[发明专利]一种可遥控式双面擦玻璃机器人及其擦玻璃方法

摘要

本发明公开了一种可遥控式双面擦玻璃机器人，包括遥控器、用于分别设置在玻璃内侧和玻璃外侧且相互配合的主动部和从动部，以及用于安全防护并用于为主动部和从动部供电的安全电源兼用线；主动部包括主动部底板、主动部外壳、主动部驱动机构、主动部清洗机构和主动部控制系统，从动部包括从动部底板、从动部外壳、从动部行走机构、磁力调整装置、从动部清洗机构和从动部控制系统。本发明还公开了一种可遥控式双面擦玻璃机器人的擦玻璃方法。本发明设计新颖合理，工作效率高，使用安全方便，便于推广使用。

主权项

1.一种可遥控式双面擦玻璃机器人，包括遥控器(5)、用于分别设置在玻璃(3)内侧和玻璃(3)外侧且相互配合的主动部(1)和从动部(2)，以及用于安全防护并用于为主动部(1)和从动部(2)供电的安全电源兼用线(7)；所述主动部(1)包括主动部底板(1‑2)、主动部外壳(1‑1)、主动部驱动机构、主动部清洗机构和主动部控制系统，所述主动部外壳(1‑1)设置在主动部底板(1‑2)顶部，所述主动部驱动机构包括设置在主动部外壳(1‑1)内且与主动部底板(1‑2)固定连接的行走电机(1‑6)，所述行走电机(1‑6)的输出轴上固定连接有伸出主动部外壳(1‑1)外部的主动行走轮(1‑5)；所述主动部清洗机构包括设置在主动部外壳(1‑1)内的主动部清洗电机(1‑11)和与主动部清洗电机(1‑11)的输出轴固定连接的主动部大齿轮(1‑12)，以及与主动部大齿轮(1‑12)啮合的主动部中齿轮(1‑13)和主动部小齿轮(1‑14)，所述主动部大齿轮(1‑12)上固定连接有伸到主动部底板(1‑2)底部的主动部大抹盘(1‑19)，所述主动部中齿轮(1‑13)上固定连接有伸到主动部底板(1‑2)底部的主动部中抹盘(1‑18)，所述主动部小齿轮(1‑14)上固定连接有伸到主动部底板(1‑2)底部的主动部小抹盘(1‑16)，所述主动部底板(1‑2)底部固定连接有主动部抹布条(1‑3)和主动部刮水条(1‑17)；所述主动部控制系统包括设置在主动部外壳(1‑1)内的主动部电路板(1‑7)以及设置在主动部电路板(1‑7)上的主动部供电电池(1‑22)、主动部微控制器(1‑23)、行走电机驱动器(1‑8)、主动部清洗电机驱动器(1‑9)、用于与遥控器(5)通信的第一通信模块(1‑10)和用于与从动部(2)通信的第二通信模块(1‑24)，所述主动部微控制器(1‑23)的输入端接有分别设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处、后侧中间位置处、左侧前端、左侧后端、右侧前端和右侧后端的六个主动部压力传感器(1‑4)，以及设置在主动部底板(1‑2)的中间位置处的倾角传感器(1‑15)，所述第一通信模块(1‑10)和第二通信模块(1‑24)均与主动部微控制器(1‑23)相接，所述行走电机驱动器(1‑8)和主动部清洗电机驱动器(1‑9)均与主动部微控制器(1‑23)的输出端连接，所述行走电机(1‑6)与行走电机驱动器(1‑8)的输出端连接，所述主动部清洗电机(1‑11)与主动部清洗电机驱动器(1‑9)的输出端连接；所述主动部底板(1‑2)的底部设置有主动部磁块(1‑20)；所述从动部(2)包括从动部底板(2‑2)、从动部外壳(2‑1)、从动部行走机构、磁力调整装置、从动部清洗机构和从动部控制系统，所述从动部外壳(2‑1)设置在从动部底板(2‑2)顶部，所述从动部行走机构包括转动连接在从动部底板(2‑2)上且伸出从动部外壳(2‑1)外部的从动行走轮(2‑23)；所述磁力调整装置包括架设在从动部外壳(2‑1)内部的磁力调整支架(2‑6)，所述磁力调整支架(2‑6)顶部螺纹连接有与从动部外壳(2‑1)螺纹连接且伸出从动部外壳(2‑1)顶部外的磁力调整旋钮(2‑5)，所述磁力调整支架(2‑6)底部固定连接有伸出从动部外壳(2‑1)外部的从动部磁块(2‑22)；所述从动部清洗机构包括设置在从动部外壳(2‑1)内的从动部清洗电机(2‑9)和与从动部清洗电机(2‑9)的输出轴固定连接的从动部大齿轮(2‑10)，以及与从动部大齿轮(2‑10)啮合的从动部中齿轮(2‑11)和从动部小齿轮(2‑12)，所述从动部大齿轮(2‑10)上固定连接有伸到从动部底板(2‑2)底部的从动部大抹盘(2‑21)，所述从动部中齿轮(2‑11)上固定连接有伸到从动部底板(2‑2)底部的从动部中抹盘(2‑20)，所述从动部小齿轮(2‑12)上固定连接有伸到从动部底板(2‑2)底部的从动部小抹盘(2‑18)，所述从动部底板(2‑2)底部固定连接有从动部抹布条(2‑3)和从动部刮水条(2‑19)；所述从动部控制系统包括设置在从动部外壳(2‑1)内的从动部电路板(2‑7)以及设置在从动部电路板(2‑7)上的从动部供电电池(2‑24)、从动部微控制器(2‑25)、从动部清洗电机驱动器(2‑8)和用于与主动部(1)的第二通信模块(1‑24)通信的第三通信模块(2‑26)，所述从动部微控制器(2‑25)的输入端接有分别设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处、后侧中间位置处、左侧前端、左侧后端、右侧前端和右侧后端的六个从动部压力传感器(2‑4)，所述第三通信模块(2‑26)与从动部微控制器(2‑25)相接，所述从动部清洗电机驱动器(2‑8)与从动部微控制器(2‑25)的输出端连接，所述从动部清洗电机(2‑9)与从动部清洗电机驱动器(2‑8)的输出端连接；所述主动部(1)还包括主动部喷水器，所述主动部喷水器包括设置在主动部外壳(1‑1)内且一端伸出到主动部底板(1‑2)底部、另一端伸出主动部外壳(1‑1)外部的主动部喷水管(1‑25)，所述主动部喷水管(1‑25)上设置有位于主动部外壳(1‑1)内的主动部微型水泵(1‑26)和主动部电磁阀(1‑27)，所述主动部喷水管(1‑25)伸出到主动部底板(1‑2)底部的一端连接有主动部喷头(1‑28)；所述主动部底板(1‑2)的底部设置有发光二极管(1‑21)，所述发光二极管(1‑21)与主动部微控制器(1‑23)的输出端连接，所述主动部微控制器(1‑23)的输出端还接有主动部电磁阀驱动器(1‑29)和用于接通或断开主动部供电电池(1‑22)为主动部微型水泵(1‑26)供电的供电回路的主动继电器(1‑30)，所述主动部电磁阀(1‑27)与主动部电磁阀驱动器(1‑29)的输出端连接，所述主动部继电器(1‑31)串联在主动部供电电池(1‑22)为主动部微型水泵(1‑26)供电的供电回路中；所述从动部(2)还包括从动部喷水器，所述从动部喷水器包括设置在从动部外壳(2‑1)内且一端伸出到从动部底板(2‑2)底部、另一端伸出从动部外壳(2‑1)外部的从动部喷水管(2‑13)，所述从动部喷水管(2‑13)上设置有位于从动部外壳(2‑1)内的从动部微型水泵(2‑14)和从动部电磁阀(2‑15)，所述从动部喷水管(2‑13)伸出到从动部底板(2‑2)底部的一端连接有从动部喷头(2‑17)；所述从动部底板(2‑2)的底部设置有用于感应发光二极管(1‑21)所发光线的光电传感器(2‑16)，所述光电传感器(2‑16)与从动部微控制器(2‑25)的输入端连接，所述从动部微控制器(2‑25)的输出端接有从动部电磁阀驱动器(2‑27)和用于接通或断开从动部供电电池(2‑24)为从动部微型水泵(2‑14)供电的供电回路的从动部继电器(2‑28)，所述从动部电磁阀(2‑29)与从动部电磁阀驱动器(2‑27)的输出端连接，所述从动部继电器(2‑28)串联在从动部供电电池(2‑24)为从动部微型水泵(2‑14)供电的供电回路中；其特征在于：该可遥控式双面擦玻璃机器人的擦玻璃方法包括以下步骤：步骤一、将主动部(1)和从动部(2)分开安置在玻璃(3)的两侧表面中部的对应位置处，旋转所述磁力调整装置的磁力调整旋钮(2‑5)，使主动部(1)和从动部(2)能隔玻璃(3)吸附固定，且从动部(2)能随着主动部(1)运动；步骤二、操作遥控器(5)，启动主动部(1)；主动部(1)的主动部微控制器(1‑23)通过第一通信模块(1‑10)接收到遥控器(5)发送的启动信号后，实时采集倾角传感器(1‑15)和六个主动部压力传感器(1‑4)检测到的信号，并通过第二通信模块(1‑24)发送启动信号给从动部(2)，从动部(2)的从动部微控制器(2‑25)通过第三通信模块(2‑26)接收到主动部(1)发送的启动信号后，实时采集六个从动部压力传感器(2‑4)检测到的信号；步骤三、主动部微控制器(1‑23)首先根据倾角传感器(1‑15)检测到的信号，判断出主动部(1)与重力加速度方向间的夹角，并输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，调整主动部(1)的位置，使主动部(1)平行于重力加速度方向；从动部(2)随着主动部(1)调整位置；当主动部(1)和从动部(2)位置调整好时，主动部微控制器(1‑23)开始计时；步骤四、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)向玻璃(3)的上方前进，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的前端和从动部(2)的前端均碰撞到了玻璃边框(4)，主动部(1)和从动部(2)到达了玻璃(3)的中部上方，此时，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走，主动部微控制器(1‑23)停止计时，并将记录的时间段存储为t1；步骤五、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)右转90°，逐渐向玻璃(3)的右上角靠近，行走开始时主动部微控制器(1‑23)开始计时，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处、左侧前端和左侧后端的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处、左侧前端和左侧后端的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的前端和左侧以及从动部(2)的前端和左侧均碰撞到了玻璃边框(4)，主动部(1)和从动部(2)到达了玻璃(3)的右上角，此时，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走，主动部微控制器(1‑23)停止计时，并将记录的时间段存储为t2；步骤六、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)向玻璃(3)的左上角后退，行走开始时主动部微控制器(1‑23)开始计时，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的后侧中间位置处、左侧前端和左侧后端的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的后侧中间位置处、左侧前端和左侧后端的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的后端和左侧以及从动部(2)的后端和左侧均碰撞到了玻璃边框(4)，主动部(1)和从动部(2)到达了玻璃(3)的左上角，此时，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走，主动部微控制器(1‑23)停止计时，并将记录的时间段存储为t3；步骤七、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)右转5°～15°后前进，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的前端和从动部(2)的前端均碰撞到了玻璃边框(4)，此时，主动部(1)和从动部(2)先左转步骤七开始时右转的角度后再左转5°～15°后后退，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的后侧中间位置处的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的后侧中间位置处的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的后端和从动部(2)的后端均碰撞到了玻璃边框(4)；步骤八、重复执行步骤七，直至主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的前端和右侧以及从动部(2)的前端和右侧均碰撞到了玻璃边框(4)，主动部(1)和从动部(2)到达了玻璃(3)的右下角，此时，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走；步骤九、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)左转90°后前进，行走开始时主动部微控制器(1‑23)开始计时，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的前端和右侧以及从动部(2)的前端和右侧均碰撞到了玻璃边框(4)，主动部(1)和从动部(2)到达了玻璃(3)的右上角，此时，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走，主动部微控制器(1‑23)停止计时，并将记录的时间段存储为t4；步骤十、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)左转90°后前进，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的前端和右侧以及从动部(2)的前端和右侧均碰撞到了玻璃边框(4)，主动部(1)和从动部(2)到达了玻璃(3)的左上角，此时，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走；步骤十一、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)左转90°后前进，当主动部微控制器(1‑23)接收到设置在主动部底板(1‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的主动部压力传感器(1‑4)输出信号，且从动部微控制器(2‑25)接收到设置在从动部底板(2‑2)的前侧中间位置处、右侧前端和右侧后端的从动部压力传感器(2‑4)输出信号，并通过第三通信模块(2‑26)和第二通信模块(1‑24)传输给主动部微控制器(1‑23)时，说明主动部(1)的前端和右侧以及从动部(2)的前端和右侧均碰撞到了玻璃边框(4)，主动部(1)和从动部(2)到达了玻璃(3)的左下角，此时，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走；步骤十二、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)左转90°后前进，行走开始时主动部微控制器(1‑23)开始计时，前进t3‑t2时间后，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走；步骤十三、主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给行走电机驱动器(1‑8)，行走电机驱动器(1‑8)驱动行走电机(1‑6)运动，行走电机(1‑6)带动主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)从动，使主动部(1)和从动部(2)左转90°后前进，行走开始时主动部微控制器(1‑23)开始计时，前进t4‑t1时间后，主动部微控制器(1‑23)停止控制主动行走轮(1‑5)行走，从动行走轮(2‑23)停止行走；执行以上步骤四至步骤十三的过程中，主动部微控制器(1‑23)输出控制信号给主动部清洗电机驱动器(1‑9)，主动部清洗电机驱动器(1‑9)驱动主动部清洗电机(1‑11)运动，主动部清洗电机(1‑11)带动主动部大齿轮(1‑12)转动，主动部大齿轮(1‑12)带动主动部大抹盘(1‑19)转动，并带动主动部中齿轮(1‑13)和主动部小齿轮(1‑14)转动，主动部中齿轮(1‑13)带动主动部中抹盘(1‑18)转动，主动部小齿轮(1‑14)带动主动部小抹盘(1‑16)转动，在主动部抹布条(1‑3)和主动部刮水条(1‑17)的配合作用下，对玻璃(3)的一侧侧面进行擦洗；同时，从动部微控制器(2‑25)输出控制信号给从动部清洗电机驱动器(2‑8)，从动部清洗电机驱动器(2‑8)驱动从动部清洗电机(2‑9)运动，从动部清洗电机(2‑9)带动从动部大齿轮(2‑10)转动，从动部大齿轮(2‑10)带动从动部大抹盘(2‑21)转动，并带动从动部中齿轮(2‑11)和从动部小齿轮(2‑12)转动，从动部中齿轮(2‑11)带动从动部中抹盘(2‑20)转动，从动部小齿轮(2‑12)带动从动部小抹盘(2‑18)转动，在从动部抹布条(2‑3)和从动部刮水条(2‑19)的配合作用下，对玻璃(3)的另一侧侧面进行擦洗。