用于空中喷涂的无人机系统的制作方法

本实用新型涉及高空喷涂领域。

背景技术：

目前高空防腐工程普遍采用人工施工。其工序比较复杂，第一道涂刷之前必须对基底表面采用石英砂喷砂打磨，并结合高压空气去除浮尘。这道工序在人工高空作业中由工人在悬挂电动吊篮中操作设备(储备砂子重量200kg)完成。打磨完毕的高质量表面首先覆盖防腐腻子，由于厚度要求较厚(4mm)，且物料粘稠度较高，所以采用人工刮涂方式。最后覆盖防腐油漆，由于漆层要求较薄，同时防腐漆的粘稠度也远低于腻子，所以表面防腐漆涂覆采用涂刷方式或者喷涂方式。

但是这样的工程通常需要将工人悬挂在高空进行作业，这样对于工人来说非常危险，不管多么严密的安保措施也不能确保高空工作的安全性。同时由于是人工操作，所以速度很低，工作效率极低。因此，本领域亟需一种无需工人悬挂在空中进行喷涂作业且喷涂效率高的技术。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种无需工人悬挂在空中进行喷涂作业且喷涂效率高的无人机系统。

本实用新型提供了一种用于空中喷涂的无人机系统，包括：无人机平台；集成在无人机平台上的无线数据通讯模块、清洁系统和喷涂系统；与无人机平台和无线数据通讯模块电连接并与清洁系统和喷涂系统管道连接的地面支援设备。

根据本实用新型，地面支援设备包括发电机和空气压缩机，其中，发电机与无人机平台和无线数据通讯模块以及空气压缩机电连接，空气压缩机与清洁系统和喷涂系统管道连接。

根据本实用新型，无人机系统还包括集成在无机平台上的全景式摄像头，全景式摄像头与无线数据通讯模块信号连接。

根据本实用新型，清洁系统包括除锈砂轮系统、高压空气吹除装置和酸洗喷雾器，其中，高压空气吹除装置和酸洗喷雾器与地面支援设备连接。

根据本实用新型，喷涂系统包括涂料喷枪和与涂料喷枪连接的耗材存储器。

根据本实用新型，耗材存储器包括涂料存储器和酸液清洁剂存储器，涂料存储器与涂料喷枪连接，酸液清洁剂存储器与清洁系统的酸洗喷雾器连接。

根据本实用新型，无人机系统还包括地面控制装置，无人机平台包括控制驱动装置，无线通讯模块将地面控制装置与控制驱动装置、清洁系统的启停开关和喷涂系统的启停开关、以及全景式摄像头连接起来。

根据本实用新型，无线通讯模块包括信号接收装置，信号接收装置与地面控制装置和全景式摄像头无线信号连接。

根据本实用新型，无人机平台包括无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器和无人伞翼机中一种或多种。

根据本实用新型，涂料存储器中容纳有颜料或肥皂水中的一种。

本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型采用在无人机平台上集成无线数据通讯模块、清洁系统和喷涂系统，并与地面支援设备连接。其第一点优势是极高的工作效率，无人机工作效率能达到工人的7倍以上。因为无人机的飞行更加灵活，喷涂的速度比人工操作快得多。第二点优势是保证了工人的人身安全，无人机喷涂直接将操作人员限制在地面上，这样确保了工人的绝对安全。

附图说明

图1是本实用新型的无人机系统的示意图。

图2是本实用新型的地面支援设备的示意图。

图3是本实用新型的无人机平台的示意图。

图4是本实用新型的清洁系统的示意图。

图5是本实用新型的喷涂系统的示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的用于空中喷涂的无人机系统，包括：无人机平台10；集成在无人机平台10上的无线数据通讯模块20、清洁系统30和喷涂系统40；与无人机平台10和无线数据通讯模块20电连接并与清洁系统30和喷涂系统40管道连接的地面支援设备50。本实用新型示例性地采用无人机喷涂方式对高空钢结构或者混凝土表面进行防腐处理。优势之一是不需要工人高空操作，尤其是在一些高空复杂钢结构施工场景中大幅提高了作业安全性。优势之二是极高的工作效率，能够代替大量人工。可以理解本实用新型的无人机系统不局限于对高空钢结构或者混凝土表面进行防腐处理。本实用新型的无人机系统能够将众多设备有机结合起来并且达到良好的工作效率。

可选的实用新型中，第一个扩展应用：飞艇气囊泄露检测。飞艇气囊充气后，为检测其泄露情况，采用表面涂刷肥皂水并监测气泡的方式。由于飞艇非常高大，其顶部难以涂抹肥皂水，所以借助无人机喷涂并观察成为合理的选择。第二个扩展应用：飞艇艇身广告喷涂。同样采用携带喷雾器的无人机，在飞艇表面喷涂广告。只需要将第一个扩展应用中的肥皂水换成颜料即可。当然喷涂前为了清洁表面，采用携带高压空气罐的方式，用高压气体吹除艇身表面灰尘。

参照图1和图2，地面支援设备50包括发电机51和空气压缩机52，该发电机可以为燃料发电机、水力发电机、风力发电机等，其中，发电机51与无人机平台10和无线数据通讯模块20以及空气压缩机52电连接，空气压缩机52与清洁系统30和喷涂系统40管道连接。无人机平台10包括无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器和无人伞翼机中一种或多种。发电机51用来提供整个系统的电力，而空气压缩机52提供整个系统所需的高压空气。包括清洁系统30吹除时和喷涂系统40喷涂时均会用到高压空气。发电机51优选地为柴油发电机。当然可以理解，发电机51还可以是汽油发电机、氢燃料发电机、多燃料发电机等。

参照图1和图3，无人机系统还包括集成在无机平台10上的全景式摄像头60，全景式摄像头60与无线数据通讯模块20信号连接。参照图1和图4，清洁系统30包括除锈砂轮系统31、高压空气吹除装置32和酸洗喷雾器33，其中，高压空气吹除装置32和酸洗喷雾器33与地面支援设备50连接。清洁系统30负责喷涂前的准备工作，即表面清理。由于无人机平台10无法提供很大的压力，所以不同于人工操作采用砂纸等除锈，无人机平台10采用除锈砂轮系统31必须具有极高的转速。这样一来即使压紧力较低也能达到良好的除锈效果。

参照图1和图5，喷涂系统40包括涂料喷枪41和与涂料喷枪41连接的耗材存储器42。耗材存储器42中不仅仅存储了颜料，还存储了清洁系统所需的酸液等耗材。

参照图4和图5，耗材存储器42包括涂料存储器421和酸液清洁剂存储器422，涂料存储器421与涂料喷枪41连接，酸液清洁剂存储器422与清洁系统30的酸洗喷雾器33连接。涂料存储器421中容纳有颜料或肥皂水中的一种。

参照图3，无人机系统还包括地面控制装置(未示出)，无人机平台10包括控制驱动装置，无线通讯模块20将地面控制装置与无人机平台10的控制驱动装置、清洁系统30的启停开关和喷涂系统40的启停开关、以及全景式摄像头60连接起来。无线通讯模块20包括信号接收装置(未示出)，信号接收装置与地面控制装置和全景式摄像头60无线信号连接。其中，地面控制装置由位于地面上的操作人员进行操作，用于控制无人机平台的起飞、降落、速度、高度、方向等，以及在无人机平台上集成的各个系统的开关，还有全景式摄像头的视角参数等。无线通讯模块直接连接到整个系统的控制中枢。无线通讯模块中安装有信号接收装置，接收无人平台全景摄像头的图像并反馈给操作人员，以实现全景浸入式操作体验。临场感的提升能极大提高工作效率。

本实用新型的无人机系统在空中喷涂作业中，其使用过程示例性地如下。首先将发电机51和空气压缩机52等配套设备运输到施工现场安装完毕。无人机平台10通过电缆连接发电机51，这样解决了续航能力不足的问题。而空气压缩机52也通过管道连接到无人机平台10上，为涂料喷枪41提供源源不断的动力。

准备工作完成后，无人机平台10起飞，依靠全景式摄像头60，操作人员能够获得身临其境的操作体验。控制无人机平台10飞行到施工位置，启动清洁系统30。其中包括除锈用砂轮系统31、高压空气吹除装置32以及酸洗喷雾器33。将目标表面清洁至能够进行涂漆操作的程度。之后涂料喷枪41开始工作，将颜料或者油漆等喷到目标表面。当颜料即将耗尽时，返回补充后继续工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。