用于有效自动车辆清洗的系统和方法与流程

以下公开涉及用于以利用比传统清洁方法更少的资源的有效方式自动清洁车辆的外表面的系统和方法。

背景技术：

所有车辆都会随时间变脏。目前，存在试图通过静电荷从车辆外部防止灰尘和污垢的系统，但是它们不是始终成功的并且非常低效地操作。此外，清洁车辆(例如洗车)的传统方法使用大量的水和能量、人力劳动或两者。此外，这些传统方法经常导致车辆油漆或透明涂层表面随时间的磨损并且可能导致车辆装饰件和天线附近的区域中的问题。因此，需要一种以这样的方式自动清洁车辆外部的系统，即使用比传统方法更少的资源和能量并且小心地不会对车辆表面或部件中的任何一个造成损坏。

技术实现要素：

提供了用于自动清洁车辆的外表面的系统和方法。该系统可以包括全部通信地连接到处理器的机动化机器人、清洁元件和摄像机。处理器可以接收关于待清洁车辆的外表面的形状和尺寸的计算机辅助设计(cad)信息以及关于车辆上的机动化机器人的位置的信息。处理器然后可以确定机动化机器人在车辆表面上行进的有效路径。沿着其行进的路线，机动化机器人可以使用清洁元件从车辆表面去除污垢或其它碎屑。摄像机可以在机器人的位置处或附近观察车辆的表面，并且检测可能阻碍机器人的运动的任何外来物体或其他障碍物，并且通知处理器这些物体的位置。替代实施例可以包括集成到附接到车辆的基站中的机械臂，以代替机动化机器人。

根据下面的详细描述和附图，这些和其他实施例以及各种排列和方面将变得显而易见并且被更充分地理解，所述详细描述和附图阐述了表示本发明的原理所采用的各种方式的说明性实施例。

附图说明

图1是示出了根据本发明系统的示例性实施例的各种部件的图；

图2是示出根据本发明的系统的替代实施例的各种部件的图。

具体实施方式

根据本发明原理的下面描述的说明书，示出和示例了本发明的一个或多个特定实施例。该说明书不是为了将本发明限制于本文所描述的实施例，而是以使得本领域普通技术人员能够理解这些原理的方式解释和教导本发明的原理，并且在理解的情况下，能够将它们应用于不仅实践本文描述的实施例，而且实践根据这些原理可能想到的其它实施例。本发明的范围旨在覆盖所有这样的实施例，其可以在字面上或在等同原则下落入所附权利要求的范围内。

应当注意在说明书和附图中，相同或大体上相似的元件可以标以相同的附图标记。然而，有时这些元件可以用不同的数字标记，例如在这种标记有助于更清楚的描述的情况下。另外，本文所阐述的附图不一定按比例绘制，并且在一些情况下，可能夸大了比例以更清楚地描绘某些特征。这样的标签和制图不一定暗示基本的实质目的。如上所述，本说明书旨在作为一个整体，并根据如本文所教导的本领域普通技术人员所理解的本发明的原理进行解释。

图1示出了根据本发明的示例性实施例系统的部件。显示出了使用该实施例系统的车辆10。具有多个可移动支脚14的机动化机器人12配备有旋转刷16、刮板18、摄像机20、清洁流体出口22和真空吸尘器24。可移动支脚14配备有使它们能够暂时粘附到车辆的表面并且因此使得机器人12能够行驶经过所有车辆外部表面的材料或系统。例如，可移动支脚14可以配备有吸盘或磁体。另外，也可以使用模拟壁虎足部的端部上的粘性垫的材料。本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的新颖范围的情况下，可以使用许多其它类型的粘附系统和材料。

旋转刷16和/或刮板18可以被机器人12接合抵靠车辆10的表面，随着机器人12移动通过车辆10的表面而移除可能存在的污垢、灰尘或其它碎屑。当系统确定机器人12在不同类型的表面上行进时，这些清洁元件也可以可互换地使用。例如，系统可以使用刮板18用于挡风玻璃和窗口表面，但是对于所有涂漆的表面使用旋转刷16。本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的新颖范围的情况下，系统可以采用各种其它清洁元件。例如，本发明的实施例可以使用刮板18连同加热元件或蒸汽源以从一个或多个车辆表面熔化或去除雪、冰和/或霜。当机器人12移动通过车辆10时，其还可以通过清洁流体出口22分配清洁流体以辅助清洁元件。在该示例性实施例中，清洁流体是水。然而，可以使用各种其它清洁流体，范围从有机和无机溶剂、蒸汽、甚至空气。

机器人12还配备有真空吸尘器24。真空吸尘器24可以用于从车辆10的表面去除任何清洁流体。流体可以被收集在机器人12内的储液器中，在那里流体可以被过滤然后被机器人12重新使用。当机器人不使用时，过滤器然后可以被系统反向冲洗以确保机器人12保持清洁以备将来使用。

最后，机器人12具有集成的摄像机20。摄像机20可以是小光场或立体摄像机或能够感知和测量深度的任何其它摄像机。摄像机20可以用于检测车辆10的表面上的非预期物体或外来物体的存在和位置。摄像机20还可以用于检测车辆表面的确切颜色或清洁度水平和/或如锈蚀的任何表面损坏或腐蚀的存在。

本实施例的机动化机器人12经由系绳28通信地连接到控制器26。控制器26和系绳28还连接到水源30。系绳28主要包含建立控制器26和机器人12之间的通信链路的电线以及将水源30连接到机器人12的管或软管。另外，控制器26可以集成进机器人12本身中或者与机器人无线通信。

控制器26被配置为访问和接收关于车辆10的cad图形信息使得控制器26可以确定机器人12需要经过的车辆表面的精确尺寸。控制器26还接收指示机器人12在车辆10上的位置的实时数据。使用这两组数据，控制器26确定机器人12遵循的最有效的清洁程序，并指示机器人12执行该程序。程序元件可以包括机器人12在车辆10的表面上运动的速度、形状和角度，在何处以及何时接合各种清洁元件(例如旋转刷16或刮板18)、何时分配清洁流体、分配多少清洁流体以及何时激活真空吸尘器24。本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的新颖范围的情况下，存在可以包括在清洁程序中的各种其它参数。

在执行车辆清洁程序期间，摄像机20在机器人12的当前位置处和/或附近监测车辆10的表面。在摄像机检测到物体或与车辆10的cad图形中所示的尺寸不一致的车辆表面其他变化的情况下，摄像机20警告控制器26。然后控制器26可以适当地修改车辆清洁程序并相应地指示机器人12。在摄像机20检测到表面腐蚀或损坏或者表面的颜色不如预期的情况下，也可以遵循类似的协议从而指示可能需要由机器人12进行进一步清洁。

图2示出了本发明的替代实施例。在该实施例中，基座单元34附接到车辆10或与车辆10集成。基座单元34容纳机械臂32，机械臂32包含旋转刷16、刮板18、摄像机20、清洁流体出口22和真空吸尘器24。这些部件中的每一个以与图1所示的实施例中描述的相应部件大体上相似的方式起作用。基座单元34还容纳清洁流体储液器和与机械臂32连通的控制器26。

控制器26被配置为访问和接收关于车辆10的cad图形信息，使得控制器26可以确定机械臂32需要接触的车辆表面的精确尺寸。控制器26还接收指示机械臂32的位置的实时数据。使用这两组数据，控制器26确定机械臂32遵循的最有效的清洁程序，并指示机械臂32执行该程序。程序元件可以包括机械臂32运动的速度、形状和角度，在何处以及何时接合各种清洁元件(例如旋转刷16或刮板18)、何时分配清洁流体、分配多少清洁流体以及何时激活真空吸尘器24。本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的新颖范围的情况下，存在可以包括在清洁程序中的各种其它参数。

在车辆清洁程序的执行期间，摄像机20在机械臂32的当前位置处和/或附近监测车辆10的表面。在摄像机检测到物体或与车辆10的cad图形中所示的尺寸不一致的车辆表面的其他变化的情况下，摄像机20警告控制器26。然后控制器26可以适当地修改车辆清洁程序并相应地指示机械臂32。在摄像机20检测到表面腐蚀或损坏或者表面的颜色不如预期的情况下，也可以遵循类似的协议从而指示可能需要由机械臂32进行进一步清洁。

应该理解的是，本发明不被限制于任何单独的实施例并且应当仅以根据所附实施例记载的宽度和范围构建。