CN111959790A - 一种用于喷涂的飞行装置及其控制方法 - Google Patents

一种用于喷涂的飞行装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种用于喷涂的飞行装置，包括遥控器和飞行平台，飞行平台包括翼部、壳体和支撑脚，翼部以壳体中心为基准呈环形阵列的方式固定安装；壳体固定安装于翼部的下方，壳体正面的左右两侧分别设有第一红外探头和第二红外探头，第一红外探头和第二红外探头均包括红外发射器及红外接收窗口，第一红外探头和第二红外探头之间还设有摄像头；壳体的底部设有安装座，安装座用于放置高压喷罐，安装座上固定设有电动喷头，电动喷头与驱动模块电联接，电动喷头的一端固定连接有喷管，另一端与高压喷罐连通；壳体的内部设有控制组件。本发明的目的在于提出一种用于喷涂的飞行装置，该装置能够代替人工进行高空喷涂作业。

Description

一种用于喷涂的飞行装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及建筑维护技术领域，特别是一种用于喷涂的飞行装置及其控制方法。
背景技术
现有技术中，对建筑外墙的渗漏修复往往都是通过蜘蛛人，人工进行施工，不但人工成本高，并且工作人员是高空作业，所以具有较高的风险。
外墙渗漏修复工作，有较多的修复方式，从工作量大的破拆修补到简单的防渗涂料喷涂，可以根据情况选择修复方式，但是常见的外墙渗漏修复工作，在墙体的外表面喷涂防渗涂料，是较为关键的环节。因此，针对外墙防渗涂料的喷涂，需要开发一种代替人工的喷涂方案。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种用于喷涂的飞行装置，该装置能够代替人工进行高空喷涂作业。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于喷涂的飞行装置，包括遥控器和飞行平台，所述飞行平台包括翼部和壳体，翼部以壳体中心为基准呈环形阵列的方式固定安装，多个翼部的外端安装有电动螺旋桨；
壳体内设置有控制组件，控制组件包括MCU、驱动模块、第一信号收发模块、校准模块和电源模块；
电源模块分别与各模块单独连接，为各模块供电；
MCU分别单独与校准模块、驱动模块及第一信号收发模块电连接，MCU通过第一信号收发模块与遥控器进行信息交互，并根据从第一信号收发模块接收到的信号生成对应的控制信号，发送至校准模块及驱动模块；
驱动模块根据从MCU接收到的控制信号来控制各个电动螺旋桨的转速；
校准模块分别单独与第一红外探头和第二红外探头连接，校准模块内设有校准时间阈值，用于对第一时间差信号与第二时间差信号进行判断，驱动模块根据接收到的校准控制信号控制各个电动螺旋桨的转速；
壳体的底部设有安装座，安装座上设有高压喷罐，安装座上固定设有电动喷头，电动喷头与高压喷罐连通；
电动喷头与驱动模块连接，电动喷头连通于高压喷罐；遥控器依次通过第一信号收发模块、MCU、驱动模块控制电动喷头开始或停止喷涂。
较佳地，所述遥控器包括电源模块、控制模块、显示模块与第二信号收发模块；
电源模块连接有电池，分别为控制模块、显示模块与第二信号收发模块供电；显示模块连接有显示屏，显示模块中预存储有中心校准点信息，用于在显示屏上显示中心校准点；
第二信号收发模块用于与飞行平台的第一信号收发模块进行信息交互。
较佳地，所述遥控器包括有启动、前、后、左、右、升、降、校准、及喷涂按钮，控制模块还分别与各个按钮连接，把按钮生成的控制信号发送到第二信号收发模块传送至飞行平台的第一信号收发模块。
较佳地，所述电动喷头的一端固定连接有喷管；
喷管为硬管，喷管的出口伸出于飞行平台的翼部的轮廓的外圈。
较佳地，还包括支脚，支脚设有两组，两组支脚分别固定安装于壳体的底部的两侧；
支脚由三边构成，支脚呈“U”形结构，支脚的底部为片状硬质件，支脚13的高度大于安装座底部到壳体的底部的高度。
进一步地，还设有透明挡板，透明挡板以遮挡方式固定安装于第一红外探头和第二红外探头及摄像头的前方；
透明挡板固定安装于翼部。
进一步地，挡板为玻璃、透明亚克力、聚苯乙烯、聚碳酸脂、苯乙烯丙烯腈或苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种。
一种应用于所述的飞行装置的喷涂控制方法，包括以下步骤：
S1.通过遥控器控制飞行平台移动，使显示屏中的中心校准点对建筑物的准漏水点；
S2.进入校准模式，MCU通过驱动模块控制各个电动螺旋桨的转速，来控制飞行平台与建筑物的距离，使第一时间差信号与第二时间差信号均在设定的时间阈值内；
S3.进入喷涂模式，飞行平台按照MCU预设的喷涂飞行速度，且根据遥控器的左、右、升或降按钮生成的信号来进行移动。
在维持步骤S2所述的校准模式的同时，进入步骤S3所述的喷涂模式。
进入喷涂模式后，MCU不对遥控器的前或后按钮生成的信号产生动作。
本发明的有益效果：方案通过设置遥控器和飞行平台，在飞行平台设置校准模块和电动喷头，使工作人员在地面通过遥控器控制飞行平台，控制飞行平台对高空漏水点进行防漏喷涂，装置安装了第一红外探头、第二红外探头和校准模块，通过校准模块内设置的时间阈值，对第一时间差信号与第二时间差信号进行判断，控制各个电动螺旋桨的转速，避免飞行平台在工作过程中和建筑物发生碰撞，以此为基础，能够以飞行平台沿着建筑物的外轮廓进行飞行。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的整体结构的主视视角示意图；
图2是本发明的一个实施例的整体结构的侧视视角示意图；
图3是本发明的一个实施例的控制组件和遥控器的各个模块的连接关系示意图。
其中：翼部11、壳体12、支撑脚、安装座14、摄像头2、第一红外探头31、第二红外探头32、高压喷罐4、电动喷头5、喷管51。
具体实施方式
下面将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付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1
本发明的一种用于喷涂的飞行装置的实施方式之一，如图1至3所示，一种用于喷涂的飞行装置，包括遥控器和飞行平台，所述飞行平台包括翼部11和壳体12，翼部11以壳体12中心为基准呈环形阵列的方式固定安装，多个翼部11的外端安装有电动螺旋桨；
壳体内设置有控制组件，控制组件包括MCU、驱动模块、第一信号收发模块、校准模块和电源模块；
电源模块分别与各模块单独连接，为各模块供电；
MCU分别单独与校准模块、驱动模块及第一信号收发模块电连接，MCU通过第一信号收发模块与遥控器进行信息交互，并根据从第一信号收发模块接收到的信号生成对应的控制信号，发送至校准模块及驱动模块；
驱动模块根据从MCU接收到的控制信号来控制各个电动螺旋桨的转速；
校准模块分别单独与第一红外探头31和第二红外探头32连接，校准模块内设有校准时间阈值，用于对第一时间差信号与第二时间差信号进行判断，驱动模块根据接收到的校准控制信号控制各个电动螺旋桨的转速；
壳体12的底部设有安装座14，安装座14上设有高压喷罐4，安装座14上固定设有电动喷头5，电动喷头5与高压喷罐4连通；
电动喷头5与驱动模块连接，电动喷头连通于高压喷罐4；遥控器依次通过第一信号收发模块、MCU、驱动模块控制电动喷头5开始或停止喷涂。
方案通过设置遥控器和飞行平台，在飞行平台设置校准模块和电动喷头，使工作人员在地面通过遥控器控制飞行平台，控制飞行平台对高空漏水点进行防漏喷涂，装置安装了第一红外探头31、第二红外探头32和校准模块，通过校准模块内设置的时间阈值，对第一时间差信号与第二时间差信号进行判断，控制各个电动螺旋桨的转速，避免飞行平台在工作过程中和建筑物发生碰撞，以此为基础，能够以飞行平台沿着建筑物的外轮廓进行飞行。
高压喷灌4内置有加压的清水、加压的防水涂料或加压的清洗液。高压喷灌4采用插拔的方式与电动喷头5连接，方便替换。在进行喷涂之前，无人机1可使用内置有加压的清水的高压喷灌4对墙面进行清洗，然后通过插拔的方式快速替换成内置有防水涂料的高压喷灌4，再去进行喷涂。若有多个漏水点，涂料用完后，可回到地面快速更换下一灌内置有防水涂料的高压喷灌4。完成喷涂后，插拔替换成内置有加压的清洗液可直接对电动喷头5及喷灌51进行清洗。高压喷灌4的容积为1L。1L的防水涂料、清水或清洗液重量较轻，不会在重量上给无人机1造成负担。且1L的防水涂料能够喷涂的面积略大于一平方，而墙面渗漏往往是多点小面积的渗漏，在轻量化的同时，也能满足方便施工的需求。
其中，所述遥控器包括电源模块、控制模块、显示模块与第二信号收发模块；
电源模块连接有电池，分别为控制模块、显示模块与第二信号收发模块供电；显示模块连接有显示屏，显示模块中预存储有中心校准点信息，用于在显示屏上显示中心校准点；
第二信号收发模块用于与飞行平台的第一信号收发模块进行信息交互。
此外，所述遥控器包括有启动、前、后、左、右、升、降、校准、及喷涂按钮，控制模块还分别与各个按钮连接，把按钮生成的控制信号发送到第二信号收发模块传送至飞行平台的第一信号收发模块。
本方案的遥控器用于控制飞行装置工作，主要将控制命令通过第二信号收发模块将控制命令发送到飞行平台的第一信号收发模块上。启动后，可通过遥控器遥控飞行平台进行飞行，摄像头2拍摄到的视频信号发送到显示模块，并通过连接的显示屏进行显示。操作人员可通过遥控器上的显示屏观察建筑物外墙的渗漏情况。其中，显示屏上显示有中心校准点，用来表示喷管51的喷涂中心点。
发现漏水点之后，通过控制飞行平台移动，使中心校准点对准漏水点，点击遥控器上的校准按钮，遥控器上的控制模块生成校准信号，并把校准信号依次通过遥控器的第二信号收发模块与飞行平台的第一信号收发模块，发送到MCU，MCU进入校准模式，校准模块分别控制第一红外探头及第二红外探头的红外发射器射出红外线，射出的红外线经过墙面分别反射到对应的红外接收窗口；校准模块内置有时间阈值范围，分别计算第一红外探头31和第二红外探头32与红外的发送和接收的时间差，并对计算的时间差与设定的时间阈值范围进行对比，判断计算的时间差是大于设定的时间阈值范围、位于设定的时间阈值范围内还是小于设定的时间阈值范围，生成校准判断信号，并把校准判断信号发送到MCU，MCU根据就收到的校准判断信号生成校准驱动信号，并发送到驱动模块，驱动模块根据校准驱动信号来驱动各电机。两个红外探头的红外信号收发的时间差均处于时间阈值内时(即两个红外探头离墙面的距离均等于所需的距离，该距离一般为1米)，MCU判断为完成校准，进入喷涂模式，此时，MCU不对遥控器前、后按钮生成的信号产生动作，遥控器仅能控制无人机1进行左、右、升、降移动，且移动速度被锁定在每米2.6秒，以保证喷涂防水涂料时的喷涂厚度。此时，按下遥控器的喷涂按钮，遥控器的控制模块生成喷涂信号，并把喷涂信号发送到MCU，MCU通过驱动模块控制电动喷头5进行喷涂。
实施例2
本发明的一种用于喷涂的飞行装置，本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，所述电动喷头的一端固定连接有喷管51；
喷管51为硬管，喷管51的出口伸出于飞行平台的翼部11的轮廓的外圈。
喷管伸出于翼部11的轮廓的外圈，这个方案尽可能地避免喷涂涂料沾染在飞行平台上。
实施例3
本发明的一种用于喷涂的飞行装置，本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，还包括支脚13，支脚13设有两组，两组支脚13分别固定安装于壳体12的底部的两侧；
支脚13由三边构成，支脚13呈“U”形结构，支脚13的底部为片状硬质件，支脚13的高度大于安装座14底部到壳体12的底部的高度。
此外，还设有透明挡板6，透明挡板6以遮挡方式固定安装于第一红外探头31和第二红外探头32及摄像头2的前方；
透明挡板6固定安装于翼部11。
透明挡板6设置在第一红外探头31和第二红外探头32及摄像头2的前端，卡合在翼部11下，用于阻挡飞溅的喷涂介质，避免第一红外探头31、第二红外探头32及摄像头2被喷涂介质沾染。
实施例4
本发明的一种用于喷涂的飞行装置，本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例3的区别在于，挡板6为玻璃、透明亚克力、聚苯乙烯、聚碳酸脂、苯乙烯丙烯腈或苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种。
实施例5
本发明的一种应用于所述的飞行装置的喷涂控制方法的实施方式之一，包括以下步骤：
S1.通过遥控器控制飞行平台移动，使显示屏中的中心校准点对建筑物的准漏水点；
S2.进入校准模式，MCU通过驱动模块控制各个电动螺旋桨的转速，来控制飞行平台与建筑物的距离，使第一时间差信号与第二时间差信号均在设定的时间阈值内；
S3.进入喷涂模式，飞行平台按照MCU预设的喷涂飞行速度，且根据遥控器的左、右、升或降按钮生成的信号来进行移动。
此外，在维持步骤S2所述的校准模式的同时，进入步骤S3所述的喷涂模式。MCU进入喷涂模式后，依旧通过校准模块进行距离的自动校准，即便在高空中也能保证喷涂距离，不受风速影响。
与此同时，由于在喷涂模式下，校准模块依旧实时地进行校准，始终保持两个红外探头离墙面的距离均等于所需的距离，即便建筑物外墙为曲面，也能自动的保持适当的喷涂距离，保证喷涂质量。
更进一步地，进入喷涂模式后，进入喷涂模式后，MCU不对遥控器的前或后按钮生成的信号产生动作，以避免人为误操作影响喷涂质量。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于喷涂的飞行装置，包括遥控器和飞行平台，其特征在于，所述飞行平台包括翼部和壳体，翼部以壳体中心为基准呈环形阵列的方式固定安装，多个翼部的外端安装有电动螺旋桨；
壳体内设置有控制组件，控制组件包括MCU、驱动模块、第一信号收发模块、校准模块和电源模块；
电源模块分别与各模块单独连接，为各模块供电；
MCU分别单独与校准模块、驱动模块及第一信号收发模块电连接，MCU通过第一信号收发模块与遥控器进行信息交互，并根据从第一信号收发模块接收到的信号生成对应的控制信号，发送至校准模块及驱动模块；
驱动模块根据从MCU接收到的控制信号来控制各个电动螺旋桨的转速；
校准模块分别单独与第一红外探头和第二红外探头连接，校准模块内设有校准时间阈值，用于对第一时间差信号与第二时间差信号进行判断，驱动模块根据接收到的校准控制信号控制各个电动螺旋桨的转速；
壳体的底部设有安装座，安装座上设有高压喷罐，安装座上固定设有电动喷头，电动喷头与高压喷罐连通；
电动喷头与驱动模块连接，电动喷头连通于高压喷罐；遥控器依次通过第一信号收发模块、MCU、驱动模块控制电动喷头开始或停止喷涂。
2.根据权利要求1所述的用于喷涂的飞行装置，其特征在于，所述遥控器包括电源模块、控制模块、显示模块与第二信号收发模块；
电源模块连接有电池，分别为控制模块、显示模块与第二信号收发模块供电；显示模块连接有显示屏，显示模块中预存储有中心校准点信息，用于在显示屏上显示中心校准点；
第二信号收发模块用于与飞行平台的第一信号收发模块进行信息交互。
3.根据权利要求1所述的用于喷涂的飞行装置，其特征在于，所述遥控器包括有启动、前、后、左、右、升、降、校准、及喷涂按钮，控制模块还分别与各个按钮连接，把按钮生成的控制信号发送到第二信号收发模块传送至飞行平台的第一信号收发模块。
4.根据权利要求1所述的用于喷涂的飞行装置，其特征在于，所述电动喷头的一端固定连接有喷管；
喷管为硬管，喷管的出口伸出于飞行平台的翼部的轮廓的外圈。
5.根据权利要求1所述的用于喷涂的飞行装置，其特征在于，还包括支脚，支脚设有两组，两组支脚分别固定安装于壳体的底部的两侧；
支脚由三边构成，支脚呈“U”形结构，支脚的底部为片状硬质件，支脚13的高度大于安装座底部到壳体的底部的高度。
6.根据权利要求1所述的用于喷涂的飞行装置，其特征在于，还设有透明挡板，透明挡板以遮挡方式固定安装于第一红外探头和第二红外探头及摄像头的前方；
透明挡板固定安装于翼部。
7.根据权利要求6所述的用于喷涂的飞行装置，其特征在于，挡板为玻璃、透明亚克力、聚苯乙烯、聚碳酸脂、苯乙烯丙烯腈或苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种。
8.一种应用于权利要求1-7任一项所述的飞行装置的喷涂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.通过遥控器控制飞行平台移动，使显示屏中的中心校准点对建筑物的准漏水点；
S2.进入校准模式，MCU通过驱动模块控制各个电动螺旋桨的转速，来控制飞行平台与建筑物的距离，使第一时间差信号与第二时间差信号均在设定的时间阈值内；
S3.进入喷涂模式，飞行平台按照MCU预设的喷涂飞行速度，且根据遥控器的左、右、升或降按钮生成的信号来进行移动。
9.根据权利要求8所述的一种喷涂控制方法，其特征在于：
在维持步骤S2所述的校准模式的同时，进入步骤S3所述的喷涂模式。
10.根据权利要求8或9所述的一种喷涂控制方法，其特征在于：
进入喷涂模式后，MCU不对遥控器的前或后按钮生成的信号产生动作。
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