CN204683482U - 无人机智能清洁玻璃装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供无人机智能清洁玻璃装置，包括无人机、玻璃清洁装置和控制系统，所述无人机包括无人机机体、悬挂机构和用于接收定位信息的GPS定位系统，所述玻璃清洁装置通过所述悬挂机构悬挂于所述无人机机体的下方；所述玻璃清洁装置包括固定机构和清洁机构，所述清洁机构位于所述悬挂机构的下方，所述固定机构位于所述清洁机构的前端。本实用新型的积极效果是：自动化程度高，降低高危工作人员需求，极大减少人员伤亡，节省人工费用，提高工作效率。

Description

无人机智能清洁玻璃装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种无人机自动清洁玻璃装置。

背景技术

现在各大城市发展迅速，各种商务大厦都是钢结构框架形式，表面通过透明玻璃装饰，为了保证大厦表面质量安全，表面清洁、保养工作是一件棘手问题，大厦管理人员每年要定期对整座楼的表面玻璃进行清理、保养，这样就需要更多的高空工作人员。高空工作岗位是一项高危工作，必须通过层层测试获得高空操作证才可以进行高空作业。现阶段高空工作人员供不应求，虽然收入很高，高空工作人员也不愿意长期处于这种高危工作当中，该类人群流动性特别大，无法形成一个成熟的行业，而且较高的保养成本让很多大厦管理层无法接受，所以无法按要求对大厦外表面进行定期处理，导致大厦保养不足，容易出现表面质量问题，潜在危险越来越严重。为了解决该问题，必须开发一种可以替代高空人员操作的机器进行高楼表面清理、保养。

发明内容

本实用新型提供一种无人机自动清洁玻璃装置，自动化程度高，降低高危工作人员需求，极大减少人员伤亡，节省人工费用，提高工作效率。

为解决背景技术中的问题，本实用新型采用的技术方案是：无人机智能清洁玻璃装置，包括无人机、玻璃清洁装置和控制系统，所述无人机包括无人机机体、悬挂机构和用于接收定位信息的GPS定位系统，所述玻璃清洁装置通过所述悬挂机构悬挂于所述无人机机体的下方；

所述玻璃清洁装置包括固定机构和清洁机构，所述清洁机构位于所述悬 挂机构的下方，所述固定机构位于所述清洁机构的前端；

所述控制系统分别与悬挂机构、固定机构和清洁机构信号连接；

其中，无人机优选为四旋翼无人机。

进一步，所述固定机构包括第一强力吸盘，所述第一强力吸盘与第一抽气机连接。

进一步，所述清洁机构包括箱体及位于所述箱体前端的刮擦单元，所述箱体包括水箱和水泵，所述水泵的进水口与所述水箱连通，所述水泵的出水口通过水管与所述刮擦单元连通。

进一步，所述刮擦单元包括电机座、电机、刮臂和刮条，所述电机座位于所述箱体前端，所述电机位于所述电机座内，所述刮臂与电机转轴连接，所述刮条位于所述刮臂前端面；

所述刮臂内部设有空心层，所述水管与所述空心层连通，所述刮臂前端面设有若干喷水孔，所述喷水孔与所述空心层连通。

进一步，所述箱体前端面竖向对称设置有2个支撑板，所述第一强力吸盘固设于所述支撑板前端。

进一步，所述刮擦单元有2个，该2个刮擦单元对称设置，且每个所述刮擦单元的电机座分别固设于对应的2个所述支撑板前端。

进一步，还设有拍摄器，所述拍摄器与所述控制系统信号连接，所述拍摄器位于所述箱体底面前端，所述拍摄器外设有保护壳，所述保护壳上设有供拍摄器的镜头模组伸出到保护壳外的镜头安装孔及数个散热孔。

进一步，还设有红外探测仪，所述红外探测仪与所述控制系统信号连接，所述红外探测仪位于所述箱体底面前端。

进一步，所述悬挂机构为第二强力吸盘，所述第二强力吸盘用于吸住所述箱体的上表面，所述第二强力吸盘与第二抽气机连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型的自动化程度高，降低高危工作人员需求，极大减少人员伤亡，节省人工费用，提高工作效率；

2、本实用新型利用现有的雨刮器原理设计了清洁机构中的刮臂结构，且刮臂本体上设有喷水孔，即将现有雨刮器上的刮臂及喷雾机构合二为一，简化结构，并降低了该清洁机构的重量；

3、本实用新型根据红外线探测仪的光线折射率判断玻璃是否清洗干净，数据准确可靠，给地面站的工作人员提供重要参考数据；

4、本实用新型安装拍摄器，方便地面站的工作人员实时直观监控该玻璃清洁装置工作情况。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的局部机构示意图；

图3是本实用新型的玻璃清洁装置的结构示意图；

图4是图3的局部机构示意图；

图5是所述箱体的内部结构示意图。

图中：A、无人机，B、玻璃清洁装置，C、控制系统，1、无人机机体，2、悬挂机构，21、第二强力吸盘，3、GPS定位系统，4、固定机构，41、第一强力吸盘，5、清洁机构，51、箱体，511、水箱，512、水泵，52、刮擦单元，521、电机座，522、电机，523、刮臂，524、刮条，525、喷水孔，53、水管，54、支撑板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1-5所示，本实用新型的一种无人机智能清洁玻璃装置，包括无人机A、玻璃清洁装置B和控制系统C，所述无人机A包括无人机机体1、悬挂机构2和用于接收定位信息的GPS定位系统3，所述玻璃清洁装置B通过所述悬挂机构2悬挂于所述无人机机体2的下方，如图1所示；

所述玻璃清洁装置B包括固定机构4和清洁机构5，所述清洁机构5位于所述悬挂机构2的下方，所述固定机构4位于所述清洁机构5的前端，所述控制系统C用于接收地面信号，并控制所述悬挂机构悬挂玻璃清洁装置、所述固定机构与玻璃边缘固定和所述清洁机构清洁。

该玻璃清洁装置包括的固定机构和清洁机构都有独立的控制能力，并通过数据链路使数据互通汇总，最终以画面的形式显示在地面站上。

其中，所述固定机构4包括第一强力吸盘41，所述第一强力吸盘41与第一抽气机连接，控制系统感知无人机与待擦拭玻璃之间的相对位置，当达到贴合要求时，开启第一抽气机，使第一强力吸盘内部产生负压，实现第一强力吸盘与待擦拭玻璃间的牢固连接。

所述清洁机构5包括箱体51及位于所述箱体前端的刮擦单元52，所述箱体51包括水箱511和水泵512，如图5所示，所述水泵512的进水口与所述水箱511连通，所述水泵512的出水口通过水管53与所述刮擦单元52连通；

所述刮擦单元52包括电机座521、电机522、刮臂523和刮条524，所述电机座521位于所述箱体51前端，所述电机522位于所述电机座521内，所述刮臂523与电机转轴连接，所述刮条524位于所述刮臂523前端面，如图2-4所示；

所述刮臂523内部设有空心层，所述水管53与所述空心层连通，所述刮臂523前端面设有若干喷水孔525，所述喷水孔525与所述空心层连通。

所述箱体51前端面竖向对称设置有2个支撑板54，所述第一强力吸盘41固设于所述支撑板54前端。

该刮擦单元52有2个，且对称设置，每个所述刮擦单元的电机座521分别固设于对应的2个所述支撑板54前端；

所述悬挂机构2为第二强力吸盘21，所述第二强力吸盘21吸住所述箱体51的上表面，所述第二强力吸盘21与第二抽气机连接，控制系统感知无人机与玻璃清洁装置之间的相对位置，当达到贴合要求时，开启第二抽气机，使第二强力吸盘内部产生负压，实现第二强力吸盘与玻璃清洁装置间牢固连接。

以下为对本实施例的上述技术方案的改进。

进一步，所述控制系统还包括拍摄器(图中未示出)，所述拍摄器位于所述箱体底面前端，所述拍摄器外设有保护壳，所述保护壳上设有供拍摄器的镜头模组伸出到保护壳外的镜头安装孔及数个散热孔。拍摄器实时传送该玻璃清洁装置工作画面，方便地面站的工作人员直观监控；

进一步，所述控制系统还包括红外探测仪(图中未示出)，所述红外探测仪位于所述箱体底面前端。红外线探测仪传送光线折射率数据，供工作人员判断玻璃是否擦拭干净。

本实用新型的使用方法如下：

第一步，无人机飞至玻璃清洁装置上方，控制系统控制第二抽气机开始抽气，使得第二强力吸盘吸住玻璃清洁机构表面；

第二步，地面站的工作人员通过无人机的GPS定位系统侦测待擦拭玻璃边缘，随后，控制系统控制第一抽气机抽气，使得第一强力吸盘固定在待擦 拭玻璃边缘；

第三步，控制系统控制第二抽气机停止抽气，即第二强力吸盘与水箱间解除吸附作用，随后无人机可飞走去悬吊其他玻璃清洁装置；

第四步，控制系统控制水泵抽水，水流通过水管进入刮臂的空心层，最后从喷水孔喷出，对玻璃表面进行初步清洁及润湿效果；

第五步，控制系统控制电机转轴在一定角度范围内转动，进而带动刮臂在一定角度范围内转动，刮臂前端面的刮条可实现对玻璃表面的清洁护理；

第六步，当红外线探测仪传送光线折射率数据达到标准值时，说明玻璃已擦拭干净，无人机飞至玻璃清洁装置上方，控制系统控制第二抽气机开始抽气，使得第二强力吸盘吸住玻璃清洁机构表面，随后，控制系统控制第一抽气机停止抽气，即第一强力吸盘与玻璃间解除吸附作用，即无人机可悬吊该玻璃清洁装置飞至另一待擦玻璃边缘。

如此往复实现高层玻璃的快速清洁。以上整个过程通过控制系统对整个擦玻璃过程进行监控，并通过单片机记录数据，在实施步骤中如果出现任何问题都会暂停并报警，通过数据链路把数据反馈到地面站上，人为解决问题。

本实用新型的自动化程度高，降低高危工作人员需求，极大减少人员伤亡，节省人工费用，提高工作效率。

经过调查得知，一位高空擦玻璃工作人员一天工资在500～800元，一天工作8个小时平均可以擦拭1.5m²的玻璃20块；而应用本实用新型的无人机自动清洁玻璃装置需要两位专业操作人员，工作一天人工费加机器损耗费共计1000元，两人轮班可以24小时工作，平均可以擦拭1.5m²的玻璃100块，由此计算出一个大楼1000块玻璃通过上述两种方式进行清洁、保养所需要的花费，见表1；由表1数据对比可得，使用本实用新型装置不但总费用低，而且工作效率较人工提高了80％。如果一个两人组团队操作更多数量的无人机自动擦玻璃装置，不但可以进一步降低费用，而且更大程度的提升了工作效率。

表1两种方式擦拭1000块玻璃花费对比

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，包括无人机、玻璃清洁装置和控制系统，所述无人机包括无人机机体、悬挂机构和用于接收定位信息的GPS定位系统，所述玻璃清洁装置通过所述悬挂机构悬挂于所述无人机机体的下方；

所述玻璃清洁装置包括固定机构和清洁机构，所述清洁机构位于所述悬挂机构的下方，所述固定机构位于所述清洁机构的前端；

所述控制系统分别与悬挂机构、固定机构和清洁机构信号连接。

2.如权利要求1所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，所述固定机构包括第一强力吸盘，所述第一强力吸盘与第一抽气机连接。

3.如权利要求2所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，所述清洁机构包括箱体及位于所述箱体前端的刮擦单元，所述箱体包括水箱和水泵，所述水泵的进水口与所述水箱连通，所述水泵的出水口通过水管与所述刮擦单元连通。

4.如权利要求3所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，所述刮擦单元包括电机座、电机、刮臂和刮条，所述电机座位于所述箱体前端，所述电机位于所述电机座内，所述刮臂与电机转轴连接，所述刮条位于所述刮臂前端面；

所述刮臂内部设有空心层，所述水管与所述空心层连通，所述刮臂前端面设有若干喷水孔，所述喷水孔与所述空心层连通。

5.如权利要求4所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，所述箱体前端面竖向对称设置有2个支撑板，所述第一强力吸盘固设于所述支撑板前端。

6.如权利要求5所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，所述 刮擦单元有2个，该2个刮擦单元对称设置，且每个所述刮擦单元的电机座分别固设于对应的2个所述支撑板前端。

7.如权利要求3所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，还设有拍摄器，所述拍摄器与所述控制系统信号连接，所述拍摄器位于所述箱体底面前端，所述拍摄器外设有保护壳，所述保护壳上设有供拍摄器的镜头模组伸出到保护壳外的镜头安装孔及数个散热孔。

8.如权利要求3所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，还设有红外探测仪，所述红外探测仪与所述控制系统信号连接，所述红外探测仪位于所述箱体底面前端。

9.如权利要求3所述的无人机智能清洁玻璃装置，其特征在于，所述悬挂机构为第二强力吸盘，所述第二强力吸盘与第二抽气机连接。