外墙清洁机器人及其控制方法和装置与流程

文档序号:14971913发布日期:2018-07-20 18:26阅读:258来源:国知局

本发明涉及外墙清洁技术领域,特别涉及一种外墙清洁机器人及外墙清洁机器人控制方法和装置。



背景技术:

现在高楼大厦比较多,特别是大城市,外墙清洁主要人力完成,需要定期执行,现在人力成本逐渐上升,费用不断增加。且人力清洁时,受气候影响较大,特别是突然起风时,比较危险。



技术实现要素:

本发明实施例要解决的一个技术问题是:如何提高外墙清洁的自动化程度。

根据本发明实施例的一个方面,提供一种外墙清洁机器人,包括:吸盘(1),机器臂(2),抹布(3),卷扬机(4),吊索(5),雷达(6),刮片(7),控制器(末画出),和,机体(8),摄像机(9);雷达(6)用于探测与障碍物的距离;摄像机(9)用于观察周围的环境,及自身装置的移动;控制器(末画出)用于根据雷达(6)测得的障碍物距离及摄像机(9)获得的图像,控制机器臂及机体(8)的移动、卷扬机(4)的转动、抹布(3)或刮片(7)的移动。

在一个实施例中,机器臂(2)有类似肘关节,可以弯曲、伸展,一端与机体(8)连接,另一端装有吸盘(1)或抹布(3)、刮片(7);与机体(8)连接处也类似关节,可以模仿腿部动作;机体(8)中的气泵可吸出吸盘(1)中的空气,使本机可以牢固的吸附在外墙上,也可充入吸盘(1)空气,以抬起机器臂(2)。

在一个实施例中,刮片(7)有橡胶条,有一定弧度及弹性,可以擦拭有一定弧度的外墙;抹布(3)可旋转着进行擦拭,抹布(3)固定在圆形的硬板上,硬板比抹布(3)小,这样擦拭时抹布(3)可以旋转时擦到窗子的边角;刮片(7)、抹布(3)可拆卸、更换;摄像机(9)装有透明的保护罩,以阻挡日常使用中溅上的污渍等。

在一个实施例中,抹布(3)与机器臂(2)的连接处可转动,使机器臂(2)在运动清洁的外墙时,抹布(3)始终能紧贴需要清洁的外墙;刮片(7)与机器臂(2)的连接处也可转动,使机器臂(2)在运动清洁的外墙时,刮片(7)也始终能紧贴需要清洁的外墙。

在一个实施例中,机体(8)包括:气泵、水箱、水泵、风速计、储能装置,充能接口;机体(8)、卷扬机(4)也可装有无线通讯模块;控制器(末画出)可安装在机体(8)或卷扬机(4)上,也可独立安装于机体(8)及卷扬机(4)外;控制器独立安装时,通过通讯模块接收机体(8)及卷扬机(4)的信息,控制机器臂(2)及机体(8)的移动、卷扬机(4)的转动、抹布(3)或刮片(7)的移动。吊索(5)每隔一段距离可安装一个无线信号中继器,以保证各部件间的通讯。

在一个实施例中,本机不配备卷扬机(4),可以自行爬行,前提是外墙不可吸附的障碍距离小于本机的步幅,本机可以不依靠吊索(5)自行跨越障碍。

在一个实施例中,本机不配备卷扬机(4),吊索(5)更换为较短的绳索,该绳索一端固定在居民家中,可以清洁居民家中的玻璃等。

在一个实施例中,本机抹布(3)更换为拖把头,刮片(7)更换为扫帚头,控制器中加入路线规划算法,可以进行室内打扫。

根据本发明实施例的第二个方面,提供一种外墙清洁机器人控制方法,包括:根据摄像机(9)获得的环境信息,判断出需要清洁的区域、可以吸附的区域、需要跨越的障碍,识别当前楼层、是否到达地面,进而控制本机的移动及清洁。并根据摄像机拍摄的图像,判断是否达到清洁效果,如末达到,则重复擦拭达到效果或达到设置的次数。

在一个实施例中,方法还包括:控制机体(8)中的气泵吸出吸盘(1)中的空气,使相应机器臂(2)牢固的吸附在外墙上;充入吸盘(1)空气,以抬起机器臂(2);控制各吸盘(1)的吸附、释放,及各机器臂(2)交替的抬起、移动、放下,从而控制机体(8)的行驶;遇到需要跨越、或不需要清洁的地方,可直接跨越;或所有吸盘(1)均不吸附,靠卷扬机(4)、吊索(5)、重力升降,越过此区域;控制装有抹布(3)的机器臂(2)喷清洁液,旋转抹布(3),移动机器臂(2)从而带动抹布(3)擦拭附近的区域;控制装有刮片(7)的机器臂(2)移动,带动刮片(7)擦拭附近的区域。使用抹布(3)清洁时,抬起刮片(7);使用刮片(7)清洁时,抬起抹布(3);当清洁至其它机器臂(2)时,则相应机器臂(2)抬起。

在一个实施例中,方法还包括:本机可通过网络查询清洁地点、清洁时间的天气情况,给出是否适于清洁的建议;在清洁过程中,如查询到天气变化不适合继续清洁,给出终止清洁的建议和警告;当风速计测出附近风速超出临界值时,控制本机各部位尽力贴近墙体,停止工作,并发出警报,通知相关人员。相关人员可根据情况决定是否终止本次清洁作业,或风小后继续清洁。

根据本发明实施例的第三个方面,提供一种外墙清洁机器人控制装置,包括:处理器,执行以上所述的任一控制方法;以及存储器,用于存储控制算法、采集的数据、日志等。

在一个实施例中,控制器可以自行控制本机的操作;也可以由操作员对本机进行控制,本机学习操作动作,以提高本机的智能程度;有通讯模块及外部控制、通信接口,可主动发送本机及各零部件的状态到服务器。

本发明通过雷达(6)及摄像机(9)探测周围环境及所在楼层等位置、通过网络获得天气信息,并由控制器根据获得的信息控制机器臂及机体(8)的移动、卷扬机(4)的转动、抹布(3)或刮片(7)的移动,能够实现无人操作、清洁,提高了外墙清洁的自动化程度。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显然,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明外墙清洁机器人一个实施例的结构正视图。

图2为本发明外墙清洁机器人一个实施例的结构俯视图(未画出卷扬机4、吊索5)。

图3为本发明外墙清洁机器人一个实施例的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的说明,显而易见地,本说明书中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。本说明书对至少一个示例性实施例的描述仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动性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。

参见图1、图2,卷扬机(4)安装于楼顶,吊索(5)一端固定在卷扬机(4)上,另一端固定在机体(8)上。

控制器(末画出)有通讯模块,可安装在机体(8)或卷扬机(4)上,也可独立安装,控制器可通过无线信号控制卷扬机(4)的转动,从而控制机体(8)的升降。

机器臂(2)有类似肘关节,可以弯曲、伸展,一端与机体(8)连接,另一端装有吸盘(1)或抹布(3)、刮片(7);与机体(8)连接处也类似关节,可以模仿腿部动作;机器臂(2)按用途分有两类:一类负责支撑、移动机体(8),这类机器臂(2)一端装有吸盘(1);另一类负责清洁,一端装有抹布(3)或刮片(7)。

机体(8)中的气泵与吸盘(1)连接,可吸出吸盘(1)中的空气,使本机可以牢固的吸附在外墙上,特别是表面光滑的物体;也可充入吸盘(1)空气,以抬起机器臂(2)。

通过控制各吸盘(1)的吸附、释放,及各机器臂(2)交替的抬起、移动、放下,实现在墙上爬行。负责移动机体(8)的机器臂(2)可以是6根,也可以是4根或8根,可根据情况确定。

机体(8)的一个机器臂(2)安装有电机带动旋转的抹布(3),并安装有与机体(8)中的水箱连接的喷头,可以喷清洁液,机器臂(2)通过上下左右运动带动抹布(3)实现清洁。一个机器臂(2)上可以安装带有橡胶条的刮片(7),通过机器臂(2)的运动带动刮片(7)进行清洁。

在使用抹布(3)清洁时,抬起刮片(7);使用刮片(7)清洁时,抬起抹布(3);当清洁至其它机器臂(2)时,该机器臂(2)抬起,依靠其它机器臂(2)吸附支撑。

遇到需要跨越、或不需要清洁的地方,可以所有吸盘(1)全部不吸附,靠卷扬机(4)、吊索(5)、重力升降,越过此区域。

摄像机拍摄的图像传给控制器,控制器图像识别模块判断需要清洁的区域、可以吸附的区域、需要跨越的障碍,识别当前楼层、是否到达地面。

刮片(7)有橡胶条,有一定弧度及弹性,这样擦拭有一定弧度的外墙时,刮片(7)仍能比较紧密的贴合外墙;

抹布(3)与机器臂(2)的连接处可转动,使机器臂(2)在运动清洁的外墙时,抹布(3)始终能紧贴需要清洁的外墙;

刮片(7)与机器臂(2)的连接处可转动,使机器臂(2)在运动清洁的外墙时,刮片(7)始终能紧贴需要清洁的外墙。

下面结合图3描述本发明一个实施例的外墙清洁机器人控制方法。

图3为本发明外墙清洁机器人一个实施例的控制方法的流程图。如图3所示,该实施例的方法包括:

步骤s202,通过网络(例如互联网)查询清洁地点、清洁时间的天气情况,给出是否适于清洁的建议。

步骤s204,接收风速计测得的风速。

步骤s210,根据查到的天气信息,及测得的风速,判断是否适于清洁,通知相关人员。

步骤s206,接收摄像机(9)获取的周围环境信息,及本机装置(例如机器臂(2)、吸盘(1)、抹布(3)、刮片(7))的位置信息。

步骤s208,接收雷达(6)获取的与障碍物的距离。

在步骤s202~s208中,例如控制器接收摄像机(9)、雷达(6)、风速计获得的信息。根据需要,也可以是其他设备或模块接收上述信息。

步骤s212,根据摄像机(9)获取的周围环境信息、雷达(6)获取的与障碍物的距离,判断出需要清洁的区域、可以吸附的区域、需要跨越的障碍,识别当前楼层、是否到达地面,如需要升降则产生控制信号控制卷扬机(4)转动。

步骤s214,根据本机的设置、摄像机(9)获取的周围环境信息、雷达(6)获取的与障碍物的距离,判断是否需要移动及移动的区域、清洁的区域,如需要移动则产生控制信号控制气泵按需要吸、排吸盘(1)内的空气。根据测得的风速,判断是否需要终止清洁,如需要停止,则配合步骤216执行紧贴外墙的操作,最终各吸盘(1)都紧吸在外墙上。

步骤s216,与步骤s214相似,如判断需要移动,则产生控制信号控制机器臂(2)配合吸盘(1)的动作,抬起、移动、放下;如判断需要停止清洁,则逐条伸展机器臂(2),使机体(8)紧贴外墙。

步骤s218,与步骤s214相似,如判断需要清洁,则产生控制信号控制则产生控制信号控制装有喷头、抹布(3)的机器臂(2)移动到清洁位置,并控制水泵喷清洁液;如判断需要停止清洁,则停止喷清洁液。

步骤s220,与步骤s214相似,如判断需要清洁,则产生控制信号控制抹布(3)旋转,控制装有喷头、抹布(3)的机器臂(2)贴近外墙,并移动进行清洁;如判断需要停止清洁,则停止抹布(3)的动作。

步骤s222,在执行完步骤s212后,产生控制信号控制装有刮片(7)的机器臂(2)移动到清洁位置,然后贴近外墙移动进行清洁;如判断需要停止清洁,则停止刮片(7)的动作。

重复执行步骤s216-步骤s222,至达到设置的清洁次数,或已根据摄像机(9)拍摄的图片判断达到清洁要求。

重复执行以上步骤,至完成本次清洁工作,或根据意外情况终止本次工作。

控制器例如可以采用图像识别等方法识别摄像机(9)拍摄到的物体。

以上所述仅是本发明的较佳实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1