CN102591335A - 擦玻璃机器人及其工作件升降系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种擦玻璃机器人及其工作件升降系统控制方法，所述的擦玻璃机器人吸附并在玻璃表面上运动，该擦玻璃机器人上设有工作件(1)、驱动单元(2)、能量单元(3)和控制单元(5)，能量单元(3)在控制单元(5)的控制下，为驱动单元(2)提供动力；所述的擦玻璃机器人内设有感应单元，该感应单元将感测信号输入给控制单元(5)；所述的工作件(1)分别位于该擦玻璃机器人底部的两侧，每个工作件(1)分别与相应的工作件升降装置相连接，控制单元(5)控制所述的工作件升降装置实现相应工作件(1)的升降。本发明结构简单，操作方便，机器人能够在玻璃表面平稳运动，并实现对玻璃表面的有效清洁。

Description

擦玻璃机器人及其工作件升降系统控制方法

技术领域

本发明涉及一种擦玻璃机器人及其工作件升降系统控制方法，属于机器人制造技术领域。

背景技术

现有的擦玻璃机器人可以分为单体机器人和分体机器人，其中的单体机器人，其主机通过吸盘或者真空吸附等方式吸附在玻璃表面，并可以对玻璃表面进行清洁处理。分体机器人则包括了驱动机和从动机两个部分，两者通过内置的磁铁相互吸附在玻璃的内、外两侧。驱动机运动，随动机在磁铁的吸附作用在产生随动，实现对玻璃表面的清洁。单体机器人或者分体机器人上都设置有工作件，比如：擦拭单元。在擦拭单元上，通常设置有盘刷和刮条，其中的盘刷用于对待清洁的玻璃表面进行刷洗清洁，可以将其上附着的体积稍大的污物进行处理；而刮条则对待清洁的玻璃表面上水渍的处理效果甚佳。但是，因为现有的刮条都是在擦拭单元上固定不动的，在随动机的运动过程中，使随动机的下表面与行走平面之间的摩擦力偏大，严重影响随动机在行走平面上的行走速度。另外，在机器人的行走过程中，如何对刮条的升降进行适时的控制，使其在对玻璃表面进行有效清洁的过程中，不影响机器人的行走。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种擦玻璃机器人及其工作件升降系统控制方法，结构简单，操作方便，机器人能够在玻璃表面平稳运动，并实现对玻璃表面的有效清洁。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种擦玻璃机器人，吸附并在玻璃表面上运动，该擦玻璃机器人上设有工作件、驱动单元、能量单元和控制单元，能量单元在控制单元的控制下，为驱动单元提供动力；所述的擦玻璃机器人内设有感应单元，该感应单元将感测信号输入给控制单元；所述的工作件分别位于该擦玻璃机器人底部的两侧，每个工作件分别与相应的工作件升降装置相连接，控制单元控制所述的工作件升降装置实现相应工作件的升降。

所述的感应单元包括碰撞感应单元，该碰撞感应单元包括碰撞感应子单元之一和碰撞感应子单元之二。

所述的碰撞感应子单元之一包括机器人前撞板和碰撞传感器，所述的碰撞感应子单元之二包括机器人后撞板和碰撞传感器；所述的前、后撞板分别固定在擦玻璃机器人的前、后两端，每块撞板分别与多个所述的碰撞传感器相连。

所述的碰撞传感器为行程开关、压力传感器或导电橡胶。

所述的碰撞感应单元为非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在机器人的前、后两端。所述的非接触式传感器为红外反射传感或超声传感器。

所述的感应单元包括测速感应器，设置在所述驱动单元的驱动轴上。

所述的工作件升降装置包括驱动电机、连接在驱动电机驱动轴上的转动件，转动件上设有斜凸轮，所述工作件上方设有固定架，该固定架可移动连接在擦玻璃机器人内，该固定架的顶端与斜凸轮下方一侧的斜面相抵顶；所述擦玻璃机器人的底部开设有长形槽口，所述工作件在该长形槽口内往复运动。

所述的工作件包括支架和固定在该支架上的弹性刮条，所述的弹性刮条呈弧形，弧形的最高点固定在支架上，所述的最高点距离待清洁玻璃表面的距离为d，且所述的斜凸轮的最厚处和最薄处之间的厚度差大于d。

一种擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在所述的控制单元中预设驱动单元中驱动电机轴的某一旋转方向，与该旋转方向相对应的行进方向为正向，擦玻璃机器人底部两侧的工作件，沿该行进方向分别为前部的工作件和后部的工作件；

步骤2：擦玻璃机器人启动，所述的能量单元为机器人驱动单元提供动力，使机器人在玻璃表面行走；

步骤3：所述的控制单元根据预先设定的运行模式或者机器人的碰撞感应信号，分别控制两个驱动单元中的两个驱动电机正向旋转或者反向旋转；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速正向旋转时，执行步骤4；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速反向旋转时，执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤4：所述的控制单元分别输出控制信号给机器人的前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工件靠近玻璃表面伸出；

步骤5：所述的控制单元分别输出控制信号给机器人的前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回。

步骤6；保持原状态不变。

一种擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，包括如下步骤：

步骤1：擦玻璃机器人启动，所述的能量单元为驱动单元提供动力，使机器人在玻璃表面行走；

步骤2：所述机器人的碰撞感应单元感测到正前方有障碍物，将感测信号发送给控制单元；

步骤3：所述的控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

一种擦玻璃机器人，包括驱动机和随动机，所述的驱动机内设有驱动单元、能量单元和控制单元，所述的驱动机内还设有感应单元；所述的随动机内设有第二能量单元和第二控制单元，所述的工作件、工作件升降装置设置在所述的随动机上，所述工作件分别位于随动机底部的前、后两侧，所述的第二能量单元在第二控制单元的控制下，为所述的随动机提供动力；所述的驱动机和所述的随动机，两者在其内置磁铁的吸力作用下吸附在待清洁玻璃表面的内、外两侧，并且随动机与驱动机产生随动。

所述的感应单元包括碰撞感应单元，该碰撞感应单元包括第一碰撞感应子单元和第二碰撞感应子单元。

所述的第一碰撞感应子单元包括驱动机前撞板和碰撞传感器，所述的第二碰撞感应子单元包括驱动机后撞板和碰撞传感器；所述的前、后撞板分别固定在驱动机前、后两端，每块撞板分别与多个所述的碰撞传感器相连；或者，所述的碰撞感应单元为非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在所述驱动机外壳的前、后两端。

所述的随动机上设有第二碰撞感应单元，与第二控制单元相连，将感测信号输入给第二控制单元。

所述的第二碰撞感应单元包括第三碰撞感应子单元和第四碰撞感应子单元，所述的第三碰撞感应子单元包括随动机前撞板和碰撞传感器，所述的第四碰撞感应子单元包括随动机后撞板和碰撞传感器；所述的随动机前、后撞板分别固定在随动机的前、后两端，每块撞板与多个所述的随动机碰撞传感器相连；或者，所述的第二碰撞感应单元为随动机非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在所述的随动机面壳的前、后两端。

所述的碰撞传感器和随动机碰撞传感器均为行程开关、压力传感器或导电橡胶；所述的非接触式传感器和随动机非接触式传感器为红外反射传感或超声传感器。

所述的多个传感器分别设置在驱动机前撞板前端部和驱动机后撞板的前端部，所述驱动机前撞板前端部设有驱动机第一左前传感器和驱动机第一右前传感器，所述第一左前传感器和第一右前传感器相对于驱动机的轴中心呈对称设置；所述驱动机后撞板前端部设有驱动机第一左后传感器和驱动机第一右后传感器，所述第一左后传感器和第一右后传感器相对于驱动机的轴中心呈对称设置。

所述的多个随动机传感器分别设置在随动机前撞板前端部和随动机后撞板的前端部，所述随动机前撞板前端部设有随动机第一左前传感器和随动机第一右前传感器，所述随动机第一左前传感器和随动机第一右前传感器相对于随动机的轴中心呈对称设置；所述随动机后撞板前端部设有随动机第一左后传感器和随动机第一右后传感器，随动机第一左后传感器和随动机第一右后传感器相对于随动机的轴中心呈对称设置。

为了保证驱动机和随动机的运动一致性，所述的控制单元与所述的第二控制单元之间通过交互控制信号连接。

所述的感应单元包括测速感应器，设置在所述驱动单元的驱动轴上。

所述的工作件升降装置包括驱动电机、连接在驱动电机驱动轴上的转动件，转动件上设有斜凸轮，所述工作件上方设有固定架，该固定架可移动连接在机器人本体内，该固定架的顶端与斜凸轮下方一侧的斜面相抵顶；所述随动机的底盘开设有长形槽口，所述工作件在该长形槽口内往复运动。

所述的工作件包括支架和固定在该支架上的弹性刮条，所述的弹性刮条呈弧形，弧形的最高点固定在支架上，所述的最高点距离待清洁玻璃表面的距离为d，且所述的斜凸轮的最厚处和最薄处之间的厚度差大于d。

为了保证对玻璃表面的清洁质量，所述的随动机内还设有盘刷子单元，包括盘刷和盘刷驱动电机，所述的盘刷驱动电机与第二控制单元相连，在第二控制单元的控制下驱动盘刷转动；所述随动机的底盘上对应开设有用于容纳刷盘的凹部。

为了对玻璃表面进行有效的清洁，所述的随动机内还设有喷液装置，包括喷液泵和溶液瓶，所述的喷液泵与第二控制单元相连，在第二控制单元的控制下启动喷液泵，使溶液瓶中的液体喷射出来。

一种擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在所述的控制单元中预设驱动单元中驱动电机轴的正向旋转方向，此时，所述的驱动机前撞板和所述的随动机前撞板位于前进方向的前方；

步骤2：擦玻璃机器人启动，所述的驱动机中的能量单元为驱动机驱动单元提供动力，使驱动机在玻璃表面行走，随动机同时随动；

步骤3：所述的控制单元根据预先设定的运行模式或者机器人的碰撞感应信号，分别控制两个驱动单元中的两个驱动电机正向旋转或者反向旋转；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速正向旋转时，执行步骤4；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速反向旋转时，执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤4：所述的控制单元输出信号给第二控制单元，第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工伯件靠近玻璃表面伸出；

步骤5：所述的控制单元分别输出控制信号给第二控制单元，第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出，使后部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回。

步骤6；保持原状态不变。

在所述的步骤2之后、步骤3之前，还包括步骤21：所述的第一单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制盘刷子单元中的盘刷驱动电机，驱动盘刷旋转。

在所述的步骤2之后、步骤21之前，还包括步骤20：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制启动喷液泵，使溶液瓶中的液体喷射出来。

一种擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，包括如下步骤：

步骤1：擦玻璃机器人启动，所述的驱动机中的能量单元为驱动机驱动单元提供动力，使驱动机在玻璃表面行走，随动机同时随动；

步骤2：所述的驱动机碰撞感应单元感测到正前方有障碍物，将感测信号给控制单元，控制单元输出信号给第二控制单元；

步骤3：所述的第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

在所述的步骤2之后、步骤3之前，还包括步骤21：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制盘刷子单元中的盘刷驱动电机，驱动盘刷旋转。

在所述的步骤2之后、步骤21之前，还包括步骤20：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制启动喷液泵，使溶液瓶中的液体喷射出来。

综上所述，本发明所提供的擦玻璃机器人的刮条升降控制系统，机构设置简单，操作方便，使随动机运动灵活，能对待清洁玻璃表面进行有效地清洁处理，可控性强，工作效率高。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为本发明单体擦玻璃机器人的整体结构示意图；

图2为本发明擦玻璃机器人的升降装置整体结构示意图；

图3为本发明擦玻璃机器人带刮条的升降装置结构示意图；

图4为本发明单体擦玻璃机器人的控制方法流程图之一；

图5为本发明单体擦玻璃机器人的控制方法流程图之二；

图6为本发明分体擦玻璃机器人的俯视图；

图7为本发明分体擦玻璃机器人的盘刷子单元整体结构示意图；

图8为本发明分体擦玻璃机器人的喷液装置整体结构示意图；

图9为本发明分体擦玻璃机器人的控制方法流程图之一；

图10为本发明分体擦玻璃机器人的控制方法流程图之二。

具体实施方式

实施例一

图1为本发明单体擦玻璃机器人的整体结构示意图。如图1所示，一种擦玻璃机器人，吸附并在玻璃表面上运动，该擦玻璃机器人上设有工作件1、驱动单元2、能量单元3和控制单元5，能量单元3在控制单元5的控制下，为驱动单元2提供动力；所述的擦玻璃机器人内设有感应单元，该感应单元将感测信号输入给控制单元5；所述的工作件1分别位于该擦玻璃机器人底部的两侧，每个工作件1分别与相应的工作件升降装置相连接，控制单元5控制所述的工作件升降装置实现相应工作件1的升降。所述的感应单元包括碰撞感应单元，该碰撞感应单元包括碰撞感应子单元之一和碰撞感应子单元之二。所述的碰撞感应子单元之一包括机器人前撞板4和碰撞传感器6，所述的碰撞感应子单元之二包括机器人后撞板8和碰撞传感器6；所述的前撞板4、后撞板8分别固定在擦玻璃机器人的前、后两端，每块撞板分别与多个所述的碰撞传感器6相连。所述的碰撞传感器6为行程开关、压力传感器或导电橡胶。所述的碰撞感应单元为非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在机器人的前、后两端。所述的非接触式传感器为红外反射传感或超声传感器。所述的感应单元包括测速感应器，设置在所述驱动单元的驱动轴上。

图2为本发明擦玻璃机器人的升降装置整体结构示意图，图3为本发明擦玻璃机器人带刮条的升降装置结构示意图。如图2并结合图3所示，本实施例中所提供的单体擦玻璃机器人的升降装置包括驱动电机21、连接在驱动电机21驱动轴上的转动件22，转动件22上设有斜凸轮24，所述工作件1上方设有固定架11，该固定架11可移动连接在机器人本体内，该固定架11的顶端与斜凸轮24下方一侧的斜面相抵顶；所述随动机的底盘开设有长形槽口，所述工作件在该长形槽口内往复运动。

所述的工作件1包括支架12和固定在该支架12上的弹性刮条13，所述的弹性刮条13呈弧形，这样设置的好处在于，当刮条13下降时，对刮条13整体而言，其中部的固定点受力最大，甚至可能造成刮条13中部固定点处下凹变形。如果把弹性刮条13形状设置呈弧形，相当于给弹性刮条13施加可一个预应力，使刮条13在作业过程中保持平直，对玻璃表面的刮洗效果好。弧形的最高点固定在支架12上，所述的最高点距离待清洁玻璃表面的距离为d，且所述的斜凸轮24的最厚处和最薄处之间的厚度差大于d。也就是说，当弹性刮条13下降时，刮条13在玻璃表面产生一定的变形量，对玻璃表面产生一定的正压力，这样将有利于刮条13将玻璃表面上附着的污物进行有效地清理。

图4为本发明单体擦玻璃机器人的控制方法流程图之一。如图4所示，本发明提供一种上述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，该控制方法包括如下步骤：

步骤1：在所述的控制单元中预设驱动单元中驱动电机轴的某一旋转方向，与该旋转方向相对应的行进方向为正向，擦玻璃机器人底部两侧的工作件，沿该行进方向分别为前部的工作件和后部的工作件；

步骤2：擦玻璃机器人启动，所述的能量单元为机器人驱动单元提供动力，使机器人在玻璃表面行走；

步骤3：所述的控制单元根据预先设定的运行模式或者机器人的碰撞感应信号，分别控制两个驱动单元中的两个驱动电机正向旋转或者反向旋转；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速正向旋转时，执行步骤4；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速反向旋转时，执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤4：所述的控制单元分别输出控制信号给机器人的前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工件靠近玻璃表面伸出；

步骤5：所述的控制单元分别输出控制信号给机器人的前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回。

步骤6；保持原状态不变。

综上可知，上述擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，是根据检测到的驱动电机的转向与控制单元中预设的转向之间的关系，实现对机器人工作件的升降控制。

图5为本发明单体擦玻璃机器人的控制方法流程图之二。如图5所示，本发明还提供一种上述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，该控制方法包括如下步骤：

步骤1：擦玻璃机器人启动，所述的能量单元为驱动单元提供动力，使机器人在玻璃表面行走；

步骤2：所述机器人的碰撞感应单元感测到正前方有障碍物，将感测信号发送给控制单元；

步骤3：所述的控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

机器人通过本控制方法，在碰撞感应单元感测到正前方有障碍物时，机器人开始进行反方向行走。在进行擦拭工作时，将远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

综上可知，上述擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，是根据碰撞感应单元对正前方障碍物的感知情况，实现对机器人工作件的升降控制。

另外，在上文中所提到的工作件，在擦玻璃机器人中，可以为刮条。同样是工作件，除了刮条之外，还可以为其他设置在机器人上的工作单元，例如，可以包括盘刷和盘刷固定支架，同样可以在机器人底部设有开口，盘刷在该开口内往复实现升降动作。

实施例二

图6为本发明分体擦玻璃机器人的俯视图。如图6所示，一种擦玻璃机器人，包括驱动机和随动机，所述的驱动机内设有驱动单元、能量单元和控制单元，所述的驱动机内还设有感应单元；所述的随动机内设有第二能量单元和第二控制单元，所述的工作件、工作件升降装置设置在所述的随动机上，所述工作件分别位于随动机底部的前、后两侧，所述的第二能量单元在第二控制单元的控制下，为所述的随动机提供动力；所述的驱动机和所述的随动机，两者在其内置磁铁的吸力作用下吸附在待清洁玻璃表面的内、外两侧，并且随动机与驱动机产生随动。所述的感应单元包括碰撞感应单元，该碰撞感应单元包括第一碰撞感应子单元和第二碰撞感应子单元。所述的第一碰撞感应子单元包括驱动机前撞板40和碰撞传感器，所述的第二碰撞感应子单元包括驱动机后撞板80和碰撞传感器；所述的前撞板40、后撞板分别固定在驱动机前、后两端，每块撞板分别与多个所述的碰撞传感器相连；或者，所述的碰撞感应单元为非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在所述驱动机外壳的前、后两端。所述的随动机上设有第二碰撞感应单元，与第二控制单元相连，将感测信号输入给第二控制单元。

所述的第二碰撞感应单元包括第三碰撞感应子单元和第四碰撞感应子单元，所述的第三碰撞感应子单元包括随动机前撞板40和碰撞传感器，所述的第四碰撞感应子单元包括随动机后撞板80和碰撞传感器；所述的随动机前撞板40、后撞板80分别固定在随动机的前、后两端，每块撞板与多个所述的随动机碰撞传感器相连；或者，所述的第二碰撞感应单元为随动机非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在所述的随动机面壳的前、后两端。

所述的碰撞传感器和随动机碰撞传感器均为行程开关、压力传感器或导电橡胶；所述的非接触式传感器和随动机非接触式传感器为红外反射传感或超声传感器。

所述的多个传感器分别设置在驱动机前撞板40前端部和驱动机后撞板80的前端部，所述驱动机前撞板40前端部设有驱动机第一左前传感器61和驱动机第一右前传感器62，所述第一左前传感器61和第一右前传感器62相对于驱动机的轴中心呈对称设置；所述驱动机后撞板80前端部设有驱动机第一左后传感器63和驱动机第一右后传感器64，所述第一左后传感器63和第一右后传感器64相对于驱动机的轴中心呈对称设置。

所述的多个随动机传感器分别设置在随动机前撞板前端部和随动机后撞板的前端部，所述随动机前撞板前端部设有随动机第一左前传感器61和随动机第一右前传感器，所述随动机第一左前传感器61和随动机第一右前传感器相对于随动机的轴中心呈对称设置；所述随动机后撞板前端部设有随动机第一左后传感器63和随动机第一右后传感器64，随动机第一左后传感器63和随动机第一右后传感器64相对于随动机的轴中心呈对称设置。

为了保证驱动机和随动机的运动一致性，所述的控制单元与所述的第二控制单元之间通过交互控制信号连接。

所述的感应单元包括测速感应器，设置在所述驱动单元的驱动轴上。

图7为本发明分体擦玻璃机器人的盘刷子单元整体结构示意图，如图7所示，为了便于擦拭玻璃，本发明擦玻璃机器人的随动机上设置盘刷子单元，盘刷子单元包括盘刷驱动电机和盘刷26；所述的随动机设有面壳和底盘27，盘刷驱动电机位于所述的面壳和所述的底盘27构成的容置空间内，盘刷26位于底盘27上，盘刷驱动电机与盘刷26相连并驱动其转动。所述的盘刷26朝向玻璃的端面上设有刷体，该刷体可以为刷毛、毡毛、百洁布或纤维布。另外，为了使机器人结构紧凑，高度降低，所述的底盘27中部设有凹陷部，盘刷26设置在该凹陷部，所述的刷体下端面突出于底盘27的下表面。盘刷26设置数量为多个，多个盘刷可以采用多种设置方式，其中心可以共线，以便使多个盘刷26的工作区域呈连续状态；多个盘刷26的中心也可以不共线，使多个盘刷26的工作区域呈部分重叠状态。

参照图2和图3所示，本实施例中的刮条升降装置与实施例一相同，刮条13的结构和设置方式在上述实施例一中已进行了详细地说明，在此不再赘述。需要说明的是，本实施例中，在擦玻璃机器人的随动机上设有刮条子单元，该刮条子单元包括刮条13、刮条升降装置和刮条驱动电机21；在随动机的底盘27上开设有长形槽口，刮条13设置在长形槽口内；刮条13与刮条升降装置相连，刮条驱动电机21驱动刮条升降装置，使刮条13在长形槽口内升降。

为了保证对玻璃表面的清洁质量，所述的随动机内还设有盘刷子单元，包括盘刷26和盘刷驱动电机，所述的盘刷驱动电机与第二控制单元相连，在第二控制单元的控制下驱动盘刷26转动；所述随动机的底盘27上对应开设有用于容纳刷盘26的凹部。

图8为本发明分体擦玻璃机器人的喷液装置整体结构示意图。如图8所示，为了对玻璃表面进行有效的清洁，所述的随动机内还设有喷液装置。包括喷液泵28和溶液瓶29，所述的喷液泵28与第二控制单元相连，在第二控制单元的控制下启动喷液泵28，使溶液瓶29中的液体喷射出来。

图9为本发明分体擦玻璃机器人的控制方法流程图之一。如图9所示，本发明还提供一种擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在所述的控制单元中预设驱动单元中驱动电机轴的正向旋转方向，此时，所述的驱动机前撞板和所述的随动机前撞板位于前进方向的前方；

步骤2：擦玻璃机器人启动，所述的驱动机中的能量单元为驱动机驱动单元提供动力，使驱动机在玻璃表面行走，随动机同时随动；

步骤3：所述的控制单元根据预先设定的运行模式或者机器人的碰撞感应信号，分别控制两个驱动单元中的两个驱动电机正向旋转或者反向旋转；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速正向旋转时，执行步骤4；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速反向旋转时，执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤4：所述的控制单元输出信号给第二控制单元，第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工伯件靠近玻璃表面伸出；

步骤5：所述的控制单元分别输出控制信号给第二控制单元，第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出，使后部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回。

步骤6；保持原状态不变。

在所述的步骤2之后、步骤3之前，还包括步骤21：所述的第一单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制盘刷子单元中的盘刷驱动电机，驱动盘刷旋转。

在所述的步骤2之后、步骤21之前，还包括步骤20：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制启动喷液泵，使溶液瓶中的液体喷射出来。

具体来说，在随动机的底部设有两个刮条，该两个刮条分别位于盘刷的两侧并且分别设置在邻近撞板的位置。当随动机跟随驱动机移动，并且处于擦拭工作状态时，该两个刮条将分别根据随动机的行走方向，或者贴近玻璃面工作或者远离玻璃面不工作。也就是说，沿随动机的行走方向，位居前侧的刮条远离玻璃面不工作，相反位居后侧的刮条则贴近玻璃面工作。这种工作状态的好处是：1、前侧的刮条远离玻璃面收回，处于不工作的状态，可以减少随动机与玻璃表面之间的摩擦；2、后侧的刮条处于贴近玻璃面工作的状态，由于该刮条是位于盘刷、尤其是位于喷液口的后部，当通过喷液口喷洒玻璃清洁液后，盘刷进行第一道玻璃擦拭工作之后，由后续的刮条对玻璃进行刮拭，从而更有效地对玻璃进行清洁。如果将前侧的刮条处于贴近玻璃表面的工作状态，也就意味着，随动机在进行擦拭的工作过程中，先通过刮条刮拭玻璃，而后进行喷洒清洁液和盘刷擦拭。由于刮条一般是在有水的玻璃界面上突显出它的功效。如果工作步骤中，将刮条放在喷玻璃液之前，刮条也就失去了其实际存在的意义。

以上简单介绍了随动机刮条的功能和大致工作的情况。而随动机的两个刮条如何实现根据其行走方向，来有效准确地进行刮条的升降操作，这是本技术方案的关键所在，如下进行详细地说明。

为便于后续描述方便，首先定义驱动机的前、后撞板和随动机的前、后撞板。将驱动机的驱动履带行走的驱动电机实现正转时，与驱动机行走方向相同的驱动机的一撞板为驱动机前撞板；与驱动机行走方向相反的驱动机的另一撞板为驱动机后撞板。随动机的前后撞板的定义与驱动机的前后撞板的定义相同，即：与驱动机前撞板同一侧的为随动机前撞板，与驱动机后撞板同一侧的为随动机后撞板。

由于驱动机设有控制单元，随动机设有第二控制单元，当驱动机的控制单元发出工作指令给随动机的第二控制单元，随动机的第二控制单元接收到工作指令，将会控制驱动盘刷转动的电机工作，并且控制需要工作的刮条下降，贴近玻璃面进行工作。

驱动机的控制单元发出工作指令，随动机的第二控制单元控制刮条升降机构执行工作，使与其相连的刮条下降。而驱动机的控制单元发出工作指令的判别依据来自于驱动机中驱动履带行走的驱动电机的运转方向。

在驱动机中，驱动履带工作的两个电机的工作方式，大致包括如下几种方式：1、两个电机正向同速转动；2、两个电机反向同速转动；3、两个电机正向差速转动；4、两个电机反向差速转动；5、一个电机正向转动，另一个电机不转；6、一个电机反向转动，另一个电机不转。

在这6种电机工作方式中，方式1和方式2属于驱动机在直线行走，该过程运行时间较长，是一种“正式”的移动轨迹；而方式3至方式6属于驱动机在移动过程中的调姿过程，该过程运行时间短。将两者区别开的原因在于：在方式1和方式2中，由于随动机在跟随驱动机在移动的过程中所用时间较长，因此其刮条需要适时地进行升降动作以配合随动机的行走方向变化。而对于方式3至方式6中，由于随动机在跟随驱动机在移动调姿的过程中所用的时间较短，因此其刮条所处的状态对随动机所产生的影响可以忽略不计，因此不需要适时地对刮条的升降进行调整。

由上述分析可以得出，对于方式1和方式2，驱动机的控制单元需要给到随动机的第二控制单元工作指令，哪一侧的刮条需要工作，哪一侧的刮条不需要工作。对于方式3至方式6中，驱动机的控制单元无需给随动机的第二控制单元新的有关于刮条的工作指令，随动机的刮条保持之前的工作状态即可。

按照如上分析，现对在方式1和方式2的情况，分别介绍驱动机的控制单元如何向随动机的第二控制单元输出正确的工作指令。

方式1的情况：

在驱动机中，其控制单元控制驱动履带进行工作的驱动电机实现正向同速转动。此时，驱动机的前撞板和随动机的前撞板位于前进方向的前方。在满足随动机上的擦拭单元进行工作的条件时，比如：在驱动机移动的同时，随动机即时进行擦拭工作；或者驱动机移动一次碰撞转弯后，随动机开始进行擦拭工作等等，驱动机的控制单元发出工作指令给随动机的第二控制单元，该指令包括：喷液装置喷液、盘刷子单元工作，当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速正向旋转时，位于随动机后撞板相应位置处的刮条下降来贴着玻璃进行刮拭工作。

方式2的情况：

在驱动机中，其控制单元控制驱动履带进行工作的驱动电机实现反向同速转动。此时，驱动机的后撞板和随动机的后撞板位于前进方向的前方。在满足随动机上的擦拭单元进行工作的条件时，比如：在驱动机移动的同时，随动机即时进行擦拭工作；或者驱动机移动一次碰撞转弯后，随动机开始进行擦拭工作等等，驱动机的控制单元发出工作指令给随动机的第二控制单元，该指令包括：喷液装置喷液、盘刷子单元工作，当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速反向旋转时，随动机前撞板相应位置处的刮条下降来贴着玻璃进行工作。

上述两种方式是通过检测驱动机的电机的正、反转从而控制随动机中刮条的升降。

图10为本发明分体擦玻璃机器人的控制方法流程图之二。如图10所示，除了上述的控制方法之外，本发明还提供一种上述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，

一种擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，包括如下步骤：

步骤1：擦玻璃机器人启动，所述的驱动机中的能量单元为驱动机驱动单元提供动力，使驱动机在玻璃表面行走，随动机同时随动；

步骤2：所述的驱动机碰撞感应单元感测到正前方有障碍物，将感测信号给控制单元，控制单元输出信号给第二控制单元；

步骤3：所述的第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

机器人通过本控制方法，在碰撞感应单元感测到正前方有障碍物时，机器人开始进行反方向行走。在进行擦拭工作时，将远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

在所述的步骤2之后、步骤3之前，还包括步骤21：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制盘刷子单元中的盘刷驱动电机，驱动盘刷旋转。

在所述的步骤2之后、步骤21之前，还包括步骤20：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制启动喷液泵，使溶液瓶中的液体喷射出来。

具体来说，由于驱动机和随动机的信息是交互的，因此无论两者的哪一个撞板感测到碰撞信号，均会通过控制单元和第二控制单元之间的信息交互告知对方。并且，驱动机的撞板信号控制刮条升降与随动机的撞板信号控制刮条升降，属于相同的工作原理。因此，在此仅对如何根据随动机的撞板信号来控制刮条升降进行如下描述。

随动机的主体前、后两侧各有一块撞板，而每块撞板与四个碰撞传感器相连接，四个碰撞传感器所在位置在前文已有描述，在此不再赘述。

由于机器人所工作的环境相对比较简单，并且其移动的轨迹为直线运动。针对该特征，就可充分利用撞板上设置的碰撞感应器的相关信号来对刮条的升降进行控制。

用于控制刮条升降的碰撞信号是来自于撞板的前方两侧的信号。具体来说，撞板前方两侧的左、右碰撞传感器，当仅有左碰撞传感器或者是右碰撞传感器感测到障碍物时，说明机器人正处于调姿过程中，由于机器人调姿所用的时间很短，因此，在此时间内，刮条不进行升降动作。而当撞板前方两侧的左、右碰撞传感器同时感测到碰撞时，而认为擦玻璃机器人现处于“正常”的工作状态，该信号将用来提供给随动机的第二控制单元，作为刮条是否升降的依据。

由于擦玻璃机器人在移动过程中，不可能前撞板与后撞板同时碰撞的情况发生，因此采用此方法是准确、可靠的。

如果随动机的前撞板前方的左、右两侧感测到障碍物时，则第二控制单元可判别出随动机将沿该碰撞的相反方向行走。第二控制单元可控制邻近于随动机前撞板、位于底盘的这一刮条伸出并贴近玻璃表面进行刮拭工作，与此同时，第二控制单元控制远离于随动机前撞板、邻近于随动机后撞板、位于底盘的另一刮条收回并远离玻璃表面不工作。

上述的方式是通过驱动机或者随动机的撞板信号来控制随动机中刮条的升降动作的。根据前述的内容可知，擦玻璃机器人上设置了驱动机前、后撞板和随动机前、后撞板，每块撞板上又分别设置了多个碰撞传感器。只有当位于同一撞板上的左、右两侧的碰撞传感器同时感测到障碍物时，才会认为擦玻璃机器人正处于直线行走的工作状态。如果是驱动机的撞板上设置的碰撞传感器感测到的感测信号，则驱动机上的控制单元与随动机上的第二控制单元，进行控制信号交互，使随动机上的第二控制单元输出信号控制刮条的升降动作。如果是随动机的撞板上设置的碰撞传感器感测到的感测信号，则第二控制单元直接输出控制信号控制刮条的升降动作。

综上所述，本发明机构设置简单，操作方便，使擦玻璃机器人运动灵活，能对待清洁玻璃表面进行有效地清洁处理，工作效率高；通过驱动轴转向感测和碰撞感测两种方式，将工作件的升降动作与擦玻璃机器人的行走方向有效的结合起来；同时，通过驱动机和随动机之间的控制信息交互，使擦玻璃机器人的控制准确无误，且可控性强。

Claims (10)

1.一种擦玻璃机器人，吸附并在玻璃表面上运动，该擦玻璃机器人上设有工作件(1)、驱动单元(2)、能量单元(3)和控制单元(5)，能量单元(3)在控制单元(5)的控制下，为驱动单元(2)提供动力；

其特征在于，

所述的擦玻璃机器人内设有感应单元，该感应单元将感测信号输入给控制单元(5)；所述的工作件(1)分别位于该擦玻璃机器人底部的两侧，每个工作件(1)分别与相应的工作件升降装置相连接，控制单元(5)控制所述的工作件升降装置实现相应工作件(1)的升降。

2.如权利要求1所述的擦玻璃机器人，其特征在于，所述的感应单元包括碰撞感应单元，该碰撞感应单元包括碰撞感应子单元之一和碰撞感应子单元之二；

所述的碰撞感应子单元之一包括机器人前撞板(4)和碰撞传感器(6)，所述的碰撞感应子单元之二包括机器人后撞板(8)和碰撞传感器(6)；所述的前撞板(4)、后撞板(8)分别固定在擦玻璃机器人的前、后两端，每块撞板分别与多个所述的碰撞传感器(6)相连；所述的碰撞传感器(6)为行程开关、压力传感器或导电橡胶；

所述的碰撞感应单元为非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在机器人的前、后两端；

所述的非接触式传感器为红外反射传感器或超声传感器；

所述的感应单元包括测速感应器，设置在所述驱动单元的驱动轴上；

所述的工作件升降装置包括驱动电机(21)、连接在驱动电机(21)驱动轴上的转动件(22)，转动件上设有斜凸轮(24)，所述工作件(1)上方设有固定架(11)，该固定架(11)可移动连接在擦玻璃机器人内，该固定架(11)的顶端与斜凸轮(24)下方一侧的斜面相抵顶；所述擦玻璃机器人的底部开设有长形槽口，所述工作件(1)在该长形槽口内往复运动；

所述的工作件(1)包括支架(12)和固定在该支架(12)上的弹性刮条(13)，所述的弹性刮条(13)呈弧形，弧形的最高点固定在支架(12)上，所述的最高点距离待清洁玻璃表面的距离为d，且所述的斜凸轮(24)的最厚处和最薄处之间的厚度差大于d。

3.一种如权利要求1或2任一项所述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：

步骤1：在所述的控制单元中预设驱动单元中驱动电机轴的某一旋转方向，与该旋转方向相对应的行进方向为正向，擦玻璃机器人底部两侧的工作件，沿该行进方向分别为前部的工作件和后部的工作件；

步骤2：擦玻璃机器人启动，所述的能量单元为机器人驱动单元提供动力，使机器人在玻璃表面行走；

步骤3：所述的控制单元根据预先设定的运行模式或者机器人的碰撞感应信号，分别控制两个驱动单元中的两个驱动电机正向旋转或者反向旋转；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速正向旋转时，执行步骤4；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速反向旋转时，执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤4：所述的控制单元分别输出控制信号给机器人的前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出；

步骤5：所述的控制单元分别输出控制信号给机器人的前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回；

步骤6；保持原状态不变。

4.一种如权利要求1或2任一项所述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：

步骤1：擦玻璃机器人启动，所述的能量单元为驱动单元提供动力，使机器人在玻璃表面行走；

步骤2：所述机器人的碰撞感应单元感测到正前方有障碍物，将感测信号发送给控制单元；

步骤3：所述的控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

5.一种擦玻璃机器人，包括驱动机和随动机，所述的驱动机内设有驱动单元、能量单元和控制单元，其特征在于，所述的驱动机内还设有感应单元；

所述的随动机内设有第二能量单元和第二控制单元，所述的工作件、工作件升降装置设置在所述的随动机上，所述工作件分别位于随动机底部的前、后两侧，所述的第二能量单元在第二控制单元的控制下，为所述的随动机提供动力；

所述的驱动机和所述的随动机，两者在其内置磁铁的吸力作用下吸附在待清洁玻璃表面的内、外两侧，并且随动机与驱动机产生随动。

6.如权利要求5所述的擦玻璃机器人，其特征在于，所述的感应单元包括碰撞感应单元，该碰撞感应单元包括第一碰撞感应子单元和第二碰撞感应子单元；

所述的第一碰撞感应子单元包括驱动机前撞板(40)和碰撞传感器，所述的第二碰撞感应子单元包括驱动机后撞板(80)和碰撞传感器；所述的前撞板(40)、后撞板(80)分别固定在驱动机前、后两端，每块撞板分别与多个所述的碰撞传感器相连；

或者，所述的碰撞感应单元为非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在所述驱动机外壳的前、后两端；

所述的随动机上设有第二碰撞感应单元，与第二控制单元相连，将感测信号输入给第二控制单元；

所述的第二碰撞感应单元包括第三碰撞感应子单元和第四碰撞感应子单元，所述的第三碰撞感应子单元包括随动机前撞板(40)和碰撞传感器，所述的第四碰撞感应子单元包括随动机后撞板(80)和碰撞传感器；所述的随动机前撞板(40)、后撞板(80)分别固定在随动机的前、后两端，每块撞板与多个所述的随动机碰撞传感器相连；

或者，所述的第二碰撞感应单元为随动机非接触式传感器，所述的非接触式传感器至少2个，分别设置在所述的随动机面壳的前、后两端；

所述的碰撞传感器和随动机碰撞传感器均为行程开关、压力传感器或导电橡胶；所述的非接触式传感器和随动机非接触式传感器为红外反射传感或超声传感器；

所述的多个传感器分别设置在驱动机前撞板(40)前端部和驱动机后撞板(80)的前端部，所述驱动机前撞板前端部设有驱动机第一左前传感器(61)和驱动机第一右前传感器，所述第一左前传感器(61)和第一右前传感器相对于驱动机的轴中心呈对称设置；所述驱动机后撞板前端部设有驱动机第一左后传感器(63)和驱动机第一右后传感器(64)，所述第一左后传感器(63)和第一右后传感器(64)相对于驱动机的轴中心呈对称设置；

所述的多个随动机传感器分别设置在随动机前撞板前端部和随动机后撞板的前端部，所述随动机前撞板前端部设有随动机第一左前传感器(61)和随动机第一右前传感器(62)，所述随动机第一左前传感器(61)和随动机第一右前传感器(62)相对于随动机的轴中心呈对称设置；所述随动机后撞板前端部设有随动机第一左后传感器(63)和随动机第一右后传感器(64)，随动机第一左后传感器(63)和随动机第一右后传感器(64)相对于随动机的轴中心呈对称设置；

所述的控制单元与所述的第二控制单元之间通过交互控制信号连接；

所述的感应单元包括测速感应器，设置在所述驱动单元的驱动轴上；

所述的工作件升降装置包括驱动电机(21)、连接在驱动电机(21)驱动轴上的转动件(22)，转动件(22)上设有斜凸轮(24)，所述工作件上方设有固定架(11)，该固定架(11)可移动连接在机器人本体内，该固定架(11)的顶端与斜凸轮(24)下方一侧的斜面相抵顶；所述随动机的底盘开设有长形槽口，所述工作件在该长形槽口内往复运动；

所述的工作件包括支架(12)和固定在该支架(12)上的弹性刮条(13)，所述的弹性刮条(13)呈弧形，弧形的最高点固定在支架(12)上，所述的最高点距离待清洁玻璃表面的距离为d，且所述的斜凸轮(24)的最厚处和最薄处之间的厚度差大于d；

所述的随动机内还设有盘刷子单元，包括盘刷(26)和盘刷驱动电机，所述的盘刷驱动电机与第二控制单元相连，在第二控制单元的控制下驱动盘刷(26)转动；所述随动机的底盘(27)上对应开设有用于容纳刷盘(26)的凹部；

所述的随动机内还设有喷液装置，包括喷液泵(28)和溶液瓶(29)，所述的喷液泵(28)与第二控制单元相连，在第二控制单元的控制下启动喷液泵(28)，使溶液瓶(29)中的液体喷射出来。

7.一种如权利要求5或6任一项所述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：

步骤1：在所述的控制单元中预设驱动单元中驱动电机轴的正向旋转方向，此时，所述的驱动机前撞板和所述的随动机前撞板位于前进方向的前方；

步骤2：擦玻璃机器人启动，所述的驱动机中的能量单元为驱动机驱动单元提供动力，使驱动机在玻璃表面行走，随动机同时随动；

步骤3：所述的控制单元根据预先设定的运行模式或者机器人的碰撞感应信号，分别控制两个驱动单元中的两个驱动电机正向旋转或者反向旋转；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速正向旋转时，执行步骤4；当测速感应器检测到两个驱动电机同时同速反向旋转时，执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤4：所述的控制单元输出信号给第二控制单元，第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使后部的工作件升降装置中的工伯件靠近玻璃表面伸出；

步骤5：所述的控制单元分别输出控制信号给第二控制单元，第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使前部的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出，使后部的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回。

步骤6；保持原状态不变。

8.如权利要求7所述的擦玻璃机器人的刮条升降系统控制方法，其特征在于，在所述的步骤2之后、步骤3之前，还包括步骤21：所述的第一单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制盘刷子单元中的盘刷驱动电机，驱动盘刷旋转；

在所述的步骤2之后、步骤21之前，还包括步骤20：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制启动喷液泵，使溶液瓶中的液体喷射出来。

9.一种如权利要求5或6任一项所述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：

步骤1：擦玻璃机器人启动，所述的驱动机中的能量单元为驱动机驱动单元提供动力，使驱动机在玻璃表面行走，随动机同时随动；

步骤2：所述的驱动机碰撞感应单元感测到正前方有障碍物，将感测信号给控制单元，控制单元输出信号给第二控制单元；

步骤3：所述的第二控制单元分别输出控制信号给前、后工作件升降装置，使远离该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件远离玻璃表面收回，使靠近该障碍物位置的工作件升降装置中的工作件靠近玻璃表面伸出。

10.如权利要求9所述的擦玻璃机器人的工作件升降系统控制方法，其特征在于，在所述的步骤2之后、步骤3之前，还包括步骤21：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制盘刷子单元中的盘刷驱动电机，驱动盘刷旋转；

在所述的步骤2之后、步骤21之前，还包括步骤20：所述的控制单元输出信号给所述的第二控制单元，所述的第二控制单元控制启动喷液泵，使溶液瓶中的液体喷射出来。

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