本發(fā)明屬于爬壁機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種擦玻璃機(jī)器人及其越障模式的控制方法。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人技術(shù)迅速發(fā)展，屬于爬壁機(jī)器人領(lǐng)域的擦玻璃機(jī)器人在各個(gè)場(chǎng)合都取得了一定的應(yīng)用和發(fā)展。由于玻璃窗戶通常都由多個(gè)玻璃窗框組合而成，因此為了完成玻璃的擦洗作業(yè)，機(jī)器人必須具有跨越窗框的能力。然而目前家用型商品化的擦玻璃機(jī)器人均不具有該功能，它們只能夠在單塊玻璃面內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。而一些研制中的可越障擦窗機(jī)器人由于體積巨大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，移動(dòng)速度較慢等缺點(diǎn)并沒(méi)有能夠成功轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。受到窗戶尺寸的限制，商品化的擦玻璃機(jī)器人必須滿足小巧、靈活的特點(diǎn)，但是小型化擦玻璃機(jī)器人的抗扭轉(zhuǎn)能力較弱，不能提供越障所需的扭矩，越障時(shí)機(jī)器人會(huì)在玻璃面上扭轉(zhuǎn)打滑從而導(dǎo)致越障失敗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，首先提供一種擦玻璃機(jī)器人越障模式的控制方法，根據(jù)需要越障的方向，選擇相應(yīng)的越障模式。

其次，本發(fā)明還提供一種采用上述越障模式控制方法的擦玻璃機(jī)器人，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的越障。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案現(xiàn)實(shí)。

擦玻璃機(jī)器人為雙體式結(jié)構(gòu)，包括子擦玻璃機(jī)器人一、子擦玻璃機(jī)器人二和中間連桿，其中每個(gè)子擦玻璃機(jī)器人都包括移動(dòng)裝置和吸附裝置，能在玻璃面穩(wěn)定吸附和移動(dòng)，兩個(gè)子擦玻璃機(jī)器人之間通過(guò)中間連桿連接，中間連桿與各個(gè)子擦玻璃機(jī)器人之間都有確定傳動(dòng)關(guān)系，通過(guò)控制機(jī)器人內(nèi)部電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，中間連桿能夠相對(duì)子擦玻璃機(jī)器人分別在平行于玻璃面和垂直于玻璃面的平面上轉(zhuǎn)動(dòng)。

一種擦玻璃機(jī)器人越障模式在全框玻璃上的控制方法包括如下步驟。

步驟1：擦玻璃機(jī)器人根據(jù)指令要求判斷需要越障的方向。

步驟2：當(dāng)越障方向?yàn)橄蛏蠒r(shí)，機(jī)器人首先向玻璃面的上邊框移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4，否則機(jī)器人首先向玻璃的下邊框1移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4。

步驟3：測(cè)距傳感器測(cè)量擦玻璃機(jī)器人與移動(dòng)方向上玻璃邊框的距離，當(dāng)測(cè)量值S大于預(yù)設(shè)值L時(shí)，機(jī)器人按照正常移動(dòng)速度向?qū)?yīng)玻璃邊框靠攏，當(dāng)測(cè)量值S小于或等于預(yù)設(shè)值L時(shí)，機(jī)器人低速向?qū)?yīng)玻璃邊框靠攏。

步驟4: 當(dāng)機(jī)器人外殼碰到對(duì)應(yīng)玻璃邊框，觸碰開(kāi)關(guān)發(fā)出觸碰信號(hào)，機(jī)器人進(jìn)行姿態(tài)微調(diào)，確保機(jī)器人的一邊能夠完全抵上玻璃邊框。

步驟5：當(dāng)機(jī)器人需要向左越障時(shí)，機(jī)器人調(diào)整移動(dòng)方向，向玻璃中間邊框移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4，當(dāng)機(jī)器人需要向右越障時(shí)，機(jī)器人調(diào)整移動(dòng)方向，向玻璃右邊框移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4，當(dāng)機(jī)器人需要向上或向下越障時(shí)，機(jī)器人調(diào)整移動(dòng)方向，向玻璃左右邊框中距離較近的一側(cè)移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4。

步驟6：當(dāng)擦窗機(jī)器人的一個(gè)子機(jī)器人外殼的兩邊完全抵住玻璃邊框后，另一個(gè)子機(jī)器人停止與玻璃面間的吸附，擦窗機(jī)器人的中間連桿將此子機(jī)器人抬離玻璃面至一定高度，然后連桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使此子機(jī)器人越過(guò)玻璃邊框到達(dá)目標(biāo)玻璃窗內(nèi)。

步驟7：當(dāng)擦窗機(jī)器人的一個(gè)子機(jī)器人越過(guò)玻璃邊框后，中間連桿將此子機(jī)器人壓在玻璃面上，同時(shí)該子機(jī)器人重新啟動(dòng)吸附功能并與玻璃面穩(wěn)定吸附。

步驟8：擦玻璃機(jī)器人進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，使已經(jīng)越過(guò)玻璃框的子機(jī)器人外殼的兩邊完全抵在對(duì)應(yīng)的玻璃框上，然后進(jìn)行步驟6。

步驟9：當(dāng)?shù)诙€(gè)子機(jī)器人越過(guò)玻璃框后，中間連桿將此子機(jī)器人壓在玻璃面上，同時(shí)該子機(jī)器人重新啟動(dòng)吸附功能并與玻璃面穩(wěn)定吸附，至此擦玻璃機(jī)器人完成整個(gè)玻璃框的越障過(guò)程。

本發(fā)明提出一種雙體式擦玻璃機(jī)器人，包括子擦玻璃機(jī)器人一、子擦玻璃機(jī)器人二和中間連桿，并采用上述全框玻璃上越障模式。該越障模式通過(guò)機(jī)器人抵住玻璃邊框，借用玻璃邊框?qū)C(jī)器人產(chǎn)生的反作用力，增大了機(jī)器人自身的抗扭轉(zhuǎn)能力，使小型擦玻璃機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)越障功能。同時(shí)本發(fā)明提供的擦玻璃機(jī)器人越障模式的控制方法可以根據(jù)接收到的越障命令，確定所需要的越障方向和越障步態(tài)，從而高效、安全的實(shí)現(xiàn)機(jī)器人越障過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明擦窗機(jī)器人整體示意圖。

圖2為本發(fā)明擦窗機(jī)器人中間連桿3相對(duì)子擦玻璃機(jī)器人1在垂直于玻璃面的平面上轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖。

圖3為本發(fā)明擦窗機(jī)器人中間連桿3相對(duì)子擦玻璃機(jī)器人1在平行于玻璃面的平面上轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖。

圖4為本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式的控制方法的流程示意圖。

圖5為本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障過(guò)程一示意圖。

圖6為本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障過(guò)程二示意圖。

圖7為本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障過(guò)程三示意圖。

圖8為本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障過(guò)程四示意圖。

圖9為本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式控制方法在全框玻璃上向左越障過(guò)程五示意圖。

圖中

1.子擦玻璃機(jī)器人一 2.子擦玻璃機(jī)器人二 3.中間連桿 4.移動(dòng)裝置 5.吸附裝置

6.玻璃面 7.垂直于玻璃面的平面 8.中間邊框 9.上邊框 10.下邊框 11.右邊框。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式的控制方法。

如圖1所示，所述擦玻璃機(jī)器人包括子擦玻璃機(jī)器人一1、子擦玻璃機(jī)器人二2和中間連桿3，其中每個(gè)子擦玻璃機(jī)器人都包括移動(dòng)裝置4和吸附裝置5吸盤，每個(gè)子擦玻璃機(jī)器人都具有移動(dòng)和吸附功能；通過(guò)中間連桿3，子擦玻璃機(jī)器人1和子擦玻璃機(jī)器人2之間相互連接。

如圖2、圖3所示，中間連桿3與子擦玻璃機(jī)器人1和子擦玻璃機(jī)器人2之間都有確定傳動(dòng)關(guān)系，通過(guò)控制中間連桿3能夠相對(duì)子擦玻璃機(jī)器人1或子擦玻璃機(jī)器人2分別在平行于玻璃面6和垂直于玻璃面6的平面上轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖4所示，本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式的控制方法包括如下步驟。

步驟1：擦玻璃機(jī)器人根據(jù)指令要求判斷需要越障的方向。

步驟2：當(dāng)越障方向?yàn)橄蛏蠒r(shí)，機(jī)器人首先向玻璃面6的上邊框9移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4，否則機(jī)器人首先向玻璃6的下邊框10移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4。

步驟3：測(cè)距傳感器測(cè)量擦玻璃機(jī)器人與移動(dòng)方向上玻璃邊框的距離，當(dāng)測(cè)量值S大于預(yù)設(shè)值L時(shí)，機(jī)器人按照正常移動(dòng)速度向?qū)?yīng)玻璃邊框靠攏，當(dāng)測(cè)量值S小于或等于預(yù)設(shè)值L時(shí)，機(jī)器人低速向?qū)?yīng)玻璃邊框靠攏。

步驟4: 當(dāng)機(jī)器人外殼碰到對(duì)應(yīng)玻璃邊框，觸碰開(kāi)關(guān)發(fā)出觸碰信號(hào)，機(jī)器人進(jìn)行姿態(tài)微調(diào)，確保機(jī)器人的一邊能夠完全抵上玻璃邊框。

步驟5：當(dāng)機(jī)器人需要向左越障時(shí)，機(jī)器人調(diào)整移動(dòng)方向，向玻璃6的中間邊框8移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4，當(dāng)機(jī)器人需要向右越障時(shí)，機(jī)器人調(diào)整移動(dòng)方向，向玻璃6的右邊框11移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4，當(dāng)機(jī)器人只是需要向上或向下越障時(shí)，機(jī)器人調(diào)整移動(dòng)方向，向玻璃左右邊框中距離較近的一側(cè)移動(dòng)并進(jìn)行步驟3和步驟4。

步驟6：當(dāng)擦窗機(jī)器人的一個(gè)子機(jī)器人外殼的兩邊完全抵住玻璃邊框后，另一個(gè)子機(jī)器人的吸附裝置5停止與玻璃面6間的吸附，擦窗機(jī)器人的中間連桿3將此子機(jī)器人抬離玻璃面6至一定高度，然后中間連桿3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使該子機(jī)器人越過(guò)玻璃邊框到達(dá)目標(biāo)玻璃窗內(nèi)。

步驟7：當(dāng)擦窗機(jī)器人的一個(gè)子機(jī)器人越過(guò)玻璃邊框后，中間連桿3將此子機(jī)器人壓在玻璃面上，同時(shí)該子機(jī)器人重新啟動(dòng)吸附裝置5并與玻璃面穩(wěn)定吸附。

步驟8：擦玻璃機(jī)器人進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，使已經(jīng)越過(guò)玻璃框的子機(jī)器人外殼的兩邊完全抵在對(duì)應(yīng)的玻璃框上，然后進(jìn)行步驟6。

步驟9：當(dāng)?shù)诙€(gè)子機(jī)器人越過(guò)玻璃框后，中間連桿3將此子機(jī)器人壓在玻璃面上，同時(shí)該子機(jī)器人重新啟動(dòng)裝置5并與玻璃面穩(wěn)定吸附，至此擦玻璃機(jī)器人完成整個(gè)玻璃框的越障過(guò)程。

如圖5、圖6、圖7、圖8和圖9所示，為本發(fā)明擦玻璃機(jī)器人越障模式在向左越障時(shí)的主要步驟。

如圖5所示，當(dāng)機(jī)器人收到想左越障指示后，機(jī)器人首先向下移動(dòng)，直至子擦玻璃機(jī)器人1的外殼抵住玻璃面6的下邊框10。

如圖6所示，當(dāng)子擦玻璃機(jī)器人1的外殼抵住玻璃面6的下邊框10之后，機(jī)器人向左移動(dòng)，直至子擦玻璃機(jī)器人1的外殼也同時(shí)抵住玻璃面6的中間邊框8。

如圖7所示，子擦玻璃機(jī)器人2的吸附裝置5停止工作，中間連桿3將子擦玻璃機(jī)器人2抬離玻璃面6，并相對(duì)于子擦玻璃機(jī)器人1向左轉(zhuǎn)動(dòng)，使子擦玻璃機(jī)器人2越過(guò)中間邊框8，隨后將子擦玻璃機(jī)器人2下壓至玻璃面6，子擦玻璃機(jī)器人2的吸附裝置5重新工作，使子擦玻璃機(jī)器人2穩(wěn)定吸附在玻璃面6上。

如圖8所示，機(jī)器人調(diào)整姿態(tài)，使子擦玻璃機(jī)器人2的外殼同時(shí)抵住下邊框10和中間邊框8。

如圖9所示，子擦玻璃機(jī)器人1的吸附裝置5停止工作，中間連桿3將子擦玻璃機(jī)器人1抬離玻璃面6，并相對(duì)于子擦玻璃機(jī)器人2向左轉(zhuǎn)動(dòng)，使子擦玻璃機(jī)器人1越過(guò)中間邊框8，隨后將子擦玻璃機(jī)器人1下壓至玻璃面6，子擦玻璃機(jī)器人1的吸附裝置5重新工作，使子擦玻璃機(jī)器人1穩(wěn)定吸附在玻璃面6上，至此機(jī)器人完成向左越障的整個(gè)過(guò)程。