外墙清洁机器人及其控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种外墙清洁机器人及其控制方法和装置，涉及外墙清洁技术领域。外墙清洁机器人包括：吸盘（1），机器臂（2），抹布（3），卷扬机（4），吊索（5），雷达（6），刮片（7），控制器（末画出），和，机体（8），摄像机（9）；雷达（6）用于探测与障碍物的距离；摄像机（9）用于观察周围的环境，及自身装置的移动；控制器（末画出）用于根据雷达（6）测得的障碍物距离及摄像机（9）获得的图像，控制机器臂及机体（8）的移动、卷扬机（4）的转动、抹布（3）或刮片（7）的移动。本发明专利技术通过雷达（6）及摄像机（9）探测周围环境及所在楼层等位置、通过网络获得天气信息，并由控制器根据获得的信息控制机器臂及机体（8）的移动、卷扬机（4）的转动、抹布（3）或刮片（7）的移动，能够实现无人操作、清洁，提高了外墙清洁的自动化程度。

Exterior wall cleaning robot and its control method and device

The invention discloses an external wall cleaning robot, a control method and a device thereof, and relates to the field of external wall cleaning technology. Exterior wall cleaning robots include sucker (1), arm (2), Rag (3), hoist (4), sling (5), radar (6), scraper (7), controller (late drawing), and, block (8), camera (9); radar (6) for detecting the distance to an obstacle; the camera (9) is used to observe the surrounding area. The environment, and the movement of its own device; the controller (last drawn) is used to control the movement of the robotic arm and the body (8), the rotation of the hoist (4), the rag (3) or the scraping film (7), based on the distance measured by the radar (6) and the image obtained by the camera (9). The invention uses radar (6) and camera (9) to detect the surrounding environment and the location of the floor and obtain weather information through the network, and the controller can control the movement of the robot arm and the body (8), the rotation of the hoist (4), the rag (3) or the scraping piece (7) by the information obtained by the controller. And cleanliness improves the automation level of external wall cleaning.

【技术实现步骤摘要】
外墙清洁机器人及其控制方法和装置
本专利技术涉及外墙清洁
，特别涉及一种外墙清洁机器人及外墙清洁机器人控制方法和装置。
技术介绍
现在高楼大厦比较多，特别是大城市，外墙清洁主要人力完成，需要定期执行，现在人力成本逐渐上升，费用不断增加。且人力清洁时，受气候影响较大，特别是突然起风时，比较危险。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的一个技术问题是：如何提高外墙清洁的自动化程度。根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种外墙清洁机器人，包括：吸盘（1），机器臂（2），抹布（3），卷扬机（4），吊索（5），雷达（6），刮片（7），控制器（末画出），和，机体（8），摄像机（9）；雷达（6）用于探测与障碍物的距离；摄像机（9）用于观察周围的环境，及自身装置的移动；控制器（末画出）用于根据雷达（6）测得的障碍物距离及摄像机（9）获得的图像，控制机器臂及机体（8）的移动、卷扬机（4）的转动、抹布（3）或刮片（7）的移动。在一个实施例中，机器臂（2）有类似肘关节，可以弯曲、伸展，一端与机体（8）连接，另一端装有吸盘（1）或抹布（3）、刮片（7）；与机体（8）连接处也类似关节，可以模仿腿部动作；机体（8）中的气泵可吸出吸盘（1）中的空气，使本机可以牢固的吸附在外墙上，也可充入吸盘（1）空气，以抬起机器臂（2）。在一个实施例中，刮片（7）有橡胶条，有一定弧度及弹性，可以擦拭有一定弧度的外墙；抹布（3）可旋转着进行擦拭，抹布（3）固定在圆形的硬板上，硬板比抹布（3）小，这样擦拭时抹布（3）可以旋转时擦到窗子的边角；刮片（7）、抹布（3）可拆卸、更换；摄像机（9）装有透明的保护罩，以阻挡日常使用中溅上的污渍等。在一个实施例中，抹布（3）与机器臂（2）的连接处可转动，使机器臂（2）在运动清洁的外墙时，抹布（3）始终能紧贴需要清洁的外墙；刮片（7）与机器臂（2）的连接处也可转动，使机器臂（2）在运动清洁的外墙时，刮片（7）也始终能紧贴需要清洁的外墙。在一个实施例中，机体（8）包括：气泵、水箱、水泵、风速计、储能装置，充能接口；机体（8）、卷扬机（4）也可装有无线通讯模块；控制器（末画出）可安装在机体（8）或卷扬机（4）上，也可独立安装于机体（8）及卷扬机（4）外；控制器独立安装时，通过通讯模块接收机体（8）及卷扬机（4）的信息，控制机器臂（2）及机体（8）的移动、卷扬机（4）的转动、抹布（3）或刮片（7）的移动。吊索（5）每隔一段距离可安装一个无线信号中继器，以保证各部件间的通讯。在一个实施例中，本机不配备卷扬机（4），可以自行爬行，前提是外墙不可吸附的障碍距离小于本机的步幅，本机可以不依靠吊索（5）自行跨越障碍。在一个实施例中，本机不配备卷扬机（4），吊索（5）更换为较短的绳索，该绳索一端固定在居民家中，可以清洁居民家中的玻璃等。在一个实施例中，本机抹布（3）更换为拖把头，刮片（7）更换为扫帚头，控制器中加入路线规划算法，可以进行室内打扫。根据本专利技术实施例的第二个方面，提供一种外墙清洁机器人控制方法，包括：根据摄像机（9）获得的环境信息，判断出需要清洁的区域、可以吸附的区域、需要跨越的障碍，识别当前楼层、是否到达地面，进而控制本机的移动及清洁。并根据摄像机拍摄的图像，判断是否达到清洁效果，如末达到，则重复擦拭达到效果或达到设置的次数。在一个实施例中，方法还包括：控制机体（8）中的气泵吸出吸盘（1）中的空气，使相应机器臂（2）牢固的吸附在外墙上；充入吸盘（1）空气，以抬起机器臂（2）；控制各吸盘（1）的吸附、释放，及各机器臂（2）交替的抬起、移动、放下，从而控制机体（8）的行驶；遇到需要跨越、或不需要清洁的地方，可直接跨越；或所有吸盘（1）均不吸附，靠卷扬机（4）、吊索（5）、重力升降，越过此区域；控制装有抹布（3）的机器臂（2）喷清洁液，旋转抹布（3），移动机器臂（2）从而带动抹布（3）擦拭附近的区域；控制装有刮片（7）的机器臂（2）移动，带动刮片（7）擦拭附近的区域。使用抹布（3）清洁时，抬起刮片（7）；使用刮片（7）清洁时，抬起抹布（3）；当清洁至其它机器臂（2）时，则相应机器臂（2）抬起。在一个实施例中，方法还包括：本机可通过网络查询清洁地点、清洁时间的天气情况，给出是否适于清洁的建议；在清洁过程中，如查询到天气变化不适合继续清洁，给出终止清洁的建议和警告；当风速计测出附近风速超出临界值时，控制本机各部位尽力贴近墙体，停止工作，并发出警报，通知相关人员。相关人员可根据情况决定是否终止本次清洁作业，或风小后继续清洁。根据本专利技术实施例的第三个方面，提供一种外墙清洁机器人控制装置，包括：处理器，执行以上所述的任一控制方法；以及存储器，用于存储控制算法、采集的数据、日志等。在一个实施例中，控制器可以自行控制本机的操作；也可以由操作员对本机进行控制，本机学习操作动作，以提高本机的智能程度；有通讯模块及外部控制、通信接口，可主动发送本机及各零部件的状态到服务器。本专利技术通过雷达（6）及摄像机（9）探测周围环境及所在楼层等位置、通过网络获得天气信息，并由控制器根据获得的信息控制机器臂及机体（8）的移动、卷扬机（4）的转动、抹布（3）或刮片（7）的移动，能够实现无人操作、清洁，提高了外墙清洁的自动化程度。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显然，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术外墙清洁机器人一个实施例的结构正视图。图2为本专利技术外墙清洁机器人一个实施例的结构俯视图（未画出卷扬机4、吊索5）。图3为本专利技术外墙清洁机器人一个实施例的控制方法的流程图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的说明，显而易见地，本说明书中描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。本说明书对至少一个示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1、图2，卷扬机（4）安装于楼顶，吊索（5）一端固定在卷扬机（4）上，另一端固定在机体（8）上。控制器（末画出）有通讯模块，可安装在机体（8）或卷扬机（4）上，也可独立安装，控制器可通过无线信号控制卷扬机（4）的转动，从而控制机体（8）的升降。机器臂（2）有类似肘关节，可以弯曲、伸展，一端与机体（8）连接，另一端装有吸盘（1）或抹布（3）、刮片（7）；与机体（8）连接处也类似关节，可以模仿腿部动作；机器臂（2）按用途分有两类：一类负责支撑、移动机体（8）,这类机器臂（2）一端装有吸盘（1）；另一类负责清洁，一端装有抹布（3）或刮片（7）。机体（8）中的气泵与吸盘（1）连接，可吸出吸盘（1）中的空气，使本机可以牢固的吸附在外墙上，特别是表面光滑的物体；也可充入吸盘（1）空气，以抬起机器臂（2）。通过控制各吸盘（1）的吸附、释放，及各机器臂（2）交替的抬起、移动、放下，实现在墙上爬行。负责移动机体（8）的机器臂（2）可以是6根，也可以是4根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外墙清洁机器人，其特征在于，包括：吸盘（1），机器臂（2），抹布（3），卷扬机（4），吊索（5），雷达（6），刮片（7），控制器（末画出），和，机体（8），摄像机（9）；雷达（6）用于探测与障碍物的距离；摄像机（9）用于观察周围的环境，及自身装置的移动；控制器（末画出）用于根据雷达（6）测得的障碍物距离及摄像机（9）获得的图像，控制机器臂及机体（8）的移动、卷扬机（4）的转动、抹布（3）或刮片（7）的移动。

【技术特征摘要】
1.一种外墙清洁机器人，其特征在于，包括：吸盘（1），机器臂（2），抹布（3），卷扬机（4），吊索（5），雷达（6），刮片（7），控制器（末画出），和，机体（8），摄像机（9）；雷达（6）用于探测与障碍物的距离；摄像机（9）用于观察周围的环境，及自身装置的移动；控制器（末画出）用于根据雷达（6）测得的障碍物距离及摄像机（9）获得的图像，控制机器臂及机体（8）的移动、卷扬机（4）的转动、抹布（3）或刮片（7）的移动。2.根据权利要求1所述的外墙清洁机器人，其特征在于，机器臂（2）有类似肘关节，可以弯曲、伸展，一端与机体（8）连接，另一端装有吸盘（1）或抹布（3）、刮片（7）；机器臂（2）与机体（8）连接处也类似关节，可以模仿腿部动作。3.根据权利要求1所述的外墙清洁机器人，其特征在于，刮片（7）有橡胶条，有一定弧度及弹性；抹布（3）可旋转着进行擦拭，抹布（3）固定在圆形的硬板上，硬板比抹布（3）小；刮片（7）、抹布（3）可拆卸、更换；刮片（7）、抹布（3）与机器臂（2）的连接处可转动。4.根据权利要求1所述的外墙清洁机器人，其特征在于，摄像机（9）装有透明的保护罩。5.根据权利要求1所述的外墙清洁机器人，其特征在于，机体（8）包括：气泵、水箱、水泵、风速计、储能装置，充能接口；机体（8）、卷扬机（4）也可装有无线通讯模块；机体（8）中的气泵与吸盘（1）连接；装有抹布（3）的机器臂（2）同时安装有喷头，与机体（8）中的水箱连接；控制器（末画出）有通讯模块，可安装在机体（8）或卷扬机（4）上，也可独立安装，通过通讯模块获得天气信息、接收机体（8）及卷扬机（4）的信息，并进行控制；吊索（5）每隔一段距离可安装一个无线信号中继器。6.一种外墙清洁机器人控制方法，其特征在于，包括：根据摄像机（9）获得的环境信息，判断出需要清洁的区域、可以吸附的区域、需...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，张步凡，张步轩，
申请(专利权)人：张伟，
类型：发明
国别省市：上海,31