CN220430506U - 一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，包括可调整装置支撑架、电源。可调整装置支撑架包括喷枪调节控制机构、伸缩机构、喷枪2D运动云台；伸缩机构包括伸缩杆、伸缩杆定位支撑杆；喷枪2D运动云台包括伸缩杆云台固定基座、2D云台机构、云台喷枪固定卡套。电源安装在电源箱体内，电源箱体两侧安装有支撑梁，左侧的为后支撑梁，右侧的为前支撑梁，电源箱体下侧安装有喷枪调节控制机构，喷枪调节控制机构上安装有滑块前后限位块，滑块前限位块位于右侧，滑块后限位块位于左侧，滑块运行左限位开关安装在滑块后限位块上，滑块运行右限位开关安装在滑块前限位块上。本实用新型根据无人机的空间位置状况，自动地调整喷枪位置和姿态。

Description

一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置。

背景技术

多旋翼喷涂无人机通过对安装于上面的喷枪进行前后伸缩运动，左右，上下摆动运动及控制，将其安装于喷涂无人机上，可实现较为高精度的喷涂效果，并可在一定程度上，保证喷涂过程的安全性。

利用多旋翼无人机垂直起降，悬停及容易控制上下左右，前后及转向功能，将其应用于对垂直里面的喷涂作业已经成为了可能，一般现有的设计方案就是把喷枪固定安装于无人机底部，并向侧向延伸出喷枪，从而实现多旋翼无人机对喷枪的搭载。按现有这样的模式，也基本可以实现利用无人机升高带动喷枪喷涂作业的功能。

1.采用这套机构后，在一定程度上增加了无人机的载重，影响无人机配重机动力学特性，使飞行控制出现一些变化。

2.增加了系统复杂性和运输，维护难度。

3.可能在一定程度上，多种运动存在耦合，可能会在一定程度上对无人机的稳定性和动态特性有一定的影响。

4.成本增加，容错性减低。

应用无人机进行喷涂作业，现有的技术解决方案均是采用直接将喷枪固定在无人机上，通过控制无人机的位置，高度，姿态和运动来实现对无人机移动的控制，从而实现喷涂作业。但这样的模式主要存在如下几个严重问题：

1.无人机在靠近立面时，由于受到反弹空气气流的影响，会产生一定的扰动，无人机平稳程度会受到一定的影响，发生偏移，这种无人机偏移就会导致所搭载的喷枪发生偏移，从而直接影响喷涂质量。

2.为了实现喷涂作业，无人机搭载喷枪就不得不靠近立面，其距离较近，一旦无人机控制不当，或无人机因偏移使得喷枪和立面进行接触，就可能直接导致无人机的坠落，这也是采用固定搭载喷枪方式的安全性挑战。

3.为了获得良好的无人机喷涂质量，就需要时刻保证喷枪立面之间的距离尽量保持在一个合理的区间，而无人机由于偏移等影响，可能会导致这个距离时常发生变化，为了弥补这个变化，就不得不进行对无人机向前后调整，而在高空中，对无人机在一个不大的区域内进行前后调整，导致操作困难，操作人员难于胜任。

CN218929792U：一种喷涂无人机，其公开的无人机，包括无人机本体，无人机本体下方固定连接有起落架，起落架上固定设置有储料箱，储料箱一侧固定安装有加压泵，起落架上还固定设置有喷涂管，加压泵、喷涂管之间通过一连接管路相接，喷涂管的一端安装有万向喷头；储料箱上方固定设置有蓄电池，无人机本体上设置有控制器，蓄电池，加压泵、控制器两两之间均为电性连接；通过无人机本体带动喷涂装置飞行至待喷涂位置，方便了喷涂操作，节约了人力和时间成本；自带避障雷达可识别前方1-15米的障碍物，带有摄像头可以有利观察前方情况，提高了无人机喷涂过程中的安全性；万向喷头实现了多向喷涂，使喷涂更均匀提高了喷涂的效率。其通过自带避障雷达识别前方1-15米的障碍物，带有摄像头可以有利观察前方情况，提高了无人机喷涂过程中的安全性，但是其并没有消除无人机喷涂过程中由于气流造成的晃动。

CN217432044U：一种喷涂无人机，其公开的无人机，包括无人机主体，无人机主体上设有喷涂组件，喷涂组件包括涂料储罐、喷管和电喷头，通过在无人机的底部设置喷涂组件，利用加压的涂料储罐将内部的涂料挤压到可以调节角度的喷管内，并通过电喷头控制喷涂动作，从而通过无人机实现对架空电缆的绝缘层的喷涂修补工作；同时喷头处设置测距传感器，便于使用者控制无人机进行喷涂时保持特定距离，提高喷涂的效率和均匀度。其通过设置测距传感器，便于使用者控制无人机进行喷涂时保持特定距离，提高喷涂的效率和均匀度。但其并没有消除无人机喷涂过程中由于气流造成的晃动。

CN216070520U：多旋翼高空自动喷涂无人机，其公开的无人机包括无人机本体，无人机本体包括机身，机身上设有机载电源、控制单元、旋翼单元和喷涂单元，旋翼单元包括均布在机身周侧四个以上机臂，每个机臂上均设有共轴线的双层旋翼组件，喷涂单元包括喷杆、高压液压泵和两个储料罐，两个储料罐对称安装在机身两侧，两个储料罐通过三通接头与安装在机身底部的高压液压泵进口管道连通，高压液压泵出口通过喷涂控制阀与喷杆一端连通，喷杆另一端设有喷嘴，机载电源分别与控制单元、旋翼单元、高压液压泵和喷涂控制阀电连接，控制单元分别与旋翼单元、高压液压泵和喷涂控制阀信号连接。其通过增加一个旋翼，大大提高了无人机的飞行速度，但是没有消除无人机喷涂过程中由于气流造成的晃动。

CN113716038A：一种建筑物外墙油漆喷涂无人机：湖南千牛无人机科技有限公司。其公开的无人机包括设备主体、机翼、支撑脚，其中设备主体上端固定连接有防护罩，所述设备主体侧面与连接杆固定连接，所述连接杆远离设备主体上端与转动座固定连接，所述转动座上端与机翼转动连接，所述设备主体内部固定安装有控制主板，所述控制主板上端与探测器电性连接，所述控制主板下端与连接线电性连接，所述连接线远离控制主板的一端与气缸固定连接，所述气缸远离连接线的一端与挤压板活动连接。其通过探测器导致设备的喷涂效果更加稳定美观，三个不同类型的喷头可以提高设备的适用性，使得设备中的滑动结之间的距离进行调整，使得设备简单与方便控制，但是并没有公开如何防止气流的扰动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置。

本实用新型可以根据无人机的空间位置状况，自动地调整喷枪位置和姿态，采用该装置，使得基于无人机喷涂作业的过程中，由原来的必须对无人机的位置和姿态控制转变为对该装置机构的控制，从而保证无人机只需要进行简单的左右上下运动，而不再去对其前后位置进行控制，其喷枪和立面之间的距离依靠该装置机构来控制实现。该装置解决了上述现有固定安装的喷涂装置所存在的缺陷和不足，是无人机实现高质量安全喷涂的必要保障。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，包括可调整装置支撑架、喷涂监控单元、电源。

可调整装置支撑架安装在无人机总体框架的下部，喷涂监控单元安装在可调整装置支撑架上。

可调整装置支撑架包括喷枪调节控制机构、伸缩机构、喷枪2D运动云台；

伸缩机构包括伸缩杆、伸缩杆定位支撑杆；

喷枪2D运动云台包括伸缩杆云台固定基座、2D云台机构、云台喷枪固定卡套；

电源安装在电源箱体内，电源箱体两侧安装有支撑梁，左侧的为后支撑梁，右侧的为前支撑梁。电源箱体下侧安装有喷枪调节控制机构，喷枪调节控制机构包括滑块、滑轨、电机皮带、皮带固定转轮，喷枪调节控制机构的滑轨上安装有滑块前后限位块，其中，滑块运行右限位块位于右侧，滑块运行左限位块位于左侧，滑块运行左限位开关安装在滑块运行左限位块上，滑块运行右限位开关安装在滑块运行右限位块上，滑块驱动电机安装在喷枪调节控制机构中的滑轨左侧一端，电机皮带与滑块连接，电机皮带一端套在滑块驱动电机上，另一端套在皮带固定转轮上，皮带固定转轮安装在滑轨右侧一端，滑块安装在滑轨上，伸缩杆后端通过伸缩杆滑块固定卡套安装在滑块上，伸缩杆定位支撑杆通过调节支撑杆固定卡套固定在后支撑梁和前支撑梁上。伸缩杆通过斜支撑杆与伸缩杆定位支撑杆相连。

水平方向上舵机和垂直方向上舵机均安装在喷枪调节控制机构上。

伸缩杆上安装有软管吊环，喷涂软管上也安装有软管掉环，伸缩杆上的软管掉环与喷涂软管上的软管吊环相连接。伸缩杆末端安装伸缩杆云台固定基座，2D云台机构安装在伸缩杆云台固定基座下部，喷枪安装在喷涂软管末端，喷枪通过云台喷枪固定卡套安装在2D云台机构上。

2D云台机构包括水平方向上舵机和垂直方向上舵机，水平方向上舵机和垂直方向上舵机均安装在喷枪调节控制机构上的伸缩杆的前端部，喷枪通过云台喷枪固定卡套固定在垂直方向上舵机下部，水平方向上舵机用于带动固定在上面的喷枪在无人机水平面上一定范内的左右旋转；垂直方向上舵机带动喷枪在无人机垂直面上一定范围内的上下旋转。

喷涂监控单元包括控制主板、毫米波雷达、激光雷达及姿态、气压、磁罗盘传感器、WIFI和数传电台、滑块驱动器、滑块驱动电机、遥控接收机、地面基站或遥控器。

控制主板接入滑块运行左限位开关、滑块运行右限位开关的输入信号，毫米波的雷达、姿态气压、磁罗盘传感器、WIFI和数传电台的输入接入控制主板，主控制主板输出接入水平方向上舵机、垂直方向上舵机；滑块驱动器与主控主板连接，滑块驱动器与滑块驱动电机相连。

地面基站或遥控器输出信号通过遥控接收机接入控制主板内。

电源箱体两侧均具有支伸缩杆定位支撑杆。

伸缩杆定位支撑杆另一端安装有伸缩支撑导向筒固定三通。伸缩杆上安装有伸缩杆支撑导向筒，伸缩杆支撑导向筒外安装有伸缩支撑导向筒固定三通。斜支撑杆安装在伸缩支撑导向筒固定三通上。

控制主板接入5V电源输入信号，7.2V电源输入接入X向舵机、垂直方向上舵机、以及滑块驱动电机。

本实用新型的有益效果：

本实用新型基于可调整装置支撑架，当应用于多旋翼无人机平台进行垂直立面的喷涂作业时，由于无人机在靠近墙面时存在一定的气流扰动和定位偏移，基于该机构，可以在无人机发生上述运动漂移时，喷枪的喷涂位置可以通过该实用新型装置实现精确定位和保证，使得喷枪和被喷涂立面之间的距离保持基本不变，且不受无人机偏移的影响；从而实现高质量的喷涂效果；真正实现无人机应用于立面喷漆的作业领域；采用该方案，可以降低人工成本，提高生产效率；从而改变整个人工作业的状况。

本装置各部件功能如下：

1)可调整装置支撑架：该支撑架作为整个装置的机械支撑部分，主要用于将该装置安装于无人机总体框架下部，并实现侧向外伸喷枪的支撑和固定，同时具有伸缩导向功能，为无人机侧向喷涂的前后运动提供导向和限位。

2)伸缩机构：伸缩机构以一个滑轨作为导向滑动基础，在前后分别安装有一个驱动电机和皮带固定转轮。在滑轨上安装有一个滑块，该滑块在电机皮带的带动下，直接带动固定在滑块上的伸缩杆，当控制电机转动时，该滑块前后移动，可以带动伸缩杆前后移动，为了安全保证，在伸缩机构前后各安装了一个滑块运动的限位块，用于现在伸缩杆前后伸缩的极限位置。该伸缩杆前端固定在支持架所固定的滑动导筒中，从而实现其固定支撑和导向功能。

3)喷枪2D运动云台：一套用于安装喷枪的2D运动云台安装于伸缩杆前端，当伸缩杆前后移动时，可以带动这个云台同步移动，而喷枪也可以由该2D云台控制其左右，前后转向，从而实现对喷涂点不同的位置和角度调整。

4)控制主板：该模块安装于无人机上，主要用来采集所需要的各种传感器数据，结合所需要的功能要求，进行对该机构的驱动控制，从而实现满足要求的各种功能，如，自动调整补偿无人机靠墙之间距离的控制，保证喷涂喷枪和立面之间距离在有效的范围内，采用更多的算法，控制喷枪伸缩和方位，也可以实现对喷涂点不同的位置和角度自动或手动调整。

5)监测传感器组件：为了确保该装置实现达到预期目标，一系列专用传感器被应用于该机构装置上，主要包括：一套激光雷达，用于较远距离测量无人机和墙面(障碍物)之间的距离，一套毫米波雷达，用于近距离测量无人机靠墙时的精确距离；一套姿态检测多轴及速度传感器，用于实时获得无人机的姿态相关数据；一套磁罗盘，用于实时获得无人机的方位朝向；一个高度气压计传感器，用于实时获得海拔高度，一个GPS或RTK等；用于实时获得无人机的位置信息等；所有的传感器信息，为无人机运动即姿态，包括和立面之间的距离等参数提供了实时测量，是后面实现对无人机和该装置的控制参考和自动控制基础。

6)WIFI和数传电台：该装置支持地面操作人员通过地面基站或遥控器对该装置进行人工控制调整，一套遥控接收机用于建立地面基站遥控装置和该装置监控主模块之间的数据无线接收。同时，为了保证地面工作操作人员可以实时了解掌握无人机在控制的状况，以及该装置控制喷涂的状况参数，一套数传系统也用于传输无人机端相关传感器到地面监控单元，同时，地面操作人员也可以通过地面监控单元(平板)内置软件，设定相关参数，从而实现地面和机载装置的人机交互。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电气模块结构组成示意图；

图3可调装置支撑架旋翼时俯视结构示意图；

图4为伸缩机构结构示意图；

图5(a)、图5(b)均为舵机结构示意图；

图6为本实用新型的控制部分流程图。

图中：1-无人机总体框架、2-电源、3-滑块前后限位块、4-喷枪调节控制机构、5-伸缩杆固定卡套、6-喷涂软管、7-伸缩杆、8-伸缩杆支撑导向筒、9-云台喷枪固定卡套、10-2D云台机构、11-喷枪、12-伸缩杆云台固定基座、13-伸缩杆支撑导向筒固定三通、14-软管吊环、15-伸缩杆定位支撑杆、16-喷涂监控单元、17-滑块驱动器、18-滑块驱动电机、19-遥控接收机、20-地面基站或遥控器、21-斜支撑杆、22-调节支撑固定卡套、23-后支撑梁、24-前支撑梁；

160-控制主板、161-毫米波雷达、162-激光雷达、163-姿态、气压、磁罗盘传感器组、164-WIFI和数传电台；

300-滑块运行左限位块、301-滑块运行右限位块、303-滑块运行左限位开关、304-滑块运行右限位开关；

1001-水平方向上舵机、1002-垂直方向上舵机、403-滑块、404-滑轨、405-电机皮带、406-皮带固定转轮。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

注.控制主板为I-STM32F407VGT6控制板，成都智飞威图科技。

毫米波雷达为24G测距毫米波传感器模块LD303,Hi-link公司。

激光雷达为TOFsenso-F,激光测距，Nooploop空循环科技公司。

姿态、气压、磁罗盘传感器组为维特智能十轴加速度磁力计陀螺仪姿态角度气压传感器，WT910BC，维特智能。

WIFI和数传电台为nRF24L01无线串口TTL，成都智飞威图科技。

如图1-3所示，一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，包括可调整装置支撑架、喷涂监控单元16、电源2。

可调整装置支撑架安装在无人机总体框架1的下部，喷涂监控单元16安装在可调整装置支撑架上。

可调整装置支撑架包括喷枪调节控制机构4、伸缩机构、喷枪2D运动云台；

伸缩机构包括伸缩杆7、伸缩杆定位支撑杆15；

喷枪2D运动云台包括伸缩杆云台固定基座12、2D云台机构10、云台喷枪固定卡套9；

如图4所示，电源2安装在电源箱体内，电源箱体两侧安装有支撑梁，左侧的为后支撑梁23，右侧的为前支撑梁24。电源箱体下侧安装有喷枪调节控制机构4，喷枪调节控制机构4包括滑块403、滑轨404、电机皮带405、皮带固定转轮406，喷枪调节控制机构4的滑轨404上安装有滑块前后限位块3，其中，滑块运行右限位块301位于右侧，滑块运行左限位块300位于左侧，滑块运行左限位开关303安装在滑块运行左限位块300上，滑块运行右限位开关304安装在滑块运行右限位块301上。滑块驱动电机18安装在喷枪调节控制机构4中的滑轨404左侧一端，电机皮带405与滑块403连接，电机皮带405一端套在滑块驱动电机18上，另一端套在皮带固定转轮406上，皮带固定转轮406安装在滑轨404右侧一端，滑块403安装在滑轨404上，伸缩杆7后端通过伸缩杆滑块固定卡套5安装在滑块403上。

如图3所示，伸缩杆定位支撑杆15通过调节支撑杆固定卡套22固定在后支撑梁23和前支撑梁24上。电源箱体两侧均具有2支伸缩杆定位支撑杆15。

如图1所示，伸缩杆定位支撑杆15另一端安装有伸缩支撑导向筒固定三通13。伸缩杆7上安装有伸缩杆支撑导向筒8，伸缩杆支撑导向筒8外安装有伸缩支撑导向筒固定三通13。

如图3所示，伸缩杆7通过斜支撑杆21与伸缩杆定位支撑杆15相连。斜支撑杆21安装在伸缩支撑导向筒固定三通13上。

如图1所示，伸缩杆7上安装有软管吊环14，喷涂软管6上也安装有软管掉环14，伸缩杆7上的软管掉环14与喷涂软管7上的软管吊环14相连接。伸缩杆7末端安装伸缩杆云台固定基座12，2D云台机构10安装在伸缩杆云台固定基座12下部，喷枪11安装在喷涂软管6末端，喷枪11通过云台喷枪固定卡套9安装在2D云台机构10上。

如图5(a)-图5(b)所示，2D云台机构包括水平方向上舵机1001和垂直方向上舵机1002，水平方向舵机1001和垂直方向舵机1002均安装在喷枪调节控制机构4上的伸缩杆7的前端部，喷枪11通过云台喷枪固定卡套9固定在垂直方向上舵机1002下部，水平方向上舵机1001用于带动固定在上面的喷枪11在无人机水平面上一定范内的左右旋转；垂直方向上舵机1002带动喷枪11在无人机垂直面上一定范围内的上下旋转。

如图2所示，喷涂监控单元16包括控制主板160、毫米波雷达161、激光雷达162、姿态、气压、磁罗盘传感器163、WIFI和数传电台164、滑块驱动器17、滑块驱动电机18、遥控接收机19、地面基站或遥控器20。WIFI和数传电台164用于将各传感器获得的参数传输给地面基站或遥控器20。

控制主板16接入5V电源输入信号，以及滑块运行左限位开关303、滑块运行右限位开关304的输入信号，毫米波的雷达161、姿态气压、磁罗盘传感器163、WIFI和数传电台164的输入接入控制主板160，主控制主板160输出接入X向舵机1001、Y向舵机1002；滑块驱动器17与主控主板160连接，实现信号反馈，滑块驱动器17又与滑块驱动电机18相连，滑块驱动电机18同时带有反馈功能。

地面基站或遥控器20输出信号通过遥控接收机19接入控制主板160内，7.2V电源输入接入水平方向上舵机1001、垂直方向上舵机1002、以及滑块驱动电机18。

如附图6所示，上述机构为解决无人机在空中晃动时提供了硬件保障，为了降低无人机晃动过程对喷涂点得影响，一套运行于主控单元得控制程序和控制算法是实现该功能的软件保障。其软件实现流程和方法如附图6所示。

当无人机飞到指定位置并开展喷涂工作时，激光雷达162和毫米波雷达161检测无人机和垂直墙面之间距离；当该距离在设定的工作区间内，伸缩机构中的滑块驱动电机18不启动工作；当该距离小于设定区域时，滑块驱动电机18在控制算法驱动下，带动皮带反向转动，从而带动伸缩机构中的滑块403向后移动，其移动距离确保喷枪11头部的喷嘴和墙面之间的距离保尽量保持在一个许可的范围；当该距离大于设定区域时，滑块电机18在控制算法驱动下，带动电机皮带405正向转动，从而带动伸缩机构中的滑块403向前移动，其移动距离确保喷枪11头部的喷嘴和墙面之间的距离保尽量保持在一个许可的范围；通过该控制方法，确保了无人机在设定位置后，面向喷涂面前后晃动时，喷嘴的位置保持基本不变；

同理，当无人机在设定得喷涂位置垂直方向上出现上下移动时，无人机系统首先通过内部的高度气压计和基于GPS(RTK)定位值，来确定高度的变化数据，当高度值降低时，控制主板160通过对于的控制算法输出驱动2D云台10上的上下(垂直方向上)方向的舵机1002向上旋转对应角度，使得固定在该舵机上的喷枪11向上旋转，从而带动喷枪11端喷嘴向上，在一定程度弥补无人机下降所带来的喷嘴位置变化；同样，当高度值增加时，其控制流程相同，只是舵机旋转方向相反，达到相同的目标；

同理，当无人机在设定得喷涂位置水平方向上出现左右移动时，无人机系统首先通过内部的高度气压计和基于GPS(RTK)位置定位值，判断无人机是左移或是右移。并可确定其移动变化数据，当向左边移动时，控制主板160通过对于的控制算法输出驱动2D云台10上的左右(水平方向上)方向旋转舵机1001旋转对应角度，使得整个喷枪11向右旋转，从而带动喷枪端喷嘴向右转向，在一定程度弥补无人机左移所带来的喷嘴位置变化；同样，当向右边移动时，其控制流程相同，只是舵机旋转方向相反，向左旋转，达到相同的目标；

实际上，无人机在空中的位置变化可能同时会出现在高度，前后，左右几个方向的位置的同时变化，因此，本机构和对应的控制算法可以根据其几个自由的位置变化情况进行同时调整，从而从总体上实现对该无人机炫酷漂移时的位置变化总体补偿。

所有基于电机驱动的控制策略采用数字PI控制算法。图中计算旋转角度所用的符号L为喷枪11在2D云台上固定点和最前端喷嘴尺寸。

本实用新型的工作过程：

本实用新型主要目标就是借助该装置解决当无人机靠墙飞行时，由于无人机不可避免地存在偏移和晃动，通过该装置来降低这种偏移对喷涂作业的影响，具体目标和实现技术途径如下：

1.确保喷枪11和立面之间的距离保持在较为稳定的范围上；在技术实现上，首先通过安装于无人机上的侧向测距传感器(激光雷达162和毫米波雷达161组合)，测量其无人机和喷涂立面之间的距离，该被检测的距离数据一方面通过WIFI和数传电台164被传输到地面基站遥控器20或监控平板上，解析数据并实时显示出来，为地面操作人员提供实时检测；另一方面，距离数据被传入到喷涂监控主单元16中，由控制主板(CPU)160，根据其设定好的控制算法，计算出滑块驱动电机18转动角度，进而由滑块驱动电机18带动滑块403进行前后运动，最终带动整个伸缩杆7和喷枪11前后移动，从而弥补因无人机面向立面方向的漂移而产生的距离变化，可在一定范围内保持无人机喷枪11和立面之间的距离在符合喷涂作业要求的范围内；实现自动的距离变化补偿。

同理，当无人机在高度方向，水平方向发生一定的漂移，导致位置变化时，可以通过无人机所搭载的姿态传感器计算出姿态变化，倾角变化和速度变化，结合惯性导航算法，并介于GPS(或RTK-提供精确的位置信息)，计算出无人机水平方向，高低位置方向的偏移量，基于该偏移量作为输入，由控制主板(CPU)160，根据其设定好的控制算法，分别计算出2D云台机构10上电机的旋转角度，进而由云台舵机带动喷枪11进行水平，上下的角度调整，从而在一定程度上，消除无人机水平上下偏移变化时，对喷枪11喷涂点位置的影响。

同时，地面操作人员，也可以通过地面基站或遥控器20手动控制该滑块驱动电机18的前后运动，其技术实现途径如下：结合图2，由地面基站或遥控器20发出遥控信息，通过机载上的遥控信号接收机19，接收到地面基站或遥控器20的多路输入信号，经过PPM模块解析，将所有的遥控信号采样，数字化后进入到控制主板160，控制主板160根据输入的遥控信号通道和输入值，解析出各个通道的指令和对于的参数，依次根据这些指令参数，驱动滑块电机18、水平方向上舵机1001、垂直方向上舵机1002的旋转，从而实现手动控制喷枪11位置和姿态。同时，控制主板160在进行控制输出的时候，也将带有反馈信息的滑块驱动电机18和水平方向上舵机1001、垂直方向上舵机1002的位置参数采集，按一定的通信协议通过WIFI或专用的数传电台无线发出，最终实现地面监控重点对喷前位置和姿态数据的监控和变化显示。

基于模块化的设计思想，该装置可以简易的安装于多旋翼无人机上，如附图3所示。安装时，将两个支撑杆7分别插入到安装无人机电源的两个横梁上，所安装的调节支撑杆固定卡套22立面，通过旋紧该卡套上的紧固螺钉，将伸缩杆定位支撑杆15紧紧压紧，通过四只这样的卡套22固定，实现对伸缩杆定位支撑杆15的固定；在固定后，将伸缩杆7固定锁紧在无人机底部的滑块403上，从未完成整个机械装置的安装固定紧固；在完成机械安装后，将所有的电缆和喷涂监控单元16中的接口对接，实现电气连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，其特征在于，包括可调整装置支撑架、喷涂监控单元、电源；

可调整装置支撑架包括喷枪调节控制机构、伸缩机构、喷枪2D运动云台；

伸缩机构包括伸缩杆、伸缩杆定位支撑杆；

喷枪2D运动云台包括伸缩杆云台固定基座、2D云台机构、云台喷枪固定卡套；

电源安装在电源箱体内，电源箱体两侧安装有支撑梁，左侧的为后支撑梁，右侧的为前支撑梁，电源箱体下侧安装有喷枪调节控制机构，喷枪调节控制机构包括滑块、滑轨、电机皮带、皮带固定转轮，喷枪调节控制机构的滑轨上安装有滑块前后限位块，其中，滑块运行右限位块位于右侧，滑块运行左限位块位于左侧，滑块运行左限位开关安装在滑块运行左限位块上，滑块运行右限位开关安装在滑块运行右限位块上；

滑块驱动电机安装在喷枪调节控制机构中的滑轨左侧一端，电机皮带与滑块连接，电机皮带一端套在滑块驱动电机上，另一端套在皮带固定转轮上，皮带固定转轮安装在滑轨右侧一端，滑块安装在滑轨上，伸缩杆后端通过伸缩杆滑块固定卡套安装在滑块上，伸缩杆定位支撑杆通过调节支撑杆固定卡套固定在后支撑梁和前支撑梁上，伸缩杆通过斜支撑杆与伸缩杆定位支撑杆相连；

伸缩杆上安装有软管吊环，喷涂软管上也安装有软管掉环，伸缩杆上的软管掉环与喷涂软管上的软管吊环相连接，伸缩杆末端安装伸缩杆云台固定基座，2D云台机构安装在伸缩杆云台固定基座下部，喷枪安装在喷涂软管末端，喷枪通过云台喷枪固定卡套安装在2D云台机构上；

2D云台机构包括水平方向上舵机和垂直方向上舵机，水平方向上舵机和垂直方向上舵机均安装在喷枪调节控制机构上的伸缩杆的前端部；

喷涂监控单元包括控制主板、毫米波雷达、激光雷达及姿态、气压、磁罗盘传感器、WIFI和数传电台、滑块驱动器、滑块驱动电机、遥控接收机、地面基站或遥控器；

控制主板接入滑块运行左限位开关、滑块运行右限位开关的输入信号，毫米波的雷达、姿态气压、磁罗盘传感器、WIFI和数传电台的输入接入控制主板，主控制主板输出接入水平方向上舵机、垂直方向上舵机；滑块驱动器与主控主板连接，滑块驱动器与滑块驱动电机相连。

2.根据权利要求1所述的用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，其特征在于，地面基站或遥控器输出信号通过遥控接收机接入控制主板内。

3.根据权利要求1所述的用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，其特征在于，电源箱体两侧均具有支伸缩杆定位支撑杆。

4.根据权利要求1所述的用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，其特征在于，伸缩杆定位支撑杆另一端安装有伸缩支撑导向筒固定三通，伸缩杆上安装有伸缩杆支撑导向筒，伸缩杆支撑导向筒外安装有伸缩支撑导向筒固定三通，斜支撑杆安装在伸缩支撑导向筒固定三通上。

5.根据权利要求1所述的用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，其特征在于，控制主板接入5V电源输入信号，7.2V电源输入接入X向舵机、垂直方向上舵机、以及滑块驱动电机。

6.根据权利要求1所述的用于喷涂无人机的可调控喷涂运动装置，其特征在于，可调整装置支撑架安装在无人机总体框架的下部，喷涂监控单元安装在可调整装置支撑架上。