智能擦窗机的控制方法及智能擦窗机与流程

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种智能擦窗机的控制方法及智能擦窗机。

背景技术：

现有技术环境下，智能擦窗机主要包括吸盘式的圆形智能擦窗机和履带式的方形智能擦窗机，这些智能擦窗机并不能很好的自动权衡风机吸力和轮子最大行走承受阻力，有时候会出现吸力过大或者吸力过小的情况。如果擦窗机的风机吸力很大，则很可能因抹布阻力过大导致擦窗机不能移动；如果擦窗机的风机开的小，那么很多顽渍就不能够被擦干净。如果风机配置不合理，还可能导致轮子打滑，严重影响智能擦窗机的路径规划，进而导致漏清洁的发生。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种智能擦窗机的控制方法及智能擦窗机，大大提高了智能擦窗机的清洁质量、行走效率和清洁覆盖率。本发明的具体技术方案如下：

一种智能擦窗机的控制方法，该方法包括以下步骤：s1：智能擦窗机开启风机吸附在玻璃上并进行动作校准；s2：智能擦窗机获取动作校准时行动电机电流；s3：智能擦窗机基于行动电机电流获取当前行走阻力；s4：智能擦窗机根据当前行走阻力和工作电流获取最佳风机吸力，智能擦窗机将风机吸力调整为最佳风机吸力。智能擦窗机开始清扫前通过检测玻璃的当前行走阻力，计算得到最佳清扫风机吸力，调整风机吸力后，智能擦窗机达到最佳的清扫质量、行走效率和清洁覆盖率。

于本发明的一个或多个方案中，所述智能擦窗机为吸盘式擦窗机，步骤s1的具体步骤为：吸盘式擦窗机固定风机的pwm值；吸盘式擦窗机的左清洁转盘不动，吸盘式擦窗机的右清洁转盘紧贴玻璃并在玻璃上进行固定时间的顺时针转动和逆时针转动；以及吸盘式擦窗机的右清洁转盘不动，吸盘式擦窗机的左清洁转盘紧贴玻璃并在玻璃上进行固定时间的顺时针转动和逆时针转动。在固定轮子的pwm值下，智能擦窗机的左轮和右轮进行相同时间的正转和反转，使智能擦窗机获取的数据都是在同一条件得到的，提高数据的准确度。

于本发明的一个或多个方案中，s2的具体步骤为：智能擦窗机设定采样时间，智能擦窗机根据定时器的中断时间在采样时间内采样行动电机电流并求和，然后根据采样次数确定电流的平均值。智能擦窗机获取每个轮子的正转和反转时的行动电机电流，使数据更加充分和全面，提高计算结果的准确度。

于本发明的一个或多个方案中，s3的具体步骤为：智能擦窗机经过动作校准后采样到4个电流值，智能擦窗机从4个电流值中获取优化电流，优化电流除以风机的pwm值得到当前行走阻力。

于本发明的一个或多个方案中，智能擦窗机利用4个电流值计算得到优化电流，具体包括如下步骤：智能擦窗机将4个电流值进行比较，确定第二大的电流值，乘以4得到优化电流。机器要兼顾两个行走电机的差异，为了防止走不动的情况，所以选择第二大的电流，防止校准出来后有轮子走不动。

于本发明的一个或多个方案中，步骤s4具体包括如下步骤:智能擦窗机设定目标行走电流，目标行走电流除以当前行走阻力得到最佳风机吸力，智能擦窗机将风机的吸力调整为最佳风机吸力。智能擦窗机确定目标行走电流后，智能擦窗机在不同摩擦力的行走面上进行工作时，只要检测出当前行走面的行走阻力就可以根据智能擦窗机的目标行走电流自动计算得到智能擦窗机在当前行走面的最佳风机吸力，不需要再通过手动调整风机pwm来达到最佳风机吸力，提高了智能擦窗机的复杂环境适应性，更加高效、智能。

于本发明的一个或多个方案中，所述目标行走电流是智能擦窗机在不同摩擦力的行走面上均能正常工作时所确定的行走电流。由于不同类型机器行走电机、主风机、模具结构等存在巨大差异，综合导致目标行走电流各不相同，所以结合擦窗机在不同环境下工作时的目标行走电流作为校准目标，使结果更加准确。

于本发明的一个或多个方案中，智能擦窗机调整最佳风机吸力时，如果最佳风机吸力大于智能擦窗机风机的最大吸力，则采用智能擦窗机的最大风机吸力作为最佳风机吸力；如果最佳风机吸力大小于智能擦窗机风机的最小吸力，则采用智能擦窗机的最小风机吸力作为最佳风机吸力。智能擦窗机在遇到超出风机的极限能力的情况时，采用相应的措施，提高了智能擦窗机应对极限情况的能力。

一种智能擦窗机，该智能擦窗机采用上述的智能擦窗机的控制方法来调整风机吸力。智能擦窗机自动调整风机吸力后，提高了智能擦窗机的清扫质量、行走效率和清洁覆盖率。

附图说明

图1为本发明的控制方法的流程图；

图2为本发明的吸盘式智能擦窗机的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照附图1可知，一种智能擦窗机的控制方法，该方法包括以下步骤：s1：智能擦窗机开启风机吸附在玻璃上并进行动作校准；s2：智能擦窗机获取动作校准时行动电机电流；s3：智能擦窗机基于行动电流获取当前行走阻力；s4：智能擦窗机根据当前行走阻力和工作电流获取最佳风机吸力，智能擦窗机将风机吸力调整为最佳风机吸力。智能擦窗机开始清扫前通过检测玻璃的当前行走阻力，计算得到最佳清扫风机吸力，调整风机吸力后，智能擦窗机达到最佳的清扫质量、行走效率和清洁覆盖率。

作为其中一种实施例，所述智能擦窗机进行动作校准时，智能擦窗机将风机开到固定pwm值pi（脉冲宽度调制（pwm）是英文“pulsewidthmodulation”的缩写，简称脉宽调制。pwm值是在一个周期内，开关管导通时间长短相加的平均值。导通时间越长，则直流输出的平均值越大。pwm频率是一个周期内，导通时间与周期时间的一个比值。通常叫做占空比。导通次数越多，则频率越大。它们之间的区别在于：在输出不变的情况下，前者体现在导通时间长短上，后者体现在导通次数上。），保持机器静止。根据图2可知，智能擦窗机1为吸盘式擦窗机，吸盘式擦窗机通过左右两个清洁转盘在玻璃上转动来进行移动和清洁。智能擦窗机1左清洁转盘2设定为抱死不动模式，右清洁转盘3固定pwm后，紧贴玻璃进行固定时间的顺时针转动，然后停止转动，再进行固定时间的逆时针转动，右清洁转盘3在进行顺时针转动或逆时针转动时，以左清洁转盘2为运动中心，绕左清洁转盘2转动。智能擦窗机1右清洁转盘3设定为抱死不动模式，左清洁转盘2固定pwm后，紧贴玻璃进行固定时间的顺时针转动，然后停止转动，再进行固定时间的逆时针转动，左清洁转盘2在进行顺时针转动或逆时针转动时，以右清洁转盘3为运动中心，绕右清洁转盘3转动。智能擦窗机的每个清洁转盘都需要进行动作校准，智能擦窗机可以获取数据的范围较大，智能擦窗机获取的数据也比较多，提高智能擦窗机计算结果的准确度。pi的典型值为风机的占空比pwm的二分之一，跟风机吸力呈线性关系，包括但不限于典型值，大部分情况都可以转动且可以吸住的吸力即可。左轮和右轮固定pwm的典型值为轮子的占空比pwm的四分之三，跟轮子扭力呈线性关系，包括但不限于典型值，在风机固定pwm下大部分情况可以转动的pwm即可。风机和智能擦窗机的pwm根据实际情况来进行设置，使该方法的实用性更高。

作为其中一种实施例，所述智能擦窗机的左轮或右轮进行正转或反转360ms的固定时间时，为了降低电机刚开始转动时电流不稳定的情况，电流的采样位于固定时间360ms的后半段，采用稳定的电流，减少误差，比如从210ms开始采样，持续到310ms停止，共持续100ms的采样时间。智能擦窗机在较短的时间内就可以完成了动作校准和电流电流采样，使本方法的实用性更强。智能擦窗机根据定时器的中断时间来采样电流，当允许数据获取时，定时器中断一次智能擦窗机就采样一次电流，定时器的中断时间为定时器频率的倒数，定时器的频率为1khz时，中断时间为1ms，100ms的采样时间则采样了100次电流。不断将采样的固定pwm运动的轮子的行动电机电流值进行求和，等到不允许采样时停止求和，并将求和的结果除以求和的次数，得到本次的电流值i。经过左右轮分别正传反转之后，得到了4个电流值分别为i0、i1、i2和i3。将4个电流值进行比较，找到第二大的电流，乘以4得到优化电流ix。第一大的电流有可能是机器碰到了边框，所以不能用最大的电流。机器要兼顾两个行走电机的差异，为了防止走不动的情况，所以选择第二大的电流，防止校准出来后有轮子走不动。还可以根据情况采用4个电流值的平均值、中位数等数值。将ix除以风机的固定pwm值pi，结果就是当前相对当前行走阻力值α。这个当前行走阻力是根据较全面的数据得到的，准确性高。

作为其中一种实施例，所述智能擦窗机基于当前行走阻力进行预测最佳风机吸力pt的方法：经过大量数据分析和实际验证后发现最佳风机吸力pt可以按如下公式进行计算：pt=it/α。智能擦窗机在不同摩擦力的行走面上进行工作时，只要检测出当前行走面的行走阻力就可以根据智能擦窗机的目标行走电流自动计算得到智能擦窗机在当前行走面的最佳风机吸力，不需要再通过手动调整风机pwm来达到最佳风机吸力，提高了智能擦窗机的复杂环境适应性，更加高效、智能。

作为其中一种实施例，所述目标行走电流是智能擦窗机在不同摩擦力的行走面上均能正常工作时所确定的行走电流，智能擦窗机正常工作为智能擦窗机工作时不会出现吸力过大导致轮子转不动的情况或者吸力过小导致轮子打滑的情况。首先将智能擦窗机放置在摩擦力较小的材质上，上下调整it的值，使得智能擦窗机自动校准吸力后智能擦窗机能正常工作。然后将智能擦窗机放置在摩擦力较大的材质上，微调it的值，使得智能擦窗机自动校准吸力后智能擦窗机能正常工作。然后在不同摩擦力的表面去验证是否根据当前的it的值都可以使智能擦窗机正常工作，如果不行就找一个平衡值，来满足智能擦窗机遇到的大部分情况。由于不同类型机器行走电机、主风机、模具结构等的巨大差异，使得不同类型的机器正常工作的目标行走电流值it也是不同的所以需要预先得到当前智能擦窗机正常工作时的目标行走电流it。目标行走电流it需要前期的人为判断和整定，再根据上述公式自动计算得到最佳风机吸力pt。降低了不同类型的环境对本方法在应用上的影响，使该方法适用性更强。

作为其中一种实施例，本发明所述的方法是可以实现在不同的环境中达到最佳的风机吸力，但是由于风机的极限能力和适配器功率的限制等原因总是会有支持的限度，比如特别光滑的玻璃、特别干燥的天气等都会导致如果要达到目标行走电流值it需要的风机吸力非常大，甚至超过风机可以提供的极限，或者超过适配器所能够提供的功率极限。又比如在特别粗糙的材质表面、特别潮湿的天气等都会导致如果要达到目标行走电流值it需要的风机吸力非常小，甚至小于风机可以提供的最小使得机器在材质表面安全吸住不跌落的气压。权衡解决的方法就是在计算出目标风机超过了最大支持的范围时就设定最大能够支持的吸力为最佳风机吸力即可，在计算出目标风机小于最小安全吸力时就设定最小安全吸力为最佳风机吸力即可。当超出风机的吸力范围时，机器人不更换风机也能使用该该方法，提高该方法的适用范围。

一种智能擦窗机，该智能擦窗机采用上述的智能擦窗机的控制方法来调整风机吸力。智能擦窗机自动调整风机吸力后，提高了智能擦窗机的清扫质量、行走效率和清洁覆盖率。所述智能擦窗机为圆形智能擦窗机，该圆形智能擦窗机在工作校准时，左右轮为左右两个清洁转盘。所述智能擦窗机为方形智能擦窗机，该方形智能擦窗机在工作校准时，左右轮为左右两个履带轮。智能擦窗机主要包括圆形智能擦窗机和方形智能擦窗机，这两种智能擦窗机都可以使用该方法，使用范围广、适用性强。

智能擦窗机在开始工作时，先贴在玻璃上，打开风机，通过风机吸力吸附在玻璃上。然后智能擦窗机设定风机，使风机的pwm值固定，开始进行动作校准，智能擦窗机在进行动作校准的同时获取转动的行动电机电流，动作校准完成后，智能擦窗机获取4个电流值，选取其中优化电流，通过优化电流和风机固定的pwm值获得玻璃的当前行走阻力，再通过当前行走阻力和智能擦窗机的工作电流获取最佳风机吸力，智能擦窗机将风机吸力调整为最佳风机吸力，开始工作。

在说明书的描述中，参考术语“合一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。说明书的描述中连接的所述连接方式具有明显的效果和实用效力。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定之。