用于有效自動車輛清洗的系統和方法與流程

以下公開涉及用于以利用比傳統清潔方法更少的資源的有效方式自動清潔車輛的外表面的系統和方法。

背景技術：

所有車輛都會隨時間變臟。目前，存在試圖通過靜電荷從車輛外部防止灰塵和污垢的系統，但是它們不是始終成功的并且非常低效地操作。此外，清潔車輛(例如洗車)的傳統方法使用大量的水和能量、人力勞動或兩者。此外，這些傳統方法經常導致車輛油漆或透明涂層表面隨時間的磨損并且可能導致車輛裝飾件和天線附近的區域中的問題。因此，需要一種以這樣的方式自動清潔車輛外部的系統，即使用比傳統方法更少的資源和能量并且小心地不會對車輛表面或部件中的任何一個造成損壞。

技術實現要素：

提供了用于自動清潔車輛的外表面的系統和方法。該系統可以包括全部通信地連接到處理器的機動化機器人、清潔元件和攝像機。處理器可以接收關于待清潔車輛的外表面的形狀和尺寸的計算機輔助設計(cad)信息以及關于車輛上的機動化機器人的位置的信息。處理器然后可以確定機動化機器人在車輛表面上行進的有效路徑。沿著其行進的路線，機動化機器人可以使用清潔元件從車輛表面去除污垢或其它碎屑。攝像機可以在機器人的位置處或附近觀察車輛的表面，并且檢測可能阻礙機器人的運動的任何外來物體或其他障礙物，并且通知處理器這些物體的位置。替代實施例可以包括集成到附接到車輛的基站中的機械臂，以代替機動化機器人。

根據下面的詳細描述和附圖，這些和其他實施例以及各種排列和方面將變得顯而易見并且被更充分地理解，所述詳細描述和附圖闡述了表示本發明的原理所采用的各種方式的說明性實施例。

附圖說明

圖1是示出了根據本發明系統的示例性實施例的各種部件的圖；

圖2是示出根據本發明的系統的替代實施例的各種部件的圖。

具體實施方式

根據本發明原理的下面描述的說明書，示出和示例了本發明的一個或多個特定實施例。該說明書不是為了將本發明限制于本文所描述的實施例，而是以使得本領域普通技術人員能夠理解這些原理的方式解釋和教導本發明的原理，并且在理解的情況下，能夠將它們應用于不僅實踐本文描述的實施例，而且實踐根據這些原理可能想到的其它實施例。本發明的范圍旨在覆蓋所有這樣的實施例，其可以在字面上或在等同原則下落入所附權利要求的范圍內。

應當注意在說明書和附圖中，相同或大體上相似的元件可以標以相同的附圖標記。然而，有時這些元件可以用不同的數字標記，例如在這種標記有助于更清楚的描述的情況下。另外，本文所闡述的附圖不一定按比例繪制，并且在一些情況下，可能夸大了比例以更清楚地描繪某些特征。這樣的標簽和制圖不一定暗示基本的實質目的。如上所述，本說明書旨在作為一個整體，并根據如本文所教導的本領域普通技術人員所理解的本發明的原理進行解釋。

圖1示出了根據本發明的示例性實施例系統的部件。顯示出了使用該實施例系統的車輛10。具有多個可移動支腳14的機動化機器人12配備有旋轉刷16、刮板18、攝像機20、清潔流體出口22和真空吸塵器24。可移動支腳14配備有使它們能夠暫時粘附到車輛的表面并且因此使得機器人12能夠行駛經過所有車輛外部表面的材料或系統。例如，可移動支腳14可以配備有吸盤或磁體。另外，也可以使用模擬壁虎足部的端部上的粘性墊的材料。本領域普通技術人員將理解，在不脫離本發明的新穎范圍的情況下，可以使用許多其它類型的粘附系統和材料。

旋轉刷16和/或刮板18可以被機器人12接合抵靠車輛10的表面，隨著機器人12移動通過車輛10的表面而移除可能存在的污垢、灰塵或其它碎屑。當系統確定機器人12在不同類型的表面上行進時，這些清潔元件也可以可互換地使用。例如，系統可以使用刮板18用于擋風玻璃和窗口表面，但是對于所有涂漆的表面使用旋轉刷16。本領域普通技術人員將理解，在不脫離本發明的新穎范圍的情況下，系統可以采用各種其它清潔元件。例如，本發明的實施例可以使用刮板18連同加熱元件或蒸汽源以從一個或多個車輛表面熔化或去除雪、冰和/或霜。當機器人12移動通過車輛10時，其還可以通過清潔流體出口22分配清潔流體以輔助清潔元件。在該示例性實施例中，清潔流體是水。然而，可以使用各種其它清潔流體，范圍從有機和無機溶劑、蒸汽、甚至空氣。

機器人12還配備有真空吸塵器24。真空吸塵器24可以用于從車輛10的表面去除任何清潔流體。流體可以被收集在機器人12內的儲液器中，在那里流體可以被過濾然后被機器人12重新使用。當機器人不使用時，過濾器然后可以被系統反向沖洗以確保機器人12保持清潔以備將來使用。

最后，機器人12具有集成的攝像機20。攝像機20可以是小光場或立體攝像機或能夠感知和測量深度的任何其它攝像機。攝像機20可以用于檢測車輛10的表面上的非預期物體或外來物體的存在和位置。攝像機20還可以用于檢測車輛表面的確切顏色或清潔度水平和/或如銹蝕的任何表面損壞或腐蝕的存在。

本實施例的機動化機器人12經由系繩28通信地連接到控制器26。控制器26和系繩28還連接到水源30。系繩28主要包含建立控制器26和機器人12之間的通信鏈路的電線以及將水源30連接到機器人12的管或軟管。另外，控制器26可以集成進機器人12本身中或者與機器人無線通信。

控制器26被配置為訪問和接收關于車輛10的cad圖形信息使得控制器26可以確定機器人12需要經過的車輛表面的精確尺寸。控制器26還接收指示機器人12在車輛10上的位置的實時數據。使用這兩組數據，控制器26確定機器人12遵循的最有效的清潔程序，并指示機器人12執行該程序。程序元件可以包括機器人12在車輛10的表面上運動的速度、形狀和角度，在何處以及何時接合各種清潔元件(例如旋轉刷16或刮板18)、何時分配清潔流體、分配多少清潔流體以及何時激活真空吸塵器24。本領域普通技術人員將理解，在不脫離本發明的新穎范圍的情況下，存在可以包括在清潔程序中的各種其它參數。

在執行車輛清潔程序期間，攝像機20在機器人12的當前位置處和/或附近監測車輛10的表面。在攝像機檢測到物體或與車輛10的cad圖形中所示的尺寸不一致的車輛表面其他變化的情況下，攝像機20警告控制器26。然后控制器26可以適當地修改車輛清潔程序并相應地指示機器人12。在攝像機20檢測到表面腐蝕或損壞或者表面的顏色不如預期的情況下，也可以遵循類似的協議從而指示可能需要由機器人12進行進一步清潔。

圖2示出了本發明的替代實施例。在該實施例中，基座單元34附接到車輛10或與車輛10集成。基座單元34容納機械臂32，機械臂32包含旋轉刷16、刮板18、攝像機20、清潔流體出口22和真空吸塵器24。這些部件中的每一個以與圖1所示的實施例中描述的相應部件大體上相似的方式起作用。基座單元34還容納清潔流體儲液器和與機械臂32連通的控制器26。

控制器26被配置為訪問和接收關于車輛10的cad圖形信息，使得控制器26可以確定機械臂32需要接觸的車輛表面的精確尺寸。控制器26還接收指示機械臂32的位置的實時數據。使用這兩組數據，控制器26確定機械臂32遵循的最有效的清潔程序，并指示機械臂32執行該程序。程序元件可以包括機械臂32運動的速度、形狀和角度，在何處以及何時接合各種清潔元件(例如旋轉刷16或刮板18)、何時分配清潔流體、分配多少清潔流體以及何時激活真空吸塵器24。本領域普通技術人員將理解，在不脫離本發明的新穎范圍的情況下，存在可以包括在清潔程序中的各種其它參數。

在車輛清潔程序的執行期間，攝像機20在機械臂32的當前位置處和/或附近監測車輛10的表面。在攝像機檢測到物體或與車輛10的cad圖形中所示的尺寸不一致的車輛表面的其他變化的情況下，攝像機20警告控制器26。然后控制器26可以適當地修改車輛清潔程序并相應地指示機械臂32。在攝像機20檢測到表面腐蝕或損壞或者表面的顏色不如預期的情況下，也可以遵循類似的協議從而指示可能需要由機械臂32進行進一步清潔。

應該理解的是，本發明不被限制于任何單獨的實施例并且應當僅以根據所附實施例記載的寬度和范圍構建。