专利名称：铅垂校验装置及其具有该铅垂校验装置的擦玻璃机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于小家电制造技术领域，涉及一种铅垂校验装置及其具有该铅垂校验装置的擦玻璃机器人。
背景技术：
现有的玻璃清洁机器人都是依靠履带或轮子实现机器在垂直玻璃面上的移动，为提高清洁效率，机器的行进轨迹一般都是规划成水平或竖直的轨迹(如图8-图9所示)。目前，玻璃清洁机器人主要有以下两种控制水平或竖直运动的方法。方案一:绳索牵引玻璃清洁机器人竖直运动。如CN 201482774 U专利公开的技术方案中，卷扬机设置在待清洁玻璃或墙体顶端，绳索一端与卷扬机相连，另一端与玻璃清洁机器人顶端连接，通过卷扬机旋转实现绳索的收放，从而带动玻璃清洁机器人上下竖直运动。然而在该方案中，卷扬机通过绳索控制玻璃清洁机器人运动，需要各种机构的配合，导致卷扬机结构复杂，给安装和移动带来不便。另外，该机构只能实现机器人的竖直运动，对玻璃清洁机器人的水平运动控制有一定的约束性。方案二:通过加速度传感器控制玻璃清洁机器人的水平或竖直运动。将加速度传感器安装在玻璃清洁机器人上，并与控制单元相连，通过加速度传感器检测玻璃清洁机器人的运动状态，同时将检测结果反馈给控制单元，如果出现倾斜或偏离预定路线由控制单元发出指令进行相应的调整。然而在该方案中，玻璃清洁机器人的水平或竖直状态是通过加速度传感器等电子元器件检测，而电子元器件长时间使用会产生一定的累积误差，可能玻璃清洁机器人已经偏离原规划路径方向的时候，加速度传感器检测出来的结果是认为玻璃清洁机器人还是处于水平或竖 直的状态，从而玻璃清洁机器人不能沿预定规划的路线行走，对玻璃清洁机器人在玻璃面上的清洁效率存在较大的影响。
实用新型内容针对以上问题，本实用新型提供一种铅垂校验装置及其具有该铅垂校验装置的擦玻璃机器人，通过铅垂校验装置可以辅助擦玻璃机器人中的加速度传感器工作，并验证其检测结果的准确性，使得擦玻璃机器人始终能够以较小的直线误差水平或竖直移动。本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:本实用新型提供一种铅垂校验装置，其包括壳体，所述壳体内部设有一个轨道空间和动作件，所述动作件在轨道空间移动，所述壳体内部设置感应元件，感应动作件在轨道空间的不同位置时的感应信号。进一步地，为便于运动件在轨道空间运动，所述轨道空间为圆弧轨道，所述动作件为滚球。所述感应元件为至少一个，所述感应元件设置在轨道空间的侧壁、底壁和/或顶壁。为精确地反映水平位置或平面的水平状态，所述铅垂校验装置完全水平放置时滑行轨道的最低位置为最低处。优选方案中，所述感应元件为一个时，所述感应元件设置于轨道空间的最低处；所述感应元件数量大于I时，在所述轨道空间的最低处设置一个感应元件，其余感应元件在所述最低处的两边均匀设置。若感应元件为奇数个,在所述轨道空间的最低处设置一个感应元件，其余感应元件在所述最低处的两边均匀对称设置；若感应元件为偶数个，在滑行轨道的最低处设置一个，其余的感应元件在最低处两边均匀设置，在最低处两边有一边缺少一个感应元件，同样可以实现相应的功能。一种实施方式，所述的感应元件包含发射器和接收器，发射器和接收器可以分别是光发射器和光接收器。另一种实施方式，所述的感应元件为霍尔元件，所述的运动件含有磁性元件。进一步地，为保证铅垂校验装置在翻转后仍保持有效的工作状态，所述的轨道空间包含底部圆弧轨道和顶部圆弧轨道。较佳地，底部圆弧轨道和顶部圆弧轨道首尾相接。所述的感应元件与动作件对应设置,所述感应元件感应动作件在底部圆弧轨道或顶部圆弧轨道移动的感应信号。本实用新型还提供一种具有上述铅垂校验装置的擦玻璃机器人，其包括主机体和控制单元，主机体的底部设有吸附单元和行走单元，主机体通过吸附单元吸附在竖直玻璃表面上，所述铅垂校验装置内的感应元件与控制单元连接，根据感应元件的感应信号，控制单元判断主机体是否处于竖直状态。擦玻璃机器人的整个工作过程通常包括水平行走和竖直行走，较佳地，所述擦玻璃机器人包括两个所述的铅垂校验装置，分别为第一铅垂校验装置和第二铅垂校验装置，第一铅垂校验装置与第二铅垂校验装置相互垂直的设置在主机体上。第一铅垂校验装置水平设 置在竖直放置的主机体上，第二铅垂校验装置竖直设置在主机体上，擦玻璃机器人沿竖直路径工作时第一铅垂校验装置起校验作用，沿水平路径工作时，第二铅垂校验装置起校验作用。主机体还包含与控制单元连接的加速度传感器，控制单元依据感应元件的感应信号，判断加速度传感器是否处于正常工作状态。若判断加速度传感器处于非正常工作状态，则对加速度传感器进行校正。本实用新型铅垂校验装置结构简单，可以精确地找到水平位置或者检测平面的水平状态，并且可以将位置信息转化为电信号输出。另外，将铅垂校验装置用于擦玻璃机器人可以辅助加速度传感器工作，验证其检测结果的准确性，使得擦玻璃机器人始终能够以较小的直线误差水平或竖直移动。
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型技术方案进行详细地说明。
图1为本实用新型铅垂校验装置实施例一(感应元件包含发射器和接收器)分解图；图2为本实用新型铅垂校验装置水平时状态示意图；图3为本实用新型铅垂校验装置倾斜时状态示意图；图4为本实用新型具有铅垂校验装置的擦玻璃机器人俯视示意图；[0026]图5为本实用新型铅垂校验装置实施例三(感应元件为霍尔元件)示意图；图6为本实用新型具有铅垂校验装置的擦玻璃机器人竖直向上行走示意图；图7为本实用新型具有铅垂校验装置的擦玻璃机器人水平向右行走示意图；图8为擦玻璃机器人传统路径规划(水平方向)示意图；图9为擦玻璃机器人传统路径规划(垂直方向)示意图。附图标记:
1.上盖2.动作件3.底座4.接收器
5.发射器 6.滚球 7.轨道空间 8.霍尔元件
I1.主机体14.行走单元 17.顶部圆孤轨道
21.第一铅垂校验装置22第二铅垂校验装置
27.底部圆弧轨道
具体实施方式
铅垂校验装置
·[0034]实施例一如图1-3所示，本实用新型铅垂校验装置包括壳体，壳体由上盖I和底座3组成，上盖I与底座3间设有一个轨道空间7，动作件2可以在轨道空间7移动，壳体内部设置感应元件，感应动作件2在轨道空间7的不同位置时的感应信号。感应元件为至少一个，其设置在轨道空间7的侧壁、底壁和/或顶壁。随着铅垂校验装置的倾斜，动作件2可以在轨道空间高低不同位置移动，通常以铅垂校验装置完全水平放置时滑行轨道的最低位置设为最低处。当感应元件仅设置一个时，所述感应元件设置于轨道空间7的最低处；当感应元件数量大于I时，较佳的，感应元件为奇数个，在所述轨道空间7的最低处设置一个感应元件，其余感应元件在所述最低处的两边均匀对称设置。当然，感应元件也可以为偶数个，此时，在所述轨道空间7的最低处仍设置一个感应元件，而在轨道空间最低处两边有一边相对少一个感应元件，也可以实现相应的功能。特别地，如图1所示的铅垂校验装置的分解示意图，动作件2采用滚球6，上盖I内部和底座3内都有圆弧轨道，底部圆弧轨道27和顶部圆弧轨道17首尾相接，供滚球6在顶部或底部圆弧轨道内滑动。用于检测信号的感应元件包含发射器5和接收器4，发射器5和接收器4可以分别是光发射器和光接收器。在顶部圆弧轨道17和底部圆弧轨道27侧壁分别设置3对光发射器和光接收器，在底部圆弧轨道27最低处设置一对，其余2对以最低处为中心均匀对称设置，顶部圆弧轨道17的感应元件与底部圆弧轨道27的感应元件在上盖I和底座3的结合面对称设置。通过顶部圆弧轨道17和底部圆弧轨道27相接的方式，铅垂校验装置可正用和反用。如铅垂校验装置正用时，滚球6在底部圆弧轨道27运动；如铅垂校验装置反用时，顶部圆弧轨道17反而处于较低水平位置，滚球6在顶部圆弧轨道17运动。当然，顶部圆弧轨道17和底部圆弧轨道27也可以分开使用，但顶部圆弧轨道17和底部圆弧轨道27均需对应配置一个滚球6。如图2所示，铅垂校验装置完全水平放置，滚球6位于底部圆弧轨道27的最低处，此处的光发射信号被滚球6挡住，说明铅垂校验装置处于水平放置状态。图3为铅垂校验装置倾斜示意图，如图1、3所示，滚球6位于圆弧轨道的左侧，左侧的光发射信号被滚球6挡住，说明铅垂校验装置往左倾斜，同样的道理，右侧的光发射信号被挡住说明铅垂校验装置往右倾斜。若铅垂校验装置翻转，滚球6落入顶部圆弧轨道17，可以起到同样的检测效果。实施例二本实施例与实施例一的不同之处在于感应元件的设置数量。与图4对比可知，在实施例一中，感应元件在顶部圆弧轨道和底部圆弧轨道分别设置3对发射接收光耦，本实施例不同之处在于，本实施例仅在顶部圆弧轨道和底部圆弧轨道最低处分别设置I对光发射器和光接收光器。若光发射信号被动作件挡住说明铅垂校验装置处于水平状态，否则，铅垂校验装置倾斜。本实施例中的其他技术特征与实施例一相同，具体内容参见实施例一，在此不再赘述。实施例三图5为本实用新型实施例三的机构示意图，如图5所示，本实施例与前述两个实施例的不同之处在于感应元件以及动作件2的类型。与图4对比可知，前述两实施例中，感应元件为光发射器和光接收器。如图5所示，本实施例的不同之处在于，本实施例中的感应元件为霍尔元件8，对应地，动作件2中含有磁性元件。当动作件2处于圆弧轨道7的最低位置时，霍尔元件8感应到磁性元件的磁发射信号。感应元件除了本实施例中的霍尔元件配合磁性元件或实施例一中的光发射器和光接收器以外，还可以采用其它各种感应元件，如金属感应开关配合滚球内设有金属元件。本实施例中的其他技术特征与前述两实施例相同，具体内容在此不再赘述。
擦玻璃机器人本实用新型擦玻璃机器人包括主机体11和控制单元，主机体11的底部设有吸附单元和行走单元14，主机体11通过吸附单元吸附在竖直玻璃表面上，控制单元接收主机体11中铅垂校验装置中感应元件的感应信号，擦玻璃机器人包括两个铅垂校验装置，分别为第一铅垂校验装置21和第二铅垂校验装置22，两铅垂校验装置相互垂直的设置在主机体11上。铅垂校验装置在擦玻璃机器人上的安装方式如图6所示。擦玻璃机器人吸附在竖直玻璃表面上时，第一铅垂校验装置21水平安装主机体11的最下方，铅垂校验机构22与铅垂校验机构21成90°，竖直安装在主机体11上。如图1-2、6所示，以具有铅垂校验装置的擦玻璃机器人竖直方向行走为例，对铅垂校验装置的工作原理进行阐述。具有铅垂校验装置的擦玻璃机器人开机放上玻璃表面，此时第一铅垂校验装置21起校验作用，滚球6在底座3中的底部圆弧轨道27内，底座3内的感应元件起校验作用。如果擦玻璃机器人向下运动，滚球6在上盖I中的顶部圆弧轨道17内，此时，上盖I中的感应元件起校验作用。擦玻璃机器人竖直向上行走时，在第一铅垂校验装置21中，滚球6在底座3内部的底部圆弧轨道27上运动，底座3中的感应元件感应滚球6在底部圆弧轨道27不同位置的感应信号。当擦玻璃机器人竖直状态时，滚球6处于底部圆弧轨道27的最低处，对应设置在底部圆弧轨道27的最低处的感应元件感应到信号(举例来说感应元件为霍尔元件，滚球6内设有磁性元件)；当擦玻璃机器人倾斜时，最低处的感应元件感应不到信号或者圆弧轨道其它位置的感应元件感应到信号。通常情况下，擦玻璃机器人内设有判断水平或竖直方向的加速度传感器，而铅垂校验装置可以判断加速度传感器是否处于正常工作状态。铅垂校验装置工作时，如果最低处的感应元件检测到感应信号，表明擦玻璃机器人处于竖直状态，如图2所示；否则，表明擦玻璃机器人偏离竖直状态，如图3所示。如图6所示，如果控制单元根据感应单元的感应信号判断擦玻璃机器人处于竖直状态时，而加速度传感器判断擦玻璃机器人处于倾斜状态，则控制单元判断加速度传感器出现较大误差。此时，控制单元对加速度传感器进行校正。具体来说，擦玻璃机器人实际工作时，首先，加速度传感器对擦玻璃机器人的方向进行检测，如果检测到擦玻璃机器人倾斜，则调整擦玻璃机器人至竖直状态，并由第一铅垂校验装置21对擦玻璃机器人是否真正竖直进行校验，确认擦玻璃机器人竖直后，擦玻璃机器人开始工作。擦玻璃机器人向上运动的工作过程中，如果加速度传感器检测到擦玻璃机器人偏离预定的竖直方向，则由加速度传感器调整擦玻璃机器人至竖直方向。每隔一段时间擦玻璃机机器人停止行走，由铅垂校验机构对加速度传感器进行校验，如果加速度传感器与第一铅垂校验机构21均检测擦玻璃机器人为竖直状态，表明加速度传感器没有出现误差，擦玻璃机器人继续运行。如果加速度传感器并没有检测到擦玻璃机器人偏离预定的竖直方向，而第一铅垂校验装置21却检测到擦玻璃机器人偏离预定的竖直方向，则表明加速度传感器检测出现较大误差，以铅垂校验装置为基准，将擦玻璃机器人的方向调整至竖直状态，同时将加速度传感器恢复至正确状态，然后，擦玻璃机器人继续前行。如图7所示，当具有铅垂校验装置的擦玻璃机器人运行至水平向右状态时，第二铅垂校验装置22代替 第一铅垂校验装置21开始作用，工作原理同上述的竖直向上行走状态。
权利要求1.一种铅垂校验装置，包括壳体，其特征在于:所述壳体内部设有一个轨道空间(7)和动作件(2 )，所述动作件(2 )在轨道空间(7 )移动，所述壳体内部设置感应元件,感应动作件(2)在轨道空间(7)的不同位置时的感应信号。
2.如权利要求1所述的铅垂校验装置，其特征在于:所述轨道空间为圆弧轨道，所述动作件(2)为滚球(6)。
3.如权利要求1所述的铅垂校验装置，其特征在于:所述感应元件为至少一个，所述感应元件设置在轨道空间(7)的侧壁、底壁和/或顶壁。
4.如权利要求3所述的铅垂校验装置，其特征在于:所述感应元件为一个时，所述感应元件设置于轨道空间(7)的最低处； 所述感应元件数量大于I时，在所述轨道空间(7)的最低处设置一个感应元件，其余感应元件在所述最低处的两边均匀设置。
5.如权利要求1所述的铅垂校验装置，其特征在于:所述的感应元件包含发射器(5)和接收器(4)。
6.如权利要求1所述的铅垂校验装置，其特征在于:所述的感应元件为霍尔元件(8)，所述的运动件(2)含有磁性元件。
7.如权利要求1所述的铅垂校验装置，其特征在于:所述的轨道空间(7)包含底部圆弧轨道(27 )和顶部圆弧轨道(17)。
8.如权利要求7所述的铅垂校验装置，其特征在于:所述的感应元件与动作件(2)对应设置，所述感应元件感应动作件(2)在底部圆弧轨道或顶部圆弧轨道移动的感应信号。
9.一种具有如权利要求1-8任一项所述铅垂校验装置的擦玻璃机器人，包括主机体(11)和控制单元，主机体(11)的底部设有吸附单元和行走单元(14)，主机体(11)通过吸附单元吸附在竖直玻璃表面上，其特征在于:所述铅垂校验装置内的感应元件与控制单元连接，根据感应元件的感应信号，控制单元判断主机体是否处于竖直状态。
10.如权利要求9所述的擦玻璃机器人，其特征在于:所述擦玻璃机器人包括两个所述的铅垂校验装置，分别为第一铅垂校验装置(21)和第二铅垂校验装置(22)，第一铅垂校验装置(21)与第二铅垂校验装置(22)相互垂直的设置在主机体(11)上。
11.如权利要求10所述的擦玻璃机器人，其特征在于:第一铅垂校验装置(21)水平设置在竖直放置的主机体(11)上，第二铅垂校验装置(22)竖直设置在主机体(11)上。
12.如权利要求9所述的擦玻璃机器人，其特征在于:主机体(11)还包含与控制单元连接的加速度传感 器，控制单元依据感应元件的感应信号，判断加速度传感器是否处于正常工作状态。
专利摘要本实用新型属于小家电制造技术领域，涉及一种铅垂校验装置及其具有该铅垂校验装置的擦玻璃机器人。所述铅垂校验装置包括壳体，所述壳体内部设有一个轨道空间和动作件，所述动作件在轨道空间移动，所述壳体内部设置感应元件，感应动作件在轨道空间的不同位置时的感应信号。本实用新型通过铅垂校验装置可以辅助擦玻璃机器人中的加速度传感器工作，并验证其检测结果的准确性，使得擦玻璃机器人始终能够以较小的直线误差水平或垂直移动。
文档编号G01C15/00GK203132546SQ20132010683
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者冯勇兵 申请人:科沃斯机器人科技(苏州)有限公司