一种柔性视觉无人机喷涂装置的制作方法

本实用新型涉及墙体喷涂领域，更具体而言，涉及一种柔性视觉无人机喷涂装置。

背景技术：

在智能化应用逐步壮大的时代，半机械的喷涂机器人现已经被应用到各个喷涂作业领域，目前使用的喷涂机器人多为人工操控的大型喷涂机械手臂，缺乏了足够的灵活型，且喷涂机械手臂的使用范围有限，不能对高度较大的建筑进行作业；因为喷涂作业会在空气中产生有害气体，因此喷涂作业中过多的人工参与会影响工人的身体健康，对于高空作业，对喷涂工人的生命安全是极大的挑战。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的不足，提供一种代替高强度的人工劳动、适用范围更大、可精确定向喷涂的柔性视觉无人机喷涂装置。

为了克服上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种柔性视觉无人机喷涂装置，包括无人机机身，其特征在于：机身上设置四个可折叠式旋翼支架、蓄电池、控制单元、柔性视觉单元、喷涂单元和柔性太阳能板；

机身侧面均布四个机翼安装座，四个可折叠式旋翼支架与四个机翼安装座通过铰链一一对应连接，铰链转轴为水平方向设置的转轴；每个可折叠式旋翼支架包括第一支架和第二支架、旋翼、驱动电机，第一支架与机翼安装座转动连接，第一支架与第二支架之间通过铰链连接，铰链转轴为竖直方向设置的转轴，第一支架与第二支架之间设置有锁定可折叠旋翼支架展开状态的锁紧机构，驱动电机固定设置于可折叠式旋翼支架上远离机身的端部，旋翼固定设置于驱动电机的电机输出轴上，所述蓄电池固定设置于机身下部，蓄电池与驱动电机通过线缆连接；

所述控制单元包括地面计算机、嵌入式单片机和无线信号传输器，嵌入式单片机设置于无人机机身内部，无线信号传输器设置于无人机机身顶部，无线信号传输器与嵌入式单片机连接，无线信号传输器与地面计算机连接；

所述柔性视觉单元包括二轴稳定云台和摄像头，所述二轴稳定云台设置于无人机机身前侧，包括航向偏转机构和俯仰偏转机构，航向偏转机构转动设置于机身下部，摄像头通过俯仰偏转机构活动设置于航向偏转机构上。所述喷涂装置包括涂料搅拌器、涂料存储器、传输软管、分叉软管和雾化喷枪，所述涂料存储器通过安装架固定设置于无人机机身下侧，所述雾化喷枪设置于无人机机身的底部，喷枪头水平指向无人机机身的前方，所述雾化喷枪通过传输软管与涂料存储器相连，所述分叉软管的主管道与传输软管连接，分叉软管的支管道与涂料存储箱连接；

所述柔性太阳能板设置于无人机机身上表面，柔性太阳能板与蓄电池通过线缆连接，用作对蓄电池进行能量补充。

进一步的，所述无人机机身还设置红外避障传感器，所述红外避障传感器设置有两个，分别位于无人机机身前侧及下侧，用于前视避障和下视避障，红外避障传感器与嵌入式单片机连接。

进一步的，所述锁紧机构包括固定套ⅰ、固定套ⅱ和滑动杆，固定套ⅰ设置于与机身连接的支架上，固定套ⅱ设置于远离机身的支架上，滑动杆滑动设置于固定套ⅰ中，与机身连接的机架上还设置有限定滑动杆极限位置的挡块，当可折叠旋翼支架处于展开状态时，滑动杆可穿过固定套ⅱ锁定。进一步的，所述喷涂装置还包括涂料搅拌器，涂料搅拌器设置于涂料存储器中，涂料搅拌器与蓄电池连接。

进一步的，所述涂料存储器包含多个内腔，所述分叉软管的支管道与涂料存储器的单个内腔一一对应相连。

进一步的，所述喷涂装置还包括小型液压泵，小型液压泵设置于涂料存储器中，液压泵输出端与分叉软管的支管路相连，小型液压泵开关由嵌入式单片机控制。

进一步的，所述航向偏转机构和俯仰偏转机构均包括驱动相应机构转动的舵机，航向偏转机构和俯仰偏转机构的舵机均与嵌入式单片机连接。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果为：

1、通过加入柔性视觉单元，可对待喷涂墙体的状态进行分析，适用于不同类型的墙壁，涂料厚度喷涂均匀，摄像头可以在航向偏转机构和俯仰偏转机构的作用下实现全方位的转动，操作更加方便。

2、通过无线信号传输器，实现地面对无人机的远程控制，最大程度节省了人力的使用，同时也避免了喷涂时产生的有害气体对人员健康产生危害。

3、本装置不受自身高度的限制，可进行高空作业。

4、本装置可实现定位喷涂，可精确绘制图案的形状和大小。

附图说明

图1为本实用新型的正面结构示意图；

图2为本实用新型的背面结构示意图；

图3为本实用新型的侧面结构示意图；

图4为本实用新型涂料存储器结构示意图；

图5为本实用新型锁紧机构结构示意图；

图6为本实用新型二轴云台机构示意图。

图中：10为机身、11为机翼安装座、20为可折叠旋翼支架、21为旋翼、22为驱动电机、23为锁紧机构、231为固定套ⅰ、232为固定套ⅱ、233为滑动杆、234为永磁体、235为挡块、30为蓄电池、40为嵌入式单片机、41为无线信号传输器、50为柔性太阳能板、60为二轴稳定云台、61为摄像头、62为航向偏转机构、63为俯仰偏转机构、70为涂料存储器、71为涂料搅拌器、72为小型液压泵、73为传输软管、74为分叉支管、75为雾化喷枪、80为红外避障传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

根据图1至图6所示：一种柔性视觉无人机喷涂装置，包括无人机机身10、四个可折叠式旋翼支架20、蓄电池30、控制单元、柔性视觉单元、喷涂单元和柔性太阳能板50。

无人机机身10侧面均布四个机翼安装座11，四个可折叠旋翼支架20与机翼安装座11一一对应，可折叠式旋翼支架20与机翼安装座11通过铰链连接，铰链转轴水平设置，每个可折叠式旋翼支架20包括两段支架、旋翼21、驱动电机22，两段支架包括第一支架和第二支架，第一支架与机翼安装座11转动连接，第一支架与第二支架之间通过铰链连接，铰链转轴竖直设置，两段支架之间设置有锁定可折叠旋翼支架20展开状态的锁紧机构23，当不进行喷涂作业时，两段支架可折叠并贴附于无人机机身10，节省保存空间，锁紧机构23包括固定套ⅰ231、固定套ⅱ232和滑动杆233，固定套ⅰ231设置于与机身10连接的支架上，固定套ⅱ232设置于远离机身10的支架上，滑动杆233滑动设置于固定套ⅰ231上，与机身10连接的机架上还设置有限定滑动杆233极限位置的挡块235，固定套ⅰ231和挡块235均为铁磁性物质，滑动杆233上靠近挡块235的一端设置有永磁体234，非工作状态下滑动杆233上的永磁体234与挡块235相吸合，当可折叠式旋翼支架20展开时，推动滑动杆233使滑动杆233上的永磁体234与固定套ⅰ231吸合，此时滑动杆233无永磁体一端插入固定套ⅱ232，实现可折叠旋翼支架20展开状态的锁定，驱动电机22固定设置于可折叠式旋翼支架20远离机身一端的端部，旋翼21固定设置于驱动电机22的电机输出轴上，蓄电池30固定设置于无人机机身下部，蓄电池30与驱动电机22连接；

控制单元包括地面计算机、嵌入式单片机40和无线信号传输器41，嵌入式单片机40设置于无人机机身10内部，无线信号传输器41设置于无人机机身顶部，无线信号传输器41与嵌入式单片机40连接，无线信号传输器41与地面计算机连接；

柔性视觉单元包括二轴稳定云台60和摄像头61，二轴稳定云台60设置于无人机机身10前侧，包括航向偏转机构62和俯仰偏转机构63，航向偏转机构62与俯仰偏转机构63均由舵机控制，舵机与嵌入式单片机40相连接，摄像头61设置于俯仰偏转机构63上，通过二轴稳定云台60保证摄像头61拍摄画面的稳定性，摄像头60拍摄的画面传输给嵌入式单片机40，嵌入式单片机40通过无线信号传输器41实时将画面传输给地面计算机，实现实时监控；

喷涂装置包括涂料搅拌器71、涂料存储器70、传输软管73、分叉软管74和雾化喷枪75，所述涂料存储器70通过安装架固定设置于无人机机身10下侧，所述雾化喷枪75设置于无人机机身底部，雾化喷枪75喷头水平指向无人机机身前侧，所述雾化喷枪75通过传输软管73和分叉软管74与涂料存储器70相连，分叉软管74的主管道与传输软管73连接，分叉软管74的支管道与涂料存储器70的单个内腔一一对应，涂料搅拌器71设置于涂料存储器70中。

喷涂装置还包括小型液压泵72，小型液压泵72设置于涂料存储器70中，小型液压泵72输出端与分叉软管74的支管道相连，小型液压泵72开关由嵌入式单片机40控制。

柔性太阳能板50设置于无人机机身10上表面，柔性太阳能板50与蓄电池30连接，柔性太阳能板50所产生的电能存储在蓄电池30中，作为补充电源。

无人机机身10上还设置有两个红外避障传感器80，分别设置于机身10前侧和可折叠旋翼支架20的下侧，分别用于前视避障和下视避障，避免因操作不当造成撞机。

工作原理：将涂料注入涂料存储器70，通过涂料搅拌器71将涂料进行均匀搅拌，通过地面计算机控制无人机飞行轨迹，柔性视觉单元对待喷涂墙体进行视觉识别，将墙体信息反馈至地面计算机，分析其平整度，确定喷涂路线和喷涂范围，地面计算机将喷涂路线和喷涂范围通过无线信号传输器41传送给嵌入式单片机40，嵌入式单片机40控制驱动电机按程序运行，同时嵌入式单片机40控制雾化喷枪75进行喷涂作业。

整个装置只需工作人员在地面进行计算机控制，及时补充涂料，喷涂效率快质量高，减少了不必要的涂料浪费。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。