一种具有喷涂功能的无人机的制作方法

本实用新型涉及喷涂设备，特别涉及一种具有喷涂功能的无人机。

背景技术：

随着电子器件、传感技术的飞跃发展，近年来无人机推陈出新，在各个领域得到广泛应用。在军事上用于侦察、攻击等；在民用上用于拍照摄影、运送货物、保安消防救助等。

目前在高墙上、天桥上或者在高层建筑外墙上进行喷涂、喷绘文字图案、除尘除污是比较困难的事，首先要搭建脚手架，之后才能作业。运送工具设备和材料到作业地点也比较麻烦，特别是在位于道路上的天桥两侧进行喷涂、喷绘、除污作业时，还要封闭道路中断交通。此类高空作业非常不安全，所需设备量大，人工多，工期长，费用高。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种具有喷涂功能的无人机，解决了现有高空喷涂作业不安全、需要设备量大、人工多、工期长、费用高等问题。

为实现上述目的，本实用新型技术方案为：

一种具有喷涂功能的无人机，包括，

无人机，用于搭载设备和执行飞行功能，包括机架、装设在所述机架上的螺旋桨、起落架以及电机；

喷涂单元，所述喷涂单元装设在所述机架上，用于执行所述无人机的喷涂功能，所述喷涂单元包括涂料罐、外壳、供料泵、喷涂控制阀门、喷头连杆以及喷头；所述涂料罐装设在所述机架下部，所述外壳装设在所述机架上方，所述供料泵和所述喷涂控制阀门连接后装入所述外壳内，所述喷头连杆一端与所述喷涂控制阀门连接，另一端与所述喷头连接；

控制单元，所述控制单元包括CPU，与所述CPU连接的无人机控制模块、喷涂控制模块和遥控接收模块，其配置为接收控制信号以及对所述无人机和所述喷涂单元进行调控；

遥控器，所述遥控器配置为与所述控制单元无线通信，向所述控制单元发送控制信号，所述遥控器上装设有显示屏，用于显示摄像头传送的图像和需要喷涂的图形。

进一步的，所述控制单元还包括与所述CPU连接的避撞模块、图像识别模块、气流检测模块、测距模块、编程输入模块以及喷头连杆控制模块；所述避撞模块包括装设在所述机架上的避障防撞传感器及其电路；所述图像识别模块包括装设在所述喷头连杆上方的图像识别摄像头及其电路；所述气流检测模块包括气流传感器及其电路；所述测距模块包括距离传感器及其电路；所述编程输入模块包括USB接口和无线接口及其电路；所述喷涂连杆控制模块包括传动机构及其电路。

进一步的，所述供料泵包括装设在所述供料泵内的恒压系统，所述恒压系统为液体泵或者空气泵的任一种。

进一步的，所述喷头连杆上设有转轴，所述转轴控制所述喷头在竖直平面内转动。

一较佳实施例，所述喷头为四合一喷头，与所述四合一喷头相匹配的包括四条导管和设置在所述四条导管上的四个喷涂控制阀门；与之相匹配的，所述涂料罐包括四个储料罐，所述四条导管分别装入所述四个储料罐内。

进一步的，所述避障防撞传感器为超声波避障传感器、红外线避障传感器、激光雷达避障传感器中的任一种。

由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

一、本实用新型通过无人机搭载喷涂设备，可以对高墙、天桥或者高层建筑外墙进行喷涂，无需使用脚手架，也无需封闭道路，而且无需人员高空作业，节省人工、缩短工期，确保人员安全，而且费用低廉。

二、本实用新型不但可以用于喷涂作业，也可以用于除污作业和喷洒农药、化肥。

三、本实用新型喷头上设有转轴，可以通过微调转轴的方向来消除外部气流对喷漆的影响，也可以调节转轴的方向，以对天花板或者地面球场、停车场等进行喷涂或画线。

四、本实用新型中设有避撞模块，可以防止作业过程中与障碍物相撞，提高的设备的安全性能和稳定性能。

五、本实用新型中涂料罐垂挂在无人机下面，可以增强飞行的稳定度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型控制单元的连接示意图；

图3为本实用新型工作流程示意图一；

图4为本实用新型工作流程示意图二；

图5为本实用新型工作流程示意图三。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1至图2，一种具有喷涂功能的无人机，包括，

无人机1，用于搭载设备和执行飞行功能，包括机架10、装设在所述机架上的螺旋桨11、起落架12以及电机13；

喷涂单元2，所述喷涂单元2装设在所述机架10上，用于执行所述无人机的喷涂功能，所述喷涂单元2包括涂料罐20、外壳21、供料泵22、喷涂控制阀门23、喷头连杆24以及喷头25；所述涂料罐20装设在所述机架10下部，所述外壳21装设在所述机架10上方，所述供料泵22和所述喷涂控制阀门23连接后装入所述外壳21内，所述喷头连杆24一端与所述喷涂控制阀门23连接，另一端与所述喷头25连接；

控制单元3，所述控制单元3包括CPU30，与所述CPU30连接的无人机控制模块31、喷涂控制模块32和遥控接收模块33，其配置为接收控制信号以及对所述无人机1和所述喷涂单元2进行调控；

遥控器，所述遥控器配置为与所述控制单元3无线通信，向所述控制单元3发送控制信号，所述遥控器上装设有显示屏，用于显示摄像头传送的图像和需要喷涂的图形。

所述控制单元3还包括与所述CPU30连接的避撞模块34、图像识别模块35、气流检测模块36、测距模块37、编程输入模块38以及喷头连杆控制模块39；所述避撞模块34包括装设在所述机架上的避障防撞传感器340及其电路；所述图像识别模块35包括装设在所述喷头连杆24上方的图像识别摄像头350及其电路；所述气流检测模块36包括气流传感器360及其电路；所述测距模块37包括距离传感器370及其电路；所述编程输入模块38包括USB接口380和无线接口381及其电路；所述喷涂连杆控制模块39包括传动机构390及其电路。

图像识别模块35对工作面进行摄像，摄取的信息由CPU30对画面进行数字坐标化；CPU30设有编程输入模块38，外部计算机可通过USB接口380将程序写入CPU30，也可以经无线接口381通过遥控器或手机APP将程序写入CPU30。

根据事先输入需要喷绘的图形数据计算出无人机1航线飞行程序，供无人机控制模块31来控制螺旋桨11。同时CPU30计算出另一套程序，供喷涂控制模块32分别对各种颜色的喷涂控制阀门23进行控制，控制各个喷涂控制阀门23开关时间点和开关时间长度，从而喷绘出不同的彩色块，组成所需的图案。

在喷头25边装有测距模块37，用来控制喷头25和工作面之间的距离保持在一定范围内，以适应各种工作面(包括平面、曲面、凹凸面等)。

所述供料泵22包括装设在所述供料泵22内的恒压系统，所述恒压系统为液体泵或者空气泵的任一种。涂料在供料泵22的作用下产生恒压高速流体，并由喷涂控制阀门23控制通过喷头25向外喷出，采用单口喷头的单色涂料储罐，可用于外墙喷涂、覆盖涂鸦、单色图案字体喷绘等。

所述喷头连杆24上设有转轴240，所述转轴240控制所述喷头25在竖直平面内转动。通过该转轴240，可以手动、遥控、自动控制喷头25的方向和角度，以适应各种不同工作环境。当喷头连杆24垂直朝上，可喷涂顶面；当喷头连杆24置于水平方向，可喷涂墙面；当喷头连杆24垂直向下，可喷涂地面，如给停车场画线、给体育场、球场画线等，节省人力提高画线质量。喷头连杆24在气流检测模块36和CPU30的控制下，通过喷头连杆控制模块39控制传动机构390，对喷头连杆34及时进行微调，消除外部气流对喷漆的影响。

作为一个较佳实施例的，所述喷头25为四合一喷头，与所述四合一喷头相匹配的包括四条导管和设置在所述四条导管上的四个喷涂控制阀门；与之相匹配的，所述涂料罐20包括四个储料罐，所述四条导管分别装入所述四个储料罐内。四个储料罐内分别装入青蓝、洋红、黄和黑四种颜色的涂料，即CMYK色标的涂料，然后由四个喷涂控制阀门控制喷涂动作，组成彩色喷绘机构，无人机1按既定编程扫描航线飞行，喷涂单元2按既定编程配色喷涂，即构成一台“飞行彩色喷绘机”。

将储料罐20内装上洗洁剂或清水，可代替人工对建筑物玻璃外墙、玻璃幕墙进行清洁除污，提高工作效率，避免工伤事故。还可以用在对太阳能发电板的除尘清洁上，有效提高发电效率。将储料罐20装上化肥或农药，可遥控或自动对农作物进行施肥、杀虫、除草。

所述避障防撞传感器340为超声波避障传感器、红外线避障传感器、激光雷达避障传感器中的任一种。避撞模块用来规避障碍物，防止在无人机1在飞行中撞到障碍物而受到损害。

参照图3，为本实用新型工作流程1，操控遥控器让无人机1起飞至预喷涂的位置并使其悬浮于空中，启动图像识别摄像头350对工作面进行拍摄，并将拍摄信息通过图像识别模块35输入到CPU30内，并将信息同时反馈给遥控器，图像由显示屏显示出来；CPU30内预先存入了待喷绘的图形，CPU30将拍摄到的图像信息与预先存入的图形进行整合，计算出无人机1的飞行程序，并将程序指令下达至无人机控制模块31，用来控制电机13和螺旋桨11，从而控制无人机1的飞行路线；同时CPU30也会计算出另一套喷涂程序，并将程序指令下达至喷涂控制模块32，用来控制各个喷涂控制阀门23开关时间点和开关时间长度，从而喷绘出不同的彩色色块，从而组成所所需的图形。

参照图4，在工作流程1进行的同时，当无人机1飞入工作面起点开始，距离传感器370便开始采集喷头25与墙面的距离，并将采集到的信息通过测距模块37传入CPU30，CPU30接收到测距模块37传入的信息进行处理，将处理后的信息输入至无人机控制模块31，对电机13和螺旋桨11进行实时调节，以保持喷头25和工作面距离的恒定。

参照图5，在工作流程1进行的同时，当无人机1飞入工作面起点开始，气流传感器360便开始采集气流的信息，并将采集到的信息通过气流检测模块36传入CPU30，CPU30接收到气流检测模块36传入的信息进行处理，将处理后的信息输入至喷头连杆控制模块39，对喷头连杆24上的转轴240进行实时微调，以消除外部气流对喷漆的影响。

在进行喷涂作业的时候，无人机上的避障防撞传感器340实时进行信号采集，并将信号传送至避撞模块34，避撞模块34将信息传送给CPU30，在发现障碍物的时候对飞行程序进行实时干预，以临时改变飞行路线对障碍物进行避让。

在完成飞行程序和喷涂程序后无人机返回地面。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。