方法的流程图；

图10示意性地示出了本发明一些实施例机器人的控制方法的流程图；

图11示意性地示出了本发明一些实施例机器人的控制方法的流程图。

附图标记如下：

连接轴101，轴承102，机身103，控制器104；

支架10，安装孔11，轴承端盖12，导向结构20，导杆21，滑动件22，第一连接件23，作业工具组件30，装载架31，工具32，第二连接件33，连接孔311，第一限位面311a，驱动机构40，驱动连接部41，第一连接部411，第二连接部412，第二限位面411a，弹性件50，压力传感器60，阻尼件70，障碍物识别装置80，材质传感器90，脏污传感器110。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本申请的浮动装置可以应用于机器人中，具体可以应用于但不限于清洁机器人、扫地机器人、刷墙机器人、消毒机器人、割草机器人、打磨机器人等。

请参照图1和图2，根据本发明的实施方式，提出了一种机器人的浮动装置，包括支架10、导向结构20和作业工具组件30。其中，支架10用于与机器人的机身103可转动连接；导向结构20设置于支架10上；作业工具组件30包括装载架31和设置在装载架31上的作业工具32，装载架31沿竖直方向相对于导向结构20可滑动连接，作业工具组件30设置为在工作面上工作时相对工作面运动；作业工具组件30设置为当工作面不平时，可相对导向结构20上下移动和/或绕所述支架10与机身103之间的转动轴线转动。

导向结构20的数量至少为一个，在此不做具体限定，可以根据实际需求合理设定。例如，导向结构20可以设置两个，设置在支架10与机身103的转动轴线的两侧，具体可以设置在机器人的左右两侧。

工具32可以为但不限于滚刷、滚筒、刮条、擦布、或割草工具中的任意一者。可以实现浮动装置多个场景的应用。如工具为滚刷，可以用于刷墙机器人，工具为滚筒，可以用于消毒或清洁机器人，工具为擦布可以应用于清洁机器人，工具为割草工具，可以应用于除草机器人。

装载架31与导向结构20可竖向滑动，可参照图1所示的A方向。

装载架31与导向结构20可竖向滑动,指装载架31与导向结构20可沿机器人的高度方向相对移动。可以理解的是，竖向可以大致为竖直方向，由于工作面会产生高低起伏的变化，装载架31与导向结构20相对移动可能与竖直方向偏离一定角度，也有可能与竖直方向重合。

为便于理解，以机器人为清洁机器人为例进行说明，工具为滚筒，滚筒外表面设有滚刷或包裹有擦布，工作面的材质为瓷砖，当对工作面进行清洁时，滚刷或擦布与瓷砖接触，当机器人的行走底盘所处位置与滚刷或擦布的位置存在高低不平时，在作业工具组件30的自重下，滚刷或擦布会挤压变形与瓷砖贴在一起，作业工具组件30相对支架10上下移动，以适应高行走底盘所处位置与滚刷或擦布的位置高度差的变化。当滚刷或擦布所处位置存在一定坡度时，作业工具组件30可以相对机器人的机身103发生转动，以适应坡度变化，可以保证滚刷或擦布与瓷砖均匀接触，以保证对瓷砖的清洁效果。

再例如，当机器人为刷墙机器人时，可以实现涂料的均匀涂抹，当机器人为打磨机器人时，可以实现工件的均匀打磨，原理同上清洁机器人相似，在此不再赘述。

因此，作业工具组件30可相对支架10上下移动，支架10可相对机器人的机身103转动，在工作面不平时，作业工具组件30可保持与工作面贴合，可以自适应工作面的高低不平，实现作业工具组件30对工作面较好的处理效果。

在一些实施例中，支架10与机器人的机身103可转动连接可以是：请参照图6和图7，机器人的机身103上固定安装有连接轴101，连接轴101上装有轴承102，支架10上设有轴承孔11，轴承102装载轴承孔11内，轴承孔11的端部设有轴承端盖12，轴承端盖12通过紧固件与支架10固定连接，以将轴承102固定在轴承孔11内。支架10与机器人的机身103可转动连接还可以是：机器人的机身103上可转动安装有转轴，转轴与支架10固定连接。支架10与机器人的机身103可转动连接还可以是：转轴可转动安装在支架10和机身103上。支架10与机器人的机身103可转动连接可以根据实际需求合理选择，在此不做具体限定。

在一些实施例中，请参照图1和图2，浮动装置还包括驱动机构40，驱动机构40设置在支架10上，驱动机构40具有驱动连接部41，驱动连接部41与装载架31连接，驱动机构40用于驱动作业工具组件30上下移动。

示例性的，驱动机构40可以包括电动推杆、电动缸、电液推杆或线性模组中的任意一者。例如，驱动机构40包括电动推杆，即电动推杆的活动端的端部作为驱动连接部41，可以与装载架31连接，以驱动作业工具组件30上下移动。例如，驱动机构40包括线性模组，可以在线性模组的滑块上安装连接杆，连接杆与装载架31连接。

驱动连接部41与装载架31连接可以是二者固定连接(二者相对固定不能相对移动)，也可以是二者活动连接并具有相对活动的活动空间，且驱动连接部41的移动行程大于二者相对活动的活动空间，具体可以根据使用需求选择固定连接或活动连接。

以割草机器人为例进行说明，作业工具组件30设有割草工具，作业工具组件30还设有滚轮，当割草机器人带动作业工具组件30行走时，滚轮在底面上行走，割草工具与地面呈间距设置，可以根据割草工具距离地面的高度调节作业工具组件30与地面的间距，使割草工具距离地面的间距保持不变，割草机器人在割草时可以实现割草的割断面比较整齐，同时也可以调节作用工具组件30的高度，以改变割草的长度。当不割草时驱动机构40可以驱动作业工具组件30向上移动，将作业工具组件30向上移动被提起。

在清洁机器人中，可以实现作业工具组件30的提起和放下，以实现工作和非工作模式的切换。

在其它技术领域的机器人中，也可以实现作业工具组件30的提起和放下。

由以上举例，可以看出，当作业工具组件30不工作时，驱动机构40将作业工具组件30提起，当作业工具组件30工作时，驱动机构40将作业工具组件30向下移动，通过驱动机构40可以实现作业工具组件30的工作模式与非工作模式的切换，当浮动装置应用在割草机器人中，还可以实现割草的断面比较整齐的效果。

在一些实施例中，请参照图1、图2、图4和图5，驱动连接部41活动连接在装载架31上，装载架31内设有用于供驱动连接部41上下移动的活动空间。

装载架31内设有用于供驱动连接部41上下移动的活动空间，即驱动连接部41可相对装载架31在活动空间内能够上下移动。

当驱动连接部41向上移动至活动空间的最大位置时，驱动机构40能够为作业工具组件30上提供向上的作用力，以减小作业工具组件30与工作面之间的压力；当驱动连接部41内向上移动至活动空间的最大位置并继续向上移动时，驱动机构40将作业工具组件30向上提起，如果应用在清洁机器人中，如工具32为柔软的滚刷或滚布结构，驱动机构40将作业工具组件30提起后使工具32不脱离工作面，驱动机构40可以调节滚刷与工作面的接触力，驱动机构40将作业工具组件30提起后使工具32脱离工作面，如果应用在其它机器人，驱动机构可以直接将作业工具组件提起使工具脱离工作面；当驱动连接部41在活动空间内向下移动至活动空间的最大位置时，驱动机构40能够为作业工具组件30上提供向下的作用力，以增大作业工具组件30与工作面之间的压力。

驱动机构40作用在作业工具组件30向上的作用力为F1，驱动机构40作用在作业工具组件30向下的作用力为F2，作业工具组件30自身重力为G。

当驱动连接部41在活动空间内向上移动至最大位置时，若F1G时，作业工具组件30被驱动机构40提起。示例性的，以清洁机器人为例，作业工具组件30被抬起后工具32未脱离工作面也可以脱离工作面，当脱离工作面时，作业工具组件30处于非工作状态，当未脱离工作面时，作业工具组件30处于工作状态，作业工具组件30被抬起一定距离后与工作面的接触力变小，当工作面不是很脏时，可以采用此种模式工作。

当驱动连接部41在活动空间内向下移动至最大位置时，F＝G+F2，通过增大驱动机构40对作业工具组件30的作用力，可以增大力F。

而当驱动连接部41在活动空间内未向上和向下移动至最大位置时，作业工具组件30自适应工作面的高低不平变化在自重作用力下对工作面进行处理。如清洁机器人，作业工具组件30可以在自重下对工作面进行清洁工作，如消毒机器人，作业工具组件30的工具为消毒滚筒，作业工具组件30可以在自重下对工作面进行消毒工作。

由此可知，驱动机构40的驱动连接部41在装载架31上具有活动空间，当驱动连接部41在活动空间内向上或向下移动至最大位置时，可以实现作业工具组件30与工作面之间的压力调节，并且驱动连接部41活动连接在装载架31上，当驱动连接部41在活动空间内至未移动至最大位置时，作业工具组件30可根据工作面的高低与机器人的机身103相对转动和上下移动，以适应工作面的高低不平，与作业工具组件30直接固定在机器人的机身103相比，可以增加作业作业工具32与工作面的接触面积。

在一些实施例中，请参照图4和图5，装载架31设有连接孔311，连接孔311形成活动空间，驱动连接部41插装在连接孔311的的活动空间内，活动空间上下两侧间隔设置有两个相对的第一限位面311a，驱动连接部41设有两个背对并间隔设置的第二限位面411a，每个第一限位面311a与每个第二限位面411a相对设置，且两个第一限位面311a的间距大于两个第二限位面411a的间距。

连接孔311的孔口朝向可以朝上，也可以朝向第一方向，第一方向可以为但不限于垂直于竖直方向的任意一个方向，在此不做具体限定。

连接孔311的形状可以为但不限于圆形、方形或多边形等。

示例性的，连接孔311的孔口朝上设置，驱动连接部41包括第一连接部411和与第一连接部411连接的第二连接部412，第一连接部411和第二连接部412连接位置形成一个第二限位面411a，沿垂直于驱动连接部41移动方向，第一连接部411的截面积大于第二连接部412的截面积，第一连接部411的端部作为另一个限位面。连接孔311的孔口朝向第一方向与连接孔311的孔口朝上设置的结构相似，不同的是连接孔311朝上设置，驱动连接部41从连接孔311的顶部插入连接孔311内，连接孔311的孔口朝向第一方向时，驱动连接部41从第一方向插入连接孔311内。

可以理解的是，驱动连接部41可以是上述电动推杆、电动缸或电液推杆等的驱动端部，也可以作为驱动机构40的单独部件与上述电动推杆、电动缸或电液推杆等的驱动端部固定连接。在此不做具体限定。

第一限位面311a和第二限位面411a可以为但不限于平面、锥面或曲面，在此不做具体限定。

连接孔311的活动空间内设有两个第一限位面311a，驱动连接部41设有两个第二限位面411a，两个第一限位面311a的间距大于两个第二限位面411a的间距，当驱动连接部41向上移动时，一个第二限位面411a与其中一个第一限位面311a接触时，驱动机构40可以提供向上的拉力，使第二限位面411a作用在第一限位面311a上，使作业工具组件30受向上的拉力，可以减小作业工具组件30与工作面的压力；同理，当驱动连接部41向下移动时，第二限位面411a作用在第一限位面311a上，驱动机构40可以向作业工具组件30提供向下的压力，增加作业工具组件30与工作面的压力；当两个第二限位面411a均不与两个第一限位面311a接触时，作业工具组件30可以自适应工作面的高低不平，与作业工具组件30直接固定在机器人的机身103相比，可以增加作业工具组件30与工作面的接触面积。

在一些实施例中，请参照图3，浮动装置还包括第一连接件23、第二连接件33和弹性件50，其中，第一连接件23设置在支架10上，第二连接件33设置在装载架31上，弹性件50被压缩地设置于第一连接件23和第二连接件33之间，且弹性件50的被压缩方向与竖直方向相同。

弹性件50可以为但不限于圆柱压缩弹簧、圆锥压缩弹簧等。

例如，机器人为清洁机器人，作业工具组件30的工具可以为滚刷或擦布，弹性件50可以增加滚刷或擦布的压力，可以实现对地面更好的清洁效果。

例如，机器人为刷墙机器人，可以使刷墙机器人的滚刷与墙壁之间保持预定的压力，而不设置弹性件50，滚刷与墙壁之间的接触力过小，可能造成滚刷局部与墙壁接触，而造成涂料可以涂抹不均匀的问题。

弹性件50作用在作业工具组件30的向下的弹力为S。当驱动连接部41在活动空间内向上移动至最大位置时，若F1G+S时，作业工具组件30被驱动机构40提起，作用工具组件30向上被提起过程中，由于弹力S逐渐增大，此时驱动机构40作用在作业工具组件30的作用力也增大，以使作业工具组件30能够被提升到预定位置。

当驱动连接部41在活动空间内向下移动至最大位置时，F＝G+S+F2，通过增大驱动机构40对作业工具组件30的作用力，可以增大力F。

通过弹性件50的设置，可以增加作业工具组件30与工作面的压力，以增加作业工具组件30与工作面的压力，使作业工具组件30的工具充分与工作面接触，以使作业工具组件30在驱动连接部41在活动空间内未向上和向下移动至最大位置时，具有足够的压力自适应工作面的高低不平，以使工具充分与工作面接触，使作业工具组件30对工作面具有较好的处理效果。

在一些实施例中，请参照图3，导向结构20包括导杆21和滑动件22：其中，导杆21竖向设置于支架10上，导杆21上套设有弹性件50，第一连接件23位于导杆21上远离作业工具组件30的一端；滑动件22沿竖直方向滑动设置在导杆21上，滑动件22与装载架31上的第二连接件33连接，弹性件50的弹力作用在支架10和第二连接件33上。

可以理解的是，竖向与导轨的长度方向相同。

滑动件22与装载架31上的第二连接件33连接指二者相对固定不能相对移动。示例性的，滑动件22与第二连接件33为可拆卸连接，也可以为焊接等，在此不做具体限定。

弹性件50的弹力作用在支架10和滑动件22上，可以通过多种结构实现。

示例性的，导杆21远离作业工具组件30的一端设有凸台，弹性件50的两端抵靠在导杆21的凸台和滑动件22上。

示例性的，弹性件50的弹力作用在支架10和滑动件22上也可以是弹性件50的两端抵靠在导杆21的凸台和第二连接件33上。

示例性的，导杆21可以为光杆，导杆21的两端固定在支架10上，弹性件50的两端可以与支架10和滑动件22连接，弹性件50的两端还可以与支架10和上述连接板连接。

弹性件50的弹力作用在支架10和滑动件22上可以通过不同的方式实现，具体可以根据实际需求合理变换采用不同的结构，在此不做具体限定。

弹性件50套设在导杆21上，不仅实现了作业工具组件30相对支架10的上下移动，并为作业工具组件30提供向下的弹力，同时可以避免单独设置杆件将弹性件50安装的麻烦，使结构更简单紧凑。

将上述导杆21替换成导轨，滑动件22替换成滑块，弹性件50可以连接在滑块与滑动件22或连接板上，可以得出导向结构20的另一种结构。

在一些实施例中，请参照图2和图3，浮动装置还包括压力传感器60，压力传感器60设置在弹性件50远离作业工具组件30的一端，弹性件50远离作业工具组件30的一端与压力传感器60的压力检测端抵靠设置。

压力传感器60可以检测出弹性件50的弹力，结合作业工具组件30的自重，可以计算出作业工具组件30与工作面的压力大小，可以根据实时反馈的压力大小，对作业工具组件30与工作面的压力进行调节。

在一些实施例中，请参照图2和图3，浮动装置还包括阻尼件70，阻尼件70穿设在导杆21上，且位于弹性件50靠近作业工具组件30的一端，弹性件50靠近作业工具组件30的一端与阻尼件70抵靠设置。

阻尼件70可以为但不限于橡胶垫、聚氨酯垫、气囊或装有液体的囊等结构。

阻尼件70可以为环状结构，可以为但不限于圆环、方环、多变形环等，在此不做具体限定。

在工作面不平时，阻尼件70可以吸收弹性势能，可以使作业工具组件30更平稳地工作，避免弹性势能释放过快，有利于活动空间浮动装置的振动。

在一些实施例中，请参照图1和图2，导向结构20还包括连接件23，导杆21通过连接件23与支架10连接。

连接件23的形状在此不做具体限定，可以根据实际使用需求合理设定。

连接件23可以实现导杆21与支架10的连接，便于导杆21在支架10上的组装和拆卸。

在一些实施例中，请参照图1，浮动装置还包括障碍物识别装置80，障碍物识别装置80设于作业工具组件30或支架10上，用于识别机器人行进方向的障碍物。

障碍物识别装置80可以对机器人的工作状态进行实时监测，当机器人前方出现障碍物时，可以进行越障。

障碍物识别装置80可以为但不限于避障雷达、视觉传感器等。

在一些实施例中，浮动装置还包括材质传感器90，材质传感器90设于作业工具组件30或支架10上，用于识别工作面的材质。

材质传感器90可以检测工作面的材质，应用于清洁机器人时，可以根据工作面的材质调节工作面与作业工具组件30的压力。例如，当检测到工作面的材质为地毯时，滚刷无法清洁时，驱动机构40可以将根据组件提起。在割草机器人中，材质传感器90可以识别草坪，调节作用工具组件30离地高度，而未识别出草坪，说明割草机器人已经走出草坪，驱动机构40可以将割草工具抬起。

在一些实施例中，请参照图1，浮动装置还包括脏污传感器110，设于作业工具组件30或支架10上，用于检测工作面的脏污度。

脏污传感器110可以检测工作面的脏污度，应用于清洁机器人时，可以根据工作面的脏污度，对工作面进行清洁。

示例性的，材质传感器90、脏污传感器110、障碍物识别装置80、压力传感器60均与机器人的控制器104通讯连接，机器人的控制器104与上述驱动机构40电控连接，以电动推杆为例，控制器104可以与电动推杆的电极电控连接。控制器104可以根据材质传感器90所检测工作面的材质、脏污传感器110所检测工作面的脏污度及压力传感器60所检测的压力，调节作业工具组件30与工作面的压力。可以针对工作面的不同材质，设定多个预设脏污值预设区间，每个脏污值预设区间对应设有一个预设压力值，控制器104可以根据压力传感器60所检测的弹力值计算作业工具组件30与工作面之间的压力值，并判断脏污值所对应的预设压力值是否与压力值相等，当不相等时，控制器104可以驱动驱动机构40上下移动，以将压力值调节至脏污值所对应的预设压力值。

根据本发明的实施方式，提出了一种机器人，包括上述浮动装置。

由于机器人包括第一方面浮动装置的特征，所起效果与上述相同，在此不再赘述。

在一些实施例中，机器人为清洁机器人，清洁机器人包括机身103，支架10与机身103可转动连接，且二者的转动轴线与机身103的行走方向相同。

具体可选的，机身103包括行走底盘，支架10可以与行走底盘可转动连接。行走底盘上可以设置外壳，支架10也可以与外壳可转动连接，支架10与机身103的连接位置可以根据实际需求合理设定，在此不做具体限定。

机器人为清洁机器人，清洁机器人在工作面(待清洁物体的表面)清洁，第一方面的浮动装置可以实现作业工具组件30与工作面压力的调节，以针对工作面的高低不平及不同的脏污度，具有保证较好的清洁效果。

在一些实施例中，请参照图8，机器人还包括脏污传感器110、材质传感器90和控制器104，其中，脏污传感器110设于作业工具组件30或支架10上，用于检测所述工作面的脏污度；上述压力传感器60用于采集作业工具组件30的弹力；材质传感器90设于作业工具组件30或支架10上，用于识别所述工作面的材质；脏污传感器110、压力传感器60和材质传感器90分别与控制器104通讯连接，控制器104根据弹力计算工作面和作业工具组件30之间的压力值，并根据材质信息、脏污值及压力值判断是否调节工作面和作业工具组件30之间的压力。

控制器104与驱动机构40电控连接，用于控制驱动机构40的驱动连接部41上下移动及控制驱动连接部41的驱动力大小。

压力传感器60可以根据压力传感器60所检测的弹力、作业工具组件30的重力及驱动机构40对作业工具组件30的作用力计算工作面与作业工具组件30的压力值。如驱动机构40对作业工具组件30的作用力可以根据驱动机构40输出的驱动力大小确定，以驱动机构40为电动推杆为例，电动推杆的电机可以为伺服电机，可以控制输出力矩，进而可以控制输出的驱动力大小。还可以在电动推杆的电机上增设力矩传感器，通过换算计算得出电动推杆的输出力大小。驱动机构40的输出力可以通过多种方式实现，在此不做具体限定。

控制器104可以根据工作面的材质、脏污度及压力判断是否调节工作面和作业工具组件30之间的压力。例如，不同材质的工作面对应设有多个预设脏污值预设区间，每个预设脏污值预设区间对应设有一个预设压力值，可以根据当前工作面的脏污值所对应的预设脏污值预设区间，判断当前工作面和作业工具组件30之间的压力值是否等于预设压力值，当二者不相等，可以将当前的压力值调节至与预设压力值相等，当二者不相等，可以维持当前工作面和作业工具组件30之间的压力值。

在本发明的一些实施例中，请参照图8，机器人还包括与控制器104通讯连接的障碍物识别装置80，障碍物识别装置80用于识别机器人行进方向的障碍物，控制器104还用于根据工作面的障碍物控制作业工具组件30向上抬起。

机器人的行进方向可参照图6所示的B方向。

障碍物识别装置80可以是但不限于相机、视觉传感器或避障雷达。

具体的，控制器104可以根据工作面有障碍物，如清洁机器人的前方，控制驱动机构40将作业工具组件30向上抬起，使作业工具组件30的高度高于障碍物的高度。例如，作业工具组件30向上升起的高度为驱动机构40的驱动连接部41向上移动的极限位置，也可以对驱动连接部41设定预设高度值控制作业工具组件30向上移动的高度。

障碍物识别装置80可以识别工作面是否有障碍物，当工作面有障碍物，如门槛等，控制器104控制作业工具组件30向上抬起，可以避免作业工具组件30被障碍物卡住。

请参照图9，根据本发明的实施方式，提出了一种机器人的控制方法，该控制方法控制上述机器人，该控制方法包括：

获取工作面的材质信息、工作面的脏污值及工作面和作业工具组件30之间的压力值；

基于材质信息、脏污值和压力值判断是否调节工作面和作业工具组件30之间的压力值。

示例性的，控制器104可以获取上述压力传感器60所计算的压力值，并获取材质传感器90所采集的材质信息，及获取脏污传感器110所采集的脏污值，控制器104基于材质信息、脏污值和压力值判断是否调节工作面和作业工具组件30之间的压力值。

通过材质信息、脏污值和压力值调节工作面和作业工具组件30之间的压力值，可以根据材质和脏污度，设置不同的预设压力值，将工作面和作业工具组件30之间的压力值调节至预设压力值，对于不同材质的工作面实现较好的清洁效果。

在一些实施例中，请参照图10，基于材质信息、脏污值和压力值判断是否调节工作面和作业工具组件30之间的压力值，包括：

获取与不同材质信息相应的预设脏污值区间，以及与预设脏污值区间对应的预设压力值；

根据脏污值在预设脏污值区间内，且压力值与预设压力值相等，维持工作面和作业工具组件30之间的压力值；

根据脏污值在预设脏污值区间内，且压力值与预设压力值不相等，调节工作面和作业工具组件30之间的压力值至预设压力值。

不同材质信息对应设有相应的预设脏污值区间，预设脏污值区间对应设有预设压力值可以参照下表一所示，表一示出某一材质信息所对应的预设脏物质区间，预设脏污值区间所对应的预设压力值。

表一

在表一中，0＜a＜b＜c＜d，可以根据需要设置一个或多个预设脏污值区间，当预设脏污值区间只有一个时，则实现清洁机器人的恒压工作，即作业工具组件30与工作面的压力保持恒定。当预设脏污值区间为多个时，则可以根据实际检测到的工作面的脏污值所对应表一中的预设脏污值区间所对应的预设压力值，对作业工具组件30与工作面的压力进行调节，直至作业工具组件30与工作面的压力值等于预设压力值。

由于清洁机器人在工作时，压力值可能处于一个波动的范围，在实际调节压力值时，可能与预设压力值存在一定偏差。可以理解的是，压力值等于预设压力值的％p，p为正数，则认为压力值F等于预设压力值f，也可以设定预设压力值的上限偏差A1和下限偏差A2，当压力值F在预设压力值的上限偏差A1和下限偏差A2时，A1和A2均为大于零的正数，A2

由于不同材质的工作面，相同的脏污度所需表面的压力可能不同，因此，不同的材质信息对于设有相应的预设脏污值区间，预设脏污值区间对应设有预设压力值，根据预设压力值对工作面和作业工具组件30之间的压力值进行调节，可以实现不同材质的工作面较好的清洁效果。

在一些实施例中，请参照上述表一，设置多个预设脏污值区间，为每个预设脏污值区间对应设置一个预设压力值。

预设脏污值区间为多个，可以更好地和更高效地对工作面进行清洁。可以根据工作面的脏污度进行等级划分，如可以划分为非常脏、较脏、中等脏和轻度脏，四个等级可以对应有四个预设脏污值区间，四个预设脏污值区间所对应的预设压力依次减小。如果工作面非常脏时，则需要较大压力进行除污，此时清洁机器人可以对工作面进行多次清洁，每次清洁可以按照检测工作面的脏污度，以调节预设压力大小，预设压力大小不同，可以将清洁机器人设置不同的行走速度，这样可以提高清洁效率。当然，也可以设置相同的行走速度，而设置不同的清洁次数，在此不做具体限定。

可以根据脏污值所落入的预设脏污值区间，对工作面和作业工具组件30之间的压力进行调节与预设压力值相等，可以实现根据脏污度对工作面进行较好的清洁效果和清洁效率。

在一些实施例中，请参照图11，控制方法还包括：

探测机器人的行进方向是否有障碍物；

根据工作面有障碍物，判断机器人能否跨越障碍物；

根据机器人能够跨越障碍物，

控制作业工具组件30向上移动并高于障碍物的高度。

探测机器人的行进方向是否有障碍物。具体的，可以通过视觉传感器或相机对机器人前方进行探测，当出现障碍物时，可以识别出障碍物的尺寸，如3D相机，也可以基于图像识别技术计算出障碍物的尺寸，此为现有技术，在此不做详细赘述。

判断机器人能否跨越障碍物可以根据机器人的底盘的底部距离工作面的高度确定，若障碍物的高度小于机器人的底盘的底部距离工作面的高度，则机器人可以越过障碍物，此时可以控制作业工具组件30向上提起，具体可以控制驱动机构40驱动作业工具组件30向上提起；若障碍物的高度大于机器人的底盘的底部距离工作面的高度，则机器人不能越过障碍物，此时可以控制机器人转弯绕过障碍物。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。