CN110584527B - 一种用于高楼外墙体清洁的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高楼外墙体清洁的无人机，包括无人机本体上的清洁机构，能够对高楼外墙进行清洁，通过供液器提供清洁液并从喷管喷出对高楼外墙冲洗，再通过控制旋翼带动无人机本体使清洁擦在高楼外墙上移动擦去污物，能够提高效率和清洁效果；机壳为内部中空的圆柱形结构，无人机本体到达指定高度后通过转向舵机控制两个旋翼偏转角度，使机壳与高楼外墙接触，在旋翼的作用下机壳向上滚动使清洁擦与玻璃接触，让无人机本体带动清洁擦在高楼外墙上移动，便能够快速除去表面污物，并且旋翼能够快速风干高楼外墙表面水分防止二次污染。

Description

一种用于高楼外墙体清洁的无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种用于高楼外墙体清洁的无人机。

背景技术

随着社会科技的高速发展，高层的建筑越来越多，其高度都在几十米甚至上百米；而这些建筑外墙表面基本上是玻璃、瓷砖、或其他板材材质，对其清洁成为了当前的一大难题。在实现本发明创造的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1.目前，城市摩天大楼外墙的清洁主要采用人工清洗方式,即"一人一绳式"的"蜘蛛人"清洗，此方法不仅效率低下，需专业人士操作、成本高昂，而且存在极大的安全隐患；

2.目前虽然有采用无人机清理大楼的外墙表面，其中有一种通过表面吸附技术将无人机飞行到设定的位置后固定到外墙表面上再进行清洁作业，但是这种方式清洁效率低，且整个机身的重量都施加在外墙表面上，极易造成外墙表面损坏，而且设备沉重且吸附力不稳定，容易造成机毁；

3.还有一种通过无人机直接向外墙表面进行喷水的方式清洁，清洁方式单一，清洁效果不好，还浪费大量水资源，若增加水压依然会对外墙表面造成损伤。

4.而且上述2和3中通过无人机对大楼的外墙表面清洁时，需始终注意防止无人机与大楼的外墙碰撞，操作者操作时有心理压力和负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够便于清洁高楼外墙表面，不对高楼外墙造成损坏并且能够提高清洁效果的清洁无人机。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于高楼外墙体清洁的无人机，包括无人机本体，所述无人机本体包括机壳、供电器和两个驱动装置，所述驱动装置包括旋翼、旋翼连接轴和能够调节旋翼角度的转向舵机，所述转向舵机固定于机壳内部，所述旋翼借助旋翼连接轴与转向舵机连接，所述供电器能够为旋翼旋转和转向舵机提供电力；其特征在于：还包括位于无人机本体上的清洁机构；

所述机壳为内部中空的圆柱形结构，且机壳外环面上覆有缓冲层；两个所述旋翼对称设于机壳外轴向方向两端，且在旋翼的作用下能够使机壳的外环面与墙壁接触并在上面滚动；

所述清洁机构包括清洁擦、喷管和供液器；所述机壳顶部具有一平台，所述平台上对称固定有两个及以上个支架，所述支架的长度方向与机壳轴向方向一致，所述清洁擦的数量和长度与支架一致，且分别固定于支架上；所述喷管固定于平台上，且喷管位于两个支架之间；所述供液器与喷管连接能够将清洁液从喷管喷出；

所述机壳内部于前端固定有摄像头，且于摄像头所在位置的机壳外环面上开设有观察孔，所述摄像头能够透过观察孔观察到飞行方向的外界环境。

进一步的技术方案在于：所述供液器包括储液箱和清洁液泵，所述储液箱固定于机壳内部用于存放清洁液，所述清洁液泵固定于储液箱内能够将清洁液输送至喷管并使清洁液从喷管喷出，所述清洁液泵由供电器为其提供电力。

进一步的技术方案在于：所述旋翼连接轴上于旋翼同轴心位置固定有保护环。

进一步的技术方案在于：所述旋翼连接轴为两段式结构通过对接结构连接成整体，所述对接结构位于机壳外部，且通过对接结构能够使旋翼连接轴连接旋翼的一端折向竖直方向与机壳侧面平行。

进一步的技术方案在于：所述对接结构包括第一对接端、第二对接端和螺栓销，所述第一对接端与第二对接端借助水平设置的转轴转动连接，且转轴与第一对接端固定，所述螺栓销螺纹连接于第二连接端上并且贯穿转轴。

进一步的技术方案在于：所述机壳外侧开设有与旋翼和保护环相匹配的凹槽。

进一步的技术方案在于：所述支架顶部开设有卡槽，所述清洁擦底部位于卡槽内，且清洁擦顶部凸出支架。

进一步的技术方案在于：所述喷管长度方向与支架长度方向一致，所述喷管顶部沿径向方向开设有喷头。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

机壳为内部中空的圆柱形结构，两个所述旋翼对称设于机壳外轴向方向两端，无人机本体到达指定高度后通过转向舵机控制两个旋翼偏转角度，使无人机与高楼外墙接触，在旋翼的作用下机壳向上滚动使清洁擦与玻璃接触，通过无人机本体带动清洁擦在高楼外墙上移动，便能够快速除去表面污物，并且无人机本体的重量并完全没有附加到高楼外墙上，不会对高楼外墙造成损坏，并且旋翼能够快速风干高楼外墙表面水分防止二次污染；

无人机本体上的清洁机构，能够对高楼外墙进行清洁，具体的，通过供液器提供清洁液并从喷管喷出对高楼外墙冲洗，再通过无人机本体带动清洁擦在高楼外墙上移动擦去污物，能够提高效率和清洁效果，并且不需要通过人工清洁，消除此安全隐患；

机壳外环面上覆有缓冲层，能够在机壳与高楼外墙接触时提供缓冲，防止撞击损坏高楼外墙；

操控无人机本体只要使清洁擦与高楼外墙和玻璃接触后整体的稳定性会显著提高，在清洁过程中无需担心与高楼外墙和玻璃发生撞击，减小操作者的压力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明所述观察孔和对接结构的结构示意图；

图3是本发明所述机壳内部的结构示意图；

图4是本发明所述机壳与高楼外墙接触时的状态示意图；

图5是本发明所述机壳与高楼外墙接触后在旋翼作用下翻转的状态示意图；

图6是本发明所述清洁擦与高楼外墙接触后的状态示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图6所示，一种用于高楼外墙体清洁的无人机，包括无人机本体，所述无人机本体包括机壳1、供电器和两个驱动装置，所述驱动装置包括旋翼2、旋翼连接轴3和能够调节旋翼2角度的转向舵机4，所述转向舵机4固定于机壳1内部，所述旋翼2借助旋翼连接轴3与转向舵机4连接，所述供电器能够为旋翼2旋转和转向舵机4提供电力；还包括位于无人机本体上的清洁机构；所述机壳1为内部中空的圆柱形结构，且机壳1外环面上覆有缓冲层5；两个所述旋翼2对称设于机壳1外轴向方向两端，且在旋翼2的作用下能够使机壳1的外环面与墙壁接触并在上面滚动；所述清洁机构包括清洁擦71、喷管72和供液器；所述机壳1顶部具有一平台73，所述平台73上对称固定有两个及以上个支架74，所述支架74的长度方向与机壳1轴向方向一致，所述清洁擦71的数量和长度与支架74一致，且分别固定于支架74上；所述喷管72固定于平台73上，且喷管72位于两个支架74之间；所述供液器与喷管72连接能够将清洁液从喷管72喷出；所述机壳1内部于前端固定有摄像头75，且于摄像头75所在位置的机壳1外环面上开设有观察孔76，所述摄像头75能够透过观察孔76观察到飞行方向的外界环境。

使用时，控制无人机本体上升至指定高度，通过摄像头75将观察到周围环境传递至显示设备上，主要观察高楼外墙，通过舵机控制旋翼2偏转使机壳1的外环面与高楼外墙接触，在旋翼2的推力作用下机壳1在高楼外墙上翻转使清洁擦71与高楼外墙接触，调整旋翼2角度使无人机本体带动清洁擦71在高楼外墙滑动，上述过程机壳1姿态如图4-6所示，此过程中通过供液器提供清洁液并从喷管72喷出对高楼外墙冲洗，供液器可以是从地面直接将清洁液泵送至喷管72，能够持续提供清洁液，也可以通无人机本体携带；供电器可以为地面的电源直接为无人机本体持续提供电力，也可以是无人机本体携带蓄电池；缓冲层为橡胶材料；机壳1底部固定有着陆架6，观察孔76处用透明材料密封，可以采用玻璃。

无人机本体上的清洁机构，能够对高楼外墙进行清洁，具体的，通过供液器提供清洁液并从喷管72喷出对高楼外墙冲洗，再通过无人机本体带动清洁擦71在高楼外墙上移动擦去污物，能够提高效率和清洁效果，并且不需要通过人工清洁，消除此安全隐患；机壳1为内部中空的圆柱形结构，两个所述旋翼2对称设于机壳1外轴向方向两端，无人机本体到达指定高度后通过转向舵机4控制两个旋翼2偏转角度，使无人机与高楼外墙接触，在旋翼2的作用下机壳1向上滚动使清洁擦71与玻璃接触，通过无人机本体带动清洁擦71在高楼外墙上移动，便能够快速除去表面污物，并且无人机本体的重量并完全没有附加到高楼外墙上，不会对高楼外墙造成损坏，并且旋翼2能够快速风干高楼外墙表面水分防止二次污染；机壳1外环面上覆有缓冲层5，能够在机壳1与高楼外墙接触时提供缓冲，防止撞击损坏高楼外墙，并且只要清洁擦71与高楼外墙和玻璃接触后整体的稳定性会显著提高，在清洁过程中无需担心与高楼外墙和玻璃发生撞击，减小操作者的压力。

供液器包括储液箱8和清洁液泵，所述储液箱8固定于机壳1内部用于存放清洁液，所述清洁液泵固定于储液箱8内能够将清洁液输送至喷管72并使清洁液从喷管72喷出，所述清洁液泵由供电器为其提供电力，这种方式适用于临时小面积清洗，不受周围环境影响。

旋翼连接轴3上于旋翼2同轴心位置固定有保护环9，保护环9能够保护旋翼2防止其与外物接触受损使无人机本体失去动力。

旋翼连接轴3为两段式结构通过对接结构连接成整体，所述对接结构位于机壳1外部，且通过对接结构能够使旋翼连接轴3连接旋翼2的一端折向竖直方向与机壳1侧面平行，通过对接结构可以将旋翼2收起，便于存放和移运，对接结构可以采用铰接的方式。

对接结构包括第一对接端31、第二对接端32和螺栓销33，所述第一对接端31与第二对接端32借助水平设置的转轴转动连接，且转轴与第一对接端31固定，所述螺栓销33螺纹连接于第二连接端上并且贯穿转轴，收起旋翼2时，将螺栓销33拆掉即可，使用时，将旋翼2恢复后用螺栓销33固定。

机壳1外侧开设有与旋翼2和保护环9相匹配的凹槽11，使旋翼2收起后便于存放，还能够起到保护旋翼2的作用。

支架74顶部开设有卡槽741，所述清洁擦71底部位于卡槽741内，且清洁擦71顶部凸出支架74，可以保证清洁擦71与高楼外墙相对摩擦移动时的稳定性。

喷管72长度方向与支架74长度方向一致，所述喷管72顶部沿径向方向开设有喷头721，能够保证清洁擦71与高楼外墙接触的位置度喷有清洁液，防止清洁擦71与高楼外墙干摩擦。

本发明不仅可用于表面光滑的高楼外墙，还可用于特殊建筑的房顶，大型雕塑或广告牌等相关场所的清洁，还能够适用与地面成夹角的墙壁。

以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于高楼外墙体清洁的无人机，包括无人机本体，所述无人机本体包括机壳(1)、供电器和两个驱动装置，所述驱动装置包括旋翼(2)、旋翼连接轴(3)和能够调节旋翼(2)角度的转向舵机(4)，所述转向舵机(4)固定于机壳(1)内部，所述旋翼(2)借助旋翼连接轴(3)与转向舵机(4)连接，所述供电器能够为旋翼(2)旋转和转向舵机(4)提供电力；其特征在于：还包括位于无人机本体上的清洁机构；

所述机壳(1)为内部中空的圆柱形结构，且机壳(1)外环面上覆有缓冲层(5)；两个所述旋翼(2)对称设于机壳(1)外轴向方向两端，且在旋翼(2)的作用下能够使机壳(1)的外环面与墙壁接触并在上面滚动；

所述清洁机构包括清洁擦(71)、喷管(72)和供液器；所述机壳(1)顶部具有一平台(73)，所述平台(73)上对称固定有两个及以上个支架(74)，所述支架(74)的长度方向与机壳(1)轴向方向一致，所述清洁擦(71)的数量和长度与支架(74)一致，且分别固定于支架(74)上；所述喷管(72)固定于平台(73)上，且喷管(72)位于两个支架(74)之间；所述供液器与喷管(72)连接能够将清洁液从喷管(72)喷出；

通过舵机控制旋翼（2）偏转使机壳（ 1） 的外环面与高楼外墙接触，在旋翼（2）的推力作用下机壳（1）在高楼外墙上翻转使清洁擦（71）与高楼外墙接触，调整旋翼（2）角度使无人机本体带动清洁擦（71）在高楼外墙滑动；

所述机壳(1)内部于前端固定有摄像头(75)，且于摄像头(75)所在位置的机壳(1)外环面上开设有观察孔(76)，所述摄像头(75)能够透过观察孔(76)观察到飞行方向的外界环境。

2.根据权利要求1所述的一种用于高楼外墙体清洁的无人机，其特征在于：所述供液器包括储液箱(8)和清洁液泵，所述储液箱(8)固定于机壳(1)内部用于存放清洁液，所述清洁液泵固定于储液箱(8)内能够将清洁液输送柱喷管(72)并使清洁液从喷管(72)喷出，所述清洁液泵由供电器为其提供电力。

3.根据权利要求1所述的一种用于高楼外墙体清洁的无人机，其特征在于：所述旋翼连接轴(3)上于旋翼(2)同轴心位置固定有保护环(9)。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于高楼外墙体清洁的无人机，其特征在于：所述旋翼连接轴(3)为两段式结构通过对接结构连接成整体，所述对接结构位于机壳(1)外部，且通过对接结构能够使旋翼连接轴(3)连接旋翼(2)的一端折向竖直方向与机壳(1)侧面平行。

5.根据权利要求4所述的一种用于高楼外墙体清洁的无人机，其特征在于：所述对接结构包括第一对接端(31)、第二对接端(32)和螺栓销(33)，所述第一对接端(31)与第二对接端(32)借助水平设置的转轴转动连接，且转轴与第一对接端(31)固定，所述螺栓销(33)螺纹连接于第二连接端上并且贯穿转轴。

6.根据权利要求5所述的一种用于高楼外墙体清洁的无人机，其特征在于：所述机壳(1)外侧开设有与旋翼(2)和保护环(9)相匹配的凹槽(11)。

7.根据权利要求1所述的一种用于高楼外墙体清洁的无人机，其特征在于：所述支架(74)顶部开设有卡槽(741)，所述清洁擦(71)底部位于卡槽(741)内，且清洁擦(71)顶部凸出支架(74)。

8.根据权利要求1所述的一种用于高楼外墙体清洁的无人机，其特征在于：所述喷管(72)长度方向与支架(74)长度方向一致，所述喷管(72)顶部沿径向方向开设有喷头(721)。

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