擦玻璃机器人及其越障模式的控制方法与流程

本发明属于爬壁机器人领域，具体涉及一种擦玻璃机器人及其越障模式的控制方法。

背景技术：

随着机器人技术迅速发展，属于爬壁机器人领域的擦玻璃机器人在各个场合都取得了一定的应用和发展。由于玻璃窗户通常都由多个玻璃窗框组合而成，因此为了完成玻璃的擦洗作业，机器人必须具有跨越窗框的能力。然而目前家用型商品化的擦玻璃机器人均不具有该功能，它们只能够在单块玻璃面内进行作业。而一些研制中的可越障擦窗机器人由于体积巨大，结构复杂，移动速度较慢等缺点并没有能够成功转化为产品。受到窗户尺寸的限制，商品化的擦玻璃机器人必须满足小巧、灵活的特点，但是小型化擦玻璃机器人的抗扭转能力较弱，不能提供越障所需的扭矩，越障时机器人会在玻璃面上扭转打滑从而导致越障失败。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，首先提供一种擦玻璃机器人越障模式的控制方法，根据需要越障的方向，选择相应的越障模式。

其次，本发明还提供一种采用上述越障模式控制方法的擦玻璃机器人，使机器人实现稳定可靠的越障。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案现实。

擦玻璃机器人为双体式结构，包括子擦玻璃机器人一、子擦玻璃机器人二和中间连杆，其中每个子擦玻璃机器人都包括移动装置和吸附装置，能在玻璃面稳定吸附和移动，两个子擦玻璃机器人之间通过中间连杆连接，中间连杆与各个子擦玻璃机器人之间都有确定传动关系，通过控制机器人内部电机转动，中间连杆能够相对子擦玻璃机器人分别在平行于玻璃面和垂直于玻璃面的平面上转动。

一种擦玻璃机器人越障模式在全框玻璃上的控制方法包括如下步骤。

步骤1：擦玻璃机器人根据指令要求判断需要越障的方向。

步骤2：当越障方向为向上时，机器人首先向玻璃面的上边框移动并进行步骤3和步骤4，否则机器人首先向玻璃的下边框1移动并进行步骤3和步骤4。

步骤3：测距传感器测量擦玻璃机器人与移动方向上玻璃边框的距离，当测量值S大于预设值L时，机器人按照正常移动速度向对应玻璃边框靠拢，当测量值S小于或等于预设值L时，机器人低速向对应玻璃边框靠拢。

步骤4: 当机器人外壳碰到对应玻璃边框，触碰开关发出触碰信号，机器人进行姿态微调，确保机器人的一边能够完全抵上玻璃边框。

步骤5：当机器人需要向左越障时，机器人调整移动方向，向玻璃中间边框移动并进行步骤3和步骤4，当机器人需要向右越障时，机器人调整移动方向，向玻璃右边框移动并进行步骤3和步骤4，当机器人需要向上或向下越障时，机器人调整移动方向，向玻璃左右边框中距离较近的一侧移动并进行步骤3和步骤4。

步骤6：当擦窗机器人的一个子机器人外壳的两边完全抵住玻璃边框后，另一个子机器人停止与玻璃面间的吸附，擦窗机器人的中间连杆将此子机器人抬离玻璃面至一定高度，然后连杆进行旋转，使此子机器人越过玻璃边框到达目标玻璃窗内。

步骤7：当擦窗机器人的一个子机器人越过玻璃边框后，中间连杆将此子机器人压在玻璃面上，同时该子机器人重新启动吸附功能并与玻璃面稳定吸附。

步骤8：擦玻璃机器人进行姿态调整，使已经越过玻璃框的子机器人外壳的两边完全抵在对应的玻璃框上，然后进行步骤6。

步骤9：当第二个子机器人越过玻璃框后，中间连杆将此子机器人压在玻璃面上，同时该子机器人重新启动吸附功能并与玻璃面稳定吸附，至此擦玻璃机器人完成整个玻璃框的越障过程。

本发明提出一种双体式擦玻璃机器人，包括子擦玻璃机器人一、子擦玻璃机器人二和中间连杆，并采用上述全框玻璃上越障模式。该越障模式通过机器人抵住玻璃边框，借用玻璃边框对机器人产生的反作用力，增大了机器人自身的抗扭转能力，使小型擦玻璃机器人能够实现越障功能。同时本发明提供的擦玻璃机器人越障模式的控制方法可以根据接收到的越障命令，确定所需要的越障方向和越障步态，从而高效、安全的实现机器人越障过程。

附图说明

图1为本发明擦窗机器人整体示意图。

图2为本发明擦窗机器人中间连杆3相对子擦玻璃机器人1在垂直于玻璃面的平面上转动示意图。

图3为本发明擦窗机器人中间连杆3相对子擦玻璃机器人1在平行于玻璃面的平面上转动示意图。

图4为本发明擦玻璃机器人越障模式的控制方法的流程示意图。

图5为本发明擦玻璃机器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障过程一示意图。

图6为本发明擦玻璃机器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障过程二示意图。

图7为本发明擦玻璃机器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障过程三示意图。

图8为本发明擦玻璃机器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障过程四示意图。

图9为本发明擦玻璃机器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障过程五示意图。

图中

1.子擦玻璃机器人一 2.子擦玻璃机器人二 3.中间连杆 4.移动装置 5.吸附装置

6.玻璃面 7.垂直于玻璃面的平面 8.中间边框 9.上边框 10.下边框 11.右边框。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施，进一步说明本发明擦玻璃机器人越障模式的控制方法。

如图1所示，所述擦玻璃机器人包括子擦玻璃机器人一1、子擦玻璃机器人二2和中间连杆3，其中每个子擦玻璃机器人都包括移动装置4和吸附装置5吸盘，每个子擦玻璃机器人都具有移动和吸附功能；通过中间连杆3，子擦玻璃机器人1和子擦玻璃机器人2之间相互连接。

如图2、图3所示，中间连杆3与子擦玻璃机器人1和子擦玻璃机器人2之间都有确定传动关系，通过控制中间连杆3能够相对子擦玻璃机器人1或子擦玻璃机器人2分别在平行于玻璃面6和垂直于玻璃面6的平面上转动。

如图4所示，本发明擦玻璃机器人越障模式的控制方法包括如下步骤。

步骤1：擦玻璃机器人根据指令要求判断需要越障的方向。

步骤2：当越障方向为向上时，机器人首先向玻璃面6的上边框9移动并进行步骤3和步骤4，否则机器人首先向玻璃6的下边框10移动并进行步骤3和步骤4。

步骤3：测距传感器测量擦玻璃机器人与移动方向上玻璃边框的距离，当测量值S大于预设值L时，机器人按照正常移动速度向对应玻璃边框靠拢，当测量值S小于或等于预设值L时，机器人低速向对应玻璃边框靠拢。

步骤4: 当机器人外壳碰到对应玻璃边框，触碰开关发出触碰信号，机器人进行姿态微调，确保机器人的一边能够完全抵上玻璃边框。

步骤5：当机器人需要向左越障时，机器人调整移动方向，向玻璃6的中间边框8移动并进行步骤3和步骤4，当机器人需要向右越障时，机器人调整移动方向，向玻璃6的右边框11移动并进行步骤3和步骤4，当机器人只是需要向上或向下越障时，机器人调整移动方向，向玻璃左右边框中距离较近的一侧移动并进行步骤3和步骤4。

步骤6：当擦窗机器人的一个子机器人外壳的两边完全抵住玻璃边框后，另一个子机器人的吸附装置5停止与玻璃面6间的吸附，擦窗机器人的中间连杆3将此子机器人抬离玻璃面6至一定高度，然后中间连杆3进行旋转，使该子机器人越过玻璃边框到达目标玻璃窗内。

步骤7：当擦窗机器人的一个子机器人越过玻璃边框后，中间连杆3将此子机器人压在玻璃面上，同时该子机器人重新启动吸附装置5并与玻璃面稳定吸附。

步骤8：擦玻璃机器人进行姿态调整，使已经越过玻璃框的子机器人外壳的两边完全抵在对应的玻璃框上，然后进行步骤6。

步骤9：当第二个子机器人越过玻璃框后，中间连杆3将此子机器人压在玻璃面上，同时该子机器人重新启动装置5并与玻璃面稳定吸附，至此擦玻璃机器人完成整个玻璃框的越障过程。

如图5、图6、图7、图8和图9所示，为本发明擦玻璃机器人越障模式在向左越障时的主要步骤。

如图5所示，当机器人收到想左越障指示后，机器人首先向下移动，直至子擦玻璃机器人1的外壳抵住玻璃面6的下边框10。

如图6所示，当子擦玻璃机器人1的外壳抵住玻璃面6的下边框10之后，机器人向左移动，直至子擦玻璃机器人1的外壳也同时抵住玻璃面6的中间边框8。

如图7所示，子擦玻璃机器人2的吸附装置5停止工作，中间连杆3将子擦玻璃机器人2抬离玻璃面6，并相对于子擦玻璃机器人1向左转动，使子擦玻璃机器人2越过中间边框8，随后将子擦玻璃机器人2下压至玻璃面6，子擦玻璃机器人2的吸附装置5重新工作，使子擦玻璃机器人2稳定吸附在玻璃面6上。

如图8所示，机器人调整姿态，使子擦玻璃机器人2的外壳同时抵住下边框10和中间边框8。

如图9所示，子擦玻璃机器人1的吸附装置5停止工作，中间连杆3将子擦玻璃机器人1抬离玻璃面6，并相对于子擦玻璃机器人2向左转动，使子擦玻璃机器人1越过中间边框8，随后将子擦玻璃机器人1下压至玻璃面6，子擦玻璃机器人1的吸附装置5重新工作，使子擦玻璃机器人1稳定吸附在玻璃面6上，至此机器人完成向左越障的整个过程。