空中流体喷涂系统的制作方法

文档序号:22240973发布日期:2020-09-15 19:53阅读:93来源:国知局
空中流体喷涂系统的制作方法



背景技术:

例如,诸如无人飞行器(uav)或无人机的飞行器常常采用若干旋翼以提供升力并在各种环境中维持稳定性。计算系统可控制旋翼以使飞行器在各种方向上俯仰、偏航、翻滚和移动。uav可由用户远程地控制和/或可由计算系统自主地控制。

上面的讨论仅是为一般背景信息提供的,并非旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。要求保护的主题不限于解决背景中指出的任何或所有缺点的实现方式。



技术实现要素:

空中喷漆载具包括主体以及可移除地联接到主体并被配置为储存漆料的漆料储存器。空中喷漆载具包括压力容器,该压力容器可移除地联接到主体并被配置为对来自漆料储存器的漆料加压。空中喷漆载具包括漆料施加器组件,该漆料施加器组件被配置为接收加压漆料并通过喷涂喷嘴将加压漆料朝着目标表面排出。

提供本发明内容以按简化形式介绍概念的选择,其在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征,也非旨在描述要求保护的主题的各个公开的实施例或每一个实现方式,也非旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。随着本描述进行,许多其它新颖优点、特征和关系将变得显而易见。以下的附图和描述更具体地举例说明了示例性实施例。

附图说明

图1是示出示例移动喷涂系统的透视图。

图2是示出示例移动喷涂系统的框图。

图3是示出示例移动喷涂系统的正视图。

图4是示出在操作期间示例移动喷涂系统的侧视图。

图5是示出在操作期间示例移动喷涂系统的俯视图。

图6是示出示例流体施加器的局部截面图。

图7是示出示例移动喷涂系统的仰视图。

图8a至图8c是示出示例移动喷涂系统的操作的侧视图。

图9是示例远程系统的示意性侧视图。

图10是示出移动喷涂系统的示例操作的流程图。

尽管上述附图阐述了所公开的主题的一个或更多个实施例,但如本公开中指出的,也可以想到其它实施例。在所有情况下,本公开作为代表而非限制呈现了所公开的主题。应该理解,本领域技术人员可设计出落在本公开的原理的范围和精神内的众多其它修改和实施例。

具体实施方式

飞行器技术是不断成长的领域。例如,飞行器常常采用若干旋翼以提供升力并在各种环境中维持稳定性。计算系统可控制旋翼以在各种方向上俯仰、偏航、翻滚和移动。飞行器可由用户远程地控制或由可严格遵循飞行路径的控制/计算系统自主地控制。通过将喷漆器附接到自主飞行器并设计沿着表面的特定飞行路径,飞行器可自主地对表面涂漆。在一些情况下,飞行器包括诸如相机的传感器,以区分要喷涂的区域(例如,目标表面、涂鸦、锈迹等)与不喷涂的区域(例如,窗户、灯具等)。

一些实现方式使用系链将喷涂系统安装到飞行器上,以向飞行器安装喷涂系统供应流体和压力。然而,系链的使用降低了移动性,增加了惯性矩,并且给精确喷涂的能力带来负面影响。

本文所描述的示例移动喷涂系统包括在飞行器上的流体容器和压力容器。流体和压力容器包括轻质材料,这大大增加了飞行器的移动性。

图1是示出包括飞行器101的示例移动喷涂系统100的透视图。在示例中,载具101包括无人飞行器(uav)或无人机。载具101包括主体102,其通过电机106联接到旋翼104。电机106联接到主体102并为旋翼104提供动力,使得旋翼104的旋转创建升力并使主体102从地面升起。尽管载具101包括四个旋翼104,但根据应用,载具101可包括更多或更少的旋翼104。已知各个旋翼以变化的速度和方向自旋,以抵消其它自旋的旋翼所施加的旋转力。增大或减小选择旋翼的旋转速度允许飞行器的可控移动。例如,增大给定侧的旋转速度会使总系统倾斜并导致飞行器移动。作为另一示例,增大选择旋翼的旋转速度会使飞行器旋转或偏航。

移动喷涂系统100还包括流体施加器组件108,其将流体(例如,漆料)施加到目标表面(例如,壁)。流体施加器组件108包括供应杆109,在一个示例中其包括轻质碳纤维管或者一些其它能够输送流体的管。流体通过供应杆109流到具有喷涂喷嘴113的喷嘴组件111,喷涂喷嘴113被配置为发出由喷涂喷嘴113的喷涂轴线117限定的喷涂图案115(例如,扇形喷涂图案)。由流体施加器组件108施加的流体被储存在联接到主体102的流体储存器110中。压力源112也联接到主体102或由主体102承载,并且被配置为对通过流体施加器组件108的流体加压,以将流体雾化并施加到目标表面。

如所示,流体储存器110包括由压力源112加压的容器。在其它示例中,也可以其它方式(例如,泵和/或系链)将流体供应给移动喷涂系统100。如所示,压力源112包括容纳液化气的容器。然而,在其它示例中,压力源112也可以是不同的压力源(例如,泵、系链、压缩气体等)。

图2是在操作环境10中的示例移动喷涂系统100的框图。如所示,移动喷涂系统100包括具有主体102的飞行器101。主体102包括移动喷涂系统100的基座、框架和/或其它结构部件,所描述的部件被安装到所述部件或由所述部件承载。主体102可包括由诸如碳纤维、飞行器铝合金等的材料组成的轻质元件部件。主体102还可以是骨架结构,其具有多个空隙以减轻移动喷涂系统100的总重量。

电机106生成旋转移动以驱动旋翼104,旋翼104创建升力和其它旋转力以控制移动喷涂系统100的移动。电机106和旋翼104可包括轻质材料以减轻移动喷涂系统100的总重量。例如,电机106可包括具有高推力重量比的电机,和/或旋翼可包括碳纤维或其它轻质材料。

移动喷涂系统100包括将流体施加到目标表面的流体施加器组件108。流体施加器组件108可由计算系统116选择性地接合以喷涂流体。例如,当移动喷涂系统100在目标表面的第一部分上方时,可启用流体施加器组件108以喷涂流体,当移动喷涂系统100在目标表面的第二部分或者其它不期望的表面(例如,窗户)上方时,计算系统116可停用流体施加器组件108的喷涂。

一些喷涂应用(例如,传统喷漆枪)依赖于针阀,其需要非常大的力来致动并保持被致动。在一个示例中,流体施加器组件108使用需要较小的力来致动的阀配置,从而导致较小的电机用于阀致动,这减轻了移动喷涂系统100的负载。稍后针对图6a至图6b来描述这些阀配置示例。

流体施加器组件108或其部分可经由万向节118直接或间接安装到主体102。万向节118允许流体施加器组件108或其部分(例如,喷嘴)绕一个或更多个轴线移动。在一个示例中,万向节118允许喷涂喷嘴113的喷涂轴线115绕多个轴线117、119和121旋转。这样,当移动喷涂系统100移动(例如,典型的四轴飞行器使用倾斜来横向移动)时,(例如,自动地)操作万向节118以将流体施加器组件108相对于目标表面保持在期望的取向,这在目标表面上创建更一致的流体覆盖。万向节118还可用于调节喷涂力向量相对于重心和/或升力中心的位置,以在喷涂时增加或消除移动喷涂系统100上的任何旋转力。例如,万向节118可使流体施加器组件108取向,使得反作用力向量与移动喷涂系统100的重心对准。

流体储存器110和/或压力源112也直接或间接联接到主体102。流体储存器110包括储存给定量的流体的容器。例如,流体储存器110包括可以可移除地联接到移动喷涂系统100的碳纤维罐、塑料或其它轻质容器,使得其在耗尽时可被移除并用另一储存器替换。

压力源112可包括容纳加压或和/或液态气体(例如,二氧化碳、一氧化二氮、氮气、碳氢化合物、碳氟化合物、醚等)的容器。例如,压力源112包括碳纤维其它轻质罐,其联接到流体储存器110并朝着流体施加器组件108向流体储存器110中的流体提供压力(与流体混合或不混合)。压力源112可以可移除地联接到移动喷涂系统100以便于更换,以补充移动喷涂系统100的压力。例如,压力源112包括具有螺纹连接机构的容器,其可移除地联接并在压力源112和移动喷涂系统100之间提供流体连接。

在一些示例中,压力源112是将流体从流体储存器110泵送到流体施加器组件108的泵。压力源112可提供特定应用所需的高压或低压。

移动喷涂系统100还包括电源113。电源113向移动喷涂系统100的各种部件供电。在一些示例中,电源113包括可移除地联接到移动喷涂系统100的电池,使得电池可被移除并用新的电池替换,以重新向移动喷涂系统100的部件供电。例如,电源113包括可再充锂基电池,其向电机106、压力源112和移动喷涂系统100的其它部件供电。

移动喷涂系统100包括一个或更多个传感器114。传感器114可包括各种传感器,其允许控制移动喷涂系统100的运动和流体施加器组件108的喷涂。例如,传感器114可包括陀螺仪、加速度计、电机温度传感器、旋翼速度传感器以精确地控制飞行器101的飞行,并且包括流体压力传感器、喷涂图案传感器、图像传感器、流体流量传感器以精确地控制流体施加器组件108的喷涂操作。传感器114可包括位置传感器(例如,基于激光、基于超声波、基于相机的位置传感器等),以帮助控制飞行和喷涂操作。在一些示例中,传感器114包括相机,其可在要喷涂的区域(例如,目标表面的未遮挡部分、涂鸦、锈迹等)和避免喷涂的区域(例如,窗户、门、装饰、灯具等)之间进行区分。

计算系统116可包括控制移动喷涂系统100的各种操作的一个或更多个硬件部件(例如,微处理器)、固件部件和/或软件部件等。例如,充当控制系统的计算系统116从一个或更多个传感器114(例如,imu、陀螺仪、加速度计等)接收传感器信号,并控制电机106的输出以在空中稳定地移动。计算系统116还可完成分析操作,例如流体施加率、喷涂图案分析等。例如,计算系统116可接收来自流体传感器114的流体流速和来自加速度计/陀螺仪/imu的运动数据,以及计算施加到目标表面的流体的厚度。作为另一示例,计算系统116可从传感器(例如,相机)接收数据,并基于数据(例如,图像或视频)来区分哪些区域需要或应该喷涂,哪些区域不应该喷涂。作为另一示例,计算系统116包括具有特征检测、平滑、边缘检测、功能的软件。在一些示例中,计算系统116的软件结合使用gps、激光测距仪、特征检测来准确地检测无人机的相对位置。在一些示例中,软件还可采用gps、激光测距仪、特征检测来在空间上映射喷漆区域。在一些示例中,喷漆区域在软件中进行三角测量,并连同喷涂量和喷涂时间的信息一起使用以给出平均涂层厚度。

在一个示例中,计算系统116包括软件,其使用陀螺仪、加速度计、万向节中的惯性运动传感器连同来自激光测距仪、立体视觉、gps的信息一起准确地预测无人机的位置。

移动喷涂系统100还包括通信部件120,其允许从移动喷涂系统100向另一装置或系统(例如,远程系统170)的通信数据。例如,移动喷涂系统100可连接到智能电话或其它移动装置,并关于流体覆盖厚度、流体施加率、流体覆盖面积、总流体消耗、低压、低流体储存等更新用户。

在一些示例中,移动喷涂系统100经由通信部件120与其它移动喷涂系统100通信,并且多个移动喷涂系统100彼此结合向目标表面施加流体。例如,第一移动喷涂系统100向目标表面的第一区域施加流体,然后在第一移动喷涂系统100加油/补给的同时,第二移动喷涂系统100向目标表面的第二区域施加流体,在第二移动喷涂系统100加油或补给的同时第一移动喷涂系统100喷涂,该过程重复。当然,也可存在超过两个向目标表面施加流体的移动喷涂系统100。例如,在向表面施加流体时,尺寸和流体/压力保持能力减小的多个移动喷涂系统100可创建敏捷的蜂巢状机群。

移动喷涂系统100也可包括其它项,如方框188所指示的。

在一些示例中,移动喷涂系统100经由系链160联接到远程系统170。如所示,系链160包括流体管线162、压力管线164、通信线166、电源线167,并且也可包括其它部件,如方框168所指示的。

流体管线162将来自源(例如,远程系统170的流体储存器172)的流体供应给移动喷涂系统100。压力管线164从压力源(例如,远程系统170的压力源174)向移动喷涂系统100供应压力。通信线166可允许移动喷涂系统100与另一装置或系统(例如,远程系统170或另一移动喷涂系统100)之间有线通信。电源线167可从源(例如,电源176)向移动喷涂系统100供应电力。在一些示例中,另一飞行器联接到系链160以支撑系链160的重量并减小系链160对移动喷涂系统100的飞行机动性的影响。系链160可包括诸如护套的其它项,以保护各种管线或和/或附件,其允许另一飞行系统承载系链160的重量,使得移动喷涂系统100不拖曳系链160的重量。

如所示,远程系统170包括流体储存器172、压力源174、电源176、着陆区178、清洁系统180,并且也可包括其它项,如方框190所指示的。

流体储存器172可包括容纳一定量的流体的(一个或多个)储存器和/或(一个或多个)容器。例如,流体储存器172可以是容纳多个流体储存器110的区域,该多个流体储存器110可替换联接到移动喷涂系统100的流体储存器110。另外,或者另选地,流体储存器172包括储存器以及填充移动喷涂系统100上的流体储存器110的加油机构。

压力源174可向移动喷涂系统100提供压力。在一个示例中,压力源174包括容纳压力(例如,压缩气体、液化气等)的(一个或多个)储存器或(一个或多个)容器。例如,压力源174可以是容纳多个压力源112的区域,该多个压力源112可替换联接到移动喷涂系统100的压力源112。另外,或者另选地,压力源174包括储存器以及填充移动喷涂系统100上的压力源112的加油机构。另外,或者另选地,压力源174包括生成供应给移动喷涂系统100的压力的泵。

电源176可向移动喷涂系统100提供电力。在一个示例中,电源176包括多个电源113,在一些情况下其包括电池。储存在电源176中的多个电源113可与移动喷涂系统100上的电源113互换。电源176还可提供其它功能,例如,电源176可对移动喷涂系统100上的电池进行再充,或者对位于电源176内的电池进行再充。

着陆区178可包括用于移动喷涂系统100着陆的表面,并且在一些情况下可移除地联接到移动喷涂系统100。清洁系统180可包括各种装置以清洁移动喷涂系统100。例如,清洁系统180可包括流体施加器组件108可吹扫其喷嘴的区域,而不会对不期望的区域喷涂。作为另一示例,清洁系统180可清洁由于过度喷涂而积聚流体的旋翼104、电机106等。

图3a和图3b是示出在一个示例中在操作期间移动喷涂系统100的正视图。在图3a中,流体施加器组件108(或其部分,以下关于图3a至图3b称为流体施加器组件108)从移动喷涂系统100延伸并且取向以生成大致垂直于地面的喷涂扇形181。当移动喷涂系统100沿着目标表面横向移动时,通常使用流体施加器组件108和喷涂扇形181的这种取向。例如,当移动喷涂系统100在不改变高度的情况下从目标表面的一个边缘移动到另一边缘时,可使用喷涂扇形181。致动器131可被安装到移动喷涂系统100,以使流体施加器组件108从一个取向旋转为另一取向(例如,从图3a的取向到图3b的取向)。在一些示例中,致动器131仅使流体施加器组件108的喷嘴头或喷嘴旋转。

在图3b中,流体施加器组件108从移动喷涂系统100延伸并且取向以生成大致平行于地面的喷涂扇形182。当移动喷涂系统100沿着目标表面垂直移动时,通常使用流体施加器组件108和喷涂扇形182的这种取向。例如,当移动喷涂系统100改变高度,而不相对于目标表面横向移动时,可使用喷涂扇形182。

当然,喷涂扇形181和182的取向仅是示例,可使用流体施加器组件108的其它取向。例如,当对房屋的山墙涂漆时,随着移动喷涂系统100沿着屋顶线条导航使流体施加器组件108垂直于屋顶的斜度取向可能是有用的。在一些示例中,致动器131自动地维持相对于移动喷涂系统100的移动方向垂直的喷涂扇形取向。如所示,致动器131是伺服电机,然而,在其它示例中,致动器131也可以是不同类型的致动器,例如步进电机等。

图4是示出在一个示例中在操作期间移动喷涂系统100的侧视图。在喷涂操作期间,理想的是流体施加器组件108保持距所覆盖的目标表面给定距离,以维持均匀的流体覆盖。为了保持距目标表面的给定距离,移动喷涂系统100必须抵消从流体施加器组件108排出的流体所生成的反作用力。通常,为了抵消诸如风的力,移动喷涂系统100将以给定角度111倾斜,并且倾斜的旋翼104所生成的力的非垂直分量将抵消该力。在一个示例中,流体施加器组件108反作用力的抵消包括计算反作用力并调节旋翼104的角度111和力向量,使得角度111的余弦乘以旋翼104的力向量等于流体施加器组件108所生成的力。在没有其它因素(例如,风、旋翼损坏、质心偏移等)的情况下,该调节应该导致移动喷涂系统100的零净加速度。由于旋翼104和流体施加器组件108力向量未必与质心115对准,所以可能需要更高级的计算以防止移动喷涂系统100在给定力下旋转。

在没有抵消力的情况下,流体施加器组件108所生成的反作用力将导致移动喷涂系统100加速远离所覆盖的目标表面或从所覆盖的目标表面漂移。在一些示例中,通过安装在移动喷涂系统100上以感测和/或计算距目标表面的距离的传感器114-1来完成监测从目标表面的任何潜在漂移(可基本上实时地校正)。传感器114-1可以是超声、基于激光、图像、立体图像或其它距离传感器。传感器114-1还可结合安装在移动喷涂系统100上的imu、陀螺仪、加速度计等感测,以更好地确保正确距离测量。例如,图像系统会基于视觉模糊错误计算距离,这可能导致朝着或远离目标表面的系统错误校正,为了减轻这种错误校正风险,可在进行校正之前通过移动喷涂系统100上的加速度计来检查来自图像系统的距离测量的准确性。

图5是示出在一个示例中在操作期间移动喷涂系统100的俯视图。如所示,流体施加器组件108以角度119联接到移动喷涂系统100。如所示,角度相对于目标表面不垂直,因此,当从流体施加器组件108的喷嘴113排出流体时,与流体排出相反的反作用力将生成向量,其中一些力在平行于目标表面的方向上。在这种情况下,移动喷涂系统100抵消垂直力(例如,约等于角度117的余弦)并利用平行力(例如,约为角度117的正弦)来驱动移动喷涂系统100的横向移动。利用这些平行力可节省沿着壁长度推进移动喷涂系统100所需的电池寿命,而最小程度地影响目标表面105上的覆盖。在其它示例中,流体施加器组件108可在不同的方向上成角度,并且其用于移动的力也是。例如,流体施加器组件108可成一角度指向地面,并且一些反作用力可用于提升。

图6a是示出示例施加器200的局部截面图。例如,代替流体施加器组件108,施加器200可被安装到移动喷涂系统100。施加器200容纳流体202,流体202被雾化并通过喷嘴204施加到目标表面。流体202被容纳在容器210中并且当被加压时通过流体路径208朝着阀206流动。如所示,阀206是低力致动阀,其与传统针阀相比需要较小的致动器(例如,伺服电机)来致动。一个示例阀包括阀壳体,其允许加压流体与阀组件的前端部接触。前端部是安置阀组件以进行密封的端部。随着加压流体通过阀或施加器出口分散,加压流体抵消施加在后端部上的压力。后端是流体进入阀壳体并接触阀组件的端部。在此示例中,然后,相等的压力(或至少更相似的压力)施加在阀壳体内的阀组件的两侧,这消除了作用以将阀组件维持在打开位置的压力。通过有效地减小或消除将阀组件保持在打开位置的压力,不需要强力弹簧,这继而又减小了将施加器阀保持在打开位置的致动器的尺寸。一个示例阀在2017年9月12日提交的序列号15/704,670的美国专利申请中有所描述,其内容整体通过引用并入本文。

流体202可通过与来自压力容器212的流体(例如,加压气体、液化气等)混合而被加压。另选地,流体202可通过压力容器212来加压而不与压力容器212的内容物混合(例如,通过在容器210中使用流体袋或活塞)。在一些示例中,随着流体202和来自压力容器212的压力被消耗,施加器200的重心不改变(例如,在容器210内使用双活塞系统)。另外,可使用容器210内的阻尼系统(例如,袋或活塞)来防止流体晃动和影响安装有施加器200的飞行器的飞行。

图6b是示出示例施加器250的截面图。施加器250类似于施加器200,因此包括类似编号的部件。如示例性地示出的,施加器250被配置为通过接收部分210的入口258从加压液体源接收加压流体。然后,加压流体沿着流动路径208穿过接收部分210和主体262行进,并且被配置为通过出口270分散。

施加器250包括在主体262内的阀组件254,其被配置为在第一位置和第二位置之间移动。如示例性地示出的,阀组件254的第一位置阻碍加压液体从施加器250的出口270分散。另选地,使阀组件254移动到第二位置包括使阀组件254沿着轴线258横向移动,以使得加压流体可被分散到施加器250的出口270之外。

阀组件254联接到施加器250的主体262内的致动机构260。致动机构260被配置为基于操作者对板机266施加的压力而选择性地使阀组件254在第一和第二位置之间移动,从而有效地使板机266从非致动位置(如示例性地示出的)移动到致动位置。在此示例中,板机266使用联接机构联接到致动机构260。

在操作中,在对板机266施加压力时,力随后生成并通过联接机构传递到致动机构300。在接收到力时,致动机构260使阀组件254从第一位置移动到第二位置,以便于加压流体被分散到出口270之外。然而,为了维持加压液体的分散,阀组件254必须保持在第二位置。结果,这需要来自用户的恒定压力以将板机266维持在致动位置。然而,在液体施加过程中,这可能导致用户在维持对板机266施加压力方面感到疲劳。具体地,随着加压流体沿着流动路径302行进并被分散到出口270之外,加压流体作用在第二端部或后密封部,因此需要来自用户的更大压力以抵消在板机释放时使阀闭合所需的弹簧力。

然而,根据本发明的实施例,流动路径302的配置允许减轻将阀组件304维持在第二位置(因此将板机266维持在致动位置)所需的压力。例如,通过经由位于施加器250的远端部分处的入口108接收加压液体,加压液体被配置为穿过主体262的后部行进并与阀组件254的第二端部接触。此外,加压液体可在主体262内的凹口264中行进。通过使加压流体与阀组件254的第二端部接触,随着加压流体通过出口270分散,加压流体可抵消施加在第一端部或阻塞部上的压力。在一个示例中,然后相等的压力施加在压力容器内的阀组件254的所有侧,这消除了作用以将阀组件254维持在第二位置的压力。通过有效地减小或消除将阀组件保持在第二打开位置的压力,不需要强力弹簧,这继而减小了对板机266致动的致动器的尺寸和重量。

图7是示出示例移动喷涂系统300的仰视图。如所示,移动喷涂系统300包括旋翼304、施加器308、流体容器310和压力容器312。压力容器312向流体容器310(或在排出之前向某一点处的流体)提供压力,其允许流体通过施加器308排出,这继而生成了箭头318所示的反作用力。

可通过提供反作用射流喷嘴311来抵消箭头318所指示的力,该反作用射流喷嘴311生成箭头320所指示的抵消力。箭头320所指示的该抵消力抵消箭头318所指示的施加力,并且导致喷涂过程的零净加速度,因此当流体施加器组件108被致动时移动喷涂系统100与目标表面之间的距离更一致,这可导致更均匀的流体施加。在一些示例中,代替零净加速度,抵消箭头318所指示的施加反作用力可意指减小移动喷涂系统100上的净加速度,并且未必将净加速度减小至零。

如所示,反作用射流喷嘴311包括排出流体并提供与施加器308的喷射力相等的喷射力(例如,可经由压力容器312供应)的喷嘴。如所示,施加器308和反作用射流喷嘴311按固定布置方式安装在同一轴线上,使得即使当万向节318允许施加器308变化移动时它们也总是彼此抵消,而不会生成旋转力。反作用射流喷嘴311可由另一力生成装置代替,例如推进器。然而,推进器在生成持续的力时通常具有比射流喷嘴更多的滞后。在一个示例中,在施加器308开始喷涂(生成箭头318所指示的力)的同时,反作用射流喷嘴311创建反作用力(例如,箭头320所指示的力),使得移动喷涂机300经历最小或零净加速度。在一些示例中,代替抵消力,射流喷嘴311创建使移动喷涂机300移动的力。

震动是对施加有新的力的系统的典型稳定化的反应,该反应可表现为摇动或突然移动。在施加新的力并且发生震动之后不久,系统稳定到不运动的程度。在喷涂操作期间发生的震动可能导致目标表面上的异常漆料图案,例如本来笔直的喷涂图案中的波浪。图8a至图8c示出在开始喷涂操作期间的震动问题的一个示例解决方案。

图8a至图8c是示出移动喷涂系统400的操作的侧视图。图8a是示出预备喷嘴411的致动的侧视图。当预备喷嘴411首先被致动时,它们向整个移动喷涂系统400发送震动,如运动线401所指示。如所示,预备喷嘴411喷射空气或另一加压气体,其不向目标表面405施加流体。预备喷嘴411在移动喷涂系统400上模仿与施加器408在开始喷涂操作时将施加在系统上的相同的力。

图8b是示出在预备喷嘴411被致动之后不久移动喷涂系统400的侧视图。如所示,移动喷涂系统400已稳定并相对于目标表面405保持相对静止,同时预备喷嘴411仍生成喷射力。移动喷涂系统400也采取了措施来抵消预备喷嘴411所创建的力,该力如所示将使移动喷涂系统400朝着目标表面405倾斜。然而,在其它示例中,可使用抵消力的不同措施,例如图7中的反作用力。

图8c是示出在基本上瞬时关闭预备喷嘴411并且施加器408开始施加之后不久移动喷涂系统400的侧视图。如所示,通过从一个力源瞬时切换到另一力源,移动喷涂系统400相对于目标表面405保持基本上静止,因为预备喷嘴411和施加器408所生成的力基本上相同,所以实际上,移动喷涂系统400不必针对新的力重新调节。不具有用于针对新施加的力的震动进行准备和/或调节的机构的系统可导致目标表面405上的异常喷涂图案,例如本来笔直的喷涂图案中的波浪或抖动。

图9是示例远程系统170的示意性侧剖视图。远程系统170包括流体储存器172、压力源174、电源176、着陆区178和清洁系统180。移动喷涂系统100着陆在示例远程系统170处的着陆区178上。一旦着陆的移动喷涂系统100可被清洁,在再次起飞以继续喷涂之前对其电源、流体源和压力源进行补充。

流体储存器172包括容纳一定量流体的(一个或多个)储存器或(一个或多个)容器。例如,如所示,流体储存器172包括容纳多个流体储存器110的区域,该多个流体储存器110可替换联接到移动喷涂系统100的流体储存器110。另外,或者作为替代,流体储存器172包括储存器和填充移动喷涂系统100上的流体储存器110的加油机构。如所示,流体储存器110包括螺纹以可移除地联接到移动喷涂系统100。然而,在其它示例中,流体储存器110包括其它机构以联接到移动喷涂系统100,例如液压快卸器等。

压力源174包括容纳一定量的加压流体的(一个或多个)储存器或(一个或多个)容器。例如,如所示,压力源174包括容纳多个压力源112的区域,该多个压力源112可替换联接到移动喷涂系统100的压力源112。另外,或者作为替代,压力源174可包括储存器和填充移动喷涂系统100上的压力源112的加油机构。如所示,压力源112包括螺纹以可移除地联接到移动喷涂系统100。然而,在其它示例中,压力源112包括其它机构以联接到移动喷涂系统100,例如气动快卸器等。

如所示,电源176包括多个电源113(在这种情况下,包括电池)。这些电源113可与移动喷涂系统100上的电源113互换。电源176也可提供其它功能,例如,电源176可对移动喷涂系统100上的电池进行再充或者对位于电源176内的电池进行再充。

如所示,清洁系统180包括吹扫流体施加器组件108的喷嘴以从喷嘴去除任何碎屑的区域。例如,许多喷嘴头是可反转的,当施加器被致动,同时喷嘴头反向取向时,其提供喷嘴清洁功能。在一些情况下,清洁系统180甚至可代替移动喷涂系统100的故障的喷嘴或流体覆盖的旋翼104。如所示,清洁系统180还包括处理耗尽的压力容器、流体容器和/或电池的区域。

如所示,补给系统183被配置为从移动喷涂系统100移除流体储存器110、压力源112和电源113。补给系统183还被配置为将新的一组新流体储存器110、压力源112和电源113连接到移动喷涂系统100。

图10是示出示例喷涂操作500的流程图。操作500开始于方框502,其中设定控制参数。一些示例控制参数由方框504-510指示。如方框504所指示的,控制参数可包括期望流体厚度。例如,期望流体厚度可被设定为密耳厚度值。如方框506所指示的,控制参数可包括期望完成时间。例如,期望完成时间可被设定为期望完成喷涂作业的时间量(例如,两个小时)。如方框508所指示的,控制参数可包括机器参数。例如,机器参数可包括喷嘴头、流体、压力范围等。方框502中的控制参数也可包括其它项,如方框510所指示的。

操作500继续到方框520,其中计算空中喷涂系统到目标表面之间的距离。例如,计算系统116或不同系统可计算移动喷涂机100与目标表面之间的目标距离以实现期望的结果(例如,在期望的时间范围内完成的期望厚度的均匀流体覆盖)。方框520的计算可基于各种因素,其示例由方框522-528指示。如方框522所指示的,喷涂的流体可以是方框520的计算的因素。例如,各种流体可具有影响其喷涂方式的特性。

如方框524所指示的,流体可以纳入计算的因素。例如,各个喷嘴头创建给定的喷涂图案(例如,扇形),使得喷涂图案或覆盖宽度是距表面的宽度的函数。当然,覆盖宽度与许多计算相关。如方框526所指示的,当前压力或可用压力范围可以纳入方框520的计算的因素。例如,改变喷涂的流体的压力可影响喷涂图案/覆盖率以及喷涂操作的其它方面。

操作500继续到方框540,其中计算空中喷涂系统相对于目标系统的空中速度。方框540的计算可基于各种因素,其示例由方框542-548指示。如方框542所指示的,喷涂图案可以纳入计算移动喷涂系统速度的因素。例如,喷涂图案通常决定流体覆盖的宽度和分布,因此纳入计算移动喷涂系统的速度的因素。如方框544所指示的,流速和/或压力可以纳入计算移动喷涂系统速度的因素。例如,流速和/或压力决定有多少流体朝着目标表面喷涂,因此可以纳入计算移动喷涂机的速度的因素(例如,通常流速越高,速度可越快)。如方框546所指示的,期望厚度可以纳入计算移动喷涂系统速度的因素。例如,通常随着期望厚度增加,移动喷涂机的速度减小。

操作500继续到方框560,其中计算通过移动喷涂系统的施加器喷嘴的流体流量以实现期望厚度。方框560的计算可基于各种因素,其示例由方框562-566指示。如方框562所指示的,流体流量可基于喷涂图案来计算。如方框564所指示的,流体流量可基于移动喷涂系统速度。如方框566所指示的,流体流量也可基于其它项。

操作500继续到方框580,其中基于所计算的距离、速度、流体流量以及其它因素来控制移动喷涂系统。在一些示例中,贯穿喷涂操作间歇地重新计算这些和其它变量。

本文中在将诸如漆料的涂层材料施加到目标表面的上下文中描述了至少一些实施例。如本文所用,“漆料”包括由悬浮在液体介质中的色素或颜料组成的物质以及不含色素或颜料的物质。“漆料”还可包括预备涂层(例如,底漆)。“漆料”可作为例如液体或气体悬浮液施加以涂覆目标表面,并且所提供的涂层可以是不透明的、透明的或半透明的。一些特定示例包括(但不限于)乳胶漆、油基漆、着色剂、生漆、清漆、油墨等。

还应该指出的是,本文所描述的不同实施例可按不同的方式组合。即,一个或更多个实施例的部分可与一个或更多个其它实施例的部分组合。本文中想到了所有这些。

示例1是一种空中喷漆载具,包括:

主体;

漆料储存器,可移除地联接到主体并被配置为储存漆料;

压力容器,可移除地联接到主体并被配置为对来自漆料储存器的漆料加压;以及

漆料施加器组件,被配置为接收加压漆料并将加压漆料通过喷涂喷嘴朝着目标表面排出。

示例2是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,还包括多轴线万向节,该多轴线万向节被配置为允许喷涂喷嘴相对于主体沿着多个轴线移动。

示例3是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,还包括被配置为控制多轴线万向节的控制系统。

示例4是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,其中,控制系统接收指示空中喷漆载具相对于目标表面的取向的信号,并控制多轴线万向节在通过喷涂喷嘴排出漆料期间使喷涂喷嘴取向成与目标表面不垂直取向,使得通过漆料的排出生成平行于目标表面的反作用力。

示例5是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,其中,喷涂喷嘴将漆料以扇形图案朝着目标表面排出。

示例6是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,还包括喷涂喷嘴致动器,喷涂喷嘴致动器使喷涂喷嘴旋转,使得扇形图案旋转。

示例7是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,其中,喷涂喷嘴致动器自动地使喷涂喷嘴旋转,使得扇形图案基本上垂直于空中喷漆载具的当前移动方向。

示例8是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,其中,漆料施加器组件包括:

阀组件,包括与第二端部相反的第一端部,被配置为可在打开位置和闭合位置之间移动,其中,第二端部被配置为在闭合位置与加压漆料流体接触,并且第一端部和第二端部二者被配置为在打开位置与加压漆料流体接触。

示例9是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,还包括反作用射流喷嘴,该反作用射流喷嘴基于漆料施加器组件的致动来致动,以生成抵消在排出漆料时由漆料施加器组件生成的反作用力的至少一部分的抵消力。

示例10是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,其中,反作用射流喷嘴联接到喷涂喷嘴,使得反作用射流喷嘴的出口与喷涂喷嘴的出口轴向对准。

示例11是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,还包括生成射流的预备射流喷嘴,该射流生成与从喷涂喷嘴排出漆料所生成的第二反作用力基本上相等的第一反作用力,并且其中,预备射流喷嘴在从喷涂喷嘴排出漆料之前生成射流,并且当从喷涂喷嘴开始排出漆料时基本上同时停止射流。

示例12是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,其中,压力容器包括压缩的液体二氧化碳。

示例13是根据任何或所有先前示例所述的空中喷漆载具,其中,漆料储存器包括具有第一螺纹连接机构的第一碳纤维罐,并且压力容器包括具有第二螺纹连接机构的第二碳纤维罐。

示例14是一种利用飞行器将漆料施加到目标表面的方法,该方法包括:

将漆料储存器联接到飞行器;

将压力容器联接到飞行器;

控制飞行器到目标表面;以及

对飞行器上的漆料施加器进行致动以将漆料施加到目标表面。

示例15是根据任何或所有先前示例所述的方法,还包括在致动漆料施加器之前启用预备射流喷嘴,并且基本上在致动漆料施加器时停用预备射流喷嘴。

示例16是根据任何或所有先前示例所述的方法,还包括启用在致动漆料施加器时基本上同时启用的反作用射流喷嘴。

示例17是一种移动喷涂系统,包括:

飞行器;

联接到飞行器的漆料储存器,该漆料储存器容纳漆料;

压力容器,容纳液体推进剂,并且被配置为对来自漆料储存器的漆料进行加压;以及

漆料施加器,被配置为接收加压漆料并将加压漆料朝着目标表面排出。

示例18是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,其中,液体推进剂保持独立于漆料。

示例19是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,其中,液体推进剂可与漆料混合以增强雾化。

示例20是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,还包括万向节,该万向节被配置为使漆料施加器独立于飞行器在至少一个轴线上移动,并且其中,该万向节将漆料施加器控制为不垂直于目标表面的取向,使得由漆料施加器生成的平行反作用力推进飞行器。

示例21是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,其中,压力容器在通信上联接到射流喷嘴,该射流喷嘴在漆料施加器将漆料朝着目标表面排出时致动,使得由漆料施加器生成的反作用力被射流喷嘴所生成的力抵消。

示例22是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,其中,该系统采用来自喷涂喷嘴的反作用力将系统在向前方向上推进。

示例23是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,其中,压力容器包括压缩的液体二氧化碳或高压空气/氮气。

示例24是根据任何或所有先前示例所述的方法,还包括在致动漆料施加器之前启用预备射流喷嘴,并且基本上在致动漆料施加器时停用/最小化预备射流喷嘴的力。

示例25是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,其中,液体推进剂可与漆料混合以增强雾化。

示例26是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,还包括漆料施加器组件,其被配置为接收加压的漆料和空气,并将流体通过多个孔排出,该流体可与目标基板相互作用并喷涂在目标基板上。

示例27是根据任何或所有先前示例所述的移动喷涂系统,其中,喷涂喷嘴致动器自动地使喷涂喷嘴旋转,使得扇形图案基本上垂直于空中喷漆载具的当前移动方向并且扇形图案基本上垂直于目标表面。

尽管以结构特征和/或方法动作所特定的语言描述了主题,但将理解,所附权利要求中限定的主题未必限于上述特定特征或动作。相反,上述特定特征和动作被公开作为实现权利要求的示例形式。

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