CN110525678A - 一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置，包括无人机、DC‑DC变压器、角度传感器、拉力传感器、清扫辊、支撑杆、第一连杆、第二连杆、第一万向联轴器、第二万向联轴器、配重块、无线传输模块、摄像头以及远程无线通信模块；支撑杆的一端连接清扫辊，支撑杆的另一端连接配重块；支撑杆与第一连杆垂直且固定连接；第一连杆的一端通过拉力传感器连接系留电缆，第一连杆的另一端通过第一万向联轴器连接第二连杆的一端，第二连杆的另一端通过第二万向联轴器连接无人机；系留电缆的高压线缆经过第一连杆、第二连杆连接DC‑DC变压器，系留电缆的供水通道经过支撑杆连接清扫辊。本发明用于高大建筑物外墙清洁、喷涂、维护等高危工作。

Description

一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置。
背景技术
系留旋翼无人机是一种依靠无人机旋翼旋转产生浮力，克服其自身及负载重力作用实现在空中悬浮、上升、下降等动作，同时使用多功能系留缆绳将其栓在地面阵地或牵引系留车上，依靠多功能缆绳实现在空中长时间定点停留，可控制其在大气中悬浮高度的浮空飞行器，系留无人机具有留空时间较长，使用成本低、维护方便等特点，但系留无人机存在以下问题：首先，无人机在飞升过程中，随着高度的提升，无人机的负荷(系留绳自重)越来越大。无人机的大部分功率用来克服系留系统的自身重力，能源效率低下；第二、下系留无人机需要较为完备的供给设备，占地面积较大，另外系统部署时间较长，人员要求较多。典型的系留无人机系统示意图如图1所示。
另外，系留无人机系统可以查询如下专利：一种新型系留无人机(CN201811213381)、一种智能系留无人机系统(CN109050868A)、一种系留无人机供电系统(CN108767908A)、一种系留无人机交通灯系统及其工作方法 (CN108766000A)等。
系留无人机系统主要存在的问题是：随着无人机高度的提升，无人机的系留线缆带来的负载越来越大，无人机旋翼产生的升力越来越多的用作克服系留线缆重力，系统的能量利用率随着无人机高度的提升显著下降，由于无人机功率有限，而随着无人机高度的提升，所要求的输入功率越来越大，为了防止损坏无人机，则要保证无人机的飞行高度不能过高，因此无人机的飞行高度受到严重限制；另外因为飞机依靠自身的动力控制姿态保持平稳飞行，飞行系统出现问题会导致坠毁等意外事件发生。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置。悬挂线缆通过安装在高处的自动绞盘系统实现无人机自上而下的递送，可应用在高大建筑物的清洁、喷涂、维护等。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置，包括无人机、DC-DC 变压器、角度传感器、拉力传感器、清扫辊、支撑杆、第一连杆、第二连杆、第一万向联轴器、第二万向联轴器、配重块、无线传输模块、摄像头以及远程无线通信模块；
支撑杆的一端连接清扫辊，支撑杆的另一端连接配重块；
支撑杆与第一连杆垂直且固定连接；
第一连杆的一端通过拉力传感器连接系留电缆，第一连杆的另一端通过第一万向联轴器连接第二连杆的一端，第二连杆的另一端通过第二万向联轴器连接无人机；
无线传输模块设置于拉力传感器上；
角度传感器的一端与第一连杆连接，角度传感器的另一端与第二连杆连接；
系留电缆的高压线缆经过第一连杆、第二连杆连接DC-DC变压器，系留电缆的供水通道经过支撑杆连接清扫辊；
摄像头设置于支撑杆上，远程无线通信模块设置于无人机上。
进一步地，所述无人机为四旋翼无人机。
进一步地，所述DC-DC变压器为300V-24V的DC-DC变压器。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明无人机清洗装置的飞行高度不受系留绳的限制，可以用于高大建筑物外墙清洁、喷涂、维护等高危工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中典型的系留无人机系统示意图；
图2为本发明悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置的示意图；
附图标记说明：
9、无人机；10、DC-DC变压器；11、角度传感器；12、拉力传感器；13、清扫辊；14、支撑杆；15、第一连杆、16、第二连杆、17、第一万向联轴器； 18、第二万向联轴器；19、配重块；20、无线传输模块；21、摄像头；22、远程无线通信模块；23、玻璃幕墙。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图2所示，本发明提供一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置，包括无人机9、DC-DC变压器10、角度传感器11、拉力传感器12、清扫辊13、支撑杆14、第一连杆15、第二连杆16、第一万向联轴器17、第二万向联轴器18、配重块19、无线传输模块20、摄像头21以及远程无线通信模块22；
支撑杆14的一端连接清扫辊13，支撑杆14的另一端连接配重块19；
支撑杆14与第一连杆15垂直且固定连接；
第一连杆15的一端通过拉力传感器12连接系留电缆7，第一连杆15的另一端通过第一万向联轴器17连接第二连杆16的一端，第二连杆16的另一端通过第二万向联轴器18连接无人机9；
无线传输模块20设置于拉力传感器12上；
角度传感器11的一端与第一连杆15连接，角度传感器11的另一端与第二连杆16连接；
系留电缆7的高压线缆71经过第一连杆15、第二连杆16连接DC-DC变压器10，系留电缆7的供水通道73经过支撑杆14连接清扫辊13；
摄像头21设置于支撑杆14上，远程无线通信模块22设置于无人机9上。
本实施例中，所述无人机9为四旋翼无人机9。
本实施例中，所述DC-DC变压器10为300V-24V的DC-DC变压器10。
悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置其工作过程为：无人机清洗装置在系留线缆的拉力控制下实现竖直方向的运动。与此同时，无人机9通过改变自身姿态，使得支撑杆14前端的清扫辊13与墙面相接触。在接触力F 的作用下，第一连杆15和第二连杆16之间会产生一定的夹角。此夹角被角度传感器11测量。如果测量到的角度小于180°，说明清扫辊13与墙面正在接触。调整无人机姿态，可以调节第一连杆15、第二连杆16之间的夹角，从而间接调整清扫辊13与墙面的接触力，实现不同污渍的清理；竖直方向，拉力传感器12 实时测量系留线缆与无人机装置之间的拉力，并将此拉力信号通过无线传输模块20，发送给自动绞盘装置的无线收发模块。实现竖直方向的控制闭环。摄像头21主要用于实施拍摄清洗效果，并通过远程无线传输回地面站。
本发明无人机清洗装置的飞行高度不受系留绳的限制，可以用于高大建筑物外墙清洁、喷涂、维护等高危工作。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置，其特征在于，包括无人机、DC-DC变压器、角度传感器、拉力传感器、清扫辊、支撑杆、第一连杆、第二连杆、第一万向联轴器、第二万向联轴器、配重块、无线传输模块、摄像头以及远程无线通信模块；
支撑杆的一端连接清扫辊，支撑杆的另一端连接配重块；
支撑杆与第一连杆垂直且固定连接；
第一连杆的一端通过拉力传感器连接系留电缆，第一连杆的另一端通过第一万向联轴器连接第二连杆的一端，第二连杆的另一端通过第二万向联轴器连接无人机；
无线传输模块设置于拉力传感器上；
角度传感器的一端与第一连杆连接，角度传感器的另一端与第二连杆连接；
系留电缆的高压线缆经过第一连杆、第二连杆连接DC-DC变压器，系留电缆的供水通道经过支撑杆连接清扫辊；
摄像头设置于支撑杆上，远程无线通信模块设置于无人机上。
2.根据权利要求1所述的悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置，其特征在于，所述无人机为四旋翼无人机。
3.根据权利要求1所述的悬挂型建筑物外墙作业的多功能无人机清洗装置，其特征在于，所述DC-DC变压器为300V-24V的DC-DC变压器。
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