CN112536265B - 激光传感器清洁系统及清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用激光传感器清洁系统的清洁方法，系统包括通信模块、供液装置、移动装置和清洁头，供液装置、移动装置设置在顶盖上，清洁头固定在移动装置上，供液装置的输出端与清洁头连接，所述通信模块用于与AGV通信连接，以接收AGV发出的工作指令，所述供液装置自动向清洁头供给清洁液，移动装置动作并带动清洁头沿透光侧壁的表面移动，以对激光头进行清洁。本发明的清洁方法利用激光传感器清洁系统对激光头的壳体进行自动清洁，通过将清洁液雾化并与空气混合形成的混合蒸汽对透光侧壁进行清洁，与现有技术相比，其自动化高，清洁彻底、高效。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，具体涉及一种激光传感器清洁系统及清洁方法。
背景技术
随着搬运机器人技术的大力发展和广泛应用，大量激光头外设得以被应用；激光外设具有精确度高、方向性强、集成度高、体积小巧等特点，被广泛应用在定位和防撞上面。激光传感器需要在激光头外罩设一圆柱形的透光保护罩，激光头在其内部轴向360度转动，透光侧壁对激光头具有保护作用，但由于光学的特性，当保护罩表面被工作环境的粉尘、水雾等遮盖时候，会造成传感器的工作性能下降甚至不能使用，需要停下进行人工清洁，影响AGV的工作效率。
假设在现有的AGV上增加自动清洁激光头的系统，则可有效提升AGV的工作效率。
发明内容
本发明的第一个发明目的在于提供一种激光传感器清洁系统，其具有自动化高、清洁效率高的优点。
为实现以上发明目的，本发明采取以下技术方案：
激光传感器清洁系统，激光传感器设置在AGV上，包括激光头以及罩设在激光头外的壳体，所述壳体包括顶盖以及圆柱状的透光侧壁，激光传感器清洁系统包括通信模块、供液装置、移动装置和清洁头，供液装置、移动装置设置在顶盖上，清洁头固定在移动装置上，供液装置的输出端与清洁头连接，所述通信模块用于与AGV通信连接，以接收AGV发出的工作指令，在接收到工作指令后，所述供液装置自动向清洁头供给清洁液，移动装置动作并带动清洁头沿透光侧壁的表面移动，以对激光头进行清洁。
与现有技术相比，本发明的清洁系统可在收到AGV的工作指令后，自动对透光侧壁进行清洁，从而提升清洁效率，节省人力成本。
优选的，所述移动装置包括平移机构和纵移机构，所述平移机构设有平移舵机，其通过平移舵机带动清洁头在水平方向移动，所述纵移机构包括纵移舵机，其通过纵移舵机带动清洁头纵向移动。本方案的移动装置可带动清洁头同时沿水平方向、纵向移动，使清洁头相对透光侧壁做螺旋式移动。
优选的，所述平移机构还包括水平旋转平台，所述平移舵机设置顶盖上，所述水平旋转平台设于平移舵机上，且与所述平移舵机的输出轴连接，所述纵移机构设置在水平旋转平台的上侧，清洁头设置在纵移机构上。本方案的水平旋转平台对纵移机构有承托固定的作用，工作时，平移舵机驱动水平旋转平台旋转，使在水平旋转平台上的纵移机构同步移动，从而带动清洁头移动。
优选的，所述纵移机构还包括第一连接臂、第二连接臂和弹性件，所述第一连接臂的一端与纵移舵机的输出轴铰接，第二连接臂的一端与清洁头连接，且所述第一连接臂与第二连接臂的另一端相铰接，弹性件设于第一连接臂与第二连接臂之间以使第一连接臂和第二连接臂形成折弯状。在本方案中纵移电机的输出轴、第一连接臂、第二连接臂依次连接，弹性件设于第一连接臂与第二连接臂之间，为两连接臂提供拉力，使输出轴、第一连接臂、第二连接臂实现联动。
优选的，所述清洁头为刷头，所述供液装置包括清洁液存储机构和蠕动泵，所述清洁液存储机构的输出口与清洁头通过供液管道连接，所述蠕动泵的设在所述输出口处。本方案的蠕动泵控制洁液存储机构向刷头提供清洁液，刷头沿透光侧壁表面滑动以对透光侧壁进行清洁。
替换的，所述清洁头为喷嘴，所述供液装置包括清洁液存储机构、雾化器和空压机，所述空压机与喷嘴之间通过出气管道连通，所述雾化器包括进液口和出雾口，所述雾化器的进液口通过电磁阀与清洁液储存机构连接，所述出雾口与出气管道连通。本方案通过雾化器将清洁液雾化并与空气混合形成的混合蒸汽对透光侧壁进行清洁，使用时，先通过喷嘴将混合蒸汽喷到透光侧壁的表面，再喷出普通空气将透光侧壁表面残留的清洁液吹走。与上述方案相比，本方案的清洁效果更好。
优选的，还包括控制模块，所述控制模块控制供液装置、移动装置工作并生成反馈信号。
优选的，所述反馈信号包括清洁液余量信号、任务完成信号。
本发明的另一个发明目的在于提供一种应用上述激光传感器清洁系统的清洁方法，其包括以下步骤：
a1.AGV生成并发送工作指令，启动控制模块；b1.控制模块控制纵移舵机工作，使纵移机构带动清洁头下降，控制模块采集纵移舵机的电流数据判断，直至控制模块判断清洁头下降至透光侧壁外表面的上侧；c1.纵移舵机持续带动清洁头继续下降，控制模块控制平移舵机、供液装置工作，使平移舵机带动清洁头沿透光侧壁的外表面周向旋转，且供液装置向清洁头供给清洁液，控制模块采集纵移舵机的角度数据并分析，至分析获得清洁头已移动至透光侧壁的外表面下侧，进入步骤d1；d1.控制模块控制纵移舵机、平移舵机带动清洁头向上沿原路径复位，控制模块采集纵移舵机的电流数据并分析，至判断清洁头已复位，进入步骤f1；f1.控制模块控制移动装置、供液装置停止工作，生成反馈信号并通过通信模块发送，进入g1；g1.AGV接收反馈信号，检测光路信号是否恢复正常，如是，发送待机指令，否则返回步骤a1。
与现有技术相比，本发明的清洁方法通过移动装置带动清洁头沿透光侧壁的表面从上至下、再从下至上的滑动以清洁透光侧壁的表面，由于平移机构、纵移机构在透光侧壁表面时同时动作，因此，清洁头在透光侧壁表面具有螺旋形的移动轨迹，使清洁头的运行轨迹覆盖整个透光侧壁的表面，清洁工作高效、不留死角。
本发明的第三个发明目的在于提供另一种应用上述激光传感器清洁系统的清洁方法，其包括以下步骤：
a2.AGV生成并发送工作指令，启动控制模块；b2.控制模块控制纵移舵机工作，使纵移机构带动清洁头下降，控制模块采集纵移舵机的电流数据判断，直至控制模块判断清洁头下降至与透光侧壁的上侧位置相对应，进入步骤c2；c2.纵移舵机带动清洁头继续下降，控制模块控制平移舵机、供液装置工作，使平移舵机带动清洁头相对透光侧壁周向旋转，且供液装置向清洁头输送混合蒸汽，控制模块采集纵移舵机的角度数据并分析，至分析获得清洁头已移动至与透光侧壁下侧位置相对应，进入步骤d2；d2.控制模块控制纵移舵机、平移舵机工作，使纵移机构、平移机构带动清洁头沿原路径复位，供液装置向清洁头输送混合蒸汽，控制模块判断清洁头是否已移动至透光侧壁的上侧，进入步骤f2；f2.供液装置向清洁头输送空气，控制模块控制纵移舵机、平移舵机带动清洁头向上沿原路径复位，控制模块采集纵移舵机的电流数据并分析，至判断清洁头已复位，进入g2；g2.供液装置向清洁头持续输送空气，移动装置带动清洁头沿原路径重复往返运动至少一次，进入h2；h2.供液装置、移动装置停止工作，控制模块生成反馈信号并通过通信模块发送，进入i2；i2.AGV接收反馈信号，检测光路信号是否恢复正常，如是，发送待机指令，否则返回步骤a2。
本发明的清洁方法通过将清洁液雾化并与空气混合形成的混合蒸汽对透光侧壁进行清洁，与上述方案相比，本方案的清洁方法不会在透光侧壁上残留清洁液，清洁效率更高，并可避免刷头与透光侧壁之间长期接触产生磨损。
附图说明
图1是实施例1的原理图1；
图2是实施例1的原理图2；
图3是实施例1的原理图2；
图4是实施例1和2的系统框图；
图5是实施例2的供液装置的结构示意图。
标号说明：
激光传感器1、壳体11、透光侧壁12、顶盖13、移动装置3、平移机构31、水平旋转平台32、平移舵机33、纵移机构34、纵移舵机35、第一连接臂36、第二连接臂37、弹性件38、供液装置2、清洁液存储机构21、蠕动泵22、清洁头、喷嘴4、清洁液存储机构51、雾化器52、空压机53。
具体实施方式
以下根据附图，进一步的说明本发明的技术方案：
实施例一：
参考图1-4所示，本实施例公开一种激光传感器清洁系统，激光传感器1设置在AGV上，包括激光头(图中未示)以及罩设在激光头外的壳体11，所述壳体11包括顶盖13以及圆柱状的透光侧壁12，激光传感器清洁系统包括通信模块、供液装置2、移动装置3和清洁头4，供液装置2、移动装置3设置在顶盖上，清洁头4固定在移动装置3上，供液装置2的输出端与清洁头4连接，所述通信模块用于与AGV通信连接，以接收AGV发出的工作指令，在接收到工作指令后，所述供液装置2自动向清洁头4供给清洁液，移动装置3动作并带动清洁头4沿透光侧壁12的表面移动，以对激光头进行清洁。
上述移动装置3包括平移机构31和纵移机构34，所述平移机构31设有平移舵机33，其通过平移舵机33带动清洁头4在水平方向移动，所述纵移机构34包括纵移舵机35，其通过纵移舵机35带动清洁头4纵向移动。本方案的移动装置3可同时沿水平方向、纵向移动。
上述平移机构31还包括水平旋转平台32，所述平移舵机33设置在壳体的上侧，所述水平旋转平台32设于平移舵机33的上侧，且所述平移舵机33的输出轴与所述水平旋转平台32连接，所述纵移机构34设置在水平旋转平台32的上侧，清洁头4设置在纵移机构34上。本方案的水平旋转平台32对纵移机构34有承托固定或承托作用，工作时，平移舵机33驱动水平旋转平台32旋转，使纵移机构34水平移动，并带动清洁头4移动。
上述纵移机构34还包括第一连接臂36、第二连接臂37和弹性件38，所述第一连接臂36的一端与纵移舵机35的输出轴铰接，第二连接臂37的一端与清洁头4连接，且所述第一连接臂36与第二连接臂37的另一端相铰接，弹性件38设于第一连接臂36与第二连接臂37之间以使两连接臂形成折弯状。在本方案中纵移电机的输出轴、第一连接臂36、第二连接臂37依次连接，弹性件38设于第一连接臂36与第二连接臂37之间，为两连接臂提供拉力，使输出轴、第一连接臂36、第二连接臂37实现联动。
上述清洁头4为刷头，所述供液装置2包括清洁液存储机构21和蠕动泵22，所述蠕动泵22的设在清洁液存储机构21的输出口处，且其输出管与所述清洁头4连接。本方案的蠕动泵22控制洁液存储机构向刷头提供清洁液，清洁头4沿透光侧壁12表面滑动以对透光侧壁12进行清洁。
还包括控制模块，所述控制模块控制供液装置2、移动装置3工作并生成反馈信号。
上述反馈信号包括清洁液余量信号、任务完成信号。
上述控制模块包括清洁液控制模块和舵机控制模块，所述清洁液控制模块用于控制蠕动泵22定量向输出清洁液，所述舵机控制模块用于控制移动装置3工作。
上述清洁液控制模块包括用于生成清洁液余量信号的余量检测模块。
还包括供电管理模块，所述供电管理模块用于控制移动装置3的电源通断。
优选的，所述通信模块为有线通讯、有线通讯的其中一种通信方式。
优选的，还包括人机交互模块，用户通过人机交互模块监控系统工作状态。
与现有技术相比，本实施例的清洁系统可在收到AGV的工作指令后，自动对透光侧壁12进行清洁，从而提升清洁效率，节省人力成本。
实施例二：
参见图5所示，本实施例与上述实施例的区别之处在于:上述清洁头为喷嘴4，所述供液装置(图中未示)包括清洁液存储机构51、雾化器52和空压机53，所述空压机53与喷嘴4之间通过出气管道连通，所述雾化器52包括进液口和出雾口，所述雾化器52的进液口通过电磁阀(图中未示)与清洁液储存机构51连接，所述出雾口与出气管道连通。
本实施例通过将清洁液雾化并与空气混合形成的混合蒸汽对透光侧壁进行清洁，使用时，先通过喷嘴4将混合蒸汽吹到透光侧壁的表面，再喷出普通空气将透光侧壁表面残留的清洁液吹走。与上述实施例相比，本方案的清洁效率更高。
实施例三：
本实施例公开一种应用实施例一的清洁方法，其包括以下步骤：
a1.AGV生成并发送工作指令，启动控制模块；b1.控制模块控制纵移舵机工作，使纵移机构带动清洁头下降，控制模块采集纵移舵机的电流数据判断，直至控制模块判断清洁头下降至透光侧壁外表面的上侧；c1.纵移舵机持续带动清洁头继续下降，控制模块控制平移舵机、供液装置工作，使平移舵机带动清洁头沿透光侧壁的外表面周向旋转，且供液装置向清洁头供给清洁液，控制模块采集纵移舵机的角度数据并分析，至分析获得清洁头已移动至透光侧壁的外表面下侧，进入步骤d1；d1.控制模块控制纵移舵机、平移舵机带动清洁头向上沿原路径复位，控制模块采集纵移舵机的电流数据并分析，至判断清洁头已复位，进入步骤f1；f1.控制模块控制移动装置、供液装置停止工作，生成反馈信号并通过通信模块发送，进入g1；g1.AGV接收反馈信号，检测光路信号是否恢复正常，如是，发送待机指令，否则返回步骤a1。
在上述步骤b1中，控制模块通过分析纵移舵机的电流是否增大，判定清洁头是否移动至透光侧壁的表面，当清洁头移动至遮光侧壁表面后，由于弹性件拉力的存在，使纵移舵机继续转动的阻力增大，则所需电流增大，因此，当电流增大，则判定纵移舵机以移动至透光侧壁的表面。
在上述步骤c1中，根据纵移舵机的角度数据可获得清洁头从透光侧壁的表面上侧开始的转动角度，从而根据三角函数计算获得清洁头的纵移距离，从而分析清洁头是否已移动至透光侧壁的表面下侧。
与现有技术相比，本实施例的清洁方法通过移动装置带动清洁头沿透光侧壁的表面从上至下、再从下至上滑动以清洁透光侧壁的表面，由于平移机构、纵移机构在透光侧壁表面时同时动作，因此，其在清洁头在透光侧壁表面具有螺旋形的移动轨迹，使清洁工作高效、不留死角。由于应用了上述方案的清洁系统，因此具有上述方案的所有优点。
实施例四：
本实施例公开一种应用上述实施例二的清洁方法，其包括以下步骤：
a2.AGV生成并发送工作指令，启动控制模块；b2.控制模块控制纵移舵机工作，使纵移机构带动喷嘴下降，控制模块采集纵移舵机的电流数据判断，直至控制模块判断喷嘴下降至与透光侧壁的上侧位置相对应，进入步骤c2；c2.纵移舵机带动喷嘴继续下降，控制模块控制平移舵机、供液装置工作，使平移舵机带动喷嘴相对透光侧壁周向旋转，且供液装置向喷嘴输送混合蒸汽，控制模块采集纵移舵机的角度数据并分析，至分析获得喷嘴已移动至与透光侧壁下侧位置相对应，进入步骤d2；d2.控制模块控制纵移舵机、平移舵机工作，使纵移机构、平移机构带动喷嘴沿原路径复位，供液装置向喷嘴输送混合蒸汽，控制模块判断喷嘴是否已移动至透光侧壁的上侧，进入步骤f2；f2.供液装置向喷嘴输送空气，控制模块控制纵移舵机、平移舵机带动喷嘴向上沿原路径复位，控制模块采集纵移舵机的电流数据并分析，至判断喷嘴已复位，进入g2；g2.供液装置向喷嘴持续输送空气，移动装置带动喷嘴沿原路径重复往返运动至少一次，进入h2；h2.供液装置、移动装置停止工作，控制模块生成反馈信号并通过通信模块发送，进入i2；i2.AGV接收反馈信号，检测光路信号是否恢复正常，如是，发送待机指令，否则返回步骤a2。
本实施例的清洁方法通过将清洁液雾化并与空气混合形成的混合蒸汽对透光侧壁进行清洁，与上述方案相比，本方案的清洁效率更高。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (1)
1.一种应用激光传感器清洁系统的清洁方法，激光传感器清洁系统包括：
包括激光头以及罩设在激光头外的壳体，所述壳体包括顶盖以及圆柱状的透光侧壁，其特征在于，激光传感器清洁系统包括通信模块、供液装置、移动装置和清洁头，所述供液装置、移动装置设置在顶盖上，清洁头固定在移动装置上，供液装置的输出端与清洁头连接，所述通信模块用于与AGV通信连接，以接收AGV发出的工作指令，在接收到工作指令后，所述供液装置自动向清洁头供给清洁液，移动装置动作并带动清洁头沿透光侧壁的表面移动，以对激光头进行清洁；
所述清洁头为喷嘴，所述供液装置包括清洁液存储机构、雾化器和空压机，所述空压机与喷嘴之间通过出气管道连通，所述雾化器包括进液口和出雾口，所述雾化器的进液口通过电磁阀与清洁储存机构连接，所述出雾口与出气管道连通；
所述移动装置包括平移机构和纵移机构，所述平移机构设有平移舵机，其通过平移舵机驱动所述喷嘴沿水平方向移动，所述纵移机构包括纵移舵机，其通过纵移舵机带动喷嘴纵向移动；
所述平移机构还包括水平旋转平台，所述平移舵机设置顶盖上，所述水平旋转平台设于平移舵机的上侧，且与所述平移舵机的输出轴连接，所述纵移机构设置在水平旋转平台上，喷嘴设置在纵移机构上；
所述纵移机构还包括第一连接臂、第二连接臂和弹性件，所述第一连接臂的一端与纵移舵机的输出轴铰接，第二连接臂的一端与喷嘴连接，且所述第一连接臂与第二连接臂的另一端相铰接，弹性件设于第一连接臂与第二连接臂之间以使第一连接臂和第二连接臂形成折弯状；
还包括控制模块，所述控制模块控制供液装置、移动装置工作并生成反馈信号；
其特征在于，包括以下步骤：
a2.AGV生成并发送工作指令，启动控制模块；
b2.控制模块控制纵移舵机工作，使纵移机构带动喷嘴下降，控制模块采集纵移舵机的电流数据判断，直至控制模块判断喷嘴下降至与透光侧壁的上侧位置相对应，进入步骤c2；
c2.纵移舵机带动喷嘴继续下降，控制模块控制平移舵机、供液装置工作，使平移舵机带动喷嘴相对透光侧壁周向旋转，且供液装置向喷嘴输送混合蒸汽，控制模块采集纵移舵机的角度数据并分析，至分析获得喷嘴已移动至与透光侧壁下侧位置相对应，进入步骤d2；
d2.控制模块控制纵移舵机、平移舵机工作，使纵移机构、平移机构带动喷嘴沿原路径复位，供液装置向喷嘴输送混合蒸汽，控制模块判断喷嘴是否已移动至透光侧壁的上侧，进入步骤f2；
f2.供液装置向喷嘴输送空气，控制模块控制纵移舵机、平移舵机带动喷嘴向上沿原路径复位，控制模块采集纵移舵机的电流数据并分析，至判断喷嘴已复位，进入g2；
g2.供液装置向喷嘴持续输送空气，移动装置带动喷嘴沿原路径重复往返运动至少一次，进入h2；
h2.供液装置、移动装置停止工作，控制模块生成反馈信号并通过通信模块发送，进入i2；
i2.AGV接收反馈信号，检测光路信号是否恢复正常，如是，发送待机指令，否则返回步骤a2。
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