一种高空玻璃清洁飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种高空玻璃清洁飞行器，包括飞行器、清洁装置、控制系统、导航模块、视觉传感模块、激光传感器和无线遥控模块。所述飞行器包括主体和支架，飞行器顶板上方设有清洁装置、导航模块、视觉传感模块、激光传感器和无线遥控模块，顶板下方设有控制系统，所述清洁装置包括移动机构、旋转机构和清洁机构。其特征在于，控制系统和飞行器连接用于实现飞行任务；清洁装置用于清洁高空玻璃；导航模块用于飞行器的自主飞行；视觉传感模块用于获取玻璃的位置信息，并分析玻璃的洁净程度；激光传感器用于判断飞行器与玻璃之间的距离；无线遥控模块用于远程控制。本发明专利技术可进行特定环境下的玻璃清洁任务，降低了劳动强度，提高了安全系数。

High altitude glass cleaning vehicle

The invention discloses a high-altitude glass cleaning vehicle, comprising an aircraft, a cleaning device, a control system, a navigation module, a vision sensing module, a laser sensor and a wireless remote control module. The aircraft comprises a main body and a bracket, a cleaning device, visual navigation module, sensor module, laser sensor and wireless remote control module is provided with a vehicle roof above the roof is arranged under the control system, the cleaning device includes a moving mechanism, a rotating mechanism and a cleaning mechanism. It is characterized in that the control system is used to realize the connection and aircraft flight tasks; cleaning device for cleaning glass at high altitude; navigation module for aircraft flight; visual sensing module is used for acquiring position information of the glass, and analyze the clean degree of the glass; laser sensor is used to judge the distance between the vehicle and the glass used for remote wireless remote control module; control. The invention can carry out the cleaning task of the glass under the specific environment, thereby reducing the labor intensity and improving the safety factor.

【技术实现步骤摘要】
一种高空玻璃清洁飞行器
本专利技术涉及环保领域和飞行器领域，特别是一种高空玻璃清洁飞行器。
技术介绍
很多景区的玻璃栈道不仅建设成本巨大，维护清洁成本也不容小视。对于栈道底部的清洁工作，清洁难度大，危险系数高，给清洁人员的工作带来的极大的困难。目前在高空建筑中玻璃材质的窗户或墙面的日常清理过程中，清洁人员需要借助外部设备或者依靠安全绳进行清洁工作，同样存在工作难度大、危险系数高的难题。四轴飞行器构造简单、飞行灵活，较传统的直升机更容易接近任务目标；更重要的是，四轴飞行器的研究涉及到众多领域的高、精、尖技术，如：空气动力学、自动控制、自主导航、传感技术等等；目前随着传感器技术和计算机技术的不断发展，四轴飞行器也为这些领域提供了一个综合的研究平台。四轴飞行器已然成为当下最热门的一种飞行器，越来越受到广大科学爱好者和商业公司的关注，因此，四轴飞行器未来的应用前景十分广阔。目前高空玻璃清洁工作危险系数特别大，清洁人员工作强度大，生命安全保障低，尽管四轴飞行器的应用前景十分广泛，但是在高空玻璃清洁作业领域应用较少，特别是对于栈道底部玻璃等特定环境的玻璃清洁装置更是屈指可数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高空玻璃清洁飞行器，该高空玻璃清洁飞行器具有智能化水平高、灵活性强、适应性好的特点，可进行高空玻璃清洁工作。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种高空玻璃清洁飞行器，包括飞行器1、清洁装置2、控制系统3、导航模块4、视觉传感模块5、激光传感器6和无线遥控模块7；所述飞行器1为四轴飞行器，包括飞行器主体和支架11，所述飞行器1顶部设有清洁装置2、导航模块3、视觉传感模块4、激光传感器5和无线遥控模块6，所述飞行器1顶板下方设有控制系统3，所述清洁装置2包括移动机构21、旋转机构22和清洁机构23；所述控制系统3和飞行器1连接用于飞行任务；所述控制系统3和清洁装置2连接用于清洁高空玻璃；所述控制系统3和导航模块4连接用于飞行器的自主飞行；所述控制系统3和视觉传感模块5连接用于获取玻璃的位置信息，并分析玻璃的洁净程度；所述控制系统3和激光传感器6连接用于判断飞行器1与玻璃之间的距离；所述控制系统3和无线遥控模块7连接用于实现远程控制。进一步地，所述清洁装置2包括移动机构21、旋转机构22、清洁机构23，所述移动机构21固定在飞行器1的上方；所述旋转机构22通过推杆24与移动机构21连接；所述清洁机构23通过支杆35与旋转机构22连接；所述移动机构21包括推杆24、第一联轴器25、光轴26、第一支柱27、第二支柱28、第三支柱29、螺杆30、第四支柱31、第一步进电机支座32、第一步进电机33；所述第一支柱27、第二支柱28、第三支柱29和第四支柱31呈矩形且固定在飞行器1的上方；所述螺杆30贯穿在第二支柱28和第四支柱31上方，所述螺杆30的一端通过第一联轴器25与第一步进电机33连接，第一步进电机33通过第一步进电机支座32固定在第四支柱31的上方；所述光轴26贯穿在第一支柱27和第三支柱29上方；所述推杆24穿过螺杆30和光轴26，推杆24与螺杆30通过螺纹连接，所述推杆24的长度大于所述飞行器1的飞行的最大半径；所述第一步进电机33旋转带动螺杆30转动，螺杆30的内螺纹带动推杆24移动，进而带动旋转机构22运动，适应不同位置的玻璃的清洁任务；所述旋转机构22包括第一连接轴34、支杆35、第二步进电机支座36、第二联轴器37、第二步进电机38，所述推杆24前端呈Y字型，所述支杆35固定在第一连接轴34上，第一连接轴34通过轴承固定在推杆24的前端；所述第一连接轴34通过第二联轴器37与第二步进电机38的输出轴连接；所述第二步进电机38通过第二步进电机支座36固定在推杆24上；所述支杆35在第二步进电机38的作用下进行上下旋转，改变所述清洁机构23的工具角度；所述清洁机构23包括第三步进电机支座39、第三联轴器40、第二连接轴41、第三步进电机42、清洁工具43，所述支杆35的前端呈H型，所述第三步进电机42通过第三步进电机支座39固定在支杆35的前端内侧；所述第三步进电机42的输出轴通过第三联轴器40与第二连接轴41连接；所述第二连接轴41的前端固定有清洁工具43；所述清洁工具43在第三步进电机42的作用下能够实现360度的旋转。进一步地，所述视觉传感模块5包括摄像头支架51、摄像头52、轴53、第四联轴器54、第四步进电机55、第四步进电机支座56、摄像头固定框57，所述摄像头52外侧由摄像头固定框57进行固定；摄像头固定框57通过轴53固定在摄像头支架51上方；摄像头支架51固定在飞行器1的顶板上；轴53通过第四联轴器54与第四步进电机55的输出轴相连；第四步进电机55通过第四步进电机支座56固定在飞行器1的顶板上；第四步进电机55带动摄像头52实现360度的旋转，实现飞行器1对于前方和上方玻璃图像的采集，获取玻璃位置并分析玻璃的洁净程度。进一步地，所述控制系统3包括主控制系统、无刷电机控制系统、步进电机控制系统，所述主控制系统和所述清洁装置2连接用于清洁高空玻璃；所述主控制系统和导航模块4连接用于飞行器的自主飞行；所述主控制系统和视觉传感模块5连接用于获取玻璃的的位置信息，并分析玻璃的洁净程度；所述主控制系统和激光传感器6连接用于判断所述飞行器与玻璃之间的距离；所述主控制系统和无线遥控模块7连接用于实现远程控制；所述无刷电机控制系统用于控制飞行器的各种飞行任务；所述步进电机控制系统用于控制视觉传感模块5的拍摄角度以及控制清洁装置2的清洁角度和清洁动作；所述清洁机构23在飞行器1和清洁装置2的配合下实现多种玻璃清洁方式：a.前后方式位置参数：所述推杆24与所述支杆35垂直，所述清洁工具43的轴向与推杆24垂直；移动参数：所述推杆24前后移动；b.左右方式b1位置参数：所述推杆24与所述支杆35垂直，所述清洁工具43的轴向与推杆24平行；移动参数：飞行器1左右移动；b2位置参数：所述推杆24与所述支杆35平行，所述清洁工具43的轴向与推杆24垂直并且轴向竖直往下；移动参数：飞行器1左右移动；c.上下方式位置参数：所述推杆24与所述支杆35平行，所述清洁工具43的轴向与推杆24垂直并且轴向水平；移动参数：飞行器1上下移动；d.旋转方式d1位置参数：所述推杆24与所述支杆35垂直；移动参数：所述清洁工具43旋转运动；d2位置参数：所述推杆24与所述支杆35平行；移动参数：所述清洁工具43旋转运动；上述适合于清洁高空水平方向玻璃的方式有：方式a，方式b的b1，方式c，方式d的d1；上述适合于清洁高空垂直方向玻璃的方式有：方式a，方式b的b2，方式c，方式d的d2。进一步地，所述推杆24与所述支杆35的材质为镁合金；所述清洁工具43内部为空心；所述控制系统3和电源设置在飞行器1的顶板下方且与清洁装置2相反的方向。进一步地，所述导航模块4采用GPS全球定位模块和地图信息，用于实现飞行器的自主导航和自主玻璃清洁任务，使飞行器不驶出工作区域。进一步地，所述视觉传感模块5采用高清摄像头采集前方图像，进行图像识别判断玻璃的具体位置，将信息传送给所述控制系统3；此外，视觉传感模块5还用于分析玻璃的清洁程度，判断清洁任务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高空玻璃清洁飞行器，其特征在于，包括飞行器(1)、清洁装置(2)、控制系统(3)、导航模块(4)、视觉传感模块(5)、激光传感器(6)和无线遥控模块(7)；所述飞行器(1)为四轴飞行器，包括飞行器主体和支架(11)，所述飞行器(1)顶部设有清洁装置(2)、导航模块(3)、视觉传感模块(4)、激光传感器(5)和无线遥控模块(6)，所述飞行器(1)顶板下方设有控制系统(3)，所述清洁装置(2)包括移动机构(21)、旋转机构(22)和清洁机构(23)；所述控制系统(3)和飞行器(1)连接用于飞行任务；所述控制系统(3)和清洁装置(2)连接用于清洁高空玻璃；所述控制系统(3)和导航模块(4)连接用于飞行器的自主飞行；所述控制系统(3)和视觉传感模块(5)连接用于获取玻璃的位置信息，并分析玻璃的洁净程度；所述控制系统(3)和激光传感器(6)连接用于判断飞行器(1)与玻璃之间的距离；所述控制系统(3)和无线遥控模块(7)连接用于实现远程控制。

【技术特征摘要】
1.一种高空玻璃清洁飞行器，其特征在于，包括飞行器(1)、清洁装置(2)、控制系统(3)、导航模块(4)、视觉传感模块(5)、激光传感器(6)和无线遥控模块(7)；所述飞行器(1)为四轴飞行器，包括飞行器主体和支架(11)，所述飞行器(1)顶部设有清洁装置(2)、导航模块(3)、视觉传感模块(4)、激光传感器(5)和无线遥控模块(6)，所述飞行器(1)顶板下方设有控制系统(3)，所述清洁装置(2)包括移动机构(21)、旋转机构(22)和清洁机构(23)；所述控制系统(3)和飞行器(1)连接用于飞行任务；所述控制系统(3)和清洁装置(2)连接用于清洁高空玻璃；所述控制系统(3)和导航模块(4)连接用于飞行器的自主飞行；所述控制系统(3)和视觉传感模块(5)连接用于获取玻璃的位置信息，并分析玻璃的洁净程度；所述控制系统(3)和激光传感器(6)连接用于判断飞行器(1)与玻璃之间的距离；所述控制系统(3)和无线遥控模块(7)连接用于实现远程控制。2.根据权利要求1所述的高空玻璃清洁飞行器，其特征在于，所述清洁装置(2)包括移动机构(21)、旋转机构(22)、清洁机构(23)，所述移动机构(21)固定在飞行器(1)的上方；所述旋转机构(22)通过推杆(24)与移动机构(21)连接；所述清洁机构(23)通过支杆(35)与旋转机构(22)连接；所述移动机构(21)包括推杆(24)、第一联轴器(25)、光轴(26)、第一支柱(27)、第二支柱(28)、第三支柱(29)、螺杆(30)、第四支柱(31)、第一步进电机支座(32)、第一步进电机(33)；所述第一支柱(27)、第二支柱(28)、第三支柱(29)和第四支柱(31)呈矩形且固定在飞行器(1)的上方；所述螺杆(30)贯穿在第二支柱(28)和第四支柱(31)上方，所述螺杆(30)的一端通过第一联轴器(25)与第一步进电机(33)连接，第一步进电机(33)通过第一步进电机支座(32)固定在第四支柱(31)的上方；所述光轴(26)贯穿在第一支柱(27)和第三支柱(29)上方；所述推杆(24)穿过螺杆(30)和光轴(26)，推杆(24)与螺杆(30)通过螺纹连接，所述推杆(24)的长度大于所述飞行器(1)的飞行的最大半径；所述第一步进电机(33)旋转带动螺杆(30)转动，螺杆(30)的内螺纹带动推杆(24)移动，进而带动旋转机构(22)运动，适应不同位置的玻璃的清洁任务；所述旋转机构(22)包括第一连接轴(34)、支杆(35)、第二步进电机支座(36)、第二联轴器(37)、第二步进电机(38)，所述推杆(24)前端呈Y字型，所述支杆(35)固定在第一连接轴(34)上，第一连接轴(34)通过轴承固定在推杆(24)的前端；所述第一连接轴(34)通过第二联轴器(37)与第二步进电机(38)的输出轴连接；所述第二步进电机(38)通过第二步进电机支座(36)固定在推杆(24)上；所述支杆(35)在第二步进电机(38)的作用下进行上下旋转，改变所述清洁机构(23)的工具角度；所述清洁机构(23)包括第三步进电机支座(39)、第三联轴器(40)、第二连接轴(41)、第三步进电机(42)、清洁工具(43)，所述支杆(35)的前端呈H型，所述第三步进电机(42)通过第三步进电机支座(39)固定在支杆(35)的前端内侧；所述第三步进电机(42)的输出轴通过第三联轴器(40)与第二连接轴(41)连接；所述第二连接轴(41)的前端固定有清洁工具(43)；所述清洁工具(43)在第三步进电机(42)的作用下能够实现360度的旋转。3.根据权利要求1所述的高空玻璃清洁飞行器，其特征在于，所述视觉传感模块(5)包括摄像头支架(51)、摄像头(52)、轴(53)、第四联轴器(54)、第四步进电机(55)、第四步进电机支座(56)、摄像头固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜，孙强，许鸣吉，范成旺，伏姜，郭健，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32