CN113695278A - 清洗装置、清洗装置的控制方法及清洗机器人 - Google Patents

清洗装置、清洗装置的控制方法及清洗机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及清洁装备技术领域内的一种清洗装置、清洗装置的控制方法及清洗机器人，包括传动控制组件、反馈补偿组件和清洗机构；所述传动控制组件连接一个所述清洗机构，驱动所述清洗机构旋转以及沿预定轨道做往复运动；所述反馈补偿组件与所述清洗机构一一对应连接，根据所述清洗机构的位置信息和姿态信息得到对应的补偿量，补偿所述清洗机构，使所述清洗机构保持竖直状态。本发明通过采用编码器实时地读取和控制补偿电机的方式，解决了大型清洗结构垂直方向同步，减少安全隐患。

Description

清洗装置、清洗装置的控制方法及清洗机器人
技术领域
本发明涉及清洁装备技术领域，具体地，涉及一种清洗装置、清洗装置的控制方法及清洗机器人。
背景技术
清洗玻璃的方式一般有以下两种：人工清洗、机械清洗，采用人工清洗，工人劳动强度大，且效率低下。采用机械清洗可降低工人劳动强度，提高效率，现有的机械清洗方式多数为多台机器同时配合使用，或者利用机器人操作清洗装置进行玻璃清洁作业。现有技术中利用机械方式进行清洁往往存在清洁效率不高，清洗滚筒难以保持与玻璃面的贴合，即使可以也需要复杂的智能机器人进行控制，进而使得玻璃清洁的效果不佳或成本高昂。
经现有技术检索发现，中国发明专利公开号为CN106180035A，公开了玻璃板清洗装置，包括机架体，所述机架体上固定设有两两一组且结构相同的四个轮架，所述机架体上设有送进单元和送进单元位于同一水平线上的清洗单元，所述机架体一侧设有驱动单元，所述驱动单元与送进单元固定连接，所述清洗单元一侧设有升降刮水单元，所述升降刮水单元是由设置在辊压轮一侧的上、下托板、分别设置在上、下托板上的直线电机、设置在直线电机伸缩端的橡胶刮板和设置在上、下托板上的风机共同构成的，所述机架体上设有控制器，所述控制器分别与送进单元、驱动单元和水泵和直线电机电性连接。该发明专利就存在上述相关问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种清洗装置、清洗装置的控制方法及清洗机器人。
根据本发明提供的一种清洗装置，包括传动控制组件、反馈补偿组件和清洗机构；
所述传动控制组件连接一个所述清洗机构，驱动所述清洗机构旋转以及沿预定轨道做往复运动；
所述反馈补偿组件与所述清洗机构一一对应连接，根据所述清洗机构的位置信息和姿态信息得到对应的补偿量，补偿所述清洗机构，使所述清洗机构保持竖直状态。
一些实施方式中，所述清洗机构的数量为多个，依次首尾相连，并通过一个所述传动控制组件同时驱动旋转以及沿预定轨道做往复运动。
一些实施方式中，所述反馈补偿组件的数量与所述清洗机构的数量相同，一一对应连接，每个所述反馈补偿组件分别为各自对应连接的所述清洗机构进行补偿。
一些实施方式中，所述反馈补偿组件根据所述传动控制组件的伸缩状态得到所述清洗机构的位置信息，所述反馈补偿组件根据传感器获取所述清洗机构的姿态信息。
一些实施方式中，所述清洗机构的数量为多个，包括依次首尾相连的第一清洗机构、第二清洗机构、…和第N清洗机构；
所述反馈补偿组件包括与所述第一清洗机构连接的第一反馈补偿组件、与所述第二清洗机构连接的第二反馈补偿组件、…和与所述第N清洗机构连接的第N反馈补偿组件。
一些实施方式中，所述传动控制组件和所述反馈补偿组件上分别设置有编码器，分别检测所述传动控制组件和所述反馈补偿组件的伸缩状态。
本发明还提供了一种清洗装置的控制方法，采用所述的清洗装置，包括：
传动控制组件控制清洗机构旋转并沿预定轨道做往复运动，同时，反馈补偿组件根据所述清洗机构的位置信息和姿态信息得到对应的补偿量，补偿所述清洗机构，使所述清洗机构保持竖直状态。
一些实施方式中，所述反馈补偿组件根据所述传动控制组件的伸缩状态得到所述清洗机构的位置信息，所述反馈补偿组件根据传感器获取所述清洗机构的姿态信息。
一些实施方式中，所述清洗机构的数量为多个，包括依次首尾相连的第一清洗机构、第二清洗机构、…和第N清洗机构；
所述反馈补偿组件包括与所述第一清洗机构连接的第一反馈补偿组件、与所述第二清洗机构连接的第二反馈补偿组件、…和与所述第N清洗机构连接的第N反馈补偿组件；
所述第一反馈补偿组件根据所述传动控制组件的伸缩状态得到所述第一清洗机构的位置信息，所述第二反馈补偿组件根据所述第一反馈补偿组件的伸缩状态得到所述第二清洗机构的位置信息，…所述第N反馈补偿组件根据第N-1反馈补偿组件的伸缩状态得到所述第N清洗机构的位置信息；
所有反馈补偿组件根据传感器获取所述清洗机构的姿态信息。
本发明还提供了一种清洗机器人，采用所述的清洗装置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过反馈补偿组件解决了大型清洗结构垂直方向同步，减少安全隐患，提高系统稳定性的问题，进而通过使清洗滚筒保持与待刷面最大面积的接触，提高清洁效果。
2、本发明通过对支撑架结构以及相适配的同步机构的改进，使得清洗滚筒具有直线往复运动的功能，解决了只有一个动力源的情况下，将动力合理地分配到各个组件上，以完成复杂运动的问题,进一步提高清洁效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明清洁装置整体结构示意图；
图2为本发明清洁装置剖视结构示意图；
图3为本发明清洁装置俯视结构示意图；
图4为本发明清洁装置中摆轴与伸缩结构的连接关系示意图；
图5为本发明清洁装置中涉及同步机构的示意图；
图6为本发明清洁装置保持清洗滚筒竖直状态的示意图；
图7为本发明清洗滚筒层叠设置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种清洗装置，包括传动控制组件、反馈补偿组件和清洗机构。传动控制组件连接一个清洗机构，驱动清洗机构旋转以及沿预定轨道做往复运动；反馈补偿组件与清洗机构一一对应连接，根据清洗机构的位置信息和姿态信息得到对应的补偿量，补偿清洗机构，使清洗机构保持竖直状态。反馈补偿组件根据传动控制组件的伸缩状态得到清洗机构的位置信息，反馈补偿组件中包括陀螺仪，陀螺仪安装于清洗机构上，通过陀螺仪获取清洗机构的姿态信息。
清洗机构的数量可以为多个，依次首尾相连，并通过一个传动控制组件同时驱动旋转以及沿预定轨道做往复运动。反馈补偿组件的数量与清洗机构的数量相同，一一对应连接，每个反馈补偿组件分别为各自对应连接的清洗机构进行补偿。
清洗机构包括依次首尾相连的第一清洗机构、第二清洗机构、…和第N清洗机构；反馈补偿组件包括与第一清洗机构连接的第一反馈补偿组件、与第二清洗机构连接的第二反馈补偿组件、…和与第N清洗机构连接的第N反馈补偿组件。
其工作原理是，第一反馈补偿组件根据传动控制组件的伸缩状态得到第一清洗机构的位置信息，第二反馈补偿组件根据第一反馈补偿组件的伸缩状态得到第二清洗机构的位置信息，…第N反馈补偿组件根据第N-1反馈补偿组件的伸缩状态得到第N清洗机构的位置信息，同时通过反馈补偿组件中的陀螺仪获取每一组相对应的清洗机构的姿态信息，如此，即可实现多个清洗机构的同步补偿，保证统一处于竖直状态。
传动控制组件和反馈补偿组件上分别设置有编码器，分别检测传动控制组件和反馈补偿组件的伸缩状态。在其他实施例中，也可以采用现有的其他距离变化获取设备，本发明对此不做限制。
以下提供一种优选的实施方式：
如图1-7所示，本实施例提供一种清洗装置包括传动控制组件、反馈补偿组件和清洗机构。传动控制组件包括支撑架100、主传动控制机构200以及第一读取编码器401，反馈补偿组件包括副传动控制机构300和第二读取编码器402以及陀螺仪清洗机构包括清洗滚筒500，陀螺仪安装于清洗滚筒500上，用于获取清洗滚筒500的倾斜角度并将角度信息传递给副传动控制机构300。
支撑架100包括有立杆102以及安装于立杆102上的支撑板103，支撑板103为两块，分别为上支撑板1031和下支撑板1032，上支撑板1031和下支撑板1032上下平行地连接于立杆102上。主传动控制机构200包括第一电机201、第一伸缩结构202以及同步机构203。第一伸缩结构202优选为齿轮齿条或涡轮蜗杆结构，通过第一电机201驱动进行轴向的伸缩。第一伸缩结构202的一端坐落安装于下支撑板1032上，作为伸缩结构的固定部分。同步机构203优选为带传动或链传动机构，通过第一电机201驱动。第一读取编码器401安装于第一伸缩结构202上并读取第一伸缩结构202的状态信号。副传动控制机构300包括第二电机301和第二伸缩结构302，第二伸缩结构302同第一伸缩结构202为相同结构，即第二伸缩结构302同样为齿轮齿条或涡轮蜗杆结构，如当第一伸缩结构202选择为齿轮齿条时，第二伸缩结构302亦选择为齿轮齿条结构。第二伸缩结构302的一端坐落安装于上支撑板1031上，同样作为伸缩结构的固定部分。第二读取编码器402与第二电机301电连接，第二读取编码器402采集第一读取编码器401的信息并传递给第二电机301，第二电机301根据第一伸缩结构202的伸缩状态调整与其传动连接的第二伸缩结构302的伸缩状态。清洗滚筒500的两端分别与第一伸缩结构202的另一端、第二伸缩结构302的另一端转动连接，即清洗滚筒500转动连接于第一伸缩结构202与第二伸缩结构302之间，清洗滚筒500在第一伸缩结构202和第二伸缩结构302伸缩状态的调整下保持竖直状态。
优选的，还包括用于连接清洗滚筒500上下端的摆臂600，摆臂600的前端设有轴承601，摆臂600通过第一伸缩结构202与下支撑板1032滑动连接，同时摆臂600通过第二伸缩结构302实现与上支撑板1031的滑动连接，进而通过摆臂600的滑动带动清洗滚筒500的伸缩移动。
本发明的工作原理阐述如下：
当支撑清洗滚筒500的底盘置于水平面上时，陀螺仪获取清洗滚筒500的倾斜角度为0°并传输给第二电机301，第一读取编码器401读取通过第一伸缩结构202的伸缩状态信息并传递给第二读取编码器402，第二读取编码器402将第一伸缩结构202的神作状态信息输入给第二电机301，第二电机301根据获取的清洗滚筒500的角度信息以及第一伸缩结构202伸缩状态信息控制第二伸缩结构302的伸缩状态，使得第一伸缩结构202和第二伸缩结构302的伸缩状态保持一致，即调整下上设置的摆臂600伸出长度相同即可保持清洗滚筒500成竖直状态。
当支撑清洗滚筒500的底盘因地面坡度等问题产生倾角时，陀螺仪将获取的清洗滚筒500的倾斜角传递给第二电机301，第二电机301根据清洗滚筒500的清洗角度以及第一伸缩结构202的伸缩状态信息改变摆臂600的长度，以保持清洁刷的垂直。以清洗滚筒的高度为250cm为例，当地面有5°的倾角时，则为了保持清洗滚筒的垂直，通过第一读取编码器401和第二读取编码器402的配合，使得副传动控制机构300将调整上摆臂(位于上支撑板1031上的摆臂)的位移量相较于下摆臂(位于下支撑板1032上的摆臂)的位移量多19.2cm，即B＝A+19.2cm，即可使得清洗滚筒500保持竖直状态。考虑到结构的安全，避免倒覆，地面倾角不宜大于10°，此时副传动控制机构将调整至上摆臂的位移量相较于下摆臂的位移量至多42.8cm即可。
本发明通过反馈补偿组件使得第一伸缩结构与第二伸缩结构保持状态的一致，即通过采用编码器实时地读取和控制补偿电机的方式，解决了大型清洗结构垂直方向同步，减少安全隐患，提高系统稳定性的问题，进而通过使清洗滚筒保持与待刷面最大面积的接触，提高清洁效果。
实施例2
本实施例2是在实施例1的基础上形成，通过清洗机构的层叠设置满足高度需求，提高清洗效率的同时，扩展清洗装置的适用范围。具体地：
如图1-7所示，包括多组清洗机构，多组清洗机构上下层叠设置，即多个清洗滚筒500自下而上层叠设置，位于最下方的清洗滚筒500夹持于主传动控制机构200与副传动控制机构300之间，其余所述清洗滚筒500夹持于两组副传动控制机构300之间。清洗滚筒的层叠设置可满足高度需求，通过对各摆臂分别进行伸缩补偿，达到多段清洗滚筒均垂直稳定的效果。多组反馈补偿组件分别记为第一反馈补偿组件、第二反馈补偿组件……第N反馈补偿组件，相应的，副传动控制机构300分别记为第一副传动控制机构、第二副传动控制机构……第N副传动控制机构。在保持多个层叠设置的清洗滚筒500均成竖直状态的调整过程中，第一副传动控制机构中的第二读取编码器401获取主传动控制机构200中第一伸缩结构202的伸缩状态并随之调整，第二副传动控制机构中的第二读取编码器401获取第一副传动控制机构中的第二伸缩结构302的伸缩状态并同步调整，依次类推，所述第N副传动控制机构中的第二读取编码器401根据第N-1副传动控制机构中的第二伸缩结构302的伸缩状态并同步调整，使得N个清洗滚筒均保持成竖直状态。
实施例3
本实施例3是在实施例2的基础上形成，通过对支撑架结构以及相适配的同步机构的改进，使得清洗滚筒具有直线往复运动的功能，解决了只有一个动力源的情况下，将动力合理地分配到各个组件上，以完成复杂运动的问题,进一步提高清洁效果。具体地：
如图1-7所示，支撑架100还包括有基板101，立杆102的一端安装固定于基板101上，同时上支撑板1031和下支撑板1032分别与立杆102为可转动连接。基板101上设置有一直线型的导轨1010，相应的，同步机构203还设置有一转轴2030，转轴2030与导轨1010传动连接，即转轴2030通过同步机构203的转动沿导轨1010直线往复运动，进而带动与同步机构203传动连接的清洗刷500沿导轨1010直线往复运动。在清洗刷500沿导轨1010直线往复运动过程中，第一伸缩结构202与第二伸缩结构302通过第一电机201、第二电机302、第一读取编码器401以及第二读取编码器402等保持伸缩状态的同步。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种清洗装置，其特征在于，包括传动控制组件、反馈补偿组件和清洗机构；
所述传动控制组件连接一个所述清洗机构，驱动所述清洗机构旋转以及沿预定轨道做往复运动；
所述反馈补偿组件根据所述清洗机构的位置信息和姿态信息得到对应的补偿量，补偿所述清洗机构，使所述清洗机构保持竖直状态。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述反馈补偿组件包括陀螺仪，所述陀螺仪设置于所述清洗机构上，所述陀螺仪获取所述清洗机构的姿态信息。
3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述反馈补偿组件根据所述传动控制组件的伸缩状态得到所述清洗机构的位置信息。
4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，所述传动控制组件和所述反馈补偿组件上分别设置有编码器，分别检测所述传动控制组件和所述反馈补偿组件的伸缩状态。
5.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗机构的数量为多个，依次首尾相连，并通过一个所述传动控制组件同时驱动旋转以及沿预定轨道做往复运动。
6.根据权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗机构包括依次首尾相连的第一清洗机构、第二清洗机构、…和第N清洗机构；
所述反馈补偿组件包括与所述第一清洗机构连接的第一反馈补偿组件、与所述第二清洗机构连接的第二反馈补偿组件、…和与所述第N清洗机构连接的第N反馈补偿组件；
所有所述反馈补偿组件根据陀螺仪获取所述清洗机构的姿态信息；
每组所述反馈补偿组件分别为各自对应连接的所述清洗机构进行补偿。
7.一种如权利要求1-6任一所述的清洗装置的控制方法，其特征在于，包括：
传动控制组件控制清洗机构旋转并沿预定轨道做往复运动，同时，反馈补偿组件根据所述清洗机构的位置信息和姿态信息得到对应的补偿量，补偿所述清洗机构，使所述清洗机构保持竖直状态。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述反馈补偿组件根据所述传动控制组件的伸缩状态得到所述清洗机构的位置信息，所述反馈补偿组件通过陀螺仪获取所述清洗机构的姿态信息。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述清洗机构的数量为多个，包括依次首尾相连的第一清洗机构、第二清洗机构、…和第N清洗机构；
所述反馈补偿组件包括与所述第一清洗机构连接的第一反馈补偿组件、与所述第二清洗机构连接的第二反馈补偿组件、…和与所述第N清洗机构连接的第N反馈补偿组件；
所述第一反馈补偿组件根据所述传动控制组件的伸缩状态得到所述第一清洗机构的位置信息，所述第二反馈补偿组件根据所述第一反馈补偿组件的伸缩状态得到所述第二清洗机构的位置信息，…所述第N反馈补偿组件根据第N-1反馈补偿组件的伸缩状态得到所述第N清洗机构的位置信息；
所有所述反馈补偿组件根据陀螺仪获取所述清洗机构的姿态信息。
10.一种清洗机器人，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的清洗装置。
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