本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种清洁高空玻璃的无人机。
背景技术：
无人机是一种由遥控设备或者机上程序控制飞行的飞行器，其特点是结构简单、体积小、重量轻、机动性好、飞行时间长、成本低、无需机场跑道，由于无人机具备的优点，无人机在民用或者军事领域都具有很大的应用前景。
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，为了保证大厦表面清洁、保养工作是一项棘手的问题，每年大厦管理人员都需要定期对整座楼的表面玻璃进行清洗保养，这样就需要很多高空工作人员。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，主要原因就是岗位的高危性质，使得很少有人会长期从事这一职业。并且高空工作岗位薪酬很高，大厦保养成本也需要很大一部分人工成本。若大厦保养不足，容易出现表面质量问题，久而久之，缩短大厦使用寿命。
为了解决高层建筑物的保养问题，急需开发一种高空作业的无人机，代替工作人员完成大厦保养工作。中国专利cn201520365582.3公开了一种无人机智能清洁玻璃装置，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的机体下方，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前端。其中清洁机构结合了现有的雨刮器原理并且结合喷雾机构，在刮臂中设置了喷水孔，两者合一减少了机构重量，但是这种清洁机构的清洁面为以刮擦单元的固定点为圆心的半圆形，刮擦的方式进行清洁，清洁刷与器清洁面之间的相对运动方向单一，清洁能力不强，很难清洁附着力强的污渍。
鉴于此，仍需要对该现有清洁无人机的清洁功能做出改进，以增强清洁能力，提高工作效率。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的清洁玻璃的无人机，清洁能力有限的问题，本发明提供了一种清洁高空玻璃的无人机。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
清洁高空玻璃的无人机，包括无人机本体、工作平台、清洁系统、负压吸引装置和控制箱，所述工作平台固定设置于无人机本体下方，所述清洁系统设置于工作平台上，所述负压吸引装置包括分别设置在工作平台的前端左右两侧的第一负压吸引装置和第二负压吸引装置，所述控制箱设置在所述工作平台上方，所述清洁系统包括喷水装置、机械手臂和清洁装置，
所述机械手臂设置在所述喷水装置上方，所述机械手臂的末端通过万向关节轴承连接所述清洁装置；
所述清洁装置包括驱动件、驱动轮、传动件和清洁刷，所述驱动件与驱动轮相连以带动所述驱动轮旋转，所述驱动轮与传动件相连，且所述传动件相对于所述驱动轮绕第一轴线可旋转，第一轴线与所述驱动轮的旋转中心轴平行，所述传动件与所述清洁刷连接，并带动所述清洁刷绕清洁刷的中心轴线旋转。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述驱动件包括电机、输出轴、涡轮和蜗杆，所述电机的电机轴水平设置，所述输出轴沿竖向延伸，涡轮和蜗杆相互啮合，且所述蜗杆与电机轴同轴固接，所述涡轮与输出轴同轴固接；
所述输出轴与所述驱动轮同轴相连，通过涡轮和蜗杆，将电机的转动传递至驱动轮；
所述驱动轮上设有偏离驱动轮的旋转中心轴的第一驱动柄，所述传动件上设有第一轴孔，所述第一驱动柄可转动地插接在所述第一轴孔内。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述清洁刷包括清洁刷传动杆、清洁刷底座和清洁布，所述清洁刷底座与所述清洁刷传动杆同轴固接，所述清洁布附着在所述清洁刷底座的外侧，
所述清洁刷传动杆上设有偏离清洁刷传动杆的旋转中心轴的第二驱动柄，所述第二驱动柄与所述传动件相连；传动件上设有第二轴孔，第二驱动柄可转动地插接到第二轴孔内，传动件可以通过第二驱动柄带动清洁刷绕清洁刷的中心轴线转动。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述喷水装置包括水箱、水泵、水泵驱动电机、出水管、水管支架和喷头，所述水箱固定在所述工作平台上，所述水箱上设置有水泵，所述水泵由水泵驱动电机驱动，所述出水管的一端与所述水泵的出水口连通，另一端与所述喷头连通，所述水箱顶部设置有水管支架，所述出水管固定在水管支架上。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述机械手臂包括第一手臂、第二手臂和电动推杆，所述第一手臂的一端通过销轴固定连接在水箱顶部的固定座上，所述第一手臂的另一端与第二手臂的一端铰接，所述第二手臂的另一端通过万向关节轴承与所述清洁装置连接，所述电动推杆的两端分别与第一手臂和第二手臂连接，所述电动推杆的伸缩控制机械手臂的伸展与收缩。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述控制箱内设置有蓄电池、遥控信号接收器和控制器，所述遥控信号接收器与所述控制器信号输入端连接，所述无人机本体、负压吸引装置、水泵驱动电机、电动推杆和驱动件均与所述控制器信号输出端连接，所述无人机本体、负压吸引装置、水泵驱动电机、电动推杆、驱动件、遥控信号接收器和控制器均由所述蓄电池供电。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述第一负压吸引装置和所述第二负压吸引装置结构相同，每个负压吸引装置均包括吸引支杆、负压吸盘和真空泵，所述吸引支杆包括一端设于工作平台前端的前支杆及与前支杆的另一端绞接的后支杆，所述前支杆与后支杆均为电动推杆，所述前支杆与后支杆通过伺服电机连接，所述后支杆的端部与所述负压吸引盘固定连接，所述负压吸引盘与所述真空泵的工作端电连接；每个负压吸引装置分别由所述控制器单独控制。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述无人机本体的前端还设置有高清摄像机，所述高清摄像机与所述控制器信号连接，所述高清摄像机外设有保护壳，所述保护壳上设有供高清摄像机的镜头伸出到保护壳外的镜头安装孔及数个散热孔。
进一步地，本发明所述的无人机中，所述无人机本体中还设置有gps定位系统。
本发明的有益效果：
1、本发明所述的无人机用于清洁高空玻璃，自动化程度高，避免可工人高空作业的危险，又极大的提高了清洁效率，降低了人力成本。
2、本发明所述的无人机中，清洁装置中机械手臂上安装清洁装置，清洁装置与清洁面之间的相对运动更加灵活，运动速度可控性更强，清洁效果大大提升。
3、本发明所述的无人机中，通过“电机轴-蜗杆-涡轮-输出轴-驱动轮-传动件-清洁刷”整体的旋转运动，清洁刷端面的清洁布不停地在玻璃表面旋转擦拭，以达到清洁玻璃的目的，可以通过传动件同时驱动多个清洁刷，大大提高清洁效率。
4、本发明所述的无人机中，设置有高清摄像机可以清楚的将需要清洁的玻璃窗的情况和清洁效果实施拍摄，供控制人员参考和监控无人机工作状态。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明清洁高空玻璃的无人机的整体结构示意图；
图2是本发明清洁高空玻璃的无人机的机手臂结构示意图；
图3是本发明清洁高空玻璃的无人机的驱动件结构示意图；
图4是本发明清洁高空玻璃的无人机的清洁装置部分结构示意图；
图5是本发明清洁高空玻璃的无人机的驱动轮结构示意图；
图6是本发明清洁高空玻璃的无人机的传动件结构示意图；
图7是本发明清洁高空玻璃的无人机的清洁刷整体结构示意图；
图中：1-无人机本体；2-工作平台；3-控制箱；4-第一负压吸引装置；5-第二负压吸引装置；41,51-吸引支杆；42,52-负压吸盘；43,53-真空泵；6-喷水装置；61-水箱；62-水泵；63-水泵驱动电机；64-出水管；65-水管支架；66-喷头；7-机械手臂；71-第一手臂；72-第二手臂；73-电动推杆；8-清洁装置；81-驱动件；811-电机；812-输出轴；813-涡轮；814-蜗杆；82-驱动轮；821-第一驱动柄；822-通孔；83-传动件；831-第二轴孔；832-第一轴孔；84-清洁刷；841-清洁刷传动杆；842-清洁刷底座；843-清洁布；844-第二驱动柄；9-高清摄像机。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1：
如图1所示的清洁高空玻璃的无人机，包括无人机本体1、工作平台2、清洁系统、负压吸引装置和控制箱3，工作平台2固定设置于无人机本体1下方，清洁系统设置于工作平台2上，负压吸引装置包括分别设置在工作平台2的前端左右两侧的第一负压吸引装置4和第二负压吸引装置5，控制箱3设置在所述工作平台2上方。
无人机本体有四个旋翼，均匀分布于无人机本体四周，旋翼由飞行电机驱动旋转，带动无人机飞行。
清洁系统包括喷水装置6、机械手臂7和清洁装置8。喷水装置6包括水箱61、水泵62、水泵驱动电机63、出水管64、水管支架65和喷头66，水箱61固定在所述工作平台2上，水箱61上设置有水泵62，水泵62由水泵驱动电机63驱动，出水管64的一端与水泵62的出水口连通，另一端与喷头66连通，水箱61顶部设置有水管支架65，出水管64固定在水管支架65上。
机械手臂7设置在喷水装置6的上方，具体为固定在水箱61上方，机械手臂7的末端通过万向关节轴承连接所述清洁装置8。清洁装置可以根据清洁平面的角度自动调整使清洁平面与玻璃平行。
清洁装置8包括驱动件81、驱动轮82、传动件83和清洁刷84，驱动件81与驱动轮82相连以带动驱动轮82旋转，驱动轮82与传动件83相连，且传动件83相对于驱动轮82绕第一轴线可旋转（如图5中所示的驱动轮的第一驱动柄821的中心轴线)，第一轴线与驱动轮82的旋转中心轴平行。如图4所示，传动件83与清洁刷84连接，并带动所述清洁刷84绕清洁刷的中心轴线旋转。
如图3所示，驱动件81包括电机811、输出轴812、涡轮813和蜗杆814，电机811的电机轴水平设置，输出轴812沿竖向延伸，涡轮813和蜗杆814相互啮合，蜗杆814与电机轴同轴固接，涡轮813与输出轴812同轴固接；输出轴812与驱动轮82同轴相连，通过涡轮813和蜗杆814，将电机811的转动传递至驱动轮82。
具体地，驱动件81内的动能传动方向为：电机轴带动蜗杆814旋转，由于涡轮813与蜗杆814啮合，蜗杆814带动涡轮813旋转，此时，蜗杆814将电机811转速按一定的比例减速传动至涡轮813；由于驱动轮82与涡轮813的输出轴812同轴相连，因此涡轮813带动驱动轮82同轴转动，从而实现驱动件81带动驱动轮82转动。
输出轴812的下端的横截面形成为方形，驱动轮82上形成有与输出轴812的下端方形截面相适配的方形通孔822，安装的过程中，将输出轴812的下端的方形截面段插入驱动轮82上的方形孔中，由此，在输出轴812带动驱动轮82转动的过程中，可以使输出轴812和驱动轮82保持同步转动。输出轴812的下端横截面为非圆形，通孔822的形状与其相匹配，还可以为六边形、菱形等形状。
如图5和图6所示，驱动轮82上设有偏离驱动轮82的旋转中心轴的第一驱动柄821，传动件83中部设有第一轴孔832，第一驱动柄821可转动地插接在第一轴孔832内。由此，当驱动轮82转动的过程中，驱动轮82可以在带动传动件83移动的同时相对传动件83转动。具体地，在驱动轮82带动传动件83移动的过程中，驱动轮82绕输出轴812的中心轴线旋转，而传动件83是沿以输出轴812的中心轴线为圆心、以第一驱动柄821与输出轴812的距离为半径的圆的周向平动，即传动件83本身是不旋转的。
如图7所示，清洁刷84包括清洁刷传动杆841、清洁刷底座842和清洁布843，清洁刷底座842与清洁刷传动杆841同轴固接，清洁布843附着在清洁刷底座842的外侧，清洁刷传动杆841上设有偏离清洁刷传动杆841的旋转中心轴的第二驱动柄844，第二驱动柄844与传动件83相连；传动件83的两端部设有第二轴孔831，第二驱动柄844可转动地插接到第二轴孔831内，传动件83可以通过第二驱动柄844带动清洁刷84绕清洁刷的中心轴线转动。
如图2所示，机械手臂7包括第一手臂71、第二手臂72和电动推杆73，第一手臂71的一端通过销轴固定连接在水箱顶部的固定座上，第一手臂71的另一端与第二手臂72的一端铰接，第二手臂72的另一端通过万向关节轴承与清洁装置8连接，电动推杆73的两端分别与第一手臂71和第二手臂72连接，电动推杆73的伸缩控制机械手臂7的伸展与收缩。
控制箱3内设置有蓄电池、遥控信号接收器和控制器，遥控信号接收器与控制器信号输入端连接，无人机本体1、负压吸引装置、水泵驱动电机63、电动推杆73、飞行电机和驱动件81均与控制器信号输出端连接，无人机本体1、负压吸引装置、水泵驱动电机63、电动推杆73、飞行电机、驱动件81、遥控信号接收器和控制器均由蓄电池供电。
负压吸引装置包括分别设置在工作平台2的前端左右两侧的第一负压吸引装置4和第二负压吸引装置5，第一负压吸引装置4和第二负压吸引装置5结构相同，每个负压吸引装置均包括吸引支杆41,51、负压吸盘42,52和真空泵43,53；吸引支杆41,51包括一端设于工作平台2前端的前支杆及与前支杆的另一端绞接的后支杆，前支杆与后支杆均为电动推杆，前支杆与后支杆通过伺服电机连接，后支杆的端部与负压吸引盘42,52固定连接，负压吸引盘42,52与真空泵43,53的工作端电连接；每个负压吸引装置分别由控制器单独控制。无人机到达指定的清洁区域，根据操作人员的遥控，到达固定位置，当无人机与玻璃之间的距离达到贴合要求时，开启第一负压吸引装置和第二负压吸引装置，真空泵开始抽走负压吸引盘中的空气，实现负压吸引盘与玻璃之间的牢固连接。
无人机本体1的前端还设置有高清摄像机9，高清摄像机9与控制器信号连接，高清摄像机9外设有保护壳，保护壳上设有供高清摄像机的镜头伸出到保护壳外的镜头安装孔及数个散热孔。
控制器可与地面控制端进行无线通信，控制人员通过高清摄像头实时监控无人机的工作状况，地面控制人员可以使用遥控器对无人机进行控制，遥控信号接收器接受到地面的控制信号后，可以实时传送至控制器，调控无人机的飞行和工作状态。
无人机到达指定的清洁区域，根据操作人员的遥控，到达固定位置，当无人机与玻璃之间的距离达到贴合要求时，开启第一负压吸引装置和第二负压吸引装置，真空泵开始抽走负压吸引盘中的空气，实现负压吸引盘与玻璃之间的牢固连接。
无人机本体1中还设置有gps定位系统，地面工作人员通过无人机gps定位系统侦测待擦玻璃边缘，根据定位控制器控制负压吸引装置和清洁装置3开始启动的时间。
当一部分清洁区域完成清洁后，控制器先控制第一负压吸引装置中的真空泵停止工作，第一负压吸引盘与玻璃剥离后控制吸引支杆移动至下一清洁区域，然后启动真空泵，将负压吸引盘固定在新的固定位置，然后控制第二负压吸引装置，也进行上述位置的变换。本发明的无人机具有两个单独控制的负压吸引装置，保证了无人机工作时和位置移动时固定更加稳固，防止固定不稳，意外脱落等问题。
该无人机清洁高空玻璃时，工作过程如下：
（1）无人机到达指定的清洁区域，根据操作人员的遥控，到达固定位置，当无人机与玻璃之间的距离达到贴合要求时，开启第一负压吸引装置和第二负压吸引装置，真空泵开始抽走负压吸引盘中的空气，实现负压吸盘与玻璃之间的牢固连接。
（2）控制器控制机械手臂的电动推杆带动机械手臂伸展至清洁区域的边缘，启动喷水装置中的水泵驱动电机，喷头开始喷水，然后启动清洁装置的驱动件中的电机，按照“电机轴-蜗杆-涡轮-输出轴-驱动轮-传动件-清洁刷”的传动效果，带动清洁刷进行旋转运动，清洁刷端面的清洁布不停地在玻璃表面旋转擦拭，达到清洁玻璃的效果。
擦洗过程中控制人员可以在地面根据高清摄像头传回的图像，判断清洗效果，若污渍没有清洗干净，可以在水箱中添加清洁剂，以提高清洁能力。
（3）当一部分清洁区域完成清洁后，控制器先控制第一负压吸引装置中的真空泵停止工作，第一负压吸引盘与玻璃剥离后控制吸引支杆移动至下一清洁区域，然后启动真空泵，将负压吸引盘固定在新的固定位置，然后控制第二负压吸引装置，也进行上述位置的变换。本发明的无人机具有两个单独控制的负压吸引装置，保证了无人机工作时和位置移动时固定更加稳固，防止固定不稳，意外脱落等问题。
上述无人机用于清洁高空玻璃，自动化程度高，避免可工人高空作业的危险，又极大的提高了清洁效率，降低了人力成本；清洁装置中机械手臂上安装清洁装置，清洁装置与清洁面之间的相对运动更加灵活，运动速度可控性更强，清洁效果大大提升；通过“电机轴-蜗杆-涡轮-输出轴-驱动轮-传动件-清洁刷”整体的旋转运动，清洁刷端面的清洁布不停地在玻璃表面旋转擦拭，以达到清洁玻璃的目的，可以通过传动件同时驱动多个清洁刷，大大提高清洁效率；设置有高清摄像机可以清楚的将需要清洁的玻璃窗的情况和清洁效果实施拍摄，供控制人员监控无人机工作状态。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。