CN202083958U - 擦玻璃机器人的贴边控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种擦玻璃机器人的贴边控制系统，擦玻璃机器人包括第一行走单元和驱动单元；贴边控制系统包括传感单元和控制单元，传感单元包括位于擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元，控制单元分别与传感器子单元和驱动单元连接，控制单元根据擦玻璃机器人同一侧的前后两个传感器子单元所发出的信号，控制驱动单元驱动第一行走单元移动，使擦玻璃机器人的侧面与玻璃边缘贴近。通过本实用新型提供的擦玻璃机器人的贴边控制系统，可以使擦玻璃机器人达到贴边的状态，为下一步的清洁工作做准备。

Description

擦玻璃机器人的贴边控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能机器人技术领域，具体地说，涉及一种擦玻璃机器人的贴边控制系统。 

背景技术

在日常生活中，人们在清洁玻璃时一般用抹布擦洗。在对大块玻璃以及窗户外面的玻璃时，通常用杆式玻璃清洁擦来进行擦洗。然而，用杆式玻璃清洁擦清洁玻璃时，手臂容易疲劳，而且在擦试窗户外面的玻璃，尤其对于高层建筑，十分危险。可见，擦洗外窗是家庭乃至城市的一大难题，其既不安全又不易擦全、擦干净。 

针对如上问题，目前出现了一种擦玻璃器。该擦玻璃器的具体技术方案请见专利号为ZL200820080547.7，名称为《擦玻璃器》。如图1所示，该擦玻璃器包括把手1、塑料板2和抹布4。把手1固定在塑料板2的一面，抹布4固定在塑料板2的另一面，在塑料板2和抹布4之间固定有磁铁板3。当需要擦拭玻璃时，将两个擦玻璃器夹住待擦拭的玻璃，使用者在室内握持把手来擦试内层玻璃，由于磁性作用，里面的擦玻璃器移动时会带动外面的擦玻璃器运动，从而将外面的玻璃也擦拭干净了。 

如上技术方案，虽然有效解决了擦拭外窗时可能发生的不安全因素，但是该擦玻璃器需要通过人为地对位于窗户里面的擦玻璃器进行操纵，从而引导位于窗户外面的擦玻璃器工作，在面对大面积的或是窗户上的玻璃时，人们仍需要爬高爬低，十分辛劳。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种擦玻璃机器人的贴边控制系统，可以使擦玻璃机器人能够达到贴边的状态，为下一步的清 洁工作做准备。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种擦玻璃机器人的贴边控制系统，所述擦玻璃机器人包括第一行走单元和驱动单元；所述贴边控制系统包括传感单元和控制单元，所述传感单元包括位于所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元，所述控制单元分别与所述传感器子单元和所述驱动单元连接，所述控制单元根据所述擦玻璃机器人同一侧前后两个传感器子单元所发出的信号，控制所述驱动单元驱动所述第一行走单元移动，使所述擦玻璃机器人的侧面与玻璃边缘贴近。 

本实用新型通过上述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，由控制单元检测分别位于所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元；判断是否收到位于所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元发来的信号，如果分别收到前传感器子单元和后传感器子单元发来的信号，且符合预定的要求，说明擦玻璃机器人的侧面与玻璃边缘贴近，则保持原姿态；如果只收到所述擦玻璃机器人同一侧前或后传感器子单元发来的信号或者全部没有收到，则驱动行走单元转向，再重复上述过程。 

通过本实用新型提供的擦玻璃机器人的贴边控制系统，可以使擦玻璃机器人能够达到贴边的状态，为下一步的清洁工作做准备。 

以下结合附图和具体实施例详细说明本实用新型的技术方案。 

附图说明

图1为现有技术的一种擦玻璃器的结构示意图； 

图2为本实用新型所述擦玻璃机器人的贴边控制系统的原理示意图； 

图3为本实用新型所述擦玻璃机器人的贴边控制系统完成贴边的流程图； 

图4为本实用新型所述擦玻璃机器人完成贴边状态的过程示意图； 

图5为本实用新型所述擦玻璃机器人的贴边控制系统完成贴边的另一流程图。 

图6为本实用新型所述擦玻璃机器人的一个具体实施例的结构示意图； 

图7为图6所示本实用新型所述擦玻璃机器人具体实施例侧面示意图； 

图8为图6所示本实用新型所述擦玻璃机器人具体实施例的驱动机的底面示意图。 

具体实施方式

第一实施例 

图2为本实用新型所述擦玻璃机器人的贴边控制系统的原理示意图。本实用新型的擦玻璃机器人1包括驱动单元11和第一行走单元12，贴边控制系统2包括传感单元21和控制单元22。该控制单元22分别与传感单元21和驱动单元11连接，并且控制驱动单元11。在本实用新型中，所述传感单元21包括位于所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元。在擦玻璃机器人的贴边过程中，控制单元22根据所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元发出的传感信号，控制驱动单元11驱动第一行走单元12移动，以使所述擦玻璃机器人的侧面与玻璃边缘贴近。本实用新型通过控制擦玻璃机器人贴边，可使得机器人沿着玻璃边缘工作，从而能对玻璃边缘进行擦拭，实现轻松擦拭容易堆积灰尘的玻璃周边的位置。 

图3为本实用新型所述擦玻璃机器人的贴边控制方法第一实施例的流程图，图4为本实用新型所述擦玻璃机器人完成贴边状态的过程示意图。下面参照图3和图4来说明第一实施例的擦玻璃机器人的贴边过程。 

第一实施例的传感单元21由接触式传感器210组成，可选用行程开关、压力传感器、碰撞传感器及导电橡胶等。从使用简单易行考虑，优选使用行程开关。擦玻璃机器人1的主体前方和后方的左、右侧各设有一个传感器，另外，擦玻璃机器人1左侧的前端和后端各有一个 传感器，右侧的前端和后端各有一个传感器，分别可感测左、右侧的障碍物信号。当擦玻璃机器人的左侧或右侧的接触式传感器210碰撞接触到玻璃框架时，接触式传感器210向控制单元22发出信号。根据这种设置，使得擦玻璃机器人1擦拭玻璃时或需要贴边时，无需调头转向，从而达到更省时省力的目的。 

如图4的状态A所示，擦玻璃机器人1的左侧离玻璃框架较近，在其左右两个侧面的前端和后端各设有两个接触式传感器210。此时启动擦玻璃机器人1，如图3所示，为本实用新型所述擦玻璃机器人的贴边控制系统完成贴边的流程图，在步骤110中，通过擦玻璃机器人1的贴边控制系统中的控制单元22检测擦玻璃机器人1侧面的接触式传感器210是否发出碰撞信号。如果该两个传感器210都没有发出碰撞信号，控制单元22将对驱动单元11发出控制信号，控制信号使驱动单元11驱动第一行走单元12转向，从而旋转擦玻璃机器人1，如图4的状态B所示。接着重复步骤110的过程，直到控制单元22检测到该两个接触式传感器210的任一个由于碰撞接触到玻璃框架而发出碰撞信号时，进入到步骤120。 

步骤120中，控制单元22判断此时收到的碰撞信号是否是擦玻璃机器人1的靠近玻璃框架的同一侧的前端和后端两个传感器210的碰撞信号。如果收到的碰撞信号是同一侧的前端和后端两个传感器210发出的，即控制单元22同时检测到这两个传感器210的碰撞边信号时，控制单元22可判断出擦玻璃机器人1已处于贴边状态，因此不发出控制信号，擦玻璃机器人1保持原姿态不动，贴边过程结束。当控制单元22只检测出该两个传感器210中的一个发出的贴边信号时，进入到步骤130。 

步骤130中，控制单元22判断是前端传感器还是后端传感器发出的碰撞信号。例如，先判断收是否是前端传感器发出的碰撞信号，如果是，则控制单元22向驱动单元11发出控制信号，控制信号使驱动单元11驱动第一行走单元12移动，旋转擦玻璃机器人1的后端，如图4的状态C所示，再返回到步骤120，重复从步骤120开始的各步骤，直到控制单元22同时检测到擦玻璃机器人1的同一侧的前端和后端两个传感器210的碰撞信号时，贴边过程结束，如图4的状态D所示。如果不是，则进入到步骤140。 

步骤140中，控制单元22判断收到的碰撞信号是否是擦玻璃机器人1后端传感器发来的。当是后端两个传感器发来的碰撞信号时，控制单元22向驱动单元11发出控制信号，控制信号使驱动单元11驱动第一行走单元12移动，旋转擦玻璃机器人1的前端返回到步骤120，重复从步骤120开始的各步骤，直到控制单元22同时检测到擦玻璃机器人1的同一侧的前端和后端两个传感器210的碰撞信号时，贴边过程结束。 

在本实施例中，由于使用的传感器为接触式传感器，其发出的信号为一开关量，只要收到的信号是开关量，则说明擦玻璃机器人1已与玻璃框架相撞，当收到了同一侧前后两个接触式传感器发来的开关量信号时，说明已符合贴边的要求。 

第二实施例 

第二实施例的擦玻璃机器人与第一实施例的擦玻璃机器人的不同结构在于，传感单元21的传感器为非接触式传感器，该非接触式传感器包括红外传感器或超声传感器等。由于非接触式传感器的检测距离有一定的范围，在其检测范围内的障碍物都能被检测到，如果该检测距离过大，当擦玻璃机器人与玻璃框架的距离还比较大时就能检测到信号，如果此时认为擦玻璃机器人与玻璃框架贴边，显然误差过大。针对此问题有两个解决办法，第一种：选用检测距离小的非接触式传感器，在其检测距离内，足可以使擦玻璃机器人与玻璃框架之间的距离满足贴边的要求。第二种：控制单元在收到检测信号后，对其进行计算，只有在检测信号的信号值足够大(该信号值代表的擦玻璃机器人与玻璃框架之间的距离满足贴边的要求)，才认为此检测信号有效，否则认为此信号是无效的。以下图5所述实施例所述的流程为第二种。在本实施例，基本过程与实施例一相同，不同在于，当同时接收到前端与后端的碰撞信号后，还要进行计算、比较，此流程如图5所示。 

如图5所示，为本实用新型所述擦玻璃机器人的贴边控制系统完 成贴边的另一流程图。启动擦玻璃机器人1，首先，步骤111中，针对擦玻璃机器人1的靠近玻璃框架的同一侧的前端和后端的两个非接触式传感器发送来的信号的强度，由贴边控制系统的控制单元22对这两个信号强度与一预存值进行比较，判断该两个传感器中的任一个是否符合贴边的要求。如果该两个传感器都不符合贴边的要求，即离玻璃边缘太远，控制单元22将对驱动单元11发出控制信号，控制信号使驱动单元11驱动第一行走单元12移动，从而旋转擦玻璃机器人1。步骤111的过程重复进行，直到控制单元22计算的该两个传感器的信号值都达到了预存值，从而判断出该传感器的前端和后端都达到了贴边的要求，进入到步骤121。 

步骤121中，控制单元22比较擦玻璃机器人1的靠近玻璃框架的同一侧的前端和后端两个传感器的信号值。控制单元22根据计算的该两个传感器的信号值，比较两个信号值的大小，当两个信号值的差值在预定范围内时，控制单元22可判断出驱动机2处于贴边状态，因此不发出控制信号，擦玻璃机器人1保持原姿态不动，贴边过程结束。当控制单元22比较的两个信号值的差值不在预定范围内时，进入到步骤131。 

步骤131中，当后端传感器的信号值较小时，控制单元22向驱动单元11发出控制信号，控制信号使驱动单元11驱动第一行走单元12移动，旋转擦玻璃机器人1的后端，增大后端传感器的信号值。然后返回到步骤121。当控制单元22计算并比较的前端和后端两个传感器的信号值的差值在预定范围内时，贴边过程结束。而当信号值的差值不在预定范围内，并且前端传感器的信号值较小时，则进入到步骤141中。 

步骤141中，当前端传感器的信号值较小时，控制单元22向驱动单元11发出控制信号，控制信号使驱动单元11驱动第一行走单元12移动，旋转擦玻璃机器人1的前端，增大前端传感器的信号值。然后返回到步骤121。重复从步骤121开始的各步骤，直到控制单元22计算并比较的前端和后端两个传感器的信号值的差值在预定范围内时，贴边过程结束。 

在本实施例中，比较的是前端和后端两个传感器的信号值的差值，当然也可以是前端和后端两个传感器的信号值的商值。 

在以上两个实施例中，位于所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元，如实施例一中的接触式传感器和实施例二中的非接触式传感器，在擦玻璃机器人侧面的具体位置无需限定在两端，即前端和后端，只要在侧面处于前后的位置即可，并且，前后两个传感器可以位于一个平面上，也可以不在一个平面上。所述的平面是指与擦玻璃机器人底边平行的平面。 

本实用新型擦玻璃机器人的一个具体实施例 

图6～图8为本实用新型所述擦玻璃机器人的一个具体实施例的示意图。如图6所示，本实用新型的擦玻璃机器人1由驱动机3和随动机4组成，两者均为独立件。使用本实用新型的擦玻璃机器人1时，将驱动机3和随动机4分别置于玻璃5的两侧。 

驱动机3的壳体30内设有驱动单元、第一行走单元、磁铁6和电量供应单元。其中，驱动单元和驱动机能量单元在附图中未做图示。 

第一行走单元包括履带行进轮。履带行进轮设置在驱动机3的行进方向的两侧，每个履带行进轮包括一条履带341和两个履带轮342，履带341包括多个履带单元节。由履带轮342旋转驱动履带341转动，从而使驱动机3行进。驱动机3的驱动单元包括驱动电机，每个履带行进轮由一个驱动电机进行驱动，驱动电机与履带轮342连接。通过单个驱动电机驱动单个履带行进轮，从而实现同步运动和差动运动；同步运动使驱动机3前进或后退，差动运动使驱动机3旋转。 

随动机4的底盘和面壳所形成的壳体40内设有第二行走单元、磁铁61、电量供应单元、擦拭玻璃单元和喷液装置。其中，电量供应单元、擦拭玻璃单元和喷液装置在附图中未做图示。 

随动机4的第二行走单元包括四个随动轮440，在随动机4的行进方向的两侧各设有两个随动轮440。第二行走单元跟随第一行走单元移动。 

驱动机3的两个履带行进轮之间设有一个或两个强力磁铁6，随 动机4的四个随动轮440之间设有一个或两个与驱动机的强力磁铁6极性相反的强力磁铁61。当驱动机3和随动机4同时放置到玻璃5表面上时，由于两个强力磁铁相互吸附，提供足够大的正压力到玻璃表面，从而对应提供足够大的静摩擦力，使驱动机3和随动机4能够克服自身的重力而吸附在玻璃5表面。并且在强力磁铁间的磁性作用下，驱动机3能够带动随动机4以相同轨迹移动。 

此外，附图中未做图示的还有，驱动机3上还设有的驱动机传感单元和驱动机控制单元，随动机4上还设有的随动机传感单元和随动机控制单元。 

驱动机3的驱动机传感单元由相对于驱动机3的主体呈浮动式设置的驱动机撞板和驱动机传感器等组成。驱动机3的主体前后两侧各有一个驱动机撞板，驱动机前撞板相对于驱动机3的前进方向，置于驱动机3的前端。驱动机后撞板相对于驱动机3的前进方向，置于驱动机3的后端，每个驱动机撞板上设有四个驱动机传感器，其中，在每个驱动机撞板的前方左、右侧各设有一个驱动机传感器。每个驱动机撞板的左、右两侧各设有一个驱动机传感器，分别可感测驱动机撞板左、右侧的信号。因此，驱动机3的左侧的前端和后端各有一个驱动机传感器，驱动机3的右侧的前端和后端各有一个驱动机传感器。驱动机3侧面前端的传感器构成本实用新型所述贴边控制系统的一个传感器子单元，驱动机3侧面后端的传感器构成本实用新型所述贴边控制系统的另一个传感器子单元。 

随动机4的随动机传感单元具有与上述驱动机传感单元相同的结构。因此省略重复说明。 

在本实用新型中，贴边控制系统2的传感单元21的功能例如由驱动机传感单元执行，并且贴边控制系统2的控制单元22的功能例如由驱动机控制单元执行。根据驱动机传感单元发出的信号，驱动机控制单元控制驱动单元驱动第一行走单元移动。通过上述各实施例的控制流程，实现擦玻璃机器人的贴边过程。 

Claims (10)

1.一种擦玻璃机器人的贴边控制系统，所述擦玻璃机器人包括第一行走单元和驱动单元；所述贴边控制系统包括传感单元和控制单元，其特征在于，所述传感单元包括位于所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前后两个传感器子单元，所述控制单元分别与所述传感器子单元和所述驱动单元连接，所述控制单元根据所述擦玻璃机器人同一侧前后两个传感器子单元所发出的信号，控制所述驱动单元驱动所述第一行走单元移动，使所述擦玻璃机器人的侧面与玻璃边缘贴近。

2.根据权利要求1所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述前后两个传感器子单元均位于同一个与擦玻璃机器人底边平行的平面上。

3.根据权利要求1所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述前后两个传感器子单元分别位于擦玻璃机器人侧面同一侧的前端和后端。

4.根据权利要求3所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，在所述擦玻璃机器人侧面同一侧的前端和后端各有一个传感器。

5.根据权利要求1所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述侧面为擦窗机器人前进方向的左侧或/和右侧。

6.根据权利要求1-5任一所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述传感器子单元为接触式传感器或非接触式传感器。

7.根据权利要求6所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述接触式传感器为行程开关或碰撞传感器。

8.根据权利要求6所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述非接触式传感器为红外传感器或超声传感器。

9.根据权利要求1所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述擦玻璃机器人包括驱动机和随动机，所述驱动机和随动机分别设有极性相反的磁铁，所述驱动单元和第一行走单元位于所述驱动机上，所述随动机包括第二行走单元，所述第二行走单元跟随所述第一行走单元移动。

10.根据权利要求9所述的擦玻璃机器人的贴边控制系统，其特征在于，所述第一行走单元包括履带和履带轮，其中，所述履带包括多个履带单元节；所述第二行走单元包括随动轮。 

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