可用于清洁高空玻璃的无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种可用于清洁高空玻璃的无人机。

背景技术：

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。

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。

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，不利于对方形玻璃的角落部位作彻底清洁，存在清洁死角。

鉴于此，仍需要对该现有清洁无人机的清洁功能做出改进，以消除清洁死角，提高工作质量。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的清洁玻璃的无人机，清洁区域有死角的问题，本发明提供了一种可用于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：

一种可用于清洁高空玻璃的无人机，包括无人机本体、工作平台、清洁装置、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，所述清洁装置设置于工作平台上，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，

所述清洁装置包括水箱、水泵、水泵驱动电机、出水管、机械手臂和清洁刷组件，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，所述水泵上方设置有出水管，所述出水管的一端与所述水泵的出水口联通；

所述水箱顶部上设置有中空的机械手臂，所述机械手臂的末端连接清洁刷组件；

所述清洁刷组件包括滑轨、滑槽、滑块、清洁刷头和刷头驱动组件，所述滑槽底部具有喷水孔，所述出水管的另一端自机械手臂内部穿过后与所述滑槽底部的喷水孔相联通，所述滑轨上设置有滑槽，所述滑槽内设置有一滑块，所述滑块的外表面包裹有清洁刷头，所述滑块由所述刷头驱动组件带动在滑轨内往复移动。

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与所述清洁刷组件铰接，所述电动推杆的两端分别连接第一手臂和第二手臂，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、电动推杆和刷头驱动组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、刷头驱动组件、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，所述刷头驱动组件包括电机、丝杠和滚珠螺母，所述电机固定在所述滑轨的端部，所述电机的输出端连接丝杠，所述丝杠穿过所述滚珠螺母设置在所述滑槽内，所述滚珠螺母与所述滑块固定连接，并带动滑块在滑轨内往复移动。

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、负压吸引盘和真空泵，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，清洁装置包括可左右移动的清洁刷组件和可以控制清洁刷组件整体上下移动的机械手臂，因此，清洁装置在清洁高空玻璃时的活动更加灵活，清洁能力大大提升，可以实现清洁无死角的效果。

3、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是本发明可用于清洁高空玻璃的无人机的正面视图示意图；

图2是本发明可用于清洁高空玻璃的无人机的清洁装置结构示意图；

图中：1-无人机本体、2-工作平台、3-清洁装置、4-控制箱、5-第一负压吸引装置、6-第二负压吸引装置、7-水箱、8-水泵、9-水泵驱动电机、10-出水管、11-机械手臂、12-清洁刷组件、13-滑轨、14-滑槽、15-滑块、16-清洁刷头、17-刷头驱动组件、18-喷水孔、19-第一手臂、20-第二手臂、21-电动推杆、22-吸引支杆、23-负压吸引盘、24-真空泵、25-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-图2所示的可用于清洁高空玻璃的无人机，包括无人机本体1、工作平台2、清洁装置3、负压吸引装置和控制箱4，工作平台2固定设置于无人机本体1下方，清洁装置3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5和第二负压吸引装置6，控制箱4设置在工作平台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。

清洁装置3包括水箱7、水泵8、水泵驱动电机9、出水管10、机械手臂11和清洁刷组件12，水箱7固定在工作平台2上，水箱7上设置有水泵8，水泵8由水泵驱动电机9驱动，水泵8上方设置有出水管10，出水管10的一端与水泵8的出水口联通。水箱7顶部上设置有中空的机械手臂11，机械手臂11的末端连接清洁刷组件12。

清洁刷组件12包括滑轨13、滑槽14、滑块15、清洁刷头16和刷头驱动组件17，滑槽14底部具有喷水孔18，出水管10的另一端自机械手臂11内部穿过后与滑槽14底部的喷水孔18相联通，滑轨13上设置有滑槽14，滑槽14内设置有一滑块15，滑块15的外表面包裹有清洁刷头16，滑块15由刷头驱动组件17带动在滑轨13内往复移动。

清洁刷头可以为毛刷或者清洁海绵、百洁布等擦窗常用材料。

机械手臂11包括第一手臂19、第二手臂20和电动推杆21，第一手臂19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19的另一端与第二手臂20的一端铰接，第二手臂20的另一端与清洁刷组件12铰接，电动推杆21的两端分别连接第一手臂19和第二手臂20连接，电动推杆21的伸缩控制机械手臂11的伸展与收缩。随着机械手臂的伸展和收缩，带动清洁刷组件整体沿清洁面上下移动。

控制箱4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9、电动推杆21和刷头驱动组件17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9、电动推杆21、刷头驱动组件17、遥控信号接收器和控制器均由蓄电池供电。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。

刷头驱动组件17包括电机、丝杠和滚珠螺母，电机固定在所述滑轨13的端部，电机的输出端连接丝杠，丝杠穿过滚珠螺母设置在滑槽14内，滚珠螺母与滑块15固定连接。电机正转和反转带动滑块15在滑轨13内往复移动，也就是沿水平方向左右擦拭玻璃。

第一负压吸引装置5和第二负压吸引装置6结构相同，每个负压吸引装置均包括吸引支杆22、负压吸引盘23和真空泵24，吸引支杆22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23固定连接，负压吸引盘23与真空泵24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25，高清摄像机25与控制器信号连接，高清摄像机25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。

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。

该无人机进行清洁高空玻璃时，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，实现负压吸引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，启动水泵、水泵驱动电机、和刷头驱动组件，整个清洁装置，先在水平方向一边喷水一边擦洗玻璃，然后在竖直方向上擦洗。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。

涉及的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；清洁装置包括可左右移动的清洁刷组件和可以控制清洁刷组件整体上下移动的机械手臂，清洁装置在清洁高空玻璃时的活动更加灵活，清洁能力大大提升，可以实现清洁无死角的效果；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。

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。