TW201740870A - 多軸飛行器 - Google Patents

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Abstract

一種多軸飛行器，用於清潔玻璃外牆，其包括：至少一旋轉機構及設置在該旋轉機構上的至少一清潔裝置；及一飛行控制系統，該飛行控制系統包括：一視覺辨識子系統，用於拍攝外界圖像，並從該外界圖像中識別出該玻璃外牆，以確定清洗路線；及一控制裝置，用於根據該清洗路線控制該多軸飛行器清洗該玻璃外牆。 本發明提供的該多軸飛行器，能夠對玻璃外牆進行清潔，既能夠降低清洗大樓玻璃外牆的成本，也能降低清潔大樓外牆玻璃的危險性還能夠增加對玻璃外牆的潔淨頻率。

Description

多軸飛行器
本發明涉及一種飛行器，尤其涉及一種多軸飛行器。
現有大樓玻璃外牆常使用人工搭配升降機構的方式進行清潔，這種方式存在以下缺陷:成本高、危險性高、潔淨頻率低。
有鑑於此，本發明提供一種能有清潔功能的多軸飛行器。
一種多軸飛行器，用於清潔玻璃外牆，其包括：至少一旋轉機構及設置在該旋轉機構上的至少一清潔裝置；及一飛行控制系統，該飛行控制系統包括：一視覺辨識子系統，用於拍攝外界圖像，並從該外界圖像中識別出該玻璃外牆，以確定清洗路線；及一控制裝置，用於根據該清洗路線控制該多軸飛行器清洗該玻璃外牆。
本發明提供的該多軸飛行器，能夠對玻璃外牆進行清潔，1)該多軸飛行器上設置有清潔裝置，既能夠降低大樓玻璃外牆的成本，也能降低清潔大樓外牆玻璃的危險性；2)將清潔裝置設置在該多軸飛行器上，可操作性增強，進而能夠增加對玻璃外牆的潔淨頻率。
圖1是本發明第一實施例提供的多軸飛行器的立體示意圖。
圖2是設置在圖1所示的可調整支撐架上的角度調整系統的模組示意圖。
圖3是圖1所示的多軸飛行器的飛行控制系統的模組示意圖。
圖4是圖3所示的距離感測子系統的模組示意圖。
圖5是圖3所示的視覺辨識子系統的示意圖。
圖6是圖3所示的電力警示子系統的示意圖。
下面結合附圖及實施例對本發明提供的多軸飛行器作進一步說明。
請參閱圖1~圖6，本發明提供一種多軸飛行器100，該多軸飛行器100包括一主機架10、多個支軸20、多個動力裝置30、多個可調整支架40、多個旋轉機構50、多個清潔裝置60及一飛行控制系統70。
該主機架10為呈扁平狀，其水準方向被設計的尺寸較大，高度尺寸較小，以減小水準方向的風阻，進而降低橫風的影響。
多個該支軸20的一端裝配在該主機架10上，另一端向遠離該主機架10的方向延伸。
多個該動力裝置30分別設置在多個該支軸20的遠離該主機架10的一端。每個該動力裝置30包括一驅動模組31及一拉力旋翼32。該驅動模組31設置在該支軸20的遠離該主機架10的一端上，該拉力旋翼32設置在該驅動模組31上。該驅動模組31帶動該拉力旋翼32旋轉，從而使得該多軸飛行器100獲得飛行的動力。
多個該可調整支架40設置在該主機架10上，該可調整支架40用於在該多軸飛行器100清洗該玻璃外牆時，調整該多軸飛行器100的角度。
該角度調整系統41用於在需要的時候調整該可調整支架40的姿態，包括一感測器411、一角度調整分析單元412及一角度調整控制單元413。該感測器411設置於該可調整支架40上，用於感測自外界施加給該清潔裝置60並傳遞給該可調整支架40的壓力，並將感測到的壓力信號發送該角度調整分析單元412。該感測器411可以為壓力感測器、扭矩感測器及負載感測器等。在本實施例中，該感測器411為一壓力感測器。在本實施方式中，每個可調整支架40都設置有一個感測器411，以對每個可調整支架40受到的壓力都分別進行感測，並據此進行分別調控。該角度調整分析單元412中預存儲有一最佳壓力範圍，該最佳壓力範圍為玻璃外牆能得到有效清洗時，該感測器411感測到的壓力範圍。該角度調整分析單元412用於接收該感測器411發送的感測信號，並判斷該感測壓力是否在該最佳壓力範圍內，當該感測壓力不在該最佳壓力範圍內時，該角度調整分析單元412向該角度調整控制單元413發送一調整信號，該角度調整控制單元413在接收到該調整信號後，控制該對應的可調整支架40調整相應的角度，以調整該清潔裝置60與玻璃外牆之間接觸的鬆緊程度。
該旋轉機構50設置在該可調整支架40上。該旋轉機構50包括一轉軸51及一驅動馬達(圖未示)。該轉軸51可相對該可調整支架40按一定方向(順時針/逆時針）及一定速率旋轉旋轉。
該清潔裝置60固定在該轉軸51上，能夠在該旋轉機構50的帶動下旋轉，以清洗玻璃外牆。該清潔裝置60還包括一清潔部61及至少一液體存儲裝置(圖未示)，在本實施方式中，該清潔部61為海綿，該液體存儲裝置與該清潔部61相連，該液體存儲裝置中存儲有清潔用的清洗液、去污劑、清水等。
在本實施例中，該多軸飛行器100為六軸旋翼飛行器，其有兩個可調整支架40，兩個旋轉機構50，兩個清潔裝置60。
該多軸飛行器100還包括一飛行控制系統70。該飛行控制系統70包括一距離感測子系統71、一視覺辨識子系統72、一電力警示子系統73、一控制裝置74、一手動信號收發單元75、及一遙控器76。該飛行控制系統70還包含有陀螺儀、加速度計和電調等。
該距離感測子系統71用於感測該多軸飛行器100與待清洗玻璃外牆或其他障礙物之間的距離，以免發生碰撞。該距離感測子系統71包括一距離感測器711及一距離分析單元712。該距離感測器711用於感測障礙物與該多軸飛行器100之間的距離並將距離信號發送給該距離分析單元712。該距離分析單元712中預設有一感測範圍，當該距離信號位於該感測範圍內時，該距離分析單元712向該控制裝置74發送一障礙信號。
該視覺辨識子系統72用於辨識出該待清洗玻璃外牆的邊框位置及尺寸，並據以確定清洗路線。該視覺辨識子系統72包括一圖像抓取裝置721及一圖像分析單元722。該圖像抓取裝置721用於攝取外界圖像，並將該圖像發送該圖像分析單元722。該圖像分析單元722用於接收該圖像，從該圖像中分析比對得出待清洗玻璃外牆的圖像，識別出該待清洗玻璃外牆的邊框，並根據圖像的大小、待清洗玻璃外牆的圖像在整個圖像中的位置、和距離感測子系統71感測到的該多軸飛行器100和該待清洗玻璃外牆的距離等資訊，分析出該待清洗玻璃外牆的位置和尺寸，以確定清洗路線，並將該清洗路線發送給該控制裝置74。
該電力警示子系統73用於監測該多軸飛行器100的剩餘電量，以免電量出現不足。該電力警示子系統73包括一電量感測器731及一電量分析單元732。該電量感測器731用於感測該該多軸飛行器100的剩餘電量並將該感測信號發送給該電量分析單元732。該電量分析單元732用於接收該電量感測器731發送的感測信號，並將該剩餘電量與預存在該電量分析單元732內的最低電量相比對，當該剩餘電量小於或等於該最低電量時，該電量分析單元732向該控制電路74發出一警示信號。
該控制裝置741)用於接收該距離分析單元712發出的障礙信號，並據以控制該多軸飛行器100停飛、倒飛、繞飛等以避開障礙物；2)通過該手動信號收發單元75接收操作者自遙控器76發出的飛行指令，控制該多軸飛行器100飛向該待清洗玻璃外牆；3）用於接收該圖像分析單元722發出的該清洗路線，並控制該多軸飛行器100按照該清洗路線進行清洗；4)用於接收該電量分析單元732發出的警示信號，並在將該警示信號發送給操作者的同時控制該多軸飛行器100降落。
可以理解的是：該多軸飛行器100可以包括一飛行控制電腦，該角度調整分析單元412、角度調整控制單元413、距離分析單元712、圖像分析單元722、電量分析單元732、及控制裝置74可以是該飛行控制電腦的組成部分。該飛行控制電腦可以根據實際需要設置在該多軸飛行器100適當的位置，例如該主機架10上。
該多軸飛行器100清洗該待清洗玻璃外牆的步驟包括：控制者通過遙控器76控制該多軸飛行器100飛向該待清洗玻璃外牆；若該多軸飛行器100遇到障礙，則該距離感測子系統71會向該控制裝置74發送障礙信號，該控制裝置74控制該多軸飛行器100避開障礙物；該視覺辨識子系統72會攝取外界圖像並分析，當從外界圖像中分析出待清洗玻璃外牆的圖像且距離感測子系統71感測到待清洗玻璃外牆距離多軸飛行器100在一定範圍內後，該多軸飛行器100自動開啟清洗功能（在其他實施方式中，也可以是該多軸飛行器100將感測到的資訊回饋給控制者，由控制者手動開啟清洗功能），該旋轉機構50驅動該清潔裝置60旋轉，該控制裝置74依據該視覺辨識子系統72分析得出的清洗路線，控制該多軸飛行器100清洗該待清洗玻璃；在清洗的過程中，該角度調整系統41會根據感測到的作用力調整該可調整支架40的角度，以更好的清洗玻璃外牆；當清洗完畢時控制者可控制該多軸飛行器100清洗下一塊玻璃，或使該多軸飛行器100飛回。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧多軸飛行器
10‧‧‧主機架
20‧‧‧支軸
30‧‧‧動力裝置
31‧‧‧驅動模組
32‧‧‧拉力旋翼
40‧‧‧可調整支架
41‧‧‧角度調整系統
411‧‧‧感測器
412‧‧‧角度調整分析單元
413‧‧‧角度調整控制單元
50‧‧‧旋轉機構
51‧‧‧旋轉軸
60‧‧‧清潔裝置
70‧‧‧飛行控制系統
71‧‧‧距離感測子系統
711‧‧‧距離感測器
712‧‧‧距離分析單元
72‧‧‧視覺辨識子系統
721‧‧‧圖像抓取裝置
722‧‧‧圖像分析單元
73‧‧‧電力警示子系統
731‧‧‧電量感測器
732‧‧‧電量分析單元
74‧‧‧控制裝置
75‧‧‧手動信號收發單元
76‧‧‧遙控器
無
100‧‧‧多軸飛行器
10‧‧‧主機架
20‧‧‧支軸
30‧‧‧動力裝置
31‧‧‧驅動模組
32‧‧‧拉力旋翼
40‧‧‧可調整支架
41‧‧‧角度調整系統
50‧‧‧旋轉機構
51‧‧‧旋轉軸
60‧‧‧清潔裝置
70‧‧‧飛行控制系統

Claims (10)

  1. 一種多軸飛行器，用於清潔玻璃外牆，其包括：
    至少一旋轉機構及設置在該旋轉機構上的至少一清潔裝置；及
    一飛行控制系統，該飛行控制系統包括：
    一視覺辨識子系統，用於拍攝外界圖像，並從該外界圖像中識別出該玻璃外牆，以確定清洗路線；及
    一控制裝置，用於根據該清洗路線控制該多軸飛行器清洗該玻璃外牆。
  2. 如請求項1所述的多軸飛行器，其中：該多軸飛行器還包括至少一可調整支架及一角度調整系統；該旋轉裝置設置於該可調整支架上；該角度調整系統包括至少一感測器、一角度調整分析單元及一角度調整控制單元，該感測器用於感測對應的該可調整支架受到的外界壓力並將感測壓力信號發送給該角度調整分析單元，該角度調整分析單元中預存儲有一最佳壓力範圍，該角度調整分析單元用於接收該感測器發送的感測壓力信號並判斷該外界壓力是否在該最佳壓力範圍內；當該外界壓力不在該最佳壓力範圍內時，該角度調整分析單元向該角度調整控制單元發送一調整信號，該角度調整控制單元在接收到該調整信號後，控制對應的該可調整支架調整相應的角度。
  3. 如請求項2所述的多軸飛行器，其中，該感測器為壓力感測器、扭矩感測器、負載感測器。
  4. 如請求項1所述的多軸飛行器，其中，該旋轉機構包括一轉軸及一驅動馬達，該驅動馬達用於帶動該轉軸按一定方向及一定速率旋轉，該清潔裝置固定在該轉軸上。
  5. 如請求項1所述的多軸飛行器，其中，該飛行控制系統還包括一距離感測子系統，該距離感測子系統包括一距離感測器及一距離分析單元；該距離感測器用於感測障礙物與該多軸飛行器之間的距離並將距離信號發送給該距離分析單元；該距離分析單元中預設有一感測範圍，當該距離信號位於該感測範圍內時，該距離分析單元向該控制裝置發送一障礙信號，該控制裝置在接收該障礙信號後，控制該多軸飛行器避開障礙物。
  6. 如請求項5所述的多軸飛行器，其中，該視覺辨識子系統包括一圖像抓取裝置及一圖像分析單元；該圖像抓取裝置用於攝取該外界圖像，並將該圖像發送該圖像分析單元；該圖像分析單元用於接收該圖像，並從該圖像中識別出該玻璃外牆的邊框、位置、尺寸等資訊，以確定該清洗路線。
  7. 如請求項1所述的多軸飛行器，其中，該飛行控制系統還包括一電力警示子系統，該電力警示子系統包括一電量感測器及一電量分析單元；該電量感測器用於感測該多軸飛行器的剩餘電量並將該感測信號發送給該電量分析單元；該電量分析單元用於接收該電量感測器發送的感測信號，並將該剩餘電量與預存在該電量分析單元內的最低電量相比對，當該剩餘電量小於或等於該最低電量時，該電量分析單元向該控制裝置發出一警示信號；該控制裝置接收該警示信號後，控制該多軸飛行器降落。
  8. 如請求項1所述的多軸飛行器，其中，該清潔裝置還包括一清潔部及至少一液體存儲裝置，該液體存儲裝置與該清潔部相連。
  9. 如請求項2所述的多軸飛行器，其中：該多軸飛行器還包括一主機架，該可調整支架設置於該主機架上。
  10. 如請求項1所述的多軸飛行器，其中：該飛行控制系統還包括手動信號收發單元和遙控器，該控制裝置從該手動信號收發單元接受操作者自遙控器發出的指令。
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