一种具有高层楼宇清洁功能的智能飞行机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人清洁领域，具体涉及一种用于高层楼宇楼面清洁的智能飞行机器人。
【背景技术】
[0002]当前社会高楼林立然而如何清洁这些摩天大楼一直以来是让人头痛的问题，现在的解决办法主要是人工清洁，即由所谓的“蜘蛛人”完成这样的高危工作，由此导致的意外坠楼等悲剧也不断上演。尽管现在也存在少量的玻璃清洁机器人但普遍存在以下缺点无法被大规模应用。现有的清洁机器人主要采用负压真空吸盘的方式贴在高楼的玻璃面上清洁，其缺点是墙面结构适应性差只能清洁纯平的表面，对于非玻璃材质的粗糙墙面无法吸附从而无法完成清洁工作。如申请号:201220509775.8的发明。也有部分高层楼宇清洁机器人采用拉绳或辅助支撑杆的形式让机器人完成视距范围内清洁工作，其缺点除了无法应对有边框结构的墙面外还存在不能清洁超高楼宇的问题。如申请号:200910058652.X的发明。因此现有的清洁机器人存在适用能力差、操作复杂、效率较低、对于像迪拜或者国际金融中心大厦这样的建筑无法完成清洁工作等缺点。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的问题，本发明公开了一种采用飞行器结构的高空智能清洁机器人，通过地面控制中心设定好需要清洁的高层建筑后，自动飞行至目标建筑配合自身传感器自动完成墙面清洁工作，自动返航待命，同时地面监控中心也可以远程实时监控清洁机器人，对于特别复杂的被清洁面可由工作人员协助完成清洁工作。本发明解决了现有机器人墙面适应性差、越障能力有限、超高楼宇无法清洁、操作不便等问题。
[0004]本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
本发明的一种具有高层楼宇清洁功能的智能飞行机器人，包括主机体和监控端，所述主机体主要包含传感控制模块、以及与传感控制模块相连接的清洁机模块、飞行器系统、无线通讯模块。所述传感控制模块主要用于智能识别目标清洁面、自动规划清洁轨迹、控制清洁机模块；所述清洁机模块用于对工作面污垢进行清洁；所述飞行器系统用于负载主机体到工作面，执行传感控制模块发出的飞行命令；所述无线通讯模块用于将主机体的状态参数信息如坐标位置信息、传感控制模块中摄像头采集的图像信息发送到监控中心。
[0005]所述监控端用于监视主机体的工作状态，为主机体设定需要清洁的目标，当主机体有突发情况时，监控端可人为操控主机体，避免主机体发生意外。监控端的拓扑结构灵活多样，可根据实际需要搭建。可以是直接与无线通讯模块相连的地面站监控主机；也可以是服务器客户端架构，主机体通过无线通讯模块传输信息至云端服务器，经授权可访问所述云端服务器的电脑或者手机均可以作为监控终端来使用，极大的方便了对清洁机器人的监控。
[0006]本发明具有以下有益效果: 本发明一种具有高层楼宇清洁功能的智能飞行机器人，由于采用飞行器结构基本可以实现对任意高度任意墙面的清洁，替代“蜘蛛人”完成高空危险工作。与现有的楼宇墙面清洁机器人相比，便捷性:只要监控中心确定目标大楼的地理坐标，剩下的清洁工作全自动完成。清洁范围:相比拉绳、设辅助支撑杆等现有清洁机器人，本发明除了能完成对较矮楼层，表面较简单的楼层进行清洁工作外，还可以对超高楼宇，表面有窗户、有边框、有弧面等复杂表面进行清洁。被清洁表面适应性:与只能清洁玻璃等光滑表面的真空吸附式原理的高空机器人相比，本楼宇清洁机器人几乎可以清洁任何材质的墙面，同时通过摄像头传感器识别墙面材质信息可以进一步采用最佳的清洁方式完成清洁工作。
【附图说明】
[0007]图1为本发明一种用于高层楼宇楼面清洁的智能飞行机器人具体实施例一示意原理结构框图；
图2为本发明监控端另一种拓扑结构示意原理框图；
图3为本发明主机体一种实例的正视图；
图4为本发明主机体一种实例的侧视图；
图5为本发明主机体一种实例的俯视图；
图6为本发明主机体一种实例的立体示意图；
图7为本发明主机体上的摄像头识别目标建筑特征角点侧视示意图；
图8为本发明主机体上的摄像头识别目标建筑特征角点正视示意图；
图9为本发明主机体摄像头成像面板用于引导飞行器的导航逻辑区示意图；
附图标记:
1.传感控制模块 2.飞行器系统 3.清洁机模块 4.无线通讯模块。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图并用最佳的实施例对本发明作详细的说明。
[0009]参阅图1-图9，一种具有高层楼宇清洁功能的智能飞行机器人，包括主机体和监控端，所述主机体主要包含传感控制模块、以及与传感控制模块相连接的清洁机模块、飞行器系统、无线通讯模块。
[0010]所述传感控制模块主要包含核心控制器，以及与核心控制器相连接触式传感器以及非接触式传感器，所述非接触式传感器可以是摄像头传感器、超声波传感器。所述摄像头传感器用于图像采集、被清洁表面材质的识别以及目标建筑特征角点识别。被清洁表面材质识别支持扩展，在清洁机器人内部已经存储部分常见的楼宇表面材质信息，当清洁机器人工作时，由摄像头采集的图像信息经过内部对比分析后判断当前材质是否与已经识别的材质一致，如果一致则由核心控制器输出相应清洁方式的信号，如果不一致则回馈信息至监控中心，由操作人员设定对应的清洁方式并存入材质样本库，从而实现被清洁表面材质识别的扩展。目标建筑特征角点识别用于确定被清洁面需要最先开始清洁的起始位置，为后期的贴墙面按设定路径清洁做准备。具体过程如下:当清洁飞行机器人抵达目标大楼附近时，摄像头开始对周围环境扫描，当匹配到目标大楼后，确认目标大楼位置并控制飞行器系统飞至合适位置以获取目标大楼一面的轮廓信息，通过图像处理获取大楼表面左上角顶点为特征点，下面的任务就是飞行到该特征点为后面的具体清洁做准备。飞行器系统根据图像处理的结果控制飞行器姿态使大楼特征点X成像到飞行器的成像面板导航逻辑区的X区域内。所述导航逻辑区为便于描述可参阅图9所示，当飞行器系统向目标大楼逼近时，如果飞行偏离，将会导致特征点X在摄像头内对应的像点超出导航逻辑区X范围，像点可能会跑到A、B、C、D、E、F、G、H区域。当像点移到A区域时，核心控制器给出飞行器系统向左飞行的信号，使飞行器回到正确的位置；当像点移到B区域时，核心控制器给出飞行器系统向上飞行的信号，使飞行器回到正确的位置；当像点移到F区域时，核心控制器给出飞行器系统向左上角飞行的信号，使飞行器回到正确的位置；类似的，当像点飞至C、D等其他区域时，核心控制器给出对应控制信号使飞行器回到正确的位置。通过这样的闭环系统控制清洁机器人飞行至楼面左上角特征点开启清洁器模块准备清洁。当清洁机器人贴近墙壁开始清洁作业时，所述超声波传感器用于精确测量两者间的距离，核心控制器接受传感器传来的信号，经内部处理后输出有效信号控制飞行器按设定的轨迹进行飞行。
[0011]作为优选，所述飞行器系统可以是多轴飞行器主要包含飞控、电调、电机、桨叶、机架。所述飞控内部集成常用传感器如:三轴加速度计、三轴陀螺仪、电子罗盘、气压计等，用于控制飞行器各电机协调工作保证飞行系统平稳正常工作。核心控制器具体的说是与飞行器系统中的飞控相连，给出飞行姿态信号。
[0012]所述清洁机模块，其特征在于清洁