一种智能洗车机控制方法与流程

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：

随着我国经济社会持续发展，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、时间长等弊端，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。

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。

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。

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。

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，同时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；

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，同时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时，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；本发明者在工作中通过大量研究和实验，发明一种使用少量喷头或单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。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题，提供一种新的技术方案，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轴方向展开形成冲刷面。

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。

附图说明

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

具体实施方式

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。

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；

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10cm/S；

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°；

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°；

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°；

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°；

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开始：

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；

所述的臂杆包括上臂杆（6）、中臂杆（7）和下臂杆（8）；

所述的上臂杆（6）长度是0.1-2m，本实施例优选0.2m；

所述的中臂杆（7）长度是0.3-4m，本实施例优选1.4m；

所述的下臂杆（8）长度是0.3-4m，本实施例优选0.2m；

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；

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；

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。

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：

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⊥ 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，∠BAC=BAD/2=45°；

通过三角函数计算得：AC=BC/tan∠BAC=0.9/tan45°=0.9m；

2. 计算中臂杆（7）水平夹角：如图5所示，E、F、G构成Rt△EFG，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GH=0.9m；有：

FG=2.8-0.2-1.3-0.9=0.4m；

使用三角函数计算∠FEG的正弦值sin∠FEG=FG/EG=0.4/1.4≈0.286；

使用反三角函数或科学计算得：∠FEG≈16.6°；

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∠EGI=90°直角，由于关节4（4）复位后未旋转，所以∠IGH=∠FEG；有：

∠IGJ =16.6°+90°≈106.6°；

根据以上计算结果，在所述的机械手臂复位状态下：

关节3（3）顺时针旋转16.6°；

关节4（4）逆时针旋转106.6°；

关节5（5）来回旋转90°；

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开形成射水覆盖面，如图6所示。

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：

1.计算KL长度：已知∠LKM=30°，KM=0.2m，则∠LMK=90°-30°=60°；

使用三角函数：KL= KM*sin∠LMK =0.2*sin60°≈0.173m；

2.计算MO长度：MO=△A轴-上臂杆（6）-KL-△N=2.8-0.2-0.173-2.0≈0.427m；

3.计算MN长度：∠MNO=30°，有MN=MO/sin∠MNO=0.427/sin30°≈0.854m；

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；

使用三角函数计算∠BAC的正切值，有tan∠BAC=BC/AC≈0.949；

使用反三角函数或科学计算得：tan∠BAC≈46.5°；

则∠BAD=∠BAC*2≈93°；

根据以上计算结果，得在所述的机械手臂复位状态下：

关节2（2）、关节3（3）保持不变；

关节4（4）逆时针旋转30°；

关节5（5）来回旋转93°；

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开形成射水覆盖面，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。