墙顶清洁无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种墙顶清洁无人机，包括无人机本体、用于操纵其飞行的遥控系统、电源、与无人机本体相连接的支撑架、设在支撑架上方的滚轮以及用于控制滚轮左右转动的舵机和控制前后运动的直流电机；所述支撑架上还设有用于清洁墙顶的清洁组件；该装置利用无人机本体上的螺旋桨产生升力紧贴墙顶。待无人机吸附墙顶后，再通过手机APP控制滚轮来使装置在墙顶自由移动。本发明专利技术使用无人机本身的螺旋桨旋转产生的升力作为吸附力，无人机上方的四个轮子提供吸附后的前进动力和方向的控制，整个装置移动灵活而且能够非常轻易的保持稳定状态，避免了为保持无人机稳定飞行状态而进行的复杂操控，在稳定的移动状态下完成清洁。

Wall Top Cleaning UAV

【技术实现步骤摘要】
墙顶清洁无人机
本专利技术涉及一种用于建筑物墙面清洗的清洁装置，尤其涉及一种用于清洁建筑墙顶的改进型无人机清洁装置。
技术介绍
随着社会的快速发展，越来越多的建筑物拨地而起，其中不乏有很多具有穹顶设计的大型建筑物，特别是商业楼、高铁站、汽车站机场等，这些建筑物的楼层之间往往设计的非常高，虽然这些设计非常大气、美观，但清洁起来较为困难。现有的墙顶清洁主要依靠传统的人工清洁，采用具有可伸长手柄的清洁擦或者借助升降梯等，不仅费时费力，且效率较低，高空作业还有很大的危险性。随着无人机行业的快速发展。多旋翼无人机的研究也逐渐成为无人机研究的热点。在军用和民用领域也具有广泛的应用前景，如低空侦察、气象勘测、航空摄影、交通巡逻、河道检测等。随着无人机应用越来越广泛，设计一款高效、便捷、安全的墙顶清洁无人机势在必行。申请号为201710293244.7的中国专利公开了一种清洗大楼的无人机飞行器，此设计只能清洁墙壁的侧面，无法对墙顶进行清洁。有些文献中提到了在无人机上安装特殊的带有清洁装置的机械臂，通过遥控无人机飞行来实施对建筑物墙壁或者墙顶的清洁，但实际上无人机飞行需要一定的操纵技巧，更不用说要在飞行控制的同时完成清洁动作，喷水或者对墙壁施加力的作用都会导致无人机的飞行状态极不稳定，进而影响到清洁动作，使得实际的清洁效果和效率都不甚理想。
技术实现思路
专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种墙顶清洁无人机，能够快速而稳定的对建筑物墙顶进行有效清洁。技术方案：本专利技术所采用的技术方案是一种墙顶清洁无人机，包括无人机本体、用于操纵其飞行的遥控系统以及电源，无人机本体上设有螺旋桨，该装置还包括与无人机本体相连接的支撑架、设在支撑架上方的滚轮、用于控制滚轮转动的驱动电机及滚轮控制模块；该装置还包括用于远程遥控滚轮的移动设备；该装置利用所述螺旋桨产生升力紧贴墙顶，通过所述的移动设备使装置在墙顶面移动；所述支撑架上设有用于清洁墙顶的清洁组件。所述滚轮包括方向轮和驱动轮，所述电机包括用于控制方向轮转动方向的舵机和用于控制驱动轮转动的直流电机。该装置还包括设置在支撑架下方的用于稳定装置起落的起降架。在一个实施方案中，所述清洁组件为高压水枪，通过高压水管和高压水泵将水源导入到高压水枪处喷出。在一个实施方案中，该装置还包括用于观测墙顶清洁状况的摄像头。所述的移动设备采用智能手机，可以通过手机显示屏实时的看到摄像头传输过来的图像。在一个实施方案中，装置的电源设置在无人机本体上，用于给无人机本体以及滚轮供电。但是为了能够延长装置的工作时间，可以选择将电源设置在地面，无人机本体、滚轮的电机及其控制模块与所述电源通过线路电连接。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术使用无人机本身的螺旋桨旋转产生的升力作为吸附力，无人机上方的四个轮子提供吸附后的前进动力和方向的控制，整个装置移动灵活而且能够非常轻易的保持稳定状态，避免了为保持无人机稳定飞行状态而进行的复杂操控，在稳定的移动状态下完成清洁，当清洁结束时，便可控制无人机直接飞往下一个需要清洁的地点，使清洗过程非常便捷而且高效；2、本专利技术装有摄像机，可以实时监控墙顶的清洁情况，并可以根据洁净度调节高压水枪清洁力度。附图说明图1是本专利技术的总体结构图；图2是本专利技术的结构俯视图；图3是本专利技术的正视图；图4是本专利技术的右视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。本专利技术所述的墙顶清洁无人机，如图1所示，其总体结构包括无人机本体1及其遥控系统、与无人机本体结构相连的支撑架18、设在支撑架18上方的滚轮、与前后滚轮分别相连接的舵机和直流电机，以及用于接收和发送信号的滚轮控制模块15。该装置还包括操控无人机在墙顶移动的智能手机19，手机19上安装有用于控制的APP操作软件。无人机本体1上四个带有螺旋桨的平衡支架20与立方体形状的支撑架18连接固定，支撑架18的上方设有滚轮，包括由舵机控制方向的方向轮11和由直流电机提供动力的驱动轮12，使该装置在进行清洁的过程中能够在墙顶移动。高压水枪13通过连接支架设置在支撑架18的侧面，通过高压水管32连接地面上的高压水泵和水源。将地面上的水源泵到水枪处喷出，用来清洁墙顶。无人机本体包括有螺旋桨，控制螺旋桨旋转的电机16，无人机本体内部安装有控制系统，控制系统主要包括GPS模块、陀螺仪模块、加速度计模块、数据存储模块。可以让地面上的使用者通过操纵遥控器2来控制无人机安全平稳的抵达待清洁地点开始清洁任务。摄像头14安装在无人机的顶部或者其他可观察到墙顶区域的位置，其镜头方向可以固定朝上或者斜向上，也可以通过安装在可旋转的云台上通过手机软件远程控制调节镜头的方向。摄像头14采集的图像信息发送至智能手机19实时显示，方便操作者观测清洁效果。在支撑架18的下方还设有无人机起降架17，保证装置的平稳起落。整个装置的具体实施方式为：使用者手持遥控器，控制无人机飞到需要清洗的房顶位置31，无人机通过四个桨叶旋转产生负压，使该清洁无人机上方的四个滚轮紧贴在墙顶上，同时为防止滚轮在墙顶遇水打滑，滚轮的轮胎采用类似玻璃纤维丝结构的增强橡胶塑料，使得该清洗装置紧紧的吸附在墙顶上。待到达指定地点并吸附在墙顶后，操作人员利用手机APP通过无线网络连接滚轮控制模块15中的通信单元，滚轮控制模块15中的STM32芯片通过接收到的信号，通过控制PWM波形来控制该装置顶部的滚轮使整个装置可以在墙顶按照操控员的需要来移动。其中，前转向轮11之间的支撑架内部安装有一个舵机，舵机的两个转向拉杆分别连接着方向轮。滚轮的后驱动轮12之间的支撑架内部安装有一个直流电机，该直流电机构造为转动轴连接大主动齿轮同时大主动齿轮传动小从动齿轮进而通过连接棒连接两个驱动轮，其作用是实现两个后轮的同步驱动。在墙顶的所述高压水枪13可以选择设于靠近驱动轮12的一侧。如此设置可使得清洁装置在前进方向上走过某个地点以后水枪再向此地喷水，避免滚轮打滑，使装置保持稳定的运动状态。打开高压水泵，高压水枪13喷出高速水流来进行清洁。开启无人机上的摄像头，操作人员可以利用手机APP观察房顶的清洁情况。当无人机紧贴到需要清洁的位置之后，操作人员通过手机APP启动后驱动轮12，并打开高压水枪进行清洁13。根据无人机上的摄像头实时传输到手机上的视频，使用者可以根据该区域的清洁程度来控制无人机的移动。当该区域清洁结束时，操作人员即可通过遥控器控制无人机飞往下一个要清洗的地点，或者让无人机自主返航。无人机底部的两个起降支架17可以让飞机平稳的降落。所有支撑架均选用碳纤维复合材料来减轻无人机重量。为了增长装置的作业时间，可以选择将整个装置的供电电源设置在地面，无人机本体以及滚轮的电机及其控制模块与该供电电源有线连接。为防止线体缠绕，可将线路依靠在高压水管的外侧进行固定。用于操控无人机在墙顶移动的智能手机19可以采用其他带有无线通信功能的移动设备替代，例如简单的操纵器(但不具有实时的图像传输功能)，再例如iPad等具有显示屏的移动设备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种墙顶清洁无人机，包括无人机本体、用于操纵其飞行的遥控系统以及电源，无人机本体上设有螺旋桨，其特征在于：该装置还包括与无人机本体(1)相连接的支撑架(18)、设在支撑架(18)上方的滚轮、用于控制滚轮转动的驱动电机及滚轮控制模块(15)；该装置还包括用于远程遥控滚轮的移动设备；该装置利用所述螺旋桨产生升力紧贴墙顶，通过所述的移动设备使装置在墙顶面移动；所述支撑架(18)上设有用于清洁墙顶的清洁组件。

【技术特征摘要】
1.一种墙顶清洁无人机，包括无人机本体、用于操纵其飞行的遥控系统以及电源，无人机本体上设有螺旋桨，其特征在于：该装置还包括与无人机本体(1)相连接的支撑架(18)、设在支撑架(18)上方的滚轮、用于控制滚轮转动的驱动电机及滚轮控制模块(15)；该装置还包括用于远程遥控滚轮的移动设备；该装置利用所述螺旋桨产生升力紧贴墙顶，通过所述的移动设备使装置在墙顶面移动；所述支撑架(18)上设有用于清洁墙顶的清洁组件。2.根据权利要求1所述的墙顶清洁无人机，其特征在于：所述清洁组件为高压水枪(13)，通过高压水管(32)和高压水泵将水源导入到高压水枪处喷出。3.根据权利要求1所述的墙顶清洁无人机，其特征在于：该装置还包括用于观测墙顶清洁状况的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆昱丞，王伟，刘茂丰，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32