WO2018098836A1 - 一种智能洗车机控制方法 - Google Patents

一种智能洗车机控制方法 Download PDF

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WO2018098836A1
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梁金水
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梁金水
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S3/00—Vehicle cleaning apparatus not integral with vehicles
    • B60S3/04—Vehicle cleaning apparatus not integral with vehicles for exteriors of land vehicles

Definitions

  • the present invention relates to the field of intelligent automatic car washing, and more particularly to a method for controlling an automatic car washing machine.
  • the principle of the rotating brush washing machine is to design three rotating brushes distributed on the left, right and top sides of the vehicle, and the brush is rotated by the motor to rub the vehicle surface to achieve the car washing function.
  • the principle of the gantry type car washing machine is to install a plurality of nozzles on the left, right and upper sides in the "door type" bracket, the nozzles point to the central position to shoot water, the vehicle slows or the gantry moves to make the vehicle pass through the gantry, the nozzle The water jet sprays the body.
  • the rotary rod type car washing machine is provided with a plurality of nozzles on the inner side of the inverted L type water spray rod, and controls the translation and rotation of the water spray rod to surround the body movement, so that the nozzle is sprayed around the vehicle body.
  • Both the gantry type car washing machine and the rotary rod type car washing machine use the non-contact water washing method to solve the disadvantages of the blind spot and the worn paint of the rotary brush washing machine; however, the nozzles of these two washing machines are fixed. It can only rely on the gantry or the rotary rod for horizontal movement, and it is impossible to achieve vertical movement. In order to cover the body, it is necessary to use 6-12 nozzles. The more nozzles will disperse the water pressure and reduce the water jet speed. The distance between the nozzle and the body is fixed. When facing the roof of the car, the height of the roof or the front cover is different and small. The width of the body of a sedan and a large sedan is different. Because of the different distances, it is impossible to maintain an effective water jet flushing force. Therefore, the car wash effect is poor, and the washing is not clean and requires manual washing.
  • the inventors have invented a multi-dimensional control using three or less nozzles or one nozzle in the work, which can maintain the jetting speed and cover the vehicle body, and can improve the car washing effect. method.
  • the utility model is characterized in that: the control nozzle sprays water on the vehicle body in a scanning manner; the method comprises: adjusting the joint of the mechanical arm to align the nozzle to the vehicle body, rotating the E-axis back and forth, and scanning the water jet back and forth into a flushing line, and moving the robot arm in the A-axis direction And arranging the flushing lines one by one, and expanding toward the A-axis to form a flushing surface.
  • the invention has the beneficial effects of maintaining the proper distance between the nozzle and the surface of the vehicle body by adjusting the joints of the robot arm, and scanning the water body and moving the robot arm by rotating the nozzle back and forth to cover the vehicle body, compared with the existing car washing machine.
  • the invention uses a small amount or a single nozzle, can effectively prevent the water pressure from being dispersed, maintains the water injection speed and the flushing force, and thus can greatly improve the car washing effect.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the movement directions of joints of a smart car washing machine control method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic structural view of an embodiment of a smart car washing machine control method according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a reset state of an embodiment of a smart car washing machine control method according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the angular distance calculation of the nozzles of Embodiments 1 and 2 of a smart car washing machine control method according to the present invention.
  • Embodiment 5 is a schematic diagram of angle calculation of the head scanning according to Embodiment 1 of the smart car washing machine control method of the present invention.
  • 6 is a top plan view of a progressive scan of a nozzle of Embodiment 1 of a method for controlling a smart car washing machine according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the scanning distance of the head of Embodiment 2 of the method for controlling the smart car washing machine of the present invention.
  • FIG. 8 is a top plan view of a progressive scan of a nozzle of Embodiment 2 of a method for controlling a smart car washing machine according to the present invention.
  • the mechanical arm is composed of a movable joint and an arm, and the movable joint includes: a joint 1, a joint 2, a joint 3, a joint 4, and a joint 5;
  • the joint 1 (1) is horizontally movable in the A-axis direction, and its speed is 2-80 cm / S, preferably 10 c m / S;
  • the joint 2 (2) is freely horizontally rotatable in the B-axis direction, and its swivel angle is 360°;
  • the joint 3 (3) is freely rotatable in the C-axis direction, and its maximum rotation angle is 180°;
  • the joint 4 (4) is freely rotatable in the D-axis direction, and its maximum rotation angle is 180°;
  • the joint 5 (5) is freely rotatable in the E-axis direction, and its maximum turning angle is 360°;
  • the reference parameters of the robot arm and the mechanical arm reset state are set below, and the calculation in the embodiment is started with the present reference parameter and the mechanical arm reset state: [0029]
  • the mechanical arm is erected at a height of 2-6 m above the vehicle, preferably at a height of 2.8 m, and the direction of the A-axis is aligned with the longitudinal direction of the vehicle, or may be horizontally erected in other directions;
  • the arm includes an upper arm (6), a middle arm (7) and a lower arm (8);
  • the length of the upper arm (6) is 0.1-2 m, preferably 0.2 m in this embodiment
  • the length of the middle arm (7) is 0.3-4 m, preferably 1.4 m in this embodiment;
  • the length of the lower arm (8) is 0.3-4 m, preferably 0.2 m in this embodiment;
  • the nozzle (9) and the lower arm (8) form a fixed angle of 30-180, which is preferably 90 in this embodiment.
  • the nozzle (9) may be a single water jet nozzle, or may be a plurality of water jet nozzles, or may be single or multiple including: water jet nozzle, air nozzle, foam nozzle The combination;
  • the mechanical arm reset is: joint 1 (1) moves along the A axis to the right; the upper arm (6) points vertically to the ground, and the joint 2 (2) rotates in the B direction, so that the middle arm (7) Point to the right; Joint 3 (3) rotates in the C-axis direction, making the upper arm (6) and the middle arm (7) form a 90° angle; Joint 4 (4) rotates in the D-axis direction, making the middle arm (7) Form a 90° angle with the lower arm (8), and the lower arm (8) points to the ground; the nozzle (9) and the lower arm (8) form a 90° angle, and the joint 5 (5) rotates along the E axis.
  • the spray head (9) points to the left.
  • joint 3 (3) ⁇ pin rotation 16.6 °;
  • joint 4 (4) reverse needle rotation 106.6 °;
  • the nozzle (9) can form a 1.9 m wide water jet scanning belt for a target of 1.3 m height and a vertical angle of 90°, joint 1
  • Bay 1JZBAD ZBAC*2 «93. ;
  • joint 4 (4) reverse rotation of the needle 30 °;
  • Joint 5 rotates back and forth 93°
  • the nozzle (9) forms a 1.9 m wide water jet scanning belt for a target of 2.0 m height and an angle of 30°, and the joint 1 (1) moves leftward along the A axis, and the water jet belt extends one to the left. Forming a water jet coverage surface, as shown in Figure 8.
  • the embodiments described above are only a part of the embodiments of the present invention, and not all of the embodiments, and the embodiments are not intended to limit or limit the scope of the present invention. Modifications, equivalent substitutions, improvements, etc., are intended to be included within the scope of the present invention.

Abstract

一种智能洗车机控制方法，用于控制喷头（9）对车身以扫描方式射水；包括：调节机械手臂关节使喷头（9）对准车身，来回旋转E轴，使射水对车身来回扫描成冲刷线，机械手臂以A轴方向移动，使冲刷线一条紧接一条，向A轴方向展开形成冲刷面；通过调节机械手臂各个关节，使喷头（9）与车身不同面保持合适距离，通过来回旋转喷头（9）对车身扫描式射水，实现覆盖车身，对比现有的洗车机，使用少量或单个喷头（9），能有效避免水压力被分散，保持了射水速度和冲刷力度，所以能够大大提升洗车效果，因而具有很好的推广应用价值。

Description

技术领域
[0001] 本发明涉及智能自动洗车领域， 尤其是涉及一种自动洗车机的控制方法。
背景技术
[0002] 在随着经济社会持续发展， 汽车保有量呈快速增长趋势， 相应的洗车市场出现 大量洗车需求， 然而传统人工洗车存在效率低、 成本高、 吋间长等弊端， 近年 来市场出现多种智能洗车机设备， 常见的有： 旋转毛刷洗车机、 龙门架式喷水 洗车机、 和旋转杆式洗车机， 如中国专利号 CN201010223212.8
、 CN205131209U、 CN103448688A所公布的技术。
[0003] 旋转毛刷洗车机原理是设计三条旋转的毛刷分布在车辆的左、 右、 顶三面， 由 电机驱动毛刷转动， 通过毛刷运动摩擦车辆表面实现洗车功能。
[0004] 龙门架式洗车机原理是在"门型"支架内的左、 右、 上三面安装多个喷头， 喷头 指向中心位置射水， 车辆慢驶或龙门架移动使车辆穿过龙门架， 喷头射水对车 身喷射冲洗。
[0005] 旋转杆式洗车机在倒 L型喷水杆内侧面安装有多个喷头， 控制平移和转旋喷水 杆对车身环绕运动， 使喷头对车身周围喷射冲洗。
技术问题
[0006] 使用旋转毛刷洗车机由于车身表面并非平面结构， 在洗刷过程中会因车表有弧 面而接触不均， 出现洗车盲区， 同吋接触式也会存在毛刷磨损车漆现象， 和毛 刷自身的磨损产生损耗增加成本， 这些缺点造成接触式毛刷洗车机难以获得市 场认可和推广。
[0007] 龙门架式洗车机和旋转杆式洗车机都使用无接触射水洗车方式， 解决了旋转毛 刷洗车机存在盲区和磨损车漆的缺点； 但是， 这些两种洗车机的喷头是固定的 ， 只能依靠龙门架或旋杆作水平移动， 无法实现垂直移动， 为了能够覆盖车身 需要使用多个喷头 6-12个不等， 喷头多了会分散水压降低射水速度， 同吋这种结 构的喷头相对车身距离是固定的， 当面对小轿车的车顶或车前盖高度不同、 小 型轿车和大型轿车的车身宽度不同吋， 就因距离不同而无法保持有效的射水冲 刷力度， 所以造成洗车效果差、 洗不干净需要人工补洗。
问题的解决方案
技术解决方案
[0008] 本发明者在工作中通过大量研究和实验， 发明一种使用 3个以下喷头或 1个喷头 结合多维度控制， 既能保持射水喷射速度， 又能覆盖车身， 能提高洗车效果的 新方法。
[0009] 其特征在于： 控制喷头对车身以扫描方式射水； 包括： 调节机械手臂关节使喷 头对准车身， 来回旋转 E轴， 使射水对车身来回扫描成冲刷线， 机械手臂以 A轴 方向移动， 使所述冲刷线一条紧接一条， 向所述 A轴方向展幵形成冲刷面。 发明的有益效果
有益效果
[0010] 本发明的有益效果是， 通过调节机械手臂各个关节， 使喷头与车身表面保持合 适距离， 通过来回旋转喷头对车身扫描式射水和移动机械手臂， 实现覆盖车身 ， 对比现有的洗车机， 本发明使用少量或单个喷头， 能有效避免水压力被分散 ， 保持了射水速度和冲刷力度， 所以能够大大提升洗车效果。
对附图的简要说明
附图说明
[0011] 附图是用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的 具体实施方式一起用于解释本发明， 但并不构成对本发明的限制， 在附图中。
[0012] 图 1是本发明一种智能洗车机控制方法的各关节运动方向示意图。
[0013] 图 2是本发明一种智能洗车机控制方法的实施例的构造示意图。
[0014] 图 3是本发明一种智能洗车机控制方法的实施例的复位状态示意图。
[0015] 图 4是本发明一种智能洗车机控制方法的实施例 1和 2喷头角度距离计算示意图
[0016] 图 5是本发明一种智能洗车机控制方法的实施例 1的喷头扫描的角度计算示意图 [0017] 图 6是本发明一种智能洗车机控制方法的实施例 1的喷头逐行扫描的俯视示意图
[0018] 图 7是本发明一种智能洗车机控制方法的实施例 2的喷头扫描距离计算示意图。
[0019] 图 8是本发明一种智能洗车机控制方法的实施例 2的喷头逐行扫描的俯视示意图
[0020] 在图 2、 图 4、 图 6、 图 8中， 1.关节 1， 2.关节 2， 3.关节 3， 4.关节 4， 5.关节 5， 6. 上臂杆， 7.中臂杆， 8.下臂杆， 9.喷头。
本发明的实施方式
[0021] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案， 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描述； 在本发明的描述中， 术 语"前"、 "后"、 "左"、 "右"、 "上"、 "下"、 "水平"、 "垂直"的方向用词仅仅是针 对以附图的方向去描述， 不能理解为对应用方向的限制。
[0022] 如图 1和图 2所示， 所述的机械手臂， 由活动关节和臂杆组成， 所述活动关节包 括有： 关节 1、 关节 2、 关节 3、 关节 4和关节 5 ;
[0023] 所述的关节 1 ( 1) 是以 A轴方向水平可自由移动， 其速度为 2-80cm/S， 优选 10c m/S ;
[0024] 所述的关节 2 (2) 是以 B轴方向可自由水平回转， 其可回转角度为 360° ;
[0025] 所述的关节 3 (3) 是以 C轴方向可自由旋转， 其最大旋转角度为 180° ;
[0026] 所述的关节 4 (4) 是以 D轴方向可自由旋转， 其最大旋转角度为 180° ;
[0027] 所述的关节 5 (5) 是以 E轴方向可自由回转， 其最回转大角度为 360° ;
[0028] 为了量化数据和方便描述本实施例， 以下设定机械手臂的基准参数和定义机械 手臂复位状态， 实施例中的计算是以本基准参数和机械手臂复位状态下幵始： [0029] 所述的机械手臂架设在车辆上方高度为 2-6m， 优选高度 2.8m， A轴的设置方向 与车辆长度方向一致， 也可以是其它方向的水平架设；
[0030] 所述的臂杆包括上臂杆 （6) 、 中臂杆 （7) 和下臂杆 （8) ；
[0031] 所述的上臂杆 （6) 长度是 0.1-2m， 本实施例优选 0.2m;
[0032] 所述的中臂杆 （7) 长度是 0.3-4m， 本实施例优选 1.4m; [0033] 所述的下臂杆 （8) 长度是 0.3-4m， 本实施例优选 0.2m;
[0034] 所述的喷头 （9) 与所述的下臂杆 （8) 构成固定的 30-180°角， 本实施例优选 90
。角；
[0035] 在实际应用中， 所述的喷头 （9) ， 可以是单个射水喷头， 也可以是多个射水 喷头， 也可以是由单个或多个其中包括有： 射水喷头、 空气喷头、 泡沫喷头的 组合；
[0036] 所述的机械手臂复位是： 关节 1 (1) 沿 A轴移动到右边； 上臂杆 （6) 垂直指向 地面， 关节 2 (2) 以 B轴方向旋转， 使中臂杆 （7) 指向右边； 关节 3 (3) 以 C轴 方向旋转， 使上臂杆 （6) 与中臂杆 （7) 构成 90°角； 关节 4 (4) 以 D轴方向旋 转， 使中臂杆 （7) 与下臂杆 （8) 构成 90°角， 并且下臂杆 （8) 指向地面； 喷头 (9) 与下臂杆 （8) 构成 90°角， 关节 5 (5) 沿 E轴方向旋转， 使喷头 （9) 指向 左边。
[0037] 实施例 1 : 调节所述机械手臂各关节对车辆前盖为目标射水喷洗， 假设目标尺 寸为： 宽 W=1.8 m， 离地面高 H=1.3m; 设关节 5 (5) 驱动喷头 （9) 来回旋转角 度 =90°， 要使射水覆盖目标， 计算过程如下：
[0038] 1.计算喷头 （9) 与目标的垂直距离： 如图 4所示， 把关节 5 (5) 旋转的圆心标 记为 A， 关节 5 (5) 旋转到最左边指向目标点标记为 B， 关节 5 (5) 旋转到最右 指向目标点标记为 D， 则 BD是射水扫描宽度， 从 A点向 BD画辅助线并使 AC丄 BD ， 计算 AC距离； A、 B、 C构成直角三角形， 已知 BD
= 1.8m， BC=BD/2=0.9m， zBAC=BAD/2=45°;
[0039] 通过三角函数计算得： AC=BC/tanzBAC=0.9/tan45。=0.9m;
[0040] 2.
计算中臂杆 （7) 水平夹角： 如图 5所示， E、 F、 G构成 RtAEFG, 已知 EG=1.4m ； A轴离地高 2.8m， 上臂杆 （6) =0.2m， 目标 H离地高 1.3m， 喷头 （9) 距目标 G H=0.9m; 有：
[0041] FG=2.8-0.2-1.3-0.9=0.4m;
[0042] 使用三角函数计算 ZFEG的正弦值 sinzFEG=FG/EG=0.4/1.4«0.286;
[0043] 使用反三角函数或科学计算得： ZFEG«16.6°; [0044] 3.计算中臂杆 （7) 与下臂杆 （8) 夹角： 如图 5所示， GI是下臂杆 （8) 原位置
， 则有 ZEGI=90°直角， 由于关节 4 (4) 复位后未旋转， 所以 ZIGH=ZFEG; 有： [0045] zIGJ =16.6°+90o«106.6°;
[0046] 根据以上计算结果， 在所述的机械手臂复位状态下：
[0047] 关节 3 (3) 顺吋针旋转 16.6°;
[0048] 关节 4 (4) 逆吋针旋转 106.6°;
[0049] 关节 5 (5) 来回旋转 90°;
[0050] 喷头 （9) 可以对 1.3m高、 垂直 90°角的目标形成 1.9m宽的射水扫描带， 关节 1
(1) 沿 A轴向左移动， 射水带一条紧接一条向左伸展幵形成射水覆盖面， 如图 6 所示。
[0051] 实施例 2: 如图 7所示， 调节机械手臂各关节对车辆顶部目标射水喷洗， 假设目 标尺寸为： 宽 W=1.8 m， 离地面高 H=2.0m; 设射水对目标夹角 =30°， 计算过程 如下：
[0052] 1.计算 KL长度： 已知 ZLKM=30°， KM=0.2m， 贝 lJzLMK=90°-30°=60°;
[0053] 使用三角函数： KL= KM*sinzLMK =0.2*sin60°«0.173m;
[0054] 2.计算 MO长度： ΜΟ=ΔΑ轴-上臂杆 （6) -KL-AN=2.8-0.2-0.173-2.0«0.427m;
[0055] 3.计算 MN长度： ZMNO=30°， 有 MN=MO/sinzMNO=0.427/sin30°«0.854m;
[0056] 4.计算关节 5 (5) 旋转角度： 如图 4所示， 代入实施例 2的第 3项结果， 有 AC«0.
854m， 已知 BC=0.9m;
[0057] 使用三角函数计算 ZBAC的正切值， 有 tanzBAC=BC/AC«0.949;
[0058] 使用反三角函数或科学计算得： tanzBAC«46.5°;
[0059] 贝 1JZBAD=ZBAC*2«93。；
[0060] 根据以上计算结果， 得在所述的机械手臂复位状态下：
[0061] 关节 2 (2) 、 关节 3 (3) 保持不变；
[0062] 关节 4 (4) 逆吋针旋转 30°;
[0063] 关节 5 (5) 来回旋转 93°;
[0064] 喷头 （9) 对 2.0m高、 以 30°夹角的目标形成 1.9m宽的射水扫描带， 关节 1 (1) 沿 A轴向左移动， 射水带一条紧接一条向左伸展幵形成射水覆盖面， 如图 8所示 以上所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部实施例， 本实 施例不用于限定或限制本发明的保护范围， 凡在本发明的精神和原则之内， 所 做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
一种智能洗车机控制方法， 其特征在于： 控制喷头对车身以扫描方式 射水； 包括： 调节机械手臂关节使喷头对准车身， 来回旋转 E轴， 使 射水对车身来回扫描成冲刷线， 机械手臂以 A轴方向移动， 使所述冲 刷线一条紧接一条， 向所述 A轴方向展幵形成冲刷面。
根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述的机械手臂， 由活动 关节和臂杆组成， 所述活动关节包括有： 关节 1、 关节 2、 关节 3、 关 节 4和关节 5。
根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 包括：
所述的关节 1是以 A轴方向可自由移动， 其速度为 2-80cm/S， 优选 10c m/S ;
所述的关节 2是以 B轴方向可自由水平回转， 其可回转角度为 360° ; 所述的关节 3是以 C轴方向可自由旋转， 其最大旋转角度为 180°； 所述的关节 4是以 D轴方向可自由旋转， 其最大旋转角度为 180°； 所述的关节 5是以 E轴方向可自由回转， 其最回转大角度为 360°。 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述的臂杆包括上臂杆、 中臂杆和下臂杆；
所述的上臂杆长度是 0.1-2m， 优选 0.2m;
所述的中臂杆长度是 0.3-4m， 优选 1.4m;
所述的下臂杆长度是 0.3-4m， 优选 0.2m。
根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述的喷头与所述的下臂 杆构成固定的 30-180°角， 优选 90°角。
根据权利要求 1或 5所述的方法， 其特征在于， 所述的喷头， 可以是单 个射水喷头， 也可以是多个射水喷头， 也可以是由单个或多个其中包 括有： 射水喷头、 空气喷头、 泡沫喷头的组合。
根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述的机械手臂架设在车 辆上方高度为 2-6m， 优选高度 2.8m。
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