无人机式高空幕墙清洗机器人的制作方法

本实用新型属于高空作业装置领域，具体地说，尤其涉及一种无人机式高空幕墙清洗机器人。

背景技术：

随着城镇化发展，城市中人口规模不断增加，随之而来的便是高层建筑的增加。而高层建筑在使用一段时间后，需要对其玻璃幕墙或者外墙进行清洗作业，以保证其幕墙或者外墙的整洁。

现有的高层建筑外墙清洁一般采用人工悬吊作业，具有一定的人身危险，而且作业强度大。现有市面上逐渐出现了一种替代人工作业的高空外墙清洗机器人，例如中国专利公开号为CN206964598U所示，其包括爬行装置和清洁装置，所述清洁装置位于爬行装置的侧面，所述爬行装置包括机器人机身，所述机器人机身上设有四个髋关节，每个所述髋关节连接有机械腿，每个所述机械腿底部连接有用于吸附玻璃的真空吸盘；所述清洁装置包括清洁臂、清洁基座、第一旋转座和第二旋转座，所述清洁臂的一端通过第一旋转座与清洁基座活动连接，所述清洁臂的另一端通过第二旋转座活动设置在机器人机身上。其结构相对复杂，而且采用真空吸盘等贴附于高空外墙，使用时受到的限制比较大，工作效率低，操作复杂，不大适宜推广。

其次，在市面上还出现了另一种高空作业的机器人，例如中国专利公开号为CN107049164A所示，无人机、水电混合管道、高压水泵、电源和遥控器。无人机包括高压水枪、摄像机、控制器和通信模块；水电混合管道包括网状导线和水通道。无人机接上水电混合管道，使用者手持遥控器，控制无人机飞到需要清洗的墙壁旁边，遥控器发出指令，通过通信模块传达到无人机上，控制器控制摄像机开启，将拍摄到的画面信息通过通信模块传输到遥控器的屏幕上，使用者调整无人机到合适的距离后，启动高压水泵，利用高压水枪冲洗墙壁或者玻璃。

针对第二种高空作业机器人，其使用水量较大且无法对清洗后残余的水分进行清洗，残留的水分容易造成对幕墙或墙壁造成二次污染。在上述过程中没有对无人机与清洗作业装置的连接方式进行优化，无人机飞行性能容易受影响，导致续航时间短。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无人机式高空幕墙清洗机器人，其能够通过利用无人机实现高空幕墙的清洗，延长无人机的作业时间，并且同时对作业装置进行改进实现清洗中残余水分的清洗，替代人工高空作业。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型中所述的无人机式高空幕墙清洗机器人，包括支架、无人机、转盘架，所述的无人机与支架连接，支架与转盘架以可旋转的方式连接，所述的无人机至少包括飞行控制器、电调电机和桨叶，飞行控制器通过电信号与电调电机连接，电调电机上安装有桨叶，所述无人机通过连接件与支架连接，所述转盘架上安装有作业装置和行走装置，并且在作业装置的一侧转盘架上安装有一个或多个吸干风口，吸干风口与一个或多个的吸干涵道连接，吸干涵道的末端安装有抽风机。

进一步地讲，本实用新型中所述的作业装置包括干洗毛刷、水洗毛刷，吸干风口位于水洗毛刷一侧的转盘架上。

进一步地讲，本实用新型中所述的连接件采用万向节、定向球头、防旋转球头中的一种。

进一步地讲，本实用新型中所述的吸干风口上安装有通过调整螺栓连接的滚轮。

进一步地讲，本实用新型中所述的干洗毛刷、水洗毛刷分别与内转子电机连接。

进一步地讲，本实用新型中所述的支架上安装有为用电装置提供电量的开关电源。

进一步地讲，本实用新型中所述的水洗毛刷的一侧还安装有水刮片。

进一步地讲，本实用新型中所述的行走装置采用履带式结构。

进一步地讲，本实用新型中所述的吸干风口上安装有通过调整螺栓连接的滚轮。

进一步地讲，本实用新型中所述的无人机为含有摄像头成像装置的三旋翼或多旋翼无人机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过无人机采用万向节、定向球头、防旋转球头等类似结构中的一种来实现与支架的连接，提高无人机动能利用率，降低支架对无人机自身飞行状态的影响。

2、本实用新型通过采用吸干风口的设计，来实现清洗过程中对高层建筑物外墙或者玻璃幕墙上残余水分的清理，避免因残余水分造成的外墙或玻璃幕墙的二次污染。

3、本实用新型通过采用转盘架的设计，实现了作业装置的纵向与横向清理，转盘架可在差速运动的行走装置辅助下旋转90°，带动作业装置一同旋转实现多方向多角度清理。

4、本实用新型采用的吸干风口还能够对支架和转盘架提供一定的吸附于墙体的作用力，通过清洗作业前对滚轮伸出长度的调整，能够调节吸干风口相对于墙面的距离。

5、本实用新型能够通过无人机本身自带的陀螺仪和飞行控制器的操控实现支架和转盘架的上升、下降、飞跃障碍等功能，降低设备自身结构的复杂性和研发成本，提高设备的适应性和灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图一。

图2是本实用新型的结构示意图二。

图中：1、支架；2、桨叶；3、开关电源；4、连接部；5、电调电机；6、飞行控制器；7、干洗毛刷；8、转盘架；9、吸干涵道；10、吸干风口；11、水洗毛刷；12、内转子电机；13、连接件；14、水刮片；15、滚轮；16、行走装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。

实施例1：一种无人机式高空幕墙清洗机器人，包括通过支架1与无人机连接的转盘架8，所述的无人机至少包括用于控制飞行状态和采集传动数据的飞行控制器6，飞行控制器6与安装有桨叶2的电调电机5电信号连接；所述的支架1通过可旋转的机械连接方式与转盘架8连接，转盘架8上安装有用于外墙清洗的作业装置、行走装置16。所述的作业装置包括干洗毛刷7和水洗毛刷11，水洗毛刷11的一侧安装有水刮片14和吸干风口10，吸干风口10与管状的吸干涵道9连接，吸干涵道9的末端安装有抽风机。

实施例2：一种无人机式高空幕墙清洗机器人，其中所述的行走装置16为履带式结构，分别位于转盘架8的两侧，通过差速运动实现转盘架8绕与支架1的连接处转动，转动角度为90°。所述的支架1相对于转盘架8的一侧还安装有为用电装置提供电能的开关电源3，在支架1的顶部通过连接部4与防坠落装置连接。防坠落装置如申请人申请的公开号为CN206942177U的实用新型专利。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

实施例3：一种无人机式高空幕墙清洗机器人，其中所述的无人机通过万向节、定向球头、防旋转球头中的一种机械装置与支架1连接。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

实施例4：一种无人机式高空幕墙清洗机器人，其中所述的吸干风口10为长条状结构，在吸干风口10的进口处通过调整螺栓安装有滚轮15，滚轮15位于吸干风口10的入口处并与建筑物外墙接触。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

鉴于上述实施例，本申请在使用时，其工作过程及原理如下：

本实用新型的目的在于提供一种能够利用现有无人机装置，尤其是三旋翼或多旋翼无人机的无人机式高空幕墙清洗机器人。

鉴于上述技术思路，本申请文件中所记载的无人机装置应当包括摄像头成像装置，摄像头成像装置用于方便地面人员通过采集的图像观察建筑物外墙的清洗状况或需要清洗的部位。所述的无人机装置还应该包括用于控制飞行姿态的飞行控制器6，飞行控制器6通过接收来自地面人员的遥控指令来实现对含有桨叶2的电调电机5进行调控。

本技术方案中的无人机通过连接件13与支架1连接。由于固定方式的连接会对无人机的飞行姿态造成影响，无法充分利用无人机的动能，因此本实用新型中采用的连接件13为万向节、定向球头、防旋转球头等机械装置，这些装置由于其自身灵活连接的特点，能够避免支架1这种大型的框架结构刚性连接对无人机飞行姿态的影响，提高无人机动能的利用率。其次，无人机与支架1的连接位置最好选择在支架1的重心位置，以降低因自身结构重量分布对无人机动能的损耗，也能够提高装置作业的稳定性。

由于在本技术方案中的支架1一侧安装有转盘架8，且转盘架8上安装有较多的作业装置，包括干洗毛刷7、水洗毛刷11、刮水板以及吸干涵道9等，所以本实用新型中的开关电源3一般安装在相对于转盘架8的另一侧，除了起到为用电装置提供电源外，还能够起到一定的配重作用。

上文说到，本实用新型中的转盘架8可绕与支架1的连接部位旋转，旋转角度至少为90°，这是由于在作业过程中，干洗毛刷7或水洗毛刷11需要改变方向以便更好地清理所需的墙面。为此，本技术方案采用的行走装置16为差速式履带，通过两侧履带不同的行走速度实现转盘8作业方向的改变。干洗毛刷7或水洗毛刷11的两端均与内转子电机12，内转子电机12带动干洗毛刷7、水洗毛刷11连接。

本申请文件中所记载的吸干风口10，如图1、图2所示，为长条状结构，其能够实现对用水清洗状况下的残余水分清理。其具体结构为吸干风口10与至少一个的管状的吸干涵道9固定连接，在吸干涵道9的末端安装有抽风机，抽风机能够通过在吸干涵道9和吸干风口10的内部形成负压从而将残余的水分吸干。除了上述功能外，吸干风口10还能够对转盘架8施加一定的负压作用，从而将转盘架8稳定的贴附于墙面。

由于现在的高层建筑，其外墙表面非平面，本技术方案中的无人机式高空幕墙清洗机器人需要在更换作业区域的过程中翻越障碍。此时，通过地面人员的遥控指令可实现无人机的上升、下降、翻越障碍物等，在此过程中，安装有抽风机的吸干涵道9、吸干风口10不提供负压吸附功能，以避免对无人机带动支架1及其转盘架8飞跃障碍造成影响。