專利名稱：擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)及其控制方法，屬于智能機器人制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
圖1-1為現(xiàn)有擦玻璃機器人上傳感器設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了方便對擦玻璃機器人的運動進行有效的控制，在機器人本體2的四周設(shè)有撞板3，每塊撞板3上都分別設(shè)置有傳感器4，每塊撞板3上傳感器4的設(shè)置數(shù)量通常為兩個，也就是說，每臺擦玻璃機器人上至少設(shè)置4個撞板3和8個傳感器4，這種傳感器4的設(shè)置方式，既增大了機器人的體積又提高了成本。另外，由于設(shè)置在擦玻璃機器人機體四周的多個傳感器4為同一類型的傳感器4，而擦玻璃機器人在作業(yè)過程中卻包括了前進、后退、轉(zhuǎn)向等多種運動方式，單一類型的傳感器4對擦玻璃機器人各種運動方式的實時檢測靈敏度不 行走的同時對玻璃表面進行清潔作業(yè)的，現(xiàn)有的行走方式，行走軌跡復(fù)雜，操作不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種擦玻璃機器人的直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通過傳感器數(shù)量和種類的合理設(shè)置，提高裝置靈敏度的同時降低了成本；擦玻璃機器人特定的行走軌跡，可以使擦玻璃機器人順利完成對直角區(qū)域的清潔，提高清潔效率。本發(fā)明提供一種擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，所述擦玻璃機器人包括第一行走單元和驅(qū)動單元；所述直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)包括傳感單元和控制單元，所述傳感單元包括位于所述擦玻璃機器人前面的第一傳感器子單元和位于所述擦玻璃機器人側(cè)面的第二傳感器子單元，所述控制單元分別與所述第一傳感器子單元、第二傳感器子單元和所述驅(qū)動單元連接，所述控制單元根據(jù)接收到所述擦玻璃機器人第一傳感器子單元和第二傳感器子單元所發(fā)出的符合預(yù)定要求的信號，判斷所述擦玻璃機器人處于直角區(qū)域；所述擦玻璃機器人還包括狀態(tài)檢測部，該狀態(tài)檢測部與所述控制單元相連接，所述控制單元對所述擦玻璃機器人的當(dāng)前狀態(tài)與控制單元中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制調(diào)整第一行走單元運動，使擦玻璃機器人從直角區(qū)域中退出。為了增加感應(yīng)靈敏度，所述狀態(tài)檢測部可以采用多種結(jié)構(gòu)形式，可以為位于機體上的角度傳感器子單元，所述控制單元接收所述角度傳感器子單元所發(fā)出的信號，控制所述擦玻璃機器人調(diào)整位姿?；蛘?，所述狀態(tài)檢測部還可以為計時器或時鐘控制子單元，所述計時器或時鐘控制子單元累計所述擦玻璃機器人當(dāng)前工作狀態(tài)的工作時間，所述控制單元將當(dāng)前工作時間與控制單元中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制所述擦玻璃機器人調(diào)整位姿。
為了便于描述，設(shè)定所述的前面為擦玻璃機器人前進方向的端部，設(shè)定所述的側(cè)面為擦玻璃機器人前進方向的左側(cè)或/和右側(cè)。所述的第一傳感器子單元的設(shè)置數(shù)量為兩個，均位于同一個與擦玻璃機器人底邊平行的平面上。所述的兩個第一傳感器子單元分別位于擦玻璃機器人前面的左端和右端。根據(jù)需要，所述第一傳感器子單元和第二傳感器子單元包括接觸式傳感器或非接觸式傳感器；所述的接觸式傳感器為行程開關(guān)、壓力傳感器或?qū)щ娤鹉z；所述的非接觸式傳感器為紅外傳感器或超聲傳感器。所述的角度傳感器子單元通常采用陀螺儀。 所述擦玻璃機器人包括驅(qū)動機和隨動機，所述驅(qū)動機和隨動機分別設(shè)有極性相反的磁鐵，所述驅(qū)動單元和第一行走單元位于所述驅(qū)動機上，在所述磁鐵的吸力作用下，所述隨動機跟隨所述驅(qū)動機產(chǎn)生隨動。所述的第一行走單元包括設(shè)置在所述驅(qū)動機下表面左、右兩側(cè)的行走輪。所述的驅(qū)動機和/或隨動機上還設(shè)有工作單元，所述的工作單元位于驅(qū)動機和/或隨動機的前端，為抹布、百潔布或刮條。本發(fā)明還提供一種基于上述擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)的直角區(qū)域移動控制方法，包括如下步驟步驟I :所述的擦玻璃機器人沿與直角區(qū)域的第一直角邊垂直的第二直角邊方向行走，由控制單元接收分別位于所述擦玻璃機器人前面的第一傳感器子單元和位于所述擦玻璃機器人側(cè)面上的第二傳感器子單元所發(fā)出的信號；步驟2 :判斷是否收到第一傳感器子單元和第二傳感器子單元發(fā)來的信號，如果分別收到且符合預(yù)定的要求，則所述擦玻璃機器人已到達(dá)第一直角邊；如果只收到第一傳感器子單元或第二傳感器子單元發(fā)來的信號，或者全部沒有收到，則驅(qū)動單元驅(qū)動行走單元繼續(xù)沿與直角區(qū)域的第一直角邊垂直的方向行走，再返回步驟I ;步驟3 :控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動第一行走單元運動，并根據(jù)狀態(tài)檢測部的信息，與預(yù)設(shè)在控制單元中的預(yù)設(shè)值進行比較后，控制調(diào)整第一行走單元運動，使擦玻璃機器人從直角區(qū)域中退出、轉(zhuǎn)向并沿與所述第一直角邊平行的方向離開。所述狀態(tài)檢測部為角度傳感器子單元，所述控制單元根據(jù)接收到的角度傳感器子單元所發(fā)出的信號，控制調(diào)整第一行走單元運動；或者，所述狀態(tài)檢測部為計時器或時鐘控制子單元，所述計時器或時鐘控制子單元累計所述擦玻璃機器人當(dāng)前工作狀態(tài)的工作時間，所述控制單元將當(dāng)前工作時間與控制單元中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制所述擦玻璃機器人調(diào)整位姿。所述的步驟3具體包括步驟31 :控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動所述擦玻璃機器人下表面左、右兩側(cè)的行走輪轉(zhuǎn)動，此時，靠近第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速大于遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速，使擦玻璃機器人朝遠(yuǎn)離所述的第一直角邊方向一邊退出一邊轉(zhuǎn)向；步驟32 :所述的角度傳感器子單元實時檢測所述擦玻璃機器人所處的位置，或者所述計時器或時鐘控制子單元實時計算所述擦玻璃機器人當(dāng)前工作狀態(tài)的累計工作時間，并輸出檢測信號給控制單元，控制單元將接收到的信號進行計算并與預(yù)設(shè)在控制單元中的預(yù)設(shè)值進行比較，達(dá)到預(yù)設(shè)值后執(zhí)行步驟33 ；步驟33 :控制單元驅(qū)動所述驅(qū)動機下表面左、右兩側(cè)的行走輪轉(zhuǎn)動，此時，靠近第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速大于遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速，使擦玻璃機器人朝靠近所述的第一直角邊方向一邊前進一邊轉(zhuǎn)向；步驟34 :當(dāng)控制單元只接收到位于所述擦玻璃機器人第二傳感器子單元所發(fā)出的信號時，所述擦玻璃機器人完成90°轉(zhuǎn)向，控制單元控制所述的擦玻璃機器人沿與直角區(qū)域的第一直角邊平行的方向離開。所述的步驟I中擦玻璃機器人的行走，具體包括所述擦玻璃機器人包括驅(qū)動機和隨動機，所述驅(qū)動機和隨動機分別設(shè)有極性相反的磁鐵，所述驅(qū)動單元和第一行走單元位于所述驅(qū)動機上，在所述磁鐵的吸力作用下，所述隨動機跟隨所述驅(qū)動機產(chǎn)生隨動。 通過本發(fā)明提供的擦玻璃機器人的直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通過傳感器數(shù)量和種類的合理設(shè)置，提高裝置靈敏度的同時降低了成本；擦玻璃機器人特定的行走軌跡，可以使擦玻璃機器人順利完成對直角區(qū)域的清潔，提高清潔效率。以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)地說明。


圖1-1為現(xiàn)有擦玻璃機器人上傳感器設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖；圖1-2為現(xiàn)有擦玻璃機器人行走軌跡示意圖；圖2為本發(fā)明所述擦玻璃機器人的直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)的原理示意圖；圖3為本發(fā)明所述擦玻璃機器人的直角區(qū)域清潔控制方法第一實施例的流程圖；圖4為本發(fā)明所述擦玻璃機器人在直角區(qū)域行走軌跡示意圖；圖5-1至圖5-5為圖4所示行走軌跡中，擦玻璃機器人的分解動作示意圖；圖6為本發(fā)明擦玻璃機器人在退出直角區(qū)域時，旋轉(zhuǎn)中心位移示意圖；圖7為本發(fā)明所述擦玻璃機器人的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7所示本發(fā)明所述擦玻璃機器人具體實施例側(cè)面示意圖；圖9為圖7所示本發(fā)明所述擦玻璃機器人具體實施例的驅(qū)動機的底面示意圖。
具體實施例方式實施例一圖2為本發(fā)明所述擦玻璃機器人的直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)的原理示意圖。本發(fā)明的擦玻璃機器人包括驅(qū)動單元11和第一行走單元12，直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)包括傳感單元21和控制單元22。該控制單元22分別與傳感單元21和驅(qū)動單元11連接，并且控制驅(qū)動單元11。為了保證擦玻璃機器人的行走順暢，所述的第一行走單元12包括設(shè)置在擦玻璃機器人機體下表面左、右兩側(cè)的行走輪。擦玻璃機器人在直角區(qū)域內(nèi)行走的過程中，控制單元22根據(jù)接收到的所述擦玻璃機器人第一傳感器子單元和第二傳感器子單元所發(fā)出的符合預(yù)定要求的信號，判斷所述擦玻璃機器人I處于直角區(qū)域；所述擦玻璃機器人還包括狀態(tài)檢測部，該狀態(tài)檢測部與所述控制單元22相連接，所述控制單元22對所述擦玻璃機器人的當(dāng)前狀態(tài)與控制單元22中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制調(diào)整第一行走單元12運動，使擦玻璃機器人I從直角區(qū)域中退出。也就是說，控制所述驅(qū)動單元11驅(qū)動所述第一行走單元12，使得所述擦玻璃機器人I行走。在本實施例中，狀態(tài)檢測部采用的是位于機體上的角度傳感器子單元，所述控制單元22接收角速度傳感器子單元所發(fā)出的信號，配合所述第一傳感器子單元、第二傳感器子單元所發(fā)出的信號，控制所述擦玻璃機器人調(diào)整位姿，使所述擦玻璃機器人退出直角區(qū)域，所述的擦玻璃機器人在行走的同時對窗框直角區(qū)域進行清潔作業(yè)。本發(fā)明通過控制擦玻璃機器人的行走方式，可使得機器人進入并退出玻璃的直角區(qū)域工作，從而能對該區(qū)域進行擦拭，輕松實現(xiàn)對容易堆積灰塵的玻璃直角區(qū)域位置的擦拭工作。圖3為本發(fā)明所述擦玻璃機器人的直角區(qū)域清潔控制方法第一實施例的流程圖；圖4為本發(fā)明所述擦玻璃機器人在直角區(qū)域行走軌跡示意圖；圖5-1至圖5-5為圖4所示行走軌跡中，擦玻璃機器人的分解動作示意圖。下面參照圖3、圖4并結(jié)合圖5-1至圖5-5，對本發(fā)明第一實施例的擦玻璃機器人的工作過程進行詳細(xì)地說明。
為了便于對擦玻璃機器人的運動方式進行描述，所述的前面為擦玻璃機器人I前進方向的端部。所述的側(cè)面為擦玻璃機器人I前進方向的左側(cè)或/和右側(cè)。在本發(fā)明中，所述傳感單元21包括位于所述擦玻璃機器人I前面的第一傳感器子單元210、位于所述擦玻璃機器人I側(cè)面的第二傳感器子單元211和位于機體上的角速度傳感器子單元220。在本實施例中，第一傳感器子單元210和第二傳感器子單元211由接觸式傳感器組成，可選用行程開關(guān)、壓力傳感器及導(dǎo)電橡膠等。從使用簡單易行考慮，優(yōu)選使用行程開關(guān)；所述的角速度傳感器子單元220為陀螺儀。結(jié)合圖5-1至圖5-5所示，為了使感測更加準(zhǔn)確，所述的第一傳感器子單元210中的接觸式傳感器210的設(shè)置數(shù)量為兩個，均位于同一個與擦玻璃機器人I底邊平行的平面上，且分別位于擦玻璃機器人I前面的左端和右端。所述的第二傳感器子單元211包括在擦玻璃機器人I左、右兩側(cè)的前端分別設(shè)置的接觸式傳感器210，分別用于感測左、右側(cè)的障礙物信號。具體來說，如圖5-1所示并結(jié)合圖4，首先，在步驟100中，所述的擦玻璃機器人I沿與直角區(qū)域的第一直角邊1000垂直的第二直角邊2000方向行走，此時靠近第二直角邊的行走輪的轉(zhuǎn)速與遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速相等，并設(shè)定此時行走輪正向旋轉(zhuǎn)。由控制單元22接收分別位于所述擦玻璃機器人I前面的接觸式傳感器210和位于所述擦玻璃機器人I側(cè)面上的第二傳感器子單元211所發(fā)出的信號。步驟200，擦玻璃機器人I判斷是否收到第一傳感器子單元210和第二傳感器子單元211發(fā)來的信號，如果分別收到且符合預(yù)定的要求，則所述擦玻璃機器人I已到達(dá)第一直角邊；如果只收到單側(cè)傳感器發(fā)來的信號，或者全部沒有收到，則驅(qū)動單元11驅(qū)動行走單元繼續(xù)沿與直角區(qū)域的第一直角邊垂直的方向行走，回到步驟100。如圖5-2并結(jié)合圖5-3所示，在步驟300中，擦玻璃機器人I抵達(dá)第一直角邊后，控制單元22控制驅(qū)動單元11驅(qū)動第一行走單元12運動，并根據(jù)接收到的角速度傳感器子單元220所發(fā)出的信號，與預(yù)設(shè)在控制單元22中的預(yù)設(shè)值進行比較后，控制調(diào)整第一行走單元12運動，使擦玻璃機器人I從直角區(qū)域中退出、轉(zhuǎn)向并沿與所述第一直角邊平行的方向離開。具體包括控制單元22控制驅(qū)動單元11驅(qū)動所述擦玻璃機器人I下表面左、右兩側(cè)的行走輪轉(zhuǎn)動，此時，靠近第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速大于遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速，行走輪反向旋轉(zhuǎn)，使擦玻璃機器人I朝遠(yuǎn)離所述的第一直角邊方向一邊退出一邊轉(zhuǎn)向。如圖5-4并結(jié)合圖5-5所示，在步驟300中，具體還包括，所述的角速度傳感器子單元220實時檢測所述擦玻璃機器人I所處的位置，并輸出檢測信號給控制單元22，控制單元22將接收到的信號進行計算并與預(yù)設(shè)在控制單元22中的預(yù)設(shè)值進行比較，達(dá)到預(yù)設(shè)值后，控制單元22驅(qū)動所述驅(qū)動機10下表面左、右兩側(cè)的行走輪轉(zhuǎn)動，行走輪恢復(fù)正向旋轉(zhuǎn)，此時，靠近第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速大于遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速，使擦玻璃機器人I朝靠近所述的第一直角邊方向一邊前進一邊轉(zhuǎn)向；否則，控制單元22繼續(xù)不斷地將接收到的信號進行計算并與預(yù)設(shè)在控制單元22中的預(yù)設(shè)值進行比較。當(dāng)控制單元22只接收到位于所述擦玻璃機器人I單側(cè)的第二傳感器子單元211所發(fā)出的信號時，所述擦玻璃機器人I完成90°轉(zhuǎn)向，控制單元22控制所述的擦玻璃機器人I沿與直角區(qū)域的第一直角邊平行的方向離開，此時靠近第二直角邊的行走輪的轉(zhuǎn)速與 遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速相等，且行走輪正向旋轉(zhuǎn)。在上述過程中，所述的角度傳感器子單元220實時檢測所述擦玻璃機器人I所處的位置，并輸出檢測信號給控制單元22，控制單元22將接收到的信號進行計算并與預(yù)設(shè)在控制單元22中的預(yù)設(shè)值進行比較；控制單元22驅(qū)動所述驅(qū)動機10下表面左、右兩側(cè)的行走輪轉(zhuǎn)動，此時，靠近第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速大于遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速，使擦玻璃機器人I朝靠近所述的第一直角邊方向一邊前進一邊轉(zhuǎn)向；當(dāng)控制單元22只接收到位于所述擦玻璃機器人I第二傳感器子單元211所發(fā)出的信號時，所述擦玻璃機器人I完成90°轉(zhuǎn)向，控制單元22控制所述的擦玻璃機器人I沿與直角區(qū)域的第一直角邊平行的方向離開。擦玻璃機器人I在上述的過程中，所形成的運動軌跡如圖4所示。圖6為本發(fā)明擦玻璃機器人在退出直角區(qū)域時，旋轉(zhuǎn)中心C位移示意圖。如圖6所示，為了保證擦玻璃機器人能夠按照如圖4所示的軌跡剛好退出直角區(qū)域，擦玻璃機器人I的旋轉(zhuǎn)中心C可以為機器的幾何中心或者兩個行走輪之間的中心。在擦玻璃機器人的退出直角區(qū)域的行走過程中，只要保證旋轉(zhuǎn)中心C后退的最小距離的坐標(biāo)(X >= b，y >= a，其中a、b分別為旋轉(zhuǎn)中心C到擦玻璃機器人I前端和末端的對角線距離)即可。此時，控制單元參考左、右輪的轉(zhuǎn)速及擦玻璃器本身的尺寸，通過多組實驗可得出旋轉(zhuǎn)中心C后退最小距離時擦玻璃器旋轉(zhuǎn)的角度即控制單元22中的預(yù)設(shè)值。在本實施例中，由于第一傳感器子單元210和第二傳感器子單元211使用的傳感器均為接觸式傳感器，其發(fā)出的信號為一開關(guān)量，只要收到的信號是開關(guān)量，則說明擦玻璃機器人I已與玻璃框架相撞，當(dāng)同時收到了前面兩個接觸式傳感器發(fā)來的開關(guān)量信號時，說明擦玻璃機器人I已進入直角區(qū)域，當(dāng)只收到左側(cè)或右側(cè)單側(cè)的某一個接觸式傳感器發(fā)來的開關(guān)量信號時，說明擦玻璃機器人I已經(jīng)完成在直角區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)向90°的動作。實施例二所述第一傳感器子單元210和第二傳感器子單元211中的傳感器，除了可以采用如實施例一中所述的接觸式傳感器之外，也可以采用非接觸式傳感器，例如紅外傳感器或超聲傳感器。
本實施例中的擦玻璃機器人I與實施例一中的擦玻璃機器人I的不同結(jié)構(gòu)就在于，傳感單元21中的第一傳感器子單元210和第二傳感器子單元211，所采用的傳感器為非接觸式傳感器。由于非接觸式傳感器的檢測距離有一定的范圍，在其檢測范圍內(nèi)的障礙物都能被檢測到，如果該檢測距離過大，當(dāng)擦玻璃機器人I與玻璃框架的距離還比較大時就能檢測到信號，顯然誤差過大。針對此問題有兩個解決辦法，第一種選用檢測距離小的非接觸式傳感器，在其檢測距離內(nèi)，足可以使擦玻璃機器人I與玻璃框架之間的距離滿足要求。第二種控制單元在收到檢測信號后，對其進行計算，只有在檢測信號的信號值足夠大(該信號值代表的擦玻璃機器人I與玻璃框架之間的距離滿足清潔直角區(qū)域的要求)，才認(rèn)為此檢測信號有效，否則認(rèn)為此信號是無效的。本實施例的基本過程與實施例一相同，可參見上述實施例一。不同在于，當(dāng)同時接收到前端與側(cè)面的檢測信號后，還要進行計算和比較。當(dāng)然，具體實施方式
也可以為第一傳感器子單元采用非接觸式傳感器，而第二傳感器子單元采用接觸式傳感器；或者第一傳感器子單元采用接觸式傳感器，而第二傳感器子單元采用非接觸式傳感器。
另外，本實施例中，狀態(tài)檢測部采用的是計時器或時鐘控制子單元，所述計時器或時鐘控制子單元累計所述擦玻璃機器人當(dāng)前工作狀態(tài)的工作時間，所述控制單元22將當(dāng)前工作時間與控制單元22中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制所述擦玻璃機器人調(diào)整位姿。具體的比較和控制過程，以及計時器或時鐘控制子單元與第一、第二傳感器子單元的配合控制，與實施例一中采用角速度傳感器子單元類似，可參照上文中對控制步驟的詳細(xì)描述。以下對本發(fā)明擦玻璃機器人的具體結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)地說明。圖7-圖9為本發(fā)明所述擦玻璃機器人的一個具體實施例的示意圖。如圖7所示，本發(fā)明的擦玻璃機器人由驅(qū)動機10和隨動機20組成，兩者均為獨立件，分別設(shè)有極性相反的磁鐵6，驅(qū)動單元11和第一行走單元12位于驅(qū)動機10上。使用本發(fā)明的擦玻璃機器人時，將驅(qū)動機10和隨動機20分別置于玻璃5的兩側(cè)，在磁鐵6的吸力作用下，隨動機20跟隨驅(qū)動機10產(chǎn)生隨動。驅(qū)動機10的殼體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動單元11、第一行走單元12、磁鐵6和電量供應(yīng)單元。其中，驅(qū)動單元和驅(qū)動機能量單元在附圖中未示出。第一行走單元12包括履帶行進輪。履帶行進輪設(shè)置在驅(qū)動機10的行進方向的兩偵Ij,每個履帶行進輪包括一條履帶341和兩個履帶輪342,履帶341包括多個履帶單元節(jié)。由履帶輪342旋轉(zhuǎn)驅(qū)動履帶341轉(zhuǎn)動,從而使驅(qū)動機10行進。驅(qū)動機10的驅(qū)動單元11包括驅(qū)動電機，每個履帶行進輪由一個驅(qū)動電機進行驅(qū)動，驅(qū)動電機與履帶輪342連接。通過單個驅(qū)動電機驅(qū)動單個履帶行進輪，從而實現(xiàn)同步運動和差動運動；同步運動使驅(qū)動機10前進或后退，差動運動使驅(qū)動機10旋轉(zhuǎn)。隨動機20的底盤和面殼所形成的殼體40內(nèi)設(shè)有第二行走單元、磁鐵6、電量供應(yīng)單元、擦拭玻璃單元和噴液裝置。其中，電量供應(yīng)單元、擦拭玻璃單元和噴液裝置在附圖中未做圖示。隨動機20的第二行走單元包括四個隨動輪440，在隨動機20的行進方向的兩側(cè)各設(shè)有兩個隨動輪440。第二行走單元跟隨第一行走單元12移動。驅(qū)動機10的兩個履帶行進輪之間設(shè)有一個或兩個強力磁鐵6，隨動機20的四個隨動輪440之間設(shè)有一個或兩個與驅(qū)動機10的強力磁鐵6極性相反的強力磁鐵6。當(dāng)驅(qū)動機10和隨動機20同時放置到玻璃5表面上時，由于兩個強力磁鐵6相互吸附，提供足夠大的正壓力到玻璃表面，從而對應(yīng)提供足夠大的靜摩擦力，使驅(qū)動機10和隨動機20能夠克服自身的重力而吸附在玻璃5表面。并且在強力磁鐵6間的磁性作用下，驅(qū)動機10能夠帶動隨動機20以相同軌跡移動。且驅(qū)動機10和/或隨動機20的沿行進方向的前端設(shè)有工作單元30，以便工作單元30能直接清潔直角區(qū)域。其中，工作單元30可以具體為抹布、清潔布或刮條等。驅(qū)動機10的驅(qū)動機傳感單元由相對于驅(qū)動機10的主體呈浮動式設(shè)置的驅(qū)動機撞板和驅(qū)動機傳感器等組成。驅(qū)動機10的主體前面設(shè)有一個驅(qū)動機撞板，驅(qū)動機前撞板相對于驅(qū)動機10的前進方向，置于驅(qū)動機10的前端。驅(qū)動機前撞板上設(shè)有兩個驅(qū)動機傳感器，在驅(qū)動機前撞板的前方左、右側(cè)各設(shè)有一個驅(qū)動機傳感器，構(gòu)成本發(fā)明所述直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)的第一傳感器子單元210。驅(qū)動機的左、右兩側(cè)各設(shè)有一個驅(qū)動機傳感器，分別可感測驅(qū)動機左、右側(cè)的信號，構(gòu)成本發(fā)明所述直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)的第二傳感器子單元211。隨動機20的隨動機傳感單元具有與上述驅(qū)動機傳感單元相同的結(jié)構(gòu)。因此省略 重復(fù)說明。參照圖7-圖9所示，說明的只是擦玻璃機器人的整體結(jié)構(gòu)和行走機構(gòu)，因此，在附圖中沒有對前述驅(qū)動機10上設(shè)置的驅(qū)動機傳感單元和驅(qū)動機控制單元，以及隨動機20上設(shè)置的隨動機傳感單元和隨動機控制單元進行標(biāo)識。在本發(fā)明中，直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)的傳感單元的功能例如由驅(qū)動機傳感單元執(zhí)行，并且直角區(qū)域清潔控制系統(tǒng)的控制單元的功能例如由驅(qū)動機控制單元執(zhí)行。根據(jù)驅(qū)動機傳感單元發(fā)出的信號，驅(qū)動機控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動第一行走單元移動。通過上述各實施例的控制方法，實現(xiàn)擦玻璃機器人進入直角區(qū)域的動作過程。
權(quán)利要求
1.一種擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，所述擦玻璃機器人(I)包括第一行走單元(12)和驅(qū)動單元(11);所述直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)包括傳感單元(21)和控制單元(22)，其特征在于，所述傳感單元(21)包括位于所述擦玻璃機器人(I)前面的第一傳感器子單元(210)和位于所述擦玻璃機器人(I)側(cè)面的第二傳感器子單元(211)，所述控制單元(22)分別與所述第一傳感器子單元(210)、第二傳感器子單元(211)和所述驅(qū)動單元(11)連接，所述控制單元(22)根據(jù)接收到所述擦玻璃機器人第一傳感器子單元(210)和第二傳感器子單元(211)所發(fā)出的符合預(yù)定要求的信號，判斷所述擦玻璃機器人(I)處于直角區(qū)域；所述擦玻璃機器人還包括狀態(tài)檢測部，該狀態(tài)檢測部與所述控制單元(22)相連接，所述控制單元(22)對所述擦玻璃機器人的當(dāng)前狀態(tài)與控制單元(22)中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制調(diào)整第一行走單元(12)運動，使擦玻璃機器人(I)從直角區(qū)域中退出。
2.如權(quán)利要求I所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)檢測部為位于機體上的角度傳感器子單元(220)，所述控制單元(22)接收所述角度傳感器子單元(220)所發(fā)出的信號，控制所述擦玻璃機器人(I)調(diào)整位姿。
3.如權(quán)利要求I所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)檢測部為計時器或時鐘控制子單元，所述計時器或時鐘控制子單元累計所述擦玻璃機器人當(dāng)前工作狀態(tài)的工作時間，所述控制單元(22)將當(dāng)前工作時間與控制單元(22)中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制所述擦玻璃機器人(I)調(diào)整位姿。
4.如權(quán)利要求I所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的前面為擦玻璃機器人(I)前進方向的端部。
5.如權(quán)利要求I所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一傳感器子單元(210)的設(shè)置數(shù)量為兩個，均位于同一個與擦玻璃機器人(I)底邊平行的平面上。
6.如權(quán)利要求5所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的兩個第一傳感器子單元(210)分別位于擦玻璃機器人(I)前面的左端和右端。
7.如權(quán)利要求I所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的側(cè)面為擦玻璃機器人(I)前進方向的左側(cè)或/和右側(cè)。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳感器子單元(210)和第二傳感器子單元(211)包括接觸式傳感器或非接觸式傳感器； 所述的接觸式傳感器為行程開關(guān)、壓力傳感器或?qū)щ娤鹉z； 所述的非接觸式傳感器為紅外傳感器或超聲傳感器。
9.如權(quán)利要求2所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的角度傳感器子單元(220)為陀螺儀。
10.如權(quán)利要求I所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述擦玻璃機器人(I)包括驅(qū)動機(10)和隨動機(20)，所述驅(qū)動機(10)和隨動機(20)分別設(shè)有極性相反的磁鐵￠)，所述驅(qū)動單元(11)和第一行走單元(12)位于所述驅(qū)動機(10)上，在所述磁鐵(6)的吸力作用下，所述隨動機(20)跟隨所述驅(qū)動機(10)產(chǎn)生隨動。
11.如權(quán)利要求10所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一行走單元(12)包括設(shè)置在所述驅(qū)動機(10)下表面左、右兩側(cè)的行走輪。
12.如權(quán)利要求10所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的驅(qū)動機(10)和/或隨動機(20)上還設(shè)有工作單元(30)，所述的工作單元(30)位于驅(qū)動機(10)和/或隨動機(20)的前端，為抹布、百潔布或刮條。
13.一種基于權(quán)利要求I所述的擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)的直角區(qū)域移動控制方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟I:所述的擦玻璃機器人(I)沿與直角區(qū)域的第一直角邊垂直的第二直角邊方向行走，由控制單元(22)接收分別位于所述擦玻璃機器人(I)前面的第一傳感器子單元(210)和位于所述擦玻璃機器人(I)側(cè)面上的第二傳感器子單元(211)所發(fā)出的信號； 步驟2 :判斷是否收到第一傳感器子單元(210)和第二傳感器子單元(211)發(fā)來的信號，如果分別收到且符合預(yù)定的要求，則所述擦玻璃機器人(I)已到達(dá)第一直角邊；如果只收到第一傳感器子單元(210)或第二傳感器子單元(211)發(fā)來的信號，或者全部沒有收到，則驅(qū)動單元(11)驅(qū)動行走單元繼續(xù)沿與直角區(qū)域的第一直角邊垂直的方向行走，再返回步驟I ; 步驟3 :控制單元(22)控制驅(qū)動單元(11)驅(qū)動第一行走單元(12)運動，并根據(jù)狀態(tài)檢測部的信息，與預(yù)設(shè)在控制單元(22)中的預(yù)設(shè)值進行比較后，控制調(diào)整第一行走單元(12)運動，使擦玻璃機器人(I)從直角區(qū)域中退出、轉(zhuǎn)向并沿與所述第一直角邊平行的方向離開。
14.如權(quán)利要求13所述直角區(qū)域移動控制方法，其特征在于，所述狀態(tài)檢測部為角度傳感器子單元(220)，所述控制單元(22)根據(jù)接收到的角度傳感器子單元(220)所發(fā)出的信號，控制調(diào)整第一行走單元(12)運動； 或者，所述狀態(tài)檢測部為計時器或時鐘控制子單元，所述計時器或時鐘控制子單元累計所述擦玻璃機器人當(dāng)前工作狀態(tài)的工作時間，所述控制單元(22)將當(dāng)前工作時間與控制單元(22)中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制所述擦玻璃機器人(I)調(diào)整位姿。
15.如權(quán)利要求14所述直角區(qū)域移動控制方法，其特征在于，所述的步驟3具體包括 步驟31 :控制單元(22)控制驅(qū)動單元(11)驅(qū)動所述擦玻璃機器人(I)下表面左、右兩側(cè)的行走輪轉(zhuǎn)動，此時，靠近第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速大于遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速，使擦玻璃機器人(I)朝遠(yuǎn)離所述的第一直角邊方向一邊退出一邊轉(zhuǎn)向； 步驟32 :所述的角度傳感器子單元(220)實時檢測所述擦玻璃機器人(I)所處的位置，或者所述計時器或時鐘控制子單元實時計算所述擦玻璃機器人(I)當(dāng)前工作狀態(tài)的累計工作時間，并輸出檢測信號給控制單元(22)，控制單元(22)將接收到的信號進行計算并與預(yù)設(shè)在控制單元(22)中的預(yù)設(shè)值進行比較，達(dá)到預(yù)設(shè)值后執(zhí)行步驟33; 步驟33 :控制單元(22)驅(qū)動所述驅(qū)動機(10)下表面左、右兩側(cè)的行走輪轉(zhuǎn)動，此時，靠近第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速大于遠(yuǎn)離第二直角邊行走輪的轉(zhuǎn)速，使擦玻璃機器人(I)朝靠近所述的第一直角邊方向一邊前進一邊轉(zhuǎn)向； 步驟34:當(dāng)控制單元(22)只接收到位于所述擦玻璃機器人(I)第二傳感器子單元(211)所發(fā)出的信號時，所述擦玻璃機器人(I)完成90°轉(zhuǎn)向，控制單元(22)控制所述的擦玻璃機器人(I)沿與直角區(qū)域的第一直角邊平行的方向離開。
16.如權(quán)利要求13或15任一項所述直角區(qū)域移動控制方法，其特征在于，所述的步驟I中擦玻璃機器人(I)的行走，具體包括所述擦玻璃機器人(I)包括驅(qū)動機(10)和隨動機(20)，所述驅(qū)動機(10)和隨動機(20)分別設(shè)有極性相反的磁鐵￠)，所述驅(qū)動單元(11)和第一行走單元(12)位于所述驅(qū)動機(10)上，在所述磁鐵(6)的吸力作用下，所述隨動機 (20)跟隨所述驅(qū)動機(10)產(chǎn)生隨動。
全文摘要
一種擦玻璃機器人的直角區(qū)域移動控制系統(tǒng)，包括傳感單元(21)和控制單元(22)，傳感單元(21)包括第一傳感器子單元(210)和第二傳感器子單元(211)，控制單元(22)分別與第一、第二傳感器子單元(210)、(211)和驅(qū)動單元(11)連接；擦玻璃機器人還包括狀態(tài)檢測部，該狀態(tài)檢測部與控制單元(22)相連接，控制單元(22)對擦玻璃機器人的當(dāng)前狀態(tài)與控制單元(22)中的預(yù)設(shè)值進行比較，控制第一行走單元運動，使擦玻璃機器人(1)從直角區(qū)域中退出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通過傳感器數(shù)量和種類的合理設(shè)置，提高裝置靈敏度的同時降低了成本；擦玻璃機器人特定的行走軌跡，可以使擦玻璃機器人順利完成對直角區(qū)域的清潔，提高清潔效率。
文檔編號G05D1/02GK102830700SQ20111016380
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者張曉駿 申請人:泰怡凱電器(蘇州)有限公司