CN108784508A - 一种外墙清洁机器人自适应判断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人领域，提出了一种外墙清洁机器人自适应判断方法及装置。所述装置包括控制模块、执行模块、牵引组件、清洁组件和伸缩组件。所述控制模块能够牵引组件牵引外墙清洁机器人到待清洁墙面，控制伸缩组件伸长，调整清洁组件的位置到与墙面相接触。所述清洁组件与墙面接触后，进行接触度的自适应判断和调整，执行模块向控制模块反馈清洁组件与墙面的接触程度，所述控制模块控制执行模块，调整清洁组件与墙面的接触度，所述清洁组件开始对墙面进行清洁。本发明所述的外墙清洁机器人自适应判断方法及装置，让清洁机器人具有自适应能力，能够对与墙面的接触度进行调整，使得操作更为简便。

Description

一种外墙清洁机器人自适应判断方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种外墙清洁机器人自适应判断方法及装置。

背景技术

随着城市的发展，出现了很多具有玻璃幕墙的大楼。因为城市容貌标准的要求，这些玻璃幕墙每年必须清洗一次。清洗玻璃幕墙费时费力，且危险性大，成本高。按现在平均每平清洗费用4.5元计算，一栋30层高的大楼总面积约18000平方，整栋大楼一次清洁费用是81000元，清洗成本很高。而全国主要城市的大楼数量较多，现在普遍采用人工清洗，不仅成本较高，也容易发生危险。

因为高空作业危险性大，容易发生意外事故，所有在外墙清洗用吊船作业的人员都需要有高空作业证，因此能够进行高空清洗作业的人员较少。尽管如此，每年还是会发生事故，导致人员伤亡。并且因为高危的工作环境，新入行的人数每年减少，但是对大楼的玻璃幕墙的清洁需求并不会减少，相反每年都在增加。对清洁人员的高要求，清洁人员的缺失和需求的增加，使得高空清洁市场出现缺口，现有的清洁人员可能难以负担起整个高空清洁市场的高空清洁工作。

同时现有的清洁机器人需要人为进行控制的地方较多，清洁机器人处于外部的墙壁上，单纯依靠远程遥控不能够对一些突发状况进行应急处理。在使用时，可能发生安全隐患，造成机器人的损伤，或者发生清洁不到位的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是的问题。为了解决上述问题，本发明提出了一种外墙清洁机器人自适应判断方法及装置，本发明具体是以如下技术方案实现的：

本发明的第一个方面提出了一种外墙清洁机器人自适应判断装置，所述装置包括控制模块、执行模块、牵引组件、清洁组件和伸缩组件；

所述控制模块用于控制执行模块、牵引组件、清洁组件和伸缩组件的运行；

所述执行模块用于调整清洁组件与墙面的接触度；

所述牵引组件用于牵引机器人的移动；

所述清洁组件用于清洁待清洁墙面；

所述伸缩组件用于控制清洁组件与墙面接触。

所述控制模块能够对外墙清洁机器人的运动和与墙面的接触度自适应地进行判断和控制，能够保证机器人在接触度良好的情况下进行清洁。

所述清洁组件包括滚刷。所述执行模块用于直接对滚刷的进出进行控制，所述执行模块设置在两个滚刷的中间，通过连接装置和滚刷直接连接，能够控制滚刷的运动。所述执行模块可以是电机，在电机控制滚刷运动的时候，因为滚刷与墙面接触度不同，所述电机的输出不同，因此所述电机会产生不同的扭矩。扭矩与电流成正比，也就是会产生不同的电流，电流就能够作为判据输入到控制模块中，进行对墙面接触度的判断。首先电流会输入到分流器中。

进一步地，所述装置还包括分流器，所述分流器用于传输执行模块产生的电流信号。

进一步地，所述装置还包括压力传感器和信号放大器，所述压力传感器用于检测压力信号，所述信号放大器用于放大压力信号。

所述压力传感器起一个保护作用，分流器是靠刷子电流变化来做判定的，在电池电量不足的情况下有可能会失效。只要压力超过压力传感器的预设值，就收起滚刷。

进一步地，所述装置还包括超声传感器，所述超声传感器用于检测是否存在障碍物。所述超声传感器感应到障碍物后，控制模块判断此时前方存在障碍物，控制牵引组件停止运行，随后控制伸缩组件收缩，越过障碍物。

进一步地，所述装置还包括喷洒组件，所述喷洒组件用于喷洒清洁液。在控制模块判断清洁组件与待清洁墙面接触良好后，控制喷洒组件喷洒清洁液。

本发明的第二个方面提出了一种外墙清洁机器人自适应判断方法，所述方法包括：

牵引组件牵引外墙清洁机器人到待清洁墙面；

所述控制模块控制伸缩组件伸长，调整清洁组件的位置到与墙面相接触；

所述清洁组件与墙面接触后，执行模块向控制模块反馈清洁组件与墙面的接触程度；

所述控制模块控制执行模块，调整清洁组件与墙面的接触度；

所述清洁组件开始对墙面进行清洁。

进一步地，在清洁组件接触到墙面时，所述分流器感应到电流信号，控制模块调整伸缩组件的移动速度，进行接触度判断。

当调整好清洁组件与墙面的接触度，清洁组件开始对墙面进行清洁时，所述控制模块控制喷洒组件喷洒清洁液，所述控制模块控制牵引组件牵引外墙清洁机器人移动，清洁组件对墙面进行清洁。

所述控制模块能够根据预设的程序，对机器人的移动以及清洁组件和待清洁墙面的接触度自适应地进行调整和判断。同时，在机器人上还装有射频模块，能够远程进行人工控制。机器人的自适应判断无法起作用时，可以转为人工操作。

进一步地，在进行接触度判断时：

所述清洁组件与墙面接触后，执行模块传输电流信号到分流器；

所述分流器接收到电流信号，并传输给控制模块；

所述控制模块根据电流信号，判断滚刷与墙面的接触度是否达到清洁需求，控制执行模块调整滚刷与墙面的接触度，使得滚刷与墙面的接触度为合适的值。

进一步地，在进行接触度的判断时，控制模块通过设置在伸缩组件上的压力传感器辅助进行判断；

所述压力传感器探测到压力信号；

将压力信息传输到信号放大器，通过信号放大器放大；

所述信号放大器将放大后的压力信号传输到控制模块，控制模块根据压力信号进行控制判断。

所述压力传感器起一个保护作用，分流器是靠刷子电流变化来做判定的，在电池电量不足的情况下有可能会失效。只要压力超过压力传感器的预设值，就收起滚刷。

进一步地，当前方出现障碍物时，超声传感器感应到障碍物，发送信号到控制模块；

控制模块控制牵引组件停止工作，并控制伸缩组件收缩，将清洁组件抬起；

超声传感器感应不到前方存在障碍物时，控制模块控制牵引组件工作，越过障碍物；

当越过障碍物后，控制模块控制牵引组件停止工作，并控制伸缩组件伸长，将清洁组件放下到接触到墙面。

所述外墙清洁机器人还可以加装越障功能，通过安装在机器人边缘的超声传感器，控制模块能够获得超声传感器反馈的信号，从而判断是否存在障碍物。

采用上述技术方案，本发明所述的一种外墙清洁机器人自适应判断方法及装置，具有如下有益效果：

1)本发明所述的外墙清洁机器人自适应判断方法及装置，让清洁机器人具有自适应能力，能够对与墙面的接触度进行调整，使得操作更为简便；

2)本发明所述的外墙清洁机器人自适应判断方法及装置，让清洁机器人具有自适应能力，能够应变一些突发情况比如说障碍物等，避免清洁不到位或者机器人损伤的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种外墙清洁机器人自适应判断装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种外墙清洁机器人自适应判断方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种外墙清洁机器人与墙面接触度的自适应判断的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种外墙清洁机器人压力辅助判断与墙面接触度的方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种外墙清洁机器人越障自适应判断方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提出了一种外墙清洁机器人自适应判断装置，如图1所示，所述装置包括控制模块、执行模块、牵引组件、清洁组件和伸缩组件；

所述控制模块用于控制执行模块、牵引组件、清洁组件和伸缩组件的运行；

所述执行模块用于调整清洁组件与墙面的接触度；

所述牵引组件用于牵引机器人的移动；

所述清洁组件用于清洁待清洁墙面；

所述伸缩组件用于控制清洁组件与墙面接触。

具体地，本发明实施例所述的控制模块能够对外墙清洁机器人的运动和与墙面的接触度自适应地进行判断和控制，能够保证机器人在接触度良好的情况下进行清洁。

进一步地，所述装置还包括分流器，所述分流器用于传输执行模块产生的电流信号。

所述清洁组件包括滚刷。所述执行模块用于直接对滚刷的进出进行控制，所述执行模块设置在两个滚刷的中间，通过连接装置和滚刷直接连接，能够控制滚刷的运动。所述执行模块可以是电机，在电机控制滚刷运动的时候，因为滚刷与墙面接触度不同，所述电机的输出不同，因此所述电机会产生不同的扭矩。扭矩与电流成正比，也就是会产生不同的电流，电流就能够作为判据输入到控制模块中，进行对墙面接触度的判断。首先电流会输入到分流器中。

所述分流器能够接收不同的电流，输入到控制模块中。所述分流器能够感应到电流并让电流快速通过。所述控制模块能够控制执行模块，进而利用电流的变化来进行滚刷的进出控制，以保持合理的与墙面接触度。

进一步地，所述装置还包括压力传感器和信号放大器，所述压力传感器用于检测压力信号，所述信号放大器用于放大压力信号。

所述压力传感器可以设置在位于大连杆上的传感器座上，所述大连杆为伸缩组件的一部分。传感器座分为两部分，每个部分上设有一个凹槽，传感器座的两部分卡在大连杆上的方轴的两边，并通过连柱固定。所述压力传感器获得的压力信息传送到信号放大器中，由信号放大器进行信号放大后传输到PLC(可编程逻辑控制器)中。

所述压力传感器起一个保护作用，分流器是靠刷子电流变化来做判定的，在电池电量不足的情况下有可能会失效。只要压力超过压力传感器的预设值，就收起滚刷。

进一步地，所述装置还包括超声传感器，所述超声传感器用于检测是否存在障碍物。所述超声传感器感应到障碍物后，控制模块判断此时前方存在障碍物，控制牵引组件停止运行，随后控制伸缩组件收缩，越过障碍物。

进一步地，所述装置还包括喷洒组件，所述喷洒组件用于喷洒清洁液。在控制模块判断清洁组件与待清洁墙面接触良好后，控制喷洒组件喷洒清洁液。

本实施例提出的一种外墙清洁机器人的自适应装置用于控制外墙清洁机器人自适应墙面的清洁条件，所述外墙清洁机器人可应用于机场、医院、商业地产、星级酒店、汽车4S店等需要经常清洁的低高度玻璃幕墙，替代人工进行30-100平米左右的墙面清洁。所述外墙清洁机器人结构简单，控制逻辑清楚，具有一定的自适应性，可以降低人工清洁带来的风险，同时提高效率，节约成本。

实施例2：

本发明实施例提出了一种外墙清洁机器人的自适应判断方法，如图2所示，所述自适应方法包括：

S1.牵引组件牵引外墙清洁机器人到待清洁墙面；

S2.所述控制模块控制伸缩组件伸长，调整清洁组件的位置到与墙面相接触；

S3.所述清洁组件与墙面接触后，执行模块向控制模块反馈清洁组件与墙面的接触程度；

S4.所述控制模块控制执行模块，调整清洁组件与墙面的接触度；

S5.所述清洁组件开始对墙面进行清洁。

进一步地，在清洁组件接触到墙面时，所述分流器感应到电流信号，控制模块调整伸缩组件的移动速度，进行接触度判断。

当调整好清洁组件与墙面的接触度，清洁组件开始对墙面进行清洁时，所述控制模块控制喷洒组件喷洒清洁液，所述控制模块控制牵引组件牵引外墙清洁机器人移动，清洁组件对墙面进行清洁。

所述控制模块能够根据预设的程序，对机器人的移动以及清洁组件和待清洁墙面的接触度自适应地进行调整和判断。同时，在机器人上还装有射频模块，能够远程进行人工控制。机器人的自适应判断无法起作用时，可以转为人工操作。

进一步地，在进行接触度判断时，如图3所示，具体方法如下：

S01.所述清洁组件与墙面接触后，执行模块传输电流信号到分流器；

S02.所述分流器接收到电流信号，并传输给控制模块；

S03所述控制模块根据电流信号，判断滚刷与墙面的接触度是否达到清洁需求，控制执行模块调整滚刷与墙面的接触度，使得滚刷与墙面的接触度为合适的值。

进一步地，所述清洁组件包括滚刷，所述执行模块用于直接对滚刷的进出进行控制，所述执行模块设置在两个滚刷的中间，通过连接装置和滚刷直接连接，能够控制滚刷的运动。所述执行模块可以是电机，在电机控制滚刷运动的时候，因为滚刷与墙面接触度不同，所述电机的输出不同，因此所述电机会产生不同的扭矩。扭矩与电流成正比，也就是会产生不同的电流，电流就能够作为判据输入到控制模块中，进行对墙面接触度的判断。

所述分流器能够接收不同的电流，输入到控制模块中。所述分流器能够感应到电流并让电流快速通过。所述控制模块能够控制执行模块，进而利用电流的变化来进行滚刷的进出控制，以保持合理的与墙面接触度。

进一步地，在进行接触度的判断时，控制模块通过设置在伸缩组件上的压力传感器辅助进行判断，如图4所示，具体方法如下：

S001.所述压力传感器探测到压力信号；

S002.将压力信息传输到信号放大器，通过信号放大器放大；

S003.所述信号放大器将放大后的压力信号传输到控制模块，控制模块根据压力信号进行控制判断。

进一步地，所述压力传感器设置在位于大连杆上的传感器座上，传感器座分为两部分，每个部分上设有一个凹槽，传感器座的两部分卡在大连杆上的方轴的两边，并通过连柱固定。所述压力传感器获得的压力信息传送到信号放大器中，由信号放大器进行信号放大后传输到控制模块中。

所述压力传感器起一个保护作用，分流器是靠刷子电流变化来做判定的，在电池电量不足的情况下有可能会失效。只要压力超过压力传感器的预设值，就收起滚刷。

进一步地，当前方出现障碍物时，如图5所示，具体的越障自适应判断方法如下：

S101.超声传感器感应到障碍物，发送信号到控制模块；

S102.控制模块控制牵引组件停止工作，并控制伸缩组件收缩，将清洁组件抬起；

S103.超声传感器感应不到前方存在障碍物时，控制模块控制牵引组件工作，越过障碍物；

S104.当越过障碍物后，控制模块控制牵引组件停止工作，并控制伸缩组件伸长，将清洁组件放下到接触到墙面。

进一步地，所述外墙清洁机器人还可以加装越障功能，通过安装在机器人边缘的超声传感器，控制模块能够获得超声传感器反馈的信号，从而判断是否存在障碍物。当存在障碍物时，控制模块控制牵引组件停止工作，让机器人停止下来，然后控制模块控制伸缩组件收缩，抬起清洁组件，超声传感器持续对障碍物的信号进行检测，当检测不到障碍物的信号时，停止伸缩组件的收缩，控制牵引组件开始工作，越过障碍物。

本实施例提出的一种外墙清洁机器人的自适应判断方法用于控制外墙清洁机器人自适应墙面的清洁条件，所述外墙清洁机器人可应用于机场、医院、商业地产、星级酒店、汽车4S店等需要经常清洁的低高度玻璃幕墙，替代人工进行30-100平米左右的墙面清洁。所述外墙清洁机器人结构简单，控制逻辑清楚，具有一定的自适应性，可以降低人工清洁带来的风险，同时提高效率，节约成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外墙清洁机器人自适应判断装置，其特征在于，所述装置包括控制模块、执行模块、牵引组件、清洁组件和伸缩组件；

所述控制模块用于控制执行模块、牵引组件、清洁组件和伸缩组件的运行；

所述执行模块用于调整清洁组件与墙面的接触度；

所述牵引组件用于牵引机器人的移动；

所述清洁组件用于清洁待清洁墙面；

所述伸缩组件用于控制清洁组件与墙面接触。

2.根据权利要求1所述的一种外墙清洁机器人自适应判断装置，其特征在于，所述装置还包括分流器，所述分流器用于传输执行模块产生的电流信号。

3.根据权利要求1所述的一种外墙清洁机器人自适应判断装置，其特征在于，所述装置还包括压力传感器和信号放大器，所述压力传感器用于检测压力信号，所述信号放大器用于放大压力信号。

4.根据权利要求1所述的一种外墙清洁机器人自适应判断装置，其特征在于，所述装置还包括超声传感器，所述超声传感器用于检测是否存在障碍物。

5.根据权利要求1所述的一种外墙清洁机器人自适应判断装置，其特征在于，所述装置还包括喷洒组件，所述喷洒组件用于喷洒清洁液。

6.一种外墙清洁机器人自适应判断方法，其特征在于，所述方法包括：

牵引组件牵引外墙清洁机器人到待清洁墙面；

所述控制模块控制伸缩组件伸长，调整清洁组件的位置到与墙面相接触；

所述清洁组件与墙面接触后，执行模块向控制模块反馈清洁组件与墙面的接触程度；

所述控制模块控制执行模块，调整清洁组件与墙面的接触度；

所述清洁组件开始对墙面进行清洁。

7.根据权利要求6所述的一种外墙清洁机器人自适应判断方法，其特征在于，在清洁组件接触到墙面时，所述分流器感应到电流信号，控制模块调整伸缩组件的移动速度，进行接触度判断。

8.根据权利要求7所述的一种外墙清洁机器人自适应判断方法，其特征在于，在进行接触度判断时：

所述清洁组件与墙面接触后，执行模块传输电流信号到分流器；

所述分流器接收到电流信号，并传输给控制模块；

所述控制模块根据电流信号，判断滚刷与墙面的接触度是否达到清洁需求，控制执行模块调整滚刷与墙面的接触度，使得滚刷与墙面的接触度为合适的值。

9.根据权利要求8所述的一种外墙清洁机器人自适应判断方法，其特征在于，在进行接触度的判断时，控制模块通过设置在伸缩组件上的压力传感器辅助进行判断；

所述压力传感器探测到压力信号；

将压力信息传输到信号放大器，通过信号放大器放大；

所述信号放大器将放大后的压力信号传输到控制模块，控制模块根据压力信号进行控制判断。

10.根据权利要求6所述的一种外墙清洁机器人自适应判断方法，其特征在于，当前方出现障碍物时，超声传感器感应到障碍物，发送信号到控制模块；

控制模块控制牵引组件停止工作，并控制伸缩组件收缩，将清洁组件抬起；

超声传感器感应不到前方存在障碍物时，控制模块控制牵引组件工作，越过障碍物；

当越过障碍物后，控制模块控制牵引组件停止工作，并控制伸缩组件伸长，将清洁组件放下到接触到墙面。