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)：

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，玻璃在高樓大廈中的使用面積越來越多。這帶來的最大問題便是玻璃清潔問題，人工清潔非常危險，為降低人工安全風(fēng)險，自動化的玻璃清潔器應(yīng)運而生。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能直接供電。但對于大面積的清洗過程，這兩種供電方式都無法滿足玻璃清潔器的需要，一旦電源無法供電，玻璃清潔器將停留在高空玻璃上，無法自動返回，需人工參與操作，這對于玻璃清潔器的自動化是一個缺陷。因此，供電成為玻璃清潔器有待解決的重要問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：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)存在的無法滿足玻璃清潔器大面積清洗過程的需要。

解決上述技術(shù)問題的技術(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電路、主電源電壓檢測電路、主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊、備用電源、備用電源放電電流檢測電路、備用電源電壓檢測電路、備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控單片機、雙電源切換開關(guān)模塊，所述的主控單片機的輸入端口通過主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接主電源放電電流檢測電路、主電源電壓檢測電路，主電源放電電流檢測電路、主電源電壓檢測電路分別與主電源連接；所述的主控單片機的輸入端口還通過備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接備用電源放電電流檢測電路、備用電源電壓檢測電路，備用電源放電電流檢測電路、備用電源電壓檢測電路分別與備用電源連接；主控單片機的輸出端口與雙電源切換開關(guān)模塊的輸入端口連接，雙電源切換開關(guān)模塊的輸入端口還分別與主電源、備用電源連接，雙電源切換開關(guān)模塊的繼電器常閉觸點K1-2，K2-2分別與清洗器主控部件連接。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述的主控單片機采用AT89C52單片機。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述的主電源包括主電池，該主電池通過充電器與市電連接進行充電；所述的備用電源包括備用電池，該備用電池通過太陽能充電模塊進行充電。

本發(fā)明的再進一步技術(shù)方案是：所述的太陽能充電模塊包括太陽能電池板、太陽能充電控制電路和蓄電池，太陽能電池板通過太陽能充電控制電路與蓄電池連接；所述的太陽能電池板采用可折疊的柔性薄膜太陽能電池。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述的主電源電壓檢測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)明的進一步技術(shù)方案是：所述的備用電源電壓檢測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)明的進一步技術(shù)方案是：所述的雙電源切換開關(guān)模塊包括限流電阻R1、限流電阻R2，開關(guān)三極管T1、開關(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；

所述的開關(guān)三極管T1的基極經(jīng)電阻R1連接到主控單片機的第一輸出端口，開關(guān)三極管T1的發(fā)射極接地，開關(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；

所述的開關(guān)三極管T2的基極經(jīng)電阻R2連接到主控單片機的第二輸出端口，開關(guān)三極管T2的發(fā)射極接地，開關(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的常開觸點K1-3依次連接主電源、繼電器K2的常閉觸點K2-2后連接清洗器主控部件；繼電器K2的常開觸點K2-3依次連接備用電源、繼電器K1的常閉觸點K1-2后連接清洗器主控部件。

本發(fā)明的再進一步技術(shù)方案是：所述的供電部件還包括有電源狀態(tài)顯示模塊、報警模塊，該電源狀態(tài)顯示模塊、報警模塊分別與主控單片機輸出端口連接。

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，該方法是通過主電源放電電流檢測電路、主電源電壓檢測電路分別檢測主電源的放電電流、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)通過主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機；同時還通過備用電源放電電流檢測電路、備用電源電壓檢測電路分別檢測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)通過備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機；由主控單片機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行對比，決定是否通過雙電源切換開關(guān)模塊啟用備用電源，實現(xiàn)主電源與備用電源之間自動切換。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述的由主控單片機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行對比，決定是否通過雙電源切換開關(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，主控單片機的第一輸出端口輸出高電平，經(jīng)過限流電阻R1，控制開關(guān)三極管T1進入飽和狀態(tài)，開關(guān)三極管T1接通，繼電器K1的常開觸點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，主控單片機發(fā)出指令，主控單片機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)過限流電阻R2，控制開關(guān)三極管T2進入飽和狀態(tài)，開關(guān)三極管T2接通，繼電器K2的常開觸點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，主控單片機發(fā)出指令，控制報警模塊通知用戶，同時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.可實現(xiàn)雙電源自動切換：

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電路、主電源電壓檢測電路、備用電源、備用電源放電電流檢測電路、備用電源電壓檢測電路、主控單片機、雙電源切換開關(guān)模塊等；使用時，通過主電源放電電流檢測電路、主電源電壓檢測電路分別檢測主電源的放電電流、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)通過主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機；同時還通過備用電源放電電流檢測電路、備用電源電壓檢測電路分別檢測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)通過備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機；由主控單片機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行對比，決定是否通過雙電源切換開關(guān)模塊啟用備用電源。因此，本發(fā)明可實現(xiàn)雙電源的自動切換。

2.可滿足玻璃清潔器大面積清洗過程的需要：

由于本發(fā)明的清潔器可實現(xiàn)雙電源自動切換，當(dāng)主電源供電不足時，主控單片機控制雙電源切換開關(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入低于一定閾值的狀態(tài)，不足以使得清潔器繼續(xù)運行工作時，主控單片機通過報警模塊通知用戶，同時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能供電方式，具有清潔環(huán)保的特點。同時本發(fā)明還采用主控單片機對電源的狀態(tài)進行自動識別，智能地管理電源的應(yīng)用過程，充分利用太陽能的同時，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)明可實現(xiàn)雙電源自動切換，當(dāng)主電源供電不足時，應(yīng)用已經(jīng)充電的備用電池可以使得玻璃清潔器不會停止工作，且能及時返回。雙電源互為補充，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)合附圖和實施例對本發(fā)明之具有雙電源的玻璃清潔器及其控制方法的技術(shù)特征作進一步的說明。

附圖說明

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

圖2：實施例一所述太陽能充電器的組成框圖，

圖3：實施例一所述主電源電壓檢測電路的電路圖，

圖4：實施例一所述備用電源電壓檢測電路的電路圖，

圖5：實施例一所述雙電源切換開關(guān)模塊的電路圖，

圖6：實施例二中，采用雙電源切換開關(guān)模塊進行雙電源切換的流程圖。

具體實施方式

實施例一：

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

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

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

所述的主控單片機作為控制中心器件，選用通用的AT89C52單片機。

所述的主電源包括主電池，該主電池通過充電器與市電連接進行充電；

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

所述的太陽能充電控制電路，采用太陽能充電管理集成電路BQ24650，實現(xiàn)自動控制和管理太陽能電池板對蓄電池的充電；該太陽能充電控制電路主要通過芯片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、反充和過充；

為了便于攜帶，所述的蓄電池選用鋰電池。

通過主控單片機控制放電過程中主電源和備用電源的欠壓放電和過流放電，可延長電池的壽命。

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

所述的主電源電壓檢測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的輸入端，再通過公式U=U1+（R_Z2/ R_Z1）U1計算得到所述主電源的總電壓。同理，可通過同樣的方法計算得到備用電源的總電壓。

所述的雙電源切換開關(guān)模塊包括限流電阻R1、限流電阻R2，開關(guān)三極管T1、開關(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；

所述的開關(guān)三極管T1采用NPN型的開關(guān)三極管，該開關(guān)三極管T1的基極經(jīng)電阻R1連接到主控單片機的第一輸出端口P2.1，開關(guān)三極管T1的發(fā)射極接地，開關(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；

所述的開關(guān)三極管T2采用NPN型的開關(guān)三極管，該開關(guān)三極管T2的基極經(jīng)電阻R2連接到主控單片機的第二輸出端口P2.2，開關(guān)三極管T2的發(fā)射極接地，開關(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的常開觸點K1-3依次連接主電源、繼電器K2的常閉觸點K2-2后連接清洗器主控部件；繼電器K2的常開觸點K2-3依次連接備用電源、繼電器K1的常閉觸點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同時供電。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的方式在液晶顯示模塊上進行顯示，使用者可以根據(jù)顯示的電流電壓值，對電源進行更好的管理。

實施例二：

一種具有雙電源的玻璃清潔器的控制方法，該方法是通過主電源放電電流檢測電路、主電源電壓檢測電路分別檢測主電源的放電電流、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)通過主電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機；同時還通過備用電源放電電流檢測電路、備用電源電壓檢測電路分別檢測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)通過備用電源A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至主控單片機；由主控單片機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行對比，決定是否通過雙電源切換開關(guān)模塊啟用備用電源，實現(xiàn)主電源與備用電源之間自動切換。

所述的由主控單片機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行對比，決定是否通過雙電源切換開關(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，主控單片機的第一輸出端口輸出5V高電平，經(jīng)過限流電阻R1，控制開關(guān)三極管T1進入飽和狀態(tài)，開關(guān)三極管T1接通，繼電器K1的常開觸點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，主控單片機發(fā)出指令，主控單片機的第一輸出端口P2.1輸出低電平，第二輸出端口P2.2輸出高電平，經(jīng)過限流電阻R2，控制開關(guān)三極管T2進入飽和狀態(tài)，開關(guān)三極管T2接通，繼電器K2的常開觸點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，主控單片機發(fā)出指令，控制報警模塊通知用戶，同時通知清潔器主控組件控制玻璃清潔器返回充電。