CN109466767B - 一种擦洗用无人机装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种擦洗用无人机装置及其使用方法，它解决了现有技术中高层建筑玻璃或墙壁擦洗不便的问题，具有擦洗方便、清洁效果较好的有益效果，其方案如下：一种擦玻璃无人机，包括无人机本体；伸缩杆，与动力机构连接，在动力机构的带动作用下相对于无人机本体实现伸缩运动，并带动伸缩杆在水平方向的往复运动；擦洗部件，设于伸缩杆的端部，且擦洗部件与伸缩杆之间设置在擦洗部件与被擦洗物件接触过程中提供缓冲作用的柔性机构。

Description

一种擦洗用无人机装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及高层建筑清洗领域，特别是涉及一种擦洗用无人机装置及其使用方法。

背景技术

高层建筑的玻璃清洁是一项重要而且繁琐的工作，目前该项工作主要由专门高空作业的清洁工人来完成，危险性较高且工作量大。虽然可以利用吸附功能的双层擦玻璃器在室内擦洗，但在一些封闭的高层建筑内，擦玻璃器安装不方便，导致应用受限。无人机目前发展地较为迅速，且功能也很多，应用广泛，目前还没有将无人机应用于高层玻璃或墙壁的擦洗工作中。

因此研制一种擦洗用无人机装置是非常有必要的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种擦洗用无人机装置，清洗速度快，安全性较高，能用于高处建筑的玻璃或建筑墙壁的擦洗工作中。

一种擦洗用无人机装置的具体方案如下：

一种擦洗用无人机装置，包括：

无人机本体；

伸缩杆，与动力机构连接，在动力机构的带动作用下相对于无人机本体实现伸缩运动，并带动伸缩杆在水平方向的往复运动；

擦洗部件，设于伸缩杆的端部，且擦洗部件与伸缩杆之间设置在擦洗部件与被擦洗物件接触过程中提供缓冲作用的柔性机构。

上述的装置，能通过无人机、伸缩杆的配合，实现将擦洗部件送于一定高度的玻璃和墙壁，通过伸缩杆的运动，实现清洁工作。

其中，擦洗部件为擦洗布，具有设定的长度和宽度，且伸缩杆端部可设置擦洗壳体，擦洗壳体用于支撑所述的擦洗部件，这样实现擦洗部件的可更换，而且保证擦洗部件的面积，提高清洗效率。

进一步地，所述柔性机构包括柔性机构平台，在柔性机构平台中心设置连接杆，连接杆与柔性机构平台的端部设有弹性件，所述的擦洗部件与所述的连接杆连接。

进一步地，所述柔性机构平台为十字型，且柔性机构平台的每一端部为L 型，所述的弹性件设于连接杆侧部与柔性机构平台端部之间。

进一步地，所述连接杆的设置方向与所述弹性件的设置方向相互垂直，连接杆的设置方向与柔性机构中弹性件所在平面相互垂直，弹性件为弹簧，这样在连接杆的端部均设有弹簧，能够在擦洗时提供缓冲，从而在适当增加擦洗接触压力的同时保护玻璃和无人机自身。

进一步地，所述动力机构为二维运动机构，动力机构设于无人机本体内部，无人机本体设置开孔，用于伸缩杆的伸出，伸缩杆为棒状或长条状；

动力机构包括第一方向驱动件，第一方向驱动件与第二方向驱动件连接，第二方向驱动件与所述的伸缩杆连接。

进一步地，所述第一方向驱动件为两组轴向滑道，轴向滑道相互之间间隔设定距离设置，轴向滑道表面设置所述的第二方向驱动件，第二方向驱动件为垂直于轴向滑道设置的径向滑道，所述的伸缩杆端部通过支撑台设于径向滑道，支撑台与设于径向滑道的第二电机连接，径向滑道与设于轴向滑道的第一电机连接。这样第一电机带动径向滑道相对于轴向滑道运动，实现伸缩杆的推出，第二电机带动支撑台沿着径向滑道运动，实现伸缩杆的往复运动，即在水平范围内完成擦洗工作。

进一步地，所述轴向滑道与所述的径向滑道均为倒T字型滑道，避免第一电机或第二电机从相应滑道的脱离；

所述第一电机通过连杆与所述径向滑道的下端面连接，连杆为L型，这样第一电机直线运动，从而带动径向滑道的运动。

进一步地，所述无人机本体相对于所述伸缩杆的另一侧设置喷气推进机构，以将无人机本体以设定压力压于被擦洗物件表面。通过喷气推进机构的设置，若伸缩杆伸出后与玻璃或墙壁实现接触，通过喷气推进机构可使擦洗部件紧贴玻璃或墙壁表面，保证擦洗效果。

进一步地，所述喷气推进机构包括设于无人机本体端侧的喷气发动机，喷气发动机设置喷气进气口和喷气出气口，所述无人机本体设置开口，开口便于喷气进气口进气，喷气发动机采用航空煤油燃料。

另外，无人机本体包括壳体和设于无人机壳体的螺旋桨，无刷电机带动螺旋桨转动，从而带动无人机的升高或降低，其中无人机本体内设置控制器，控制器控制无刷电机、动力机构和喷气推进机构的动作，且控制器为可编程的控制器，且控制器与操控器无线连接。无人机本体及操控器内部均有可编程的控制器及无线通信模块(如控制器stm32F103和2.4GHz无线模块nRF24L01)，并且无人机与操控器通过无线通信模块进行远距离无线通信。

一种擦洗用无人机装置的使用方法，具体步骤如下：

无人机本体在操控器的操纵下飞到被擦洗物件处；

动力机构动作，带动伸缩杆伸出，擦洗部件与被擦洗物件接触；

擦洗部件在伸缩杆带动下在水平方向内实现往复运动，从而对被擦洗物件进行往复清洗，通过调整无人机本体的高度，实现在高度范围内的清洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过整体机构的设置，可有效对高处建筑物玻璃和墙壁的清洗，清洁速度快且效果好，安全性高。

2)本发明通过喷气推进机构的设置，可使擦洗部件紧贴玻璃或墙壁表面，保证擦洗效果。

3)本发明通过柔性机构的设置，能够在擦洗时提供缓冲，从而在适当增加擦洗接触压力的同时保护玻璃和无人机自身。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的整体装配立体结构示意图；

图2为本发明的柔性机构立体结构示意图；

图3为本发明的擦拭杆运动机构立体结构示意图；

图4为本发明的喷气机构立体结构示意图；

其中：1.擦洗布，2.柔性机构，3.伸缩杆，4.无刷电机，5.螺旋桨，6.无人机本体，7.喷气推进机构，8.支撑腿，9.弹簧，10.连接杆，11.柔性机构平台， 12.连接孔，14.支撑台，15.轴向滑道，16.径向滑道，17.喷气进气口，18.喷气发动机，19.喷气出气口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种擦洗用无人机装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种擦洗用无人机装置，包括无人机本体6；伸缩杆3，与动力机构连接，在动力机构的带动作用下相对于无人机本体6实现伸缩运动，并带动伸缩杆3在水平方向的往复运动；擦洗部件，设于伸缩杆3的端部，且擦洗部件与伸缩杆3之间设置在擦洗部件与被擦洗物件接触过程中提供缓冲作用的柔性机构2，柔性机构为被动柔性机构。

上述的装置，能通过无人机、伸缩杆3的配合，实现将擦洗部件送于一定高度的玻璃和墙壁，通过伸缩杆3的运动，实现清洁工作。

其中，擦洗部件为擦洗布1，擦洗布需要先提前浸润擦洗液，具有设定的长度和宽度，且伸缩杆3端部可设置具有设定长度和宽度的擦洗壳体，擦洗壳体用于支撑所述的擦洗布1，擦洗布1通过魔术贴与擦洗壳体可拆卸连接，这样实现擦洗部件的可更换，而且保证擦洗部件的面积，提高清洗效率。

如图2所示，柔性机构2包括柔性机构平台，在柔性机构2平台中心设置连接杆10，连接杆10与柔性机构平台的端部设有弹性件，所述的擦洗部件与所述的连接杆10连接。

柔性机构平台11为十字型，且柔性机构平台11的每一端部为L型，所述的弹性件设于连接杆侧部与柔性机构平台11端部之间。

连接杆10的设置方向与所述弹性件的设置方向相互垂直，连接杆10的设置方向与柔性机构2中弹性件所在平面相互垂直，弹性件为弹簧9，这样在连接杆 10的端部均设有弹簧9，能够在擦洗时提供缓冲，从而在适当增加擦洗接触压力的同时保护玻璃和无人机自身。

动力机构为二维运动机构，动力机构设于无人机本体6内部，无人机本体6 设置开孔，用于伸缩杆的3伸出，伸缩杆3为棒状或长条状；动力机构包括第一方向驱动件，第一方向驱动件与第二方向驱动件连接，第二方向驱动件与所述的伸缩杆3连接。

如图3所示，第一方向驱动件为两组轴向滑道15，轴向滑道15相互之间间隔设定距离设置，轴向滑道15下表面设于无人机本体内，轴向滑道15的长度方向与伸缩杆3的长度方向一致，轴向滑道15表面设置所述的第二方向驱动件，第二方向驱动件为垂直于轴向滑道设置15的径向滑道16，所述的伸缩杆3端部通过支撑台14设于径向滑道16，支撑台14与设于径向滑道16的第二电机连接，径向滑道16与设于轴向滑道15的第一电机连接，第一电机和第二电机均为直线驱动电机。这样第一电机带动径向滑道16相对于轴向滑道15运动，实现伸缩杆 3的推出，第二电机带动支撑台14沿着径向滑道16运动，实现伸缩杆3的往复运动，即在水平范围内完成擦洗工作。

轴向滑道15与所述的径向滑道16均为倒T字型滑道，避免第一电机或第二电机从相应滑道的脱离；

第一电机通过连杆与所述径向滑道16的下端面连接，连杆为L型，这样第一电机直线运动，从而带动径向滑道的运动。

无人机本体6相对于所述伸缩杆的另一侧设置喷气推进机构，以将无人机本体以设定压力压于被擦洗物件表面。通过喷气推进机构的设置，若伸缩杆3伸出后与玻璃或墙壁实现接触，通过喷气推进机构可使擦洗部件紧贴玻璃或墙壁表面，保证擦洗效果。

喷气推进机构包括喷气发动机，喷气推进机构和无人机本体6前侧的机构相对于无人机本体6对称设置，喷气推进机构为小型涡轮喷气发动机，喷气发动机设置喷气进气口17和喷气出气口19，如图4所示，无人机本体6设置开口，开口的设置便于喷气进气口17进气，且喷气进气口17设于无人机本体内部，喷气发动机与无人机本体固连。

另外，无人机本体6包括壳体和设于无人机壳体的螺旋桨5，无刷电机4安装于壳体内，无刷电机4带动螺旋桨5转动，从而带动无人机的升高或降低，其中无人机本体6内设置控制器，控制器控制无刷电机4、动力机构和喷气推进机构7的动作，且控制器为可编程的控制器，且控制器与操控器无线连接。无人机本体及操控器内部均有可编程的控制器及无线通信模块(如控制器stm32F103 和2.4GHz无线模块nRF24L01)，并且无人机与操控器通过无线通信模块进行远距离无线通信。

在无人机本体6壳体的两侧均设置支撑腿8，支撑腿8突出于无人机本体6 的下表面设置。

一种擦洗用无人机装置的使用方法，具体步骤如下：

无人机本体在操控器的操纵下飞到被擦洗物件如高处建筑物的玻璃或墙壁处；

动力机构动作，带动伸缩杆伸出，擦洗部件与被擦洗物件接触，喷气推进机构工作，推进无人机本体，使得擦洗布贴紧被擦洗物件；

动力机构中第二电机通过支撑台14带动伸缩杆3运动，擦洗布在伸缩杆带动下在水平方向内实现往复运动，从而对被擦洗物件进行往复清洗，通过调整无人机本体的高度，实现在高度范围内的清洗。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种擦洗用无人机装置，其特征在于，包括：

无人机本体；

伸缩杆，与动力机构连接，在动力机构的带动作用下相对于无人机本体实现伸缩运动，并带动伸缩杆在水平方向的往复运动；

所述无人机本体相对于所述伸缩杆的另一侧设置喷气推进机构，以将无人机本体以设定压力压于被擦洗物件表面；

擦洗部件，设于伸缩杆的端部，且擦洗部件与伸缩杆之间设置在擦洗部件与被擦洗物件接触过程中提供缓冲作用的柔性机构；

所述柔性机构包括柔性机构平台，在柔性机构平台中心设置连接杆，连接杆与柔性机构平台的端部设有弹性件，所述的擦洗部件与所述的连接杆连接；

所述柔性机构平台为十字型，且柔性机构平台的每一端部为L型，所述的弹性件设于连接杆侧部与柔性机构平台端部之间。

2.根据权利要求1所述的一种擦洗用无人机装置，其特征在于，所述连接杆的设置方向与所述弹性件的设置方向相互垂直。

3.根据权利要求1所述的一种擦洗用无人机装置，其特征在于，所述动力机构为二维运动机构，动力机构设于无人机本体内部；

动力机构包括第一方向驱动件，第一方向驱动件与第二方向驱动件连接，第二方向驱动件与所述的伸缩杆连接。

4.根据权利要求3所述的一种擦洗用无人机装置，其特征在于，所述第一方向驱动件为两组轴向滑道，轴向滑道相互之间间隔设定距离设置，轴向滑道表面设置所述的第二方向驱动件，第二方向驱动件为垂直于轴向滑道设置的径向滑道，所述的伸缩杆端部通过支撑台设于径向滑道，支撑台与设于径向滑道的第二电机连接，径向滑道与设于轴向滑道的第一电机连接。

5.根据权利要求4所述的一种擦洗用无人机装置，其特征在于，所述轴向滑道与所述的径向滑道均为倒T字型滑道；

所述第一电机通过连杆与所述径向滑道的下端面连接。

6.根据权利要求1所述的一种擦洗用无人机装置，其特征在于，所述喷气推进机构包括设于无人机本体端侧的喷气发动机，喷气发动机设置喷气进气口和喷气出气口，所述无人机本体设置开口。

7.权利要求1-6中任一项所述的一种擦洗用无人机装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

无人机本体在操控器的操纵下飞到被擦洗物件处；

动力机构动作，带动伸缩杆伸出，擦洗部件与被擦洗物件接触；

擦洗部件在伸缩杆带动下在水平方向内实现往复运动，从而对被擦洗物件进行往复清洗，通过调整无人机本体的高度，实现在高度范围内的清洗。

Images