本發(fā)明涉及一種玻璃清潔器及其控制方法，特別是一種具有雙電源的玻璃清潔器及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，玻璃在高樓大廈中的使用面積越來(lái)越多。這帶來(lái)的最大問(wèn)題便是玻璃清潔問(wèn)題，人工清潔非常危險(xiǎn)，為降低人工安全風(fēng)險(xiǎn)，自動(dòng)化的玻璃清潔器應(yīng)運(yùn)而生。由于用于清潔玻璃外墻的玻璃清潔器不可能一邊插電一邊工作，因此，目前市面上各種外墻玻璃清潔器大多采用單一的電源供電方式，比如直接由市電充電的電池供電或者由太陽(yáng)能直接供電。但對(duì)于大面積的清洗過(guò)程，這兩種供電方式都無(wú)法滿足玻璃清潔器的需要，一旦電源無(wú)法供電，玻璃清潔器將停留在高空玻璃上，無(wú)法自動(dòng)返回，需人工參與操作，這對(duì)于玻璃清潔器的自動(dòng)化是一個(gè)缺陷。因此，供電成為玻璃清潔器有待解決的重要問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種具有雙電源的玻璃清潔器及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法滿足玻璃清潔器大面積清洗過(guò)程的需要。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種具有雙電源的玻璃清潔器，包括清洗器主控部件、行進(jìn)部件、清潔部件、供電部件；所述的供電部件包括主電源、主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路、主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊、備用電源、備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路、備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控單片機(jī)、雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊，所述的主控單片機(jī)的輸入端口通過(guò)主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路，主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路分別與主電源連接；所述的主控單片機(jī)的輸入端口還通過(guò)備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路，備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路分別與備用電源連接；主控單片機(jī)的輸出端口與雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊的輸入端口連接，雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊的輸入端口還分別與主電源、備用電源連接，雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊的繼電器常閉觸點(diǎn)K1-2，K2-2分別與清洗器主控部件連接。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的主控單片機(jī)采用AT89C52單片機(jī)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的主電源包括主電池，該主電池通過(guò)充電器與市電連接進(jìn)行充電；所述的備用電源包括備用電池，該備用電池通過(guò)太陽(yáng)能充電模塊進(jìn)行充電。

本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的太陽(yáng)能充電模塊包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能充電控制電路和蓄電池，太陽(yáng)能電池板通過(guò)太陽(yáng)能充電控制電路與蓄電池連接；所述的太陽(yáng)能電池板采用可折疊的柔性薄膜太陽(yáng)能電池。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的主電源電壓檢測(cè)電路包括阻值相同的主電源分壓電阻R_Z1、主電源分壓電阻R_Z2，主電源分壓電阻R_Z2的一端與主電源的正極連接，主電源分壓電阻R_Z2的另一端與主電源分壓電阻R_Z1連接，主電源分壓電阻R_Z1接地；所述的主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊連接在主電源分壓電阻R_Z1、主電源分壓電阻R_Z2之間的電路上。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的備用電源電壓檢測(cè)電路包括阻值相同備用電源分壓電阻R_B1、備用電源分壓電阻R_B2，備用電源分壓電阻R_B2的一端與備用電源的正極連接，備用電源分壓電阻R_B2的另一端與備用電源分壓電阻R_B1連接，備用電源分壓電阻R_B1接地；所述的備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊連接在備用電源分壓電阻R_B1、備用電源分壓電阻R_B2之間的電路上。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊包括限流電阻R1、限流電阻R2，開(kāi)關(guān)三極管T1、開(kāi)關(guān)三極管T2，繼電器K1、繼電器K2和穩(wěn)壓二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2；

所述的開(kāi)關(guān)三極管T1的基極經(jīng)電阻R1連接到主控單片機(jī)的第一輸出端口，開(kāi)關(guān)三極管T1的發(fā)射極接地，開(kāi)關(guān)三極管T1的集電極連接繼電器K1的線圈K1-1，繼電器K1的線圈K1-1接5伏電壓并與穩(wěn)壓二極管D1兩端連接；

所述的開(kāi)關(guān)三極管T2的基極經(jīng)電阻R2連接到主控單片機(jī)的第二輸出端口，開(kāi)關(guān)三極管T2的發(fā)射極接地，開(kāi)關(guān)三極管T2的集電極連接繼電器K2的線圈K2-1，繼電器K2的線圈K2-1接5伏電壓并與穩(wěn)壓二極管D2兩端連接；

繼電器K1的常開(kāi)觸點(diǎn)K1-3依次連接主電源、繼電器K2的常閉觸點(diǎn)K2-2后連接清洗器主控部件；繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)K2-3依次連接備用電源、繼電器K1的常閉觸點(diǎn)K1-2后連接清洗器主控部件。

本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的供電部件還包括有電源狀態(tài)顯示模塊、報(bào)警模塊，該電源狀態(tài)顯示模塊、報(bào)警模塊分別與主控單片機(jī)輸出端口連接。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案是：一種具有雙電源的玻璃清潔器的控制方法，該方法是通過(guò)主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)主電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)，該主電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)通過(guò)主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機(jī)；同時(shí)還通過(guò)備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)備用電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)，該備用電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)通過(guò)備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機(jī)；由主控單片機(jī)將采集得到的主電源和備用電源的放電電流電壓數(shù)值與設(shè)定的電流電壓閾值進(jìn)行對(duì)比，決定是否通過(guò)雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊啟用備用電源，實(shí)現(xiàn)主電源與備用電源之間自動(dòng)切換。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的由主控單片機(jī)將采集得到的主電源和備用電源的放電電流電壓數(shù)值與設(shè)定的電流電壓閾值進(jìn)行對(duì)比，決定是否通過(guò)雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊啟用備用電源的具體方法如下：

當(dāng)主電源的放電電壓或放電電流的數(shù)值正常時(shí)，主控單片機(jī)的第一輸出端口輸出高電平，經(jīng)過(guò)限流電阻R1，控制開(kāi)關(guān)三極管T1進(jìn)入飽和狀態(tài)，開(kāi)關(guān)三極管T1接通，繼電器K1的常開(kāi)觸點(diǎn)K1-3閉合，主電源到清潔器主控部件的通路形成，主電源給清潔器主控部件供電；當(dāng)主電源的放電電壓或放電電流的數(shù)值不在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)時(shí)，主控單片機(jī)發(fā)出指令，主控單片機(jī)的第一輸出端口輸出低電平，第二輸出端口輸出高電平，經(jīng)過(guò)限流電阻R2，控制開(kāi)關(guān)三極管T2進(jìn)入飽和狀態(tài)，開(kāi)關(guān)三極管T2接通，繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)K2-3閉合，備用電源到清潔器主控部件的通路形成，備用電源給清潔器主控部件供電；當(dāng)主電源和備用電源和的放電電壓或放電電流的數(shù)值不在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)時(shí)，主控單片機(jī)發(fā)出指令，控制報(bào)警模塊通知用戶，同時(shí)通知清潔器主控組件控制玻璃清潔器停止工作，返回充電。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明之具有雙電源的玻璃清潔器及其控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

1.可實(shí)現(xiàn)雙電源自動(dòng)切換：

由于本發(fā)明的供電部件包括主電源、主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路、備用電源、備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路、主控單片機(jī)、雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊等；使用時(shí)，通過(guò)主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)主電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)，該主電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)通過(guò)主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機(jī)；同時(shí)還通過(guò)備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)備用電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)，該備用電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)通過(guò)備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機(jī)；由主控單片機(jī)將采集得到的主電源和備用電源的放電電流電壓數(shù)值與設(shè)定的電流電壓閾值進(jìn)行對(duì)比，決定是否通過(guò)雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊啟用備用電源。因此，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)雙電源的自動(dòng)切換。

2.可滿足玻璃清潔器大面積清洗過(guò)程的需要：

由于本發(fā)明的清潔器可實(shí)現(xiàn)雙電源自動(dòng)切換，當(dāng)主電源供電不足時(shí)，主控單片機(jī)控制雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊啟用備用電源，使玻璃清潔器繼續(xù)工作。當(dāng)主電源與備用電源的電量都進(jìn)入低于一定閾值的狀態(tài)，不足以使得清潔器繼續(xù)運(yùn)行工作時(shí)，主控單片機(jī)通過(guò)報(bào)警模塊通知用戶，同時(shí)通知清潔器主控組件控制玻璃清潔器返回充電。因此，本發(fā)明通過(guò)雙電源方式供電，確保玻璃清潔器的持續(xù)供電，可滿足玻璃清潔器大面積清洗過(guò)程的需要。

3. 清潔環(huán)保、智能化程度高：

由于本發(fā)明的備用電源采用太陽(yáng)能供電方式，具有清潔環(huán)保的特點(diǎn)。同時(shí)本發(fā)明還采用主控單片機(jī)對(duì)電源的狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，智能地管理電源的應(yīng)用過(guò)程，充分利用太陽(yáng)能的同時(shí)，保證玻璃清潔器的智能供電，其智能化程度較高。

4.可提高清潔玻璃的效率：

由于本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)雙電源自動(dòng)切換，當(dāng)主電源供電不足時(shí)，應(yīng)用已經(jīng)充電的備用電池可以使得玻璃清潔器不會(huì)停止工作，且能及時(shí)返回。雙電源互為補(bǔ)充，有效保證了玻璃清潔器的正常工作，提高了清潔玻璃的效率，易于推廣使用。

下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明之具有雙電源的玻璃清潔器及其控制方法的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1：實(shí)施例一所述本發(fā)明之具有雙電源的玻璃清潔器的結(jié)構(gòu)框圖，

圖2：實(shí)施例一所述太陽(yáng)能充電器的組成框圖，

圖3：實(shí)施例一所述主電源電壓檢測(cè)電路的電路圖，

圖4：實(shí)施例一所述備用電源電壓檢測(cè)電路的電路圖，

圖5：實(shí)施例一所述雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊的電路圖，

圖6：實(shí)施例二中，采用雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊進(jìn)行雙電源切換的流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

一種具有雙電源的玻璃清潔器，包括清洗器主控部件、行進(jìn)部件、清潔部件、供電部件；所述的行進(jìn)部件主要由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承以及與轉(zhuǎn)動(dòng)軸承連接的驅(qū)動(dòng)輪子組成。

所述的供電部件包括主電源、主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路、主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊、備用電源、備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路、備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控單片機(jī)、雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊、電源狀態(tài)顯示模塊、報(bào)警模塊；其中，

所述的主控單片機(jī)的輸入端口通過(guò)主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路，主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路分別與主電源連接；所述的主控單片機(jī)的輸入端口還通過(guò)備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路，備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路分別與備用電源連接；主控單片機(jī)的輸出端口與雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊的輸入端口連接，雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊的輸入端口還分別與主電源、備用電源連接，雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊的繼電器常閉觸點(diǎn)與清洗器主控部件連接，主控單片機(jī)與清洗器主控部件、電源狀態(tài)顯示模塊、報(bào)警模塊連接。

所述的主控單片機(jī)作為控制中心器件，選用通用的AT89C52單片機(jī)。

所述的主電源包括主電池，該主電池通過(guò)充電器與市電連接進(jìn)行充電；

所述的備用電源包括備用電池，該備用電池通過(guò)太陽(yáng)能充電模塊進(jìn)行充電。所述的太陽(yáng)能充電模塊包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能充電控制電路和蓄電池，太陽(yáng)能電池板覆蓋在玻璃清潔器的表面，該太陽(yáng)能電池板通過(guò)太陽(yáng)能充電控制電路與蓄電池連接；太陽(yáng)能電池板實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到電能的光伏轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)充電控制電路進(jìn)行處理后，將電充到蓄電池上。太陽(yáng)能電池板采用可折疊的柔性薄膜太陽(yáng)能電池，當(dāng)機(jī)器充電或者開(kāi)始工作前，可打開(kāi)太陽(yáng)能電池板，打開(kāi)的太陽(yáng)能電池板覆蓋在玻璃清潔器表面上，可以遮擋太陽(yáng)光；當(dāng)機(jī)器停止工作時(shí)，可以把電池板折疊起來(lái)，以便存放。

所述的太陽(yáng)能充電控制電路，采用太陽(yáng)能充電管理集成電路BQ24650，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和管理太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池的充電；該太陽(yáng)能充電控制電路主要通過(guò)芯片UC3906和外圍電路組成，可有效防止電池的充放電中出現(xiàn)的浮充、反充和過(guò)充；

為了便于攜帶，所述的蓄電池選用鋰電池。

通過(guò)主控單片機(jī)控制放電過(guò)程中主電源和備用電源的欠壓放電和過(guò)流放電，可延長(zhǎng)電池的壽命。

所述的主電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源放電電流檢測(cè)電路均是在主電源或備用電源與負(fù)載的干路上串聯(lián)一個(gè)很小阻值的精密電阻，然后把精密電阻上的電壓通過(guò)主電源或備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換接到主控單片機(jī)，根據(jù)I=U/R，可以計(jì)算出來(lái)精密電阻的通過(guò)的電流，也就是電源放電時(shí)的電流。

所述的主電源電壓檢測(cè)電路包括阻值相同的主電源分壓電阻R_Z1、主電源分壓電阻R_Z2，主電源分壓電阻R_Z2的一端與主電源的正極連接，主電源分壓電阻R_Z2的另一端與主電源分壓電阻R_Z1連接，主電源分壓電阻R_Z1接地；所述的主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊連接在主電源分壓電阻R_Z1、主電源分壓電阻R_Z2之間的電路上。

所述的備用電源電壓檢測(cè)電路包括阻值相同備用電源分壓電阻R_B1、備用電源分壓電阻R_B2，備用電源分壓電阻R_B2的一端與備用電源的正極連接，備用電源分壓電阻R_B2的另一端與備用電源分壓電阻R_B1連接，備用電源分壓電阻R_B1接地；所述的備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊連接在備用電源分壓電阻R_B1、備用電源分壓電阻R_B2之間的電路上。

在上述主電源電壓檢測(cè)電路中，設(shè)主電源的總電壓為U，所述R_Z1上的電壓為U1，R_Z2上的電壓為U2，把R_Z1的電壓U1經(jīng)主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換連接到主控單片機(jī)的輸入端，再通過(guò)公式U=U1+（R_Z2/ R_Z1）U1計(jì)算得到所述主電源的總電壓。同理，可通過(guò)同樣的方法計(jì)算得到備用電源的總電壓。

所述的雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊包括限流電阻R1、限流電阻R2，開(kāi)關(guān)三極管T1、開(kāi)關(guān)三極管T2，繼電器K1、繼電器K2和穩(wěn)壓二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2；

所述的開(kāi)關(guān)三極管T1采用NPN型的開(kāi)關(guān)三極管，該開(kāi)關(guān)三極管T1的基極經(jīng)電阻R1連接到主控單片機(jī)的第一輸出端口P2.1，開(kāi)關(guān)三極管T1的發(fā)射極接地，開(kāi)關(guān)三極管T1的集電極連接繼電器K1的線圈K1-1，繼電器K1的線圈K1-1接5伏電壓并與穩(wěn)壓二極管D1兩端連接；

所述的開(kāi)關(guān)三極管T2采用NPN型的開(kāi)關(guān)三極管，該開(kāi)關(guān)三極管T2的基極經(jīng)電阻R2連接到主控單片機(jī)的第二輸出端口P2.2，開(kāi)關(guān)三極管T2的發(fā)射極接地，開(kāi)關(guān)三極管T2的集電極連接繼電器K2的線圈K2-1，繼電器K2的線圈K2-1接5伏電壓并與穩(wěn)壓二極管D2兩端連接；

繼電器K1的常開(kāi)觸點(diǎn)K1-3依次連接主電源、繼電器K2的常閉觸點(diǎn)K2-2后連接清洗器主控部件；繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)K2-3依次連接備用電源、繼電器K1的常閉觸點(diǎn)K1-2后連接清洗器主控部件。所述的繼電器K1與繼電器K2形成互鎖，備用電源與主電源不會(huì)同時(shí)供電。主電源與備用電源均正常供電優(yōu)先采用主電源供電。

所述的電源狀態(tài)顯示模塊用于直觀的顯示當(dāng)前的電源狀態(tài)，該電源狀態(tài)顯示模塊采用LCD1602字符型液晶顯示模塊，將主電源和備用電源的電流電壓以滾動(dòng)的方式在液晶顯示模塊上進(jìn)行顯示，使用者可以根據(jù)顯示的電流電壓值，對(duì)電源進(jìn)行更好的管理。

實(shí)施例二：

一種具有雙電源的玻璃清潔器的控制方法，該方法是通過(guò)主電源放電電流檢測(cè)電路、主電源電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)主電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)，該主電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)通過(guò)主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機(jī)；同時(shí)還通過(guò)備用電源放電電流檢測(cè)電路、備用電源電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)備用電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)，該備用電源的放電電流、放電電壓數(shù)據(jù)通過(guò)備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機(jī)；由主控單片機(jī)將采集得到的主電源和備用電源的放電電流電壓數(shù)值與設(shè)定的電流電壓閾值進(jìn)行對(duì)比，決定是否通過(guò)雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊啟用備用電源，實(shí)現(xiàn)主電源與備用電源之間自動(dòng)切換。

所述的由主控單片機(jī)將采集得到的主電源和備用電源的放電電流電壓數(shù)值與設(shè)定的電流電壓閾值進(jìn)行對(duì)比，決定是否通過(guò)雙電源切換開(kāi)關(guān)模塊啟用備用電源的具體方法如下：

當(dāng)主電源的放電電壓或放電電流的數(shù)值正常時(shí)，主控單片機(jī)的第一輸出端口輸出5V高電平，經(jīng)過(guò)限流電阻R1，控制開(kāi)關(guān)三極管T1進(jìn)入飽和狀態(tài)，開(kāi)關(guān)三極管T1接通，繼電器K1的常開(kāi)觸點(diǎn)K1-3閉合，主電源到清潔器主控部件的通路形成，主電源給清潔器主控部件供電；當(dāng)主電源的放電電壓或放電電流的數(shù)值不在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)時(shí)，主控單片機(jī)發(fā)出指令，主控單片機(jī)的第一輸出端口P2.1輸出低電平，第二輸出端口P2.2輸出高電平，經(jīng)過(guò)限流電阻R2，控制開(kāi)關(guān)三極管T2進(jìn)入飽和狀態(tài)，開(kāi)關(guān)三極管T2接通，繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)K2-3閉合，備用電源到清潔器主控部件的通路形成，備用電源給清潔器主控部件供電；當(dāng)主電源與備用電源的放電電壓或放電電流的數(shù)值都不在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)時(shí)，主控單片機(jī)發(fā)出指令，控制報(bào)警模塊通知用戶，同時(shí)通知清潔器主控組件控制玻璃清潔器返回充電。