CN103359197B - 擦玻璃装置及其行走控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于日用小家电制造技术领域，涉及一种擦玻璃装置及其行走控制方法；设置在该擦玻璃装置上的吸附装置包含吸盘单元，吸盘单元包含内吸盘和外吸盘，内吸盘设置于外吸盘内侧，其中内吸盘内侧的空腔通过真空抽吸形成内负压室，内、外吸盘间的空腔通过真空抽吸形成外负压室；其中，外负压室连接真空度检测单元，真空度检测单元包含形变片和应变片，形变片密封连接在外负压室顶端的开口上，在形变片上设置应变片。本发明擦玻璃装置具有吸附装置，当出现吸附装置中的外吸盘失灵，外负压室失效的情况时，擦玻璃装置会及时采取措施，以防止较多小凸块再进入内吸盘，从而避免出现擦玻璃装置从壁面跌落的现象。

Description

擦玻璃装置及其行走控制方法
技术领域
本发明属于日用小家电制造技术领域，涉及一种擦玻璃装置及其行走控制方法。
背景技术
在日常生活中，对于小块的玻璃，人们一般使用抹布进行清洁擦洗，而大块玻璃以及窗户的外立面，通常使用杆式玻璃清洁擦进行清洁擦洗。然而，用杆式玻璃清洁擦清洁玻璃时，手臂容易疲劳。针对如上问题，目前市面上已有的单吸盘擦窗机器人可以进行高层玻璃幕墙清洗工作，它是利用一个真空吸盘附着在垂直壁面上，采用轮子或履带单独驱动来实现行走。但是上述的单面擦窗机器人存在一个缺陷：轮子在滚动过程中，真空腔与壁面之间处于滑动摩擦状态，不可避免地造成密封气体的泄漏。这时如又遇到缝隙或者较多小凸块时容易漏气，造成大气压失衡，从而使机器不能保证足够的真空压力，机器就会从壁面跌落。
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，提供一种具有吸附装置的擦玻璃装置以及擦玻璃装置的行走控制方法，当出现吸附装置中的外吸盘失灵，外负压室失效的情况时，擦玻璃装置会及时采取措施，以防止较多小凸块再进入内吸盘，从而避免出现擦玻璃装置从壁面跌落的现象。
本发明通过下面的技术方案实现的：
本发明提供的擦玻璃装置包含吸附装置1、行走单元2、清洁单元3、驱动单元4和控制单元5，行走单元2和清洁单元3分别设置在擦玻璃装置8的底部，控制单元5分别与清洁单元3、驱动单元4，在控制单元5的作用下，驱动单元4控制行走单元2行走，擦玻璃装置通过吸附装置1吸附于玻璃表面，吸附装置1包含吸盘单元，吸盘单元包含内吸盘11和外吸盘12，内吸盘11设置于外吸盘12的内侧，其中内吸盘11内侧的空腔通过真空抽吸形成内负压室13，内、外吸盘间的空腔通过真空抽吸形成外负压室14，擦玻璃装置还包含真空度检测单元，真空度检测单元分别与控制单元5和外负压室14连接。
进一步地，真空度检测单元包含形变片20和应变片21，形变片20密封连接在外负压室14顶端的开口141上，形变片20上设置应变片21，应变片20连接并输出真空度检测数据到控制单元5。
所述控制单元5内存储一真空度阈值，当真空度检测数据小于或等于真空度阈值时，控制单元5控制擦玻璃装置停止或者转向。
所述擦玻璃装置还设有计时单元，当间隔时间t或持续时间t时，真空度检测数据小于或等于真空度阈值，控制单元控制擦玻璃装置停止或者转向。
其中，t＝s/v，其中s为内吸盘与外吸盘之间的径向距离，v为擦玻璃装置的行走速度。
进一步地，吸附装置还包括内真空泵15、外真空泵16、内导气管17和外导气管18，内吸盘11通过内导气管16连接内真空泵15，外吸盘12通过外导气管18连接外真空泵16。
擦玻璃装置8通过内负压室13和/或外负压室14吸附于玻璃表面。
当只有内吸盘11与玻璃表面密封时，擦玻璃装置通过内负压室13吸附于玻璃表面；或者，当只有外吸盘12与玻璃表面密封时，内负压室13和外负压室14相连通形成大负压室，擦玻璃装置通过大负压室吸附于玻璃表面。
内负压室13位于内吸盘11、擦玻璃装置的底壳以及玻璃围合成的封闭空间；外负压室14位于内吸盘11、外吸盘12、擦玻璃装置的底壳以及玻璃围合成的封闭空间。
内负压室13位于内吸盘11和玻璃围合成的封闭空间；外负压室14位于内吸盘11、外吸盘12以及玻璃围合成的封闭空间。
内吸盘11和外吸盘12同轴设置。
本发明还提供上述擦玻璃装置的行走控制方法，包含以下步骤：
S1、控制单元5控制内、外真空泵启动，对吸盘单元的内、外负压室进行抽真空作业，擦玻璃装置8吸附于玻璃6的表面；
S2、擦玻璃装置8在玻璃6的表面上行走；
S3、真空度检测单元检测并发送真空度检测数据到控制单元5；
S4、控制单元5比较真空度检测数据和真空度阈值，当真空度检测数据小于等于真空度阈值，控制单元5控制擦玻璃装置8停止行走或者转向；否则，继续行走。
优选地，步骤S4具体包含以下步骤：当间隔时间t或持续时间t时，检测数据仍小于等于真空度阈值，控制单元5控制擦玻璃装置8停止或者转向。
其中，t＝s/v，s为内吸盘与外吸盘之间的径向距离，v为擦玻璃装置的行走速度。
本发明提供的擦玻璃装置具有吸附装置，当出现吸附装置中的外吸盘失灵，外负压室失效的情况时，擦玻璃装置会及时采取措施，以防止较多小凸块再进入内吸盘，从而避免出现擦玻璃装置从壁面跌落的现象。
附图说明
图1为本发明擦玻璃装置结构示意图；
图2为本发明擦玻璃装置吸附在玻璃上(玻璃上有小凸块)示意图；
图3为本发明擦玻璃装置控制示意图。
附图标记：
1.吸附装置      2.行走单元     3.清洁单元      4.驱动单元
5.控制单元      6.玻璃         7.小凸块        8.擦玻璃装置
11.内吸盘       12.外吸盘      13.内负压室     14.外负压室
15.内真空泵     16.外真空泵    17.内导气管     18.外导气管
20.形变片       21.应变片      141.开口        211.应变片线束
具体实施方式
图1为本发明擦玻璃装置结构示意图；图2为本发明擦玻璃装置吸附在玻璃上(玻璃上有小凸块)示意图；图3为本发明擦玻璃装置控制示意图。
如图1所示，本发明吸附装置包含吸盘单元，吸盘单元包含内吸盘11和外吸盘12，内吸盘11设置于外吸盘12内侧，其中内吸盘11内侧的空腔通过真空抽吸形成内负压室13，内、外吸盘间的空腔通过真空抽吸形成外负压室14；其中，外负压室连接真空度检测单元，真空度检测单元包含形变片20和应变片21，形变片20密封连接在外负压室14顶端的开口141上，在形变片20上设置应变片21。
如图2-3所示，本发明提供的擦玻璃装置包含吸附装置1、行走单元2、清洁单元3、驱动单元4和控制单元5，行走单元2和清洁单元3分别设置在擦玻璃装置8的底部，控制单元5分别与清洁单元3、驱动单元4，在控制单元5的作用下，驱动单元4控制行走单元2行走，擦玻璃装置8通过吸附装置1吸附于玻璃表面，吸附装置1包含吸盘单元，吸盘单元包含内吸盘11和外吸盘12，内吸盘11设置于外吸盘12的内侧，其中内吸盘11内侧的空腔通过真空抽吸形成内负压室13，内、外吸盘间的空腔通过真空抽吸形成外负压室14，擦玻璃装置还包含真空度检测单元，真空度检测单元分别与控制单元5和外负压室14连接。
进一步地，真空度检测单元包含形变片20和应变片21，形变片20密封连接在外负压室14顶端的开口141上，形变片20上设置应变片21，应变片20通过应变片线束211连接并输出真空度检测数据到控制单元5。所述控制单元5内存储一真空度阈值，当真空度检测数据小于或等于真空度阈值时，控制单元5控制擦玻璃装置停止或者转向。
为了进一步判定是否存在多个小凸块或大裂缝等危险区域时，所述擦玻璃装置还设有计时单元，当间隔时间t或持续时间t时，真空度检测数据小于或等于真空度阈值，控制单元控制擦玻璃装置停止或者转向。
其中，t＝s/v，其中s为内吸盘与外吸盘之间的径向距离，v为擦玻璃装置的行走速度。
进一步地，吸附装置还包括内真空泵15、外真空泵16、内导气管17和外导气管18，内吸盘11通过内导气管16连接内真空泵15，外吸盘12通过外导气管18连接外真空泵16。
擦玻璃装置8通过内负压室13和/或外负压室14吸附于玻璃表面。
正常运行时，擦玻璃装置通过内负压室13和外负压室14吸附于玻璃表面；当外吸盘12遇到小凸块7时，外吸盘12被顶起，外负压室14失效，此时只有内吸盘11与玻璃表面密封，擦玻璃装置通过内负压室13吸附于玻璃表面；擦玻璃装置继续运行，当内吸盘11遇到小凸块7时，内吸盘11被顶起，只有外吸盘12与玻璃表面密封，内负压室13和外负压室14相连通形成大负压室，擦玻璃装置通过大负压室吸附于玻璃表面。
内、外负压室的结构有两个方案：
内负压室13位于内吸盘11、擦玻璃装置的底壳以及玻璃围合成的封闭空间；外负压室14位于内吸盘11、外吸盘12、擦玻璃装置的底壳以及玻璃围合成的封闭空间。
内负压室13位于内吸盘11和玻璃围合成的封闭空间；外负压室14位于内吸盘11、外吸盘12以及玻璃围合成的封闭空间。
内吸盘11和外吸盘12可以同轴设置。
进一步地，擦玻璃装置中还设有清洁单元3、驱动单元4，行走单元2和清洁单元3分别设置在擦玻璃装置8的底部，控制单元5分别与清洁单元3、驱动单元4和真空度检测单元连接，在控制单元5的作用下，驱动单元4控制行走单元2行走。
本发明还提供上述擦玻璃装置的行走控制方法，该控制方法包含以下步骤：
S1、控制单元5控制内、外真空泵启动，对吸盘单元的内、外负压室进行抽真空作业，擦玻璃装置8吸附于玻璃6的表面；
S2、擦玻璃装置8在玻璃6的表面上行走；
S3、真空度检测单元检测并发送真空度检测数据到控制单元5；
S4、控制单元5比较真空度检测数据和真空度阈值，当真空度检测数据小于等于真空度阈值，控制单元5控制擦玻璃装置8停止行走或者转向；否则，继续行走。
优选地，步骤S4具体包含以下步骤：当间隔时间t或持续时间t时，检测数据仍小于等于真空度阈值，控制单元5控制擦玻璃装置8停止或者转向。
其中，t＝s/v，s为内吸盘与外吸盘之间的径向距离，v为擦玻璃装置的行走速度。
下面，具体介绍本发明擦玻璃装置遇到较多小凸块时报警过程。
如图2所示，本发明擦玻璃装置中的吸附装置包括内吸盘11、外吸盘12，内、外吸盘之间是外负压室14，内吸盘11中间是内负压室13，两个负压室分别由内真空泵15和外真空泵16来抽气。吸附装置中的真空度检测单元分别与控制单元5和外负压室14连接，真空度检测单元包括形变片20和应变片21。在外负压室14的顶端设一开口141，形变片20密封连接在开口141上，所述形变片20为金属片。在对应开口区域的形变片20上黏贴一应变片21，用于感应外负压室14的真空度。该应变片21为一电子元器件，通过信号线连接控制单元5，其中，应变片可采用现有技术，如金属电阻应变片或半导体电阻应变片等。
当擦玻璃装置8遇到玻璃6上的小凸块7时，外吸盘12被小凸块7顶起，外吸盘12失灵，外负压室14失效，应变片21感应到这个压力变化后，应变片20连接并输出真空度检测数据到控制单元5，控制单元5依据真空度检测单元输入的真空度检测数据控制擦玻璃装置停止或者转向。其中，控制单元5内存储一真空度阈值，当真空度检测数据小于或等于真空度阈值时，控制单元5控制擦玻璃装置停止或者转向。
若单纯的仅有一个小凸起或小裂缝，擦玻璃装置通过内外吸盘可以跨过。但若遇到多个小凸块或大裂缝，则擦玻璃装置无法跨越该危险区，需及时回避。进一步的，擦玻璃装置还设有计时单元(图中未示)，当间隔一定时间t或持续一定时间t时，如果真空度检测数据仍小于或等于真空度阈值，控制单元判断该区域存在多个小凸块或大裂缝，控制擦玻璃装置停止或者转向。即控制单元5马上对行走单元2发出信号，让机器后退或者原地静止，以防止小凸块7再进入内吸盘11，将内吸盘11顶起，从而避免出现擦玻璃装置从壁面跌落的现象。

Claims (11)

1.一种擦玻璃装置，包含吸附装置(1)、行走单元(2)、清洁单元(3)、驱动单元(4)和控制单元(5)，行走单元(2)和清洁单元(3)分别设置在擦玻璃装置(8)的底部，控制单元(5)分别与清洁单元(3)、驱动单元(4)连接，在控制单元(5)的作用下，驱动单元(4)控制行走单元(2)行走，擦玻璃装置通过吸附装置(1)吸附于玻璃表面，吸附装置(1)包含吸盘单元，其特征在于：吸盘单元包含内吸盘(11)和外吸盘(12)，内吸盘(11)设置于外吸盘(12)的内侧，其中内吸盘(11)内侧的空腔通过真空抽吸形成内负压室(13)，内、外吸盘间的空腔通过真空抽吸形成外负压室(14)，擦玻璃装置还包含真空度检测单元，真空度检测单元分别与控制单元(5)和外负压室(14)连接。
2.如权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于：真空度检测单元包含形变片(20)和应变片(21)，形变片(20)密封连接在外负压室(14)顶端的开口(141)上，形变片(20)上设置应变片(21)，应变片(21)连接并输出真空度检测数据到控制单元(5)。
3.如权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于，所述控制单元(5)内存储一真空度阈值，当真空度检测数据小于或等于真空度阈值时，控制单元(5)控制擦玻璃装置停止或者转向。
4.如权利要求3所述的擦玻璃装置，其特征在于，所述擦玻璃装置还设有计时单元，当间隔时间t或持续时间t时，真空度检测数据小于或等于真空度阈值，控制单元控制擦玻璃装置停止或者转向；
其中，t＝s/v，其中s为内吸盘与外吸盘之间的径向距离，v为擦玻璃装置的行走速度。
5.如权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于：吸附装置还包括内真空泵(15)、外真空泵(16)、内导气管(17)和外导气管(18)，内吸盘(11)通过内导气管(16)连接内真空泵(15)，外吸盘(12)通过外导气管(18)连接外真空泵(16)。
6.如权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于：擦玻璃装置(8)通过内负压室(13)和/或外负压室(14)吸附于玻璃表面。
7.如权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于：当只有内吸盘(11)与玻璃表面密封时，擦玻璃装置通过内负压室(13)吸附于玻璃表面；或者，当只有外吸盘(12)与玻璃表面密封时，内负压室(13)和外负压室(14)相连通形成大负压室，擦玻璃装置通过大负压室吸附于玻璃表面。
8.如权利要求1-7任一项所述的擦玻璃装置，其特征在于：内负压室(13)位于内吸盘(11)、擦玻璃装置的底壳以及玻璃围合成的封闭空间；外负压室(14)位于内吸盘(11)、外吸盘(12)、擦玻璃装置的底壳以及玻璃围合成的封闭空间。
9.如权利要求1-7任一项所述的擦玻璃装置，其特征在于：内负压室(13)位于内吸盘(11)和玻璃围合成的封闭空间；外负压室(14)位于内吸盘(11)、外吸盘(12)以及玻璃围合成的封闭空间。
10.一种擦玻璃装置的行走控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的擦玻璃装置(8)，所述的行走控制方法包含以下步骤：
S1、控制单元(5)控制内、外真空泵启动，对吸盘单元的内、外负压室进行抽真空作业，擦玻璃装置(8)吸附于玻璃(6)的表面；
S2、擦玻璃装置(8)在玻璃(6)的表面上行走；
S3、真空度检测单元检测并发送真空度检测数据到控制单元(5)；
S4、控制单元(5)比较真空度检测数据和真空度阈值，当真空度检测数据小于等于真空度阈值，控制单元(5)控制擦玻璃装置(8)停止行走或者转向；否则，继续行走。
11.如权利要求10所述的行走控制方法，其特征在于，步骤S4具体包含以下步骤：当间隔时间t或持续时间t时，检测数据仍小于等于真空度阈值，控制单元(5)控制擦玻璃装置(8)停止或者转向；
其中，t＝s/v，其中s为内吸盘与外吸盘之间的径向距离，v为擦玻璃装置的行走速度。
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