一种三吸盘式清洁装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三吸盘式清洁装置，包括机身、真空泵、三个行走清洁机构、控制器电路和移动终端；机身包括底壳和顶盖，底壳与顶盖扣合形成内腔，顶盖的中部设有安装孔；行走清洁机构包括设置在内腔外的吸盘，以及设置在内腔内的电机、蜗轮、与蜗轮相啮合的蜗杆，电机的输出轴与蜗杆连接，蜗轮与吸盘连接；三个吸盘呈等边三角形分布，并在每一吸盘上安装有清洁布；真空泵通过安装孔安装在顶盖上且位于内腔内；控制器电路安装在内腔外，该控制器电路分别与真空泵以及各电机电连接；移动终端与控制器电路建立无线通信连接。本发明专利技术还公开了一种三吸盘式清洁装置的控制方法。本发明专利技术能够实现远程控制，且靠性高，清洁效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人智能控制技术，具体涉及一种三吸盘式清洁装置及其控制方法。
技术介绍
随着网络时代的到来以及第四代通信技术的发展，各种智能移动终端相继问世，以Android5.0平台为代表的智能手机正伴随着3G/4G技术开始获得人们的广泛接受。在这场移动设备的革命中，移动终端设备己经跨越了仅仅将通信作为唯一目标的模式，如今变成了具有广泛应用价值的计算、控制、管理的综合服务平台。将智能手机与控制系统相结合，使传统的PC机工作平台具备便携能力，为实现真正的移动通信提供了可能。Android手机可利用周围无线网络资源与行走载物装置进行交互并实施控制，不仅为现有智能控制系统提供了新的控制方法，也为实现机器与人的信息交换提供了新的交互手段。特别是在我国酝酿的物联网开发与应用的大潮中，这样一种新型的控制方法，将对人们的工作方式及生活方式，甚至对世界都将产生巨大的影响。智能终端控制的三吸盘式清洁装置属于一种特殊的智能服务机器人，一般工作在非结构化的环境之中，作业对象是附着或者粘附在物体表面的污垢、污泥等有害、较难清洗的物质。如公开号CN103082934A公开的一种基于足式爬壁的智能玻璃清洁机器人，它包括机器人主体、行走单元、四个吸附单元、驱动单元、机体控制单元、清洗单元、图像识别单元和无线控制单元。又如公开号CN102961080A公开的一种多功能玻璃清洁机器人及控制方法，它包括箱体、吸附系统、行走转向系统、供水系统、清洗系统及自动控制系统，吸附系统及供水系统装设于箱体内，行走转向系统及清洗系统装设于箱体的下部。又如公开号CN203153652U公开的一种高楼玻璃清洁机器人爬壁机构及PLC控制系统，它包括呈十字交叉连接的X轴滑台气缸和Y轴滑台气缸，X轴滑台气缸和Y轴滑台气缸两端设有Z轴气缸，其中X轴滑台气缸、Y轴滑台气缸和Z轴气缸分别连接节流阀，节流阀连接两位五通电磁阀，两位五通电磁阀连接两位三通电磁阀，两位五通电磁阀和两位三通电磁阀分别连接气源和气源处理装置，其中两位三通电磁阀连接真空发生器，真空发生器上安装有真空吸盘。又如公开号CN104708630A公开的外立面清洁机器人的控制系统，它包括中央控制器电路、驱动机构控制模块、测量单元控制模块、清洗单元控制模块、清洗距离调整控制模块、升降机构控制模块、编码器信号采集模块。以上专利文献均存在以下缺点：（1）可靠性低，上述专利文献中的吸附单元和清洁单元均是分开设计，在清洁装置工作时互相影响，降低了装置的可靠性。（2）清洁效率低，上述专利文献均采用吸附后再清洁，使得该装置行进速度慢，增加了在移动和清洁过程的时间损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可远程控制，且靠性高，清洁效率高的三吸盘式清洁装置及其控制方法。本专利技术所述的三吸盘式清洁装置，包括机身、真空泵、三个行走清洁机构、控制器电路和移动终端；所述机身包括底壳和顶盖，所述底壳与顶盖扣合形成内腔，所述顶盖的中部设有用于安装真空泵的安装孔；所述行走清洁机构包括设置在内腔外的吸盘，以及设置在内腔内的电机、蜗轮、与蜗轮相啮合的蜗杆，所述电机的输出轴与蜗杆连接，所述蜗轮与吸盘连接；三个吸盘呈等边三角形分布，并在每一吸盘上安装有清洁布；所述真空泵通过安装孔安装在顶盖上，各吸盘的内部能通过所述真空泵抽气形成负压区，使吸盘吸附在壁面上；所述控制器电路安装在所述内腔外，该控制器电路分别与真空泵以及各电机电连接，所述控制器电路控制真空泵的启动与停止，以及各电机的转速和转向，使同一时刻仅一个吸盘吸附在壁面上，其余两个吸盘移动吸附在壁面上；所述控制器电路控制各电机旋转，各电机分别经对应蜗轮、蜗杆减速后带动对应吸盘转动，使移动吸附在壁面上的两个吸盘以吸附在壁面上的吸盘为圆心转动，以实现三吸盘式清洁装置的行走和清洁；所述移动终端与控制器电路建立无线通信连接，所述移动终端用于向控制器电路发送控制指令，以实现对三吸盘式清洁装置的远程控制。所述控制器电路包括：传感器模块，其包括三轴陀螺仪和电流检测传感器，所述三轴陀螺仪用于检测机身与水平面的夹角，所述电流检测传感器用于检测壁面的边缘；电机驱动模块，用于驱动电机工作，该电机驱动模块与各电机连接；微控制器，用于接收和处理传感器模块所采集的数据以及移动终端所发送的控制指令，控制真空泵的启动与停止以及电机的转速和转向，该微控制器分别与传感器模块、真空泵和电机驱动模块连接；蓝牙通信模块，用于与移动终端建立蓝牙连接，该蓝牙通信模块与微控制器电连接；显示模块，用于调试阶段实时显示三轴陀螺仪所检测的机身与水平面的夹角，该显示模块与微控制器电连接；按键模块，其包括电源键、复位键、吸附键、自动模式键，该按键模块与微控制器电连接，用于向微控制器发送控制指令；电源模块，用于对各个模块进行供电。还包括消声保护罩，该消声保护罩设在真空泵上，减少噪声。所述移动终端上设有：用于发送停止指令的停止按键，用于发送启动指令的启动按键；用于发送手动向下指令的手动向下按键；用于发送手动向上指令的手动向上按键；用于发送手动向左指令的手动向左按键；用于发送手动向右指令的手动向右按键；以及进入自动模式指令的自动模式按键。本专利技术所述的一种三吸盘式清洁装置的控制方法，采用本专利技术所述的三吸盘式清洁装置，三个吸盘分别为吸盘a、吸盘b和吸盘c，且吸盘a、吸盘b和吸盘c按照顺时针方向依次设置，将三吸盘式清洁装置放置在壁面上，当吸盘a的中心与吸盘b的中心的连线与水平面平行时，所述三轴陀螺仪所检测到机身与水平面的夹角θ为0度；包括以下步骤：A、向上清洁的运动步态a1、微控制器控制吸盘b产生负压吸附在壁面上，并且控制吸盘b的对应电机顺时针转动的同时带动机身逆时针转动，直到三轴陀螺仪检测到机身与水平面的夹角θ正60度，移动吸附的吸盘a、吸盘c所对应的电机同时也顺时针转动起辅助作用；a2、微控制器控制吸盘a产生负压吸附在壁面上，吸盘a的对应电机逆时针转动的同时带动机身顺时针转动，直到三轴陀螺仪检测到机身与水平面的夹角θ为负60度，移动吸附的吸盘b、吸盘c所对应的电机逆时针转动起辅助作用；B、向下清洁的运动步态b1、微控制器控制吸盘b产生负压吸附在壁面上，吸盘b的对应电机逆时针转动的同时带动机身顺时针转动，直到三轴陀螺仪检测到机身与水平面的夹角θ为负60度，移动吸附的吸盘a、吸盘b所对应的电机逆时针转动起辅助作用；b2、微控制器控制吸盘a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三吸盘式清洁装置，其特征在于：包括机身、真空泵（2）、三个行走清洁机构、控制器电路和移动终端（14）；所述机身包括底壳（5）和顶盖（3），所述底壳（5）与顶盖（3）扣合形成内腔，所述顶盖（3）的中部设有用于安装真空泵（2）的安装孔（3a）；所述行走清洁机构包括设置在内腔外的吸盘（7），以及设置在内腔内的电机（6）、蜗轮（4a）、与蜗轮（4a）相啮合的蜗杆（4b），所述电机（6）的输出轴与蜗杆（4b）连接，所述蜗轮（4a）与吸盘（7）连接；三个吸盘（7）呈等边三角形分布，并在每一吸盘（7）上安装有清洁布；所述真空泵（2）通过安装孔（3a）安装在顶盖（3）上，各吸盘（7）的内部能通过所述真空泵（2）抽气形成负压区，使吸盘（7）吸附在壁面上；所述控制器电路安装在所述内腔外，该控制器电路分别与真空泵（2）以及各电机（6）电连接，所述控制器电路控制真空泵（2）的启动与停止，以及各电机（6）的转速和转向，使同一时刻仅一个吸盘（7）吸附在壁面上，其余两个吸盘移动吸附在壁面上；所述控制器电路控制各电机（6）旋转，各电机（6）分别经对应蜗轮（4a）、蜗杆（4b）减速后带动对应吸盘（7）转动，使移动吸附在壁面上的两个吸盘（7）以吸附在壁面上的吸盘（7）为圆心转动， 以实现三吸盘式清洁装置的行走和清洁；所述移动终端（14）与控制器电路建立无线通信连接，所述移动终端（14）用于向控制器电路发送控制指令，以实现对三吸盘式清洁装置的远程控制。...

【技术特征摘要】
1.一种三吸盘式清洁装置，其特征在于：包括机身、真空泵（2）、三个行走清洁机构、控
制器电路和移动终端（14）；
所述机身包括底壳（5）和顶盖（3），所述底壳（5）与顶盖（3）扣合形成内腔，所述顶盖（3）
的中部设有用于安装真空泵（2）的安装孔（3a）；
所述行走清洁机构包括设置在内腔外的吸盘（7），以及设置在内腔内的电机（6）、蜗轮
（4a）、与蜗轮（4a）相啮合的蜗杆（4b），所述电机（6）的输出轴与蜗杆（4b）连接，所述蜗轮
（4a）与吸盘（7）连接；
三个吸盘（7）呈等边三角形分布，并在每一吸盘（7）上安装有清洁布；
所述真空泵（2）通过安装孔（3a）安装在顶盖（3）上，各吸盘（7）的内部能通过所述真空
泵（2）抽气形成负压区，使吸盘（7）吸附在壁面上；
所述控制器电路安装在所述内腔外，该控制器电路分别与真空泵（2）以及各电机（6）电
连接，所述控制器电路控制真空泵（2）的启动与停止，以及各电机（6）的转速和转向，使同一
时刻仅一个吸盘（7）吸附在壁面上，其余两个吸盘移动吸附在壁面上；
所述控制器电路控制各电机（6）旋转，各电机（6）分别经对应蜗轮（4a）、蜗杆（4b）减速
后带动对应吸盘（7）转动，使移动吸附在壁面上的两个吸盘（7）以吸附在壁面上的吸盘（7）
为圆心转动，以实现三吸盘式清洁装置的行走和清洁；
所述移动终端（14）与控制器电路建立无线通信连接，所述移动终端（14）用于向控制器
电路发送控制指令，以实现对三吸盘式清洁装置的远程控制。
2.根据权利要求1所述的三吸盘式清洁装置，其特征在于：所述控制器电路包括：
传感器模块（8），其包括三轴陀螺仪和电流检测传感器，所述三轴陀螺仪用于检测机身
与水平面的夹角，所述电流检测传感器用于检测壁面的边缘；
电机驱动模块（15），用于驱动电机（6）工作，该电机驱动模块（15）与各电机（6）连接；
微控制器（11），用于接收和处理传感器模块（8）所采集的数据以及移动终端（14）所发
送的控制指令，控制真空泵（2）的启动与停止，以及电机（6）的转速和转向，该微控制器（11）
分别与传感器模块（8）、真空泵（2）和电机驱动模块（15）连接；
蓝牙通信模块（13），用于与移动终端（14）建立蓝牙连接，该蓝牙通信模块（13）与微控
制器（11）电连接；
显示模块（12），用于调试阶段实时显示三轴陀螺仪所检测的机身与水平面的夹角，该
显示模块（12）与微控制器（11）电连接；
按键模块（9），其包括电源键、复位键、吸附键、自动模式键，该按键模块（9）与微控制器
（11）电连接，用于向微控制器（11）发送控制指令；
电源模块（10），用于对各个模块进行供电。
3.根据权利要求1或2所述的三吸盘式清洁装置，其特征在于：还包括消声保护罩（1），
该消声保护罩（1）设在真空泵（2）上。
4.根据权利要求1或2所述的三吸盘式清洁装置，其特征在于：所述移动终端（14）上设
有：
用于发送停止指令的停止按键；
用于发送启动指令的启动按键；
用于发送手动向下指令的手动向下按键；
用于发送手动向上指令的手动向上按键；
用于发送手动向左指令的手动向左按键；
用于发送手动向右指令的手动向右按键；
以及进入自动模式指令的自动模式按键。
5.一种三吸盘式清洁装置的控制方法，其特征在于，采用如权利要求2至4任一所述的
三吸盘式清洁装置，三个吸盘（7）分别为吸盘a（16）、吸盘b（17）和吸盘c（18），且吸盘a（16）、
吸盘b（17）和吸盘c（18）按照顺时针方向依次设置，将三吸盘式清洁装置放置在壁面上，当
吸盘a（16）的中心与吸盘b（17）的中心的连线与水平面平行时，所述三轴陀螺仪所检测到机
身与水平面的夹角θ为0度；包括以下步骤：
A、向上清洁的运动步态
a1、微控制器（11）控制吸盘b（17）产生负压吸附在壁面上，并且控制吸盘b（17）的对应
电机（6）顺时针转动的同时带动机身逆时针转动，直到三轴陀螺仪检测到机身与水平面的
夹角θ正60度，移动吸附的吸盘a（16）、吸盘c（18）所对应的电机（6）同时也顺时针转动起辅
助作用；
a2、微控制器（11）控制吸盘a（16）产生负压吸附在壁面上，吸盘a（16...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁珠玉，钟昌余，郑远，郭春江，樊利，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50