CN105935272B - 一种爬壁装置的爬行控制方法及系统 - Google Patents

一种爬壁装置的爬行控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种爬壁装置的爬行控制方法及系统，爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且第一吸盘和第二吸盘沿爬壁装置前进过程中的前进方向排列，该爬行控制方法包括以下步骤：(a)使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，并实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态，在确认第一吸盘处于漏气状态后执行步骤(b)；(b)使所述爬壁装置继续按预定方向前进并计算所述第一吸盘的前进距离，若所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离时变为吸附状态，返回步骤(a)，否则执行步骤(c)；(c)使所述爬壁装置转动第一角度后继续前进。该方法可判断爬壁装置是否能跨越缝隙，若能则跨过缝隙至下一区域，若不能则在同一区域运动。

Description

一种爬壁装置的爬行控制方法及系统
技术领域
本发明涉及自动装置技术领域，更具体地说，涉及一种爬壁装置的爬行控制方法及系统。
背景技术
爬壁装置，例如擦窗机器人，一般是通过负压将机体吸附于玻璃幕墙的表面。玻璃幕墙一般由多块玻璃拼接而成，拼接的地方难免会有凹槽或缝隙，现有的擦窗机器人遇到玻璃拼接处的缝隙时，不会判断缝隙能否跨越，而是直接绕过缝隙。
发明内容
本发明提出一种爬壁装置的爬行控制方法及系统，在爬壁装置遇到缝隙时先判断是否能跨越，若能，则跨越缝隙爬行至下一区域，若不能，则留在本区域继续爬行。
为此，本发明提出以下技术方案：
第一方面，一种爬壁装置的爬行控制方法，所述爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列，该爬行控制方法包括以下步骤：
(a)使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，并实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态，在确认第一吸盘处于漏气状态后执行步骤(b)；
(b)使所述爬壁装置继续按预定方向前进并计算所述第一吸盘的前进距离，若所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离时变为吸附状态，且所述第一距离为S＝2R+L，其中R为第一吸盘的半径，L为相邻两个吸盘之间空隙间隔的距离，返回步骤(a)，否则执行步骤(c)；
(c)使所述爬壁装置转动第一角度后继续前进。
其中，所述步骤(c)之后，还包括：
使所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离；
使所述爬壁装置转动第二角度，并将转动第二角度后的方向作为预定方向，返回步骤(a)。
其中，所述步骤(a)中的实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态的步骤包括：采集所述第一吸盘内的气压值，并在采集的气压值小于预设气压值时确认所述第一吸盘处于漏气状态。
其中，所述爬壁装置由两个履带电机分别带动的两条履带驱动前进，所述步骤(b)中的计算所述第一吸盘的前进距离的步骤包括：通过履带电机上的编码器反馈信号计算所述第一吸盘的前进距离。
其中，所述爬壁装置由两个履带电机分别带动的两条履带驱动前进，并通过使两个履带电机转速相异实现转动。
其中，所述步骤(a)包括：在确认第一吸盘处于漏气状态时发出告警信号。
其中，所述爬壁装置还包括清洁装置，并在前进过程中清洁物体表面。
第二方面，一种爬壁装置的爬行控制系统，所述爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列，该爬行控制系统包括：
第一前进模块，用于使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进；
检测模块，用于实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态；
计算模块，用于在第一吸盘处于漏气状态后，所述爬壁装置继续按预定方向前进时计算所述第一吸盘的前进距离；
第一控制模块，用于在所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离变为吸附状态后，且所述第一距离为S＝2R+L，其中R为第一吸盘的半径，L为相邻两个吸盘之间空隙间隔的距离，使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，否则使所述爬壁装置转动第一角度后继续前进。
其中，爬行控制系统，还包括：
第二前进模块，用于使所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离；
第二控制模块，用于在所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离后，使所述爬壁装置转动第二角度，并将转动第二角度后的方向作为预定方向，使所述爬壁装置在物体表面沿所述预定方向前进；
报警模块，用于在检测模块确认第一吸盘处于漏气状态后发出告警信号。
其中，所述检测模块，包括：
采集单元，用于采集所述第一吸盘内的气压值；
确认单元，用于在采集的气压值小于预设气压值时确认所述第一吸盘处于漏气状态；
其中，所述爬壁装置还包括清洁装置，并在前进过程中清洁物体表面。
本发明提供的一种爬壁装置的爬行控制方法及系统，在爬壁装置遇到缝隙时先判断缝隙是否能跨越，若能，则跨越缝隙爬行至下一区域，若不能，则留在本区域继续爬行。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种爬壁装置的爬行控制方法的方法流程图。
图2是本发明实施例二提供的一种爬壁装置的爬行控制方法的方法流程图
图3是本发明实施例三提供的一种爬壁装置的爬行控制系统的方框示意图。
图4是本发明实施例四提供的一种爬壁装置的爬行控制系统的方框示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
本实施例提供一种爬壁装置的爬行控制方法，所述爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列。
可选的，该爬壁装置包括至少两个吸盘，所有吸盘均沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列。爬壁装置包括的吸盘越多，其吸附于物体表面的的压力越大。
如图1所示，该爬行控制方法包括以下步骤：
S101、使所述爬壁装置在物体表面(例如玻璃幕墙表面)沿预定方向前进，并实时检测吸附在物体表面的第一吸盘的吸附状态，即该第一吸盘是否处于漏气状态。上述物体表面可以为玻璃幕墙的墙面、建筑的玻璃屋顶等。
预定方向可被设置，一般为物体表面的水平方向或竖直方向。爬壁装置的吸盘按预设方向前进，第一吸盘即为前进过程中最前的吸盘，当吸附在物体表面的第一吸盘处于漏气状态，则说明第一吸盘所吸附之处具有缝隙。
例如，爬壁装置为擦窗机器人，擦窗机器人清洁玻璃窗，吸附在玻璃幕墙表面，玻璃幕墙由多块玻璃拼接而成，擦窗机器人的第一吸盘开始漏气，则说明擦窗机器人前进至某块玻璃的边缘，或两块玻璃的拼接处，即缝隙。
S102、在确认第一吸盘处于漏气状态时，使所述爬壁装置继续按预定方向前进并计算所述第一吸盘的前进距离。前进过程同时检测第一吸盘的吸附状态。
S103、若所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离(该第一距离可根据爬壁装置的尺寸、底面吸盘的数量、第一吸盘的直径等设置)时变为吸附状态，返回步骤S101(即跨过缝隙，继续沿预定方向前进)，否则执行步骤S104。
在第一吸盘的前进距离小于或等于第一距离时变为吸附状态，则表明该处并非物体表面边缘，且特别地，上述第一距离可以为S＝2R+L，其中R为第一吸盘的半径，L为相邻两个吸盘之间空隙间隔的距离。
S104、使所述爬壁装置转动第一角度后继续前进。
当第一吸盘前进至缝隙处时，爬壁装置继续往同一方向，从第一吸盘漏气时开始计算第一吸盘的前进距离，如果第一吸盘在前进距离S’≤S的过程中，第一吸盘由漏气状态变为吸附状态，则说明缝隙间隔小于L，第一吸盘成功跨越缝隙，爬壁装置通过缝隙，保持原来的运行状态前进；如果第一吸盘在前进距离S’≤S的过程中，第一吸盘始终为漏气状态，说明缝隙间隔大于L，第一吸盘无法跨越缝隙，爬壁装置不能通过缝隙，则控制爬壁装置转动第一角度后继续前进。
可选的，所述第一角度为90°，擦窗机器人转动90°往另一方向进行清洁。
本发明提供的一种爬壁装置的爬行控制方法，在爬壁装置遇到缝隙时先判断缝隙是否能跨越，若能，则跨越缝隙爬行至下一区域，若不能，则留在本区域继续爬行。
实施例二
本实施例的一种爬壁装置的底面的爬行控制方法是在实施例一的基础上增加步骤，本实施例尚未详尽的内容参考实施例一。
一种爬壁装置的爬行控制方法，所述爬壁装置包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列；所述爬壁装置还包括清洁装置，并在前进过程中清洁物体表面。
如图2所示，该方法包括以下步骤：
S201、使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，并实时检测吸附在物体表面的第一吸盘的吸附状态，即该第一吸盘是否处于漏气状态。
优选的，所述实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态，包括：采集所述第一吸盘内的气压值，并在采集的气压值小于预设气压值时确认所述第一吸盘处于漏气状态。
S202、在确认第一吸盘处于漏气状态时，发出告警信号且使所述爬壁装置继续按预定方向前进并计算所述第一吸盘的前进距离。
S203、若所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离时变为吸附状态，且所述第一距离为S＝2R+L，其中R为第一吸盘的半径，L为相邻两个吸盘之间空隙间隔的距离，返回步骤S201，否则执行步骤S204。
本实施例中，爬壁装置可由两个履带电机分别带动的两条履带驱动前进，此时，可通过以下方式和计算第一吸盘的前进距离：通过履带电机上的编码器反馈信号计算所述第一吸盘的前进距离。
S204、使所述爬壁装置转动第一角度。
S205、使所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离。
S206、使所述爬壁装置转动第二角度，并将转动第二角度后的方向作为预定方向，返回步骤S201。
第二距离根据实际需要设置，例如，爬壁装置为清洗机器人时，该第二距离与清洗的宽度相关。爬壁装置转动第一角度后沿物体表面长度较长的方向前进。
可选的，第二角度为90°。爬壁装置第一次转动90°前进第二距离，再转动90°按步骤S201运动，如此，爬壁装置按“弓”字型爬行进行清洁。
优选的，所述爬壁装置由两个履带电机分别带动的两条履带(该两条履带可平行设置，并分别位于第一吸盘的两侧)驱动前进，并通过使两个履带电机转速相异实现转动，例如向左转动时，可使第一吸盘左侧的履带停止、右侧履带前进。
本发明提供的一种爬壁装置的爬行控制方法，在爬壁装置遇到缝隙时先判断缝隙是否能跨越，若能，则跨越缝隙爬行至下一区域，若不能，则留在本区域继续爬行，在跨缝过程中发出告警，且在爬行过程中进行清洁。
实施例三
本实施例提供一种爬壁装置的爬行控制系统，该系统与实施例一的方法相对应，本实施例尚未详尽的内容参考实施例一。
所述爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列。
可选的，该爬壁装置包括至少两个吸盘，所有吸盘均沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列。爬壁装置包括的吸盘越多，其吸附于物体表面的的压力越大。
如图3所示，该爬行控制系统包括：
第一前进模块101，用于使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进。
检测模块102，用于实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态。
计算模块103，用于在第一吸盘处于漏气状态后，所述爬壁装置继续按预定方向前进时计算所述第一吸盘的前进距离。
第一控制模块104，用于在所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离变为吸附状态后，使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，否则使所述爬壁装置转动第一角度后继续前进。
本发明提供的一种爬壁装置的爬行控制系统，在爬壁装置遇到缝隙时先判断缝隙是否能跨越，若能，则跨越缝隙爬行至下一区域，若不能，则留在本区域继续爬行。
实施例四
本实施例提供一种爬壁装置的爬行控制系统，该系统与实施例二的方法相对应，本实施例尚未详尽的内容参考实施例二。
所述爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列。所述爬壁装置还包括清洁装置，并在前进过程中清洁物体表面。
如图4所示，该爬行控制系统包括：
第一前进模块201，用于使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进。
检测模块202，用于实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态。
计算模块203，用于在第一吸盘处于漏气状态后，所述爬壁装置继续按预定方向前进时计算所述第一吸盘的前进距离。
报警模块204，用于在检测模块确认第一吸盘处于漏气状态后发出告警信号。
第一控制模块205，用于在所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离变为吸附状态后，使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，否则使所述爬壁装置转动第一角度。
第二前进模块206，用于使所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离；
第二控制模块207，用于在所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离后，使所述爬壁装置转动第二角度，并将转动第二角度后的方向作为预定方向，使所述爬壁装置在物体表面沿所述预定方向前进。
优选的，所述检测模块202，包括：
采集单元，用于采集所述第一吸盘内的气压值；
确认单元，用于在采集的气压值小于预设气压值时确认所述第一吸盘处于漏气状态。
本发明提供的一种爬壁装置的爬行控制系统，在爬壁装置遇到缝隙时先判断缝隙是否能跨越，若能，则跨越缝隙爬行至下一区域，若不能，则留在本区域继续爬行，且在跨缝过程中发出告警，在爬行过程中进行清洁。
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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种爬壁装置的爬行控制方法，所述爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列，其特征在于，该爬行控制方法包括以下步骤：
(a)使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，并实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态，在确认第一吸盘处于漏气状态后执行步骤(b)；
(b)使所述爬壁装置继续按预定方向前进并计算所述第一吸盘的前进距离，若所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离时变为吸附状态，且所述第一距离为S＝2R+L，其中R为第一吸盘的半径，L为相邻两个吸盘之间空隙间隔的距离，返回步骤(a)，否则执行步骤(c)；
(c)使所述爬壁装置转动第一角度后继续前进。
2.如权利要求1所述的爬行控制方法，其特征在于，所述步骤(c)之后，还包括：
使所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离；
使所述爬壁装置转动第二角度，并将转动第二角度后的方向作为预定方向，返回步骤(a)。
3.如权利要求1所述的爬行控制方法，其特征在于，所述步骤(a)中的实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态的步骤包括：采集所述第一吸盘内的气压值，并在采集的气压值小于预设气压值时确认所述第一吸盘处于漏气状态。
4.如权利要求1所述的爬行控制方法，其特征在于，所述爬壁装置由两个履带电机分别带动的两条履带驱动前进，所述步骤(b)中的计算所述第一吸盘的前进距离的步骤包括：通过履带电机上的编码器反馈信号计算所述第一吸盘的前进距离。
5.如权利要求1所述的爬行控制方法，其特征在于，所述爬壁装置由两个履带电机分别带动的两条履带驱动前进，并通过使两个履带电机转速相异实现转动。
6.如权利要求1所述的爬行控制方法，其特征在于，所述步骤(a)包括：在确认第一吸盘处于漏气状态时发出告警信号。
7.如权利要求1所述的爬行控制方法，其特征在于，所述爬壁装置还包括清洁装置，并在前进过程中清洁物体表面。
8.一种爬壁装置的爬行控制系统，所述爬壁装置的底面包括第一吸盘和第二吸盘，且所述第一吸盘和第二吸盘沿所述爬壁装置前进过程中的前进方向排列，其特征在于，该爬行控制系统包括：
第一前进模块，用于使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进；
检测模块，用于实时检测吸附在物体表面的第一吸盘是否处于漏气状态；
计算模块，用于在第一吸盘处于漏气状态后，所述爬壁装置继续按预定方向前进时计算所述第一吸盘的前进距离；
第一控制模块，用于在所述第一吸盘在前进距离小于或等于第一距离变为吸附状态后，且所述第一距离为S＝2R+L，其中R为第一吸盘的半径，L为相邻两个吸盘之间空隙间隔的距离，使所述爬壁装置在物体表面沿预定方向前进，否则使所述爬壁装置转动第一角度后继续前进。
9.如权利要求8所述的爬行控制系统，其特征在于，还包括：
第二前进模块，用于使所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离；
第二控制模块，用于在所述爬壁装置以转动第一角度后的方向前进第二距离后，使所述爬壁装置转动第二角度，并将转动第二角度后的方向作为预定方向，使所述爬壁装置在物体表面沿所述预定方向前进；
报警模块，用于在检测模块确认第一吸盘处于漏气状态后发出告警信号。
10.如权利要求8所述的爬行控制系统，其特征在于，所述检测模块，包括：
采集单元，用于采集所述第一吸盘内的气压值；
确认单元，用于在采集的气压值小于预设气压值时确认所述第一吸盘处于漏气状态；
所述爬壁装置还包括清洁装置，并在前进过程中清洁物体表面。
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