CN109083431A - 基于无人机的玻璃清洗*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的玻璃清洗***，包括油动变距四旋翼无人机和清洗装置，油动变距四旋翼无人机上设有汽油机、底部设有支架，支架的底部设有锂电池和无人机控制装置，清洗装置包括清洗剂供给装置和柔性机械擦洗手臂，柔性机械擦洗手臂的末端设有柔性刷头，柔性刷头的末端设有毛刷，柔性机械擦洗手臂内设有软管传动轴，软管传动轴与柔性刷头连接，汽油机通过皮带轮传动装置以及电磁离合器与软管传动轴连接，软管传动轴在汽油机的驱动下带动柔性刷头旋转，电磁离合器用于在无人机控制装置的控制下切断或连通汽油机与柔性刷头的动力传输。本发明能够解决现有技术成本高、无法实现较远距离的回转运动的问题。

Description

基于无人机的玻璃清洗***

技术领域

本发明涉及清洁设备技术领域，特别是涉及一种基于无人机的玻璃清洗***。

背景技术

随着城市的现代化，一座座高楼拔地而起，为了美观也为了得到更好的采光效果，很多写字楼和酒店等都采用了玻璃幕墙。这就带来了玻璃窗清洗问题，其实不仅是玻璃窗其他材料的表面也需要定期清洗。

长期以来高楼大厦外墙壁清洗都是洗墙工人腰间系一根绳子。悠荡在高楼之间不仅效率低，对工人心理素质要求高，而且易出事故。因此，各类高楼玻璃幕墙清洗机器人也应运而生，但目前几乎都处于试验探索阶段，尚不足以商业实际投产，且价格不菲，投入经费巨大，且现有的玻璃清洗机器人无法实现较远距离的回转运动，无法保证清洗区域更全面。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于无人机的玻璃清洗***，以解决现有技术成本高、无法实现较远距离的回转运动的问题。

一种基于无人机的玻璃清洗***，包括油动变距四旋翼无人机和清洗装置，所述油动变距四旋翼无人机上设有汽油机，所述油动变距四旋翼无人机的底部设有支架，所述支架的底部设有锂电池和无人机控制装置，所述清洗装置包括清洗剂供给装置和柔性机械擦洗手臂，所述柔性机械擦洗手臂的末端设有柔性刷头，所述柔性刷头的末端设有毛刷，所述毛刷与所述柔性刷头的末端可拆卸连接，所述柔性机械擦洗手臂内设有软管传动轴，所述软管传动轴与所述柔性刷头连接，所述汽油机通过皮带轮传动装置以及电磁离合器与所述软管传动轴连接，以对所述软管传动轴进行动力传输，所述软管传动轴在所述汽油机的驱动下带动所述柔性刷头旋转，所述电磁离合器用于在所述无人机控制装置的控制下切断或连通所述汽油机与所述柔性刷头的动力传输。

根据本发明提出的基于无人机的玻璃清洗***，采用油动变距四旋翼无人机，有成品载体可以直接利用，再配合柔性机械擦洗手臂，实现成本低，操作简便，无人机能悬停在高空，由地面人员操作，不必考虑人工爬上玻璃幕墙擦洗的危险以及高楼玻璃幕墙清洗机繁琐的施工布置，实用性更强，更适用于在设计之初没有将擦窗***考虑进去、不好安装导轨和吊索***的高楼，柔性刷头末端的毛刷可以更换，且能在地面配套清洗设备中快速清洗循环使用，通过采用软管传动轴，可以实现较远距离的回转运动，保证清洗区域更全面，同时软管传动轴还能缓冲冲击及震动，使得柔性刷头在工作时可以起伏运动，提升了使用效果。

另外，根据本发明提供的基于无人机的玻璃清洗***，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述清洗剂供给装置包括喷头、水管、清洗剂容器和微型水泵，所述清洗剂容器安装在所述支架的底部，所述微型水泵设于所述清洗剂容器的隔层内，所述清洗剂容器内盛放清洗剂，所述水管分别与所述喷头和所述微型水泵连接，所述喷头靠近所述柔性刷头设置，所述清洗剂容器内的清洗剂在所述微型水泵作用下，经过所述水管从所述喷头喷出。

进一步地，所述皮带轮传动装置安装在所述清洗剂容器的隔层内，所述电磁离合器安装在所述清洗剂容器的外侧，所述皮带轮传动装置分别与所述汽油机和所述电磁离合器连接，所述电磁离合器与所述软管传动轴连接。

进一步地，所述柔性机械擦洗手臂包括擦洗手臂支架，所述软管传动轴设于所述擦洗手臂支架内，所述擦洗手臂支架的一端与所述电磁离合器连接，另一端与所述柔性刷头连接。

进一步地，所述擦洗手臂支架与所述柔性刷头通过四根弹簧柔性连接。

进一步地，所述油动变距四旋翼无人机包括四个旋翼，每个所述旋翼均包括两片翼片，每片所述翼片分别与相应的浆毂相连，所述汽油机通过减速箱将动力通过四根呈十字排列的传动轴传递给四组变速箱，再由所述变速箱通过伺服舵机及变距***控制与对应的所述浆毂运动。

进一步地，所述变速箱设于所述汽油机与所述支架之间。

进一步地，所述支架的底部安装有摄像头。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例的基于无人机的玻璃清洗***的结构示意图；

图2是图1中柔性刷头的结构示意图；

图3是图1中油动变距四旋翼无人机的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本发明的一实施例提出的基于无人机的玻璃清洗***，包括油动变距四旋翼无人机10和清洗装置，所述油动变距四旋翼无人机10上设有汽油机11，所述油动变距四旋翼无人机10的底部设有支架12，所述支架12的底部设有锂电池13和无人机控制装置14。

所述清洗装置包括清洗剂供给装置和柔性机械擦洗手臂30，所述柔性机械擦洗手臂30的末端设有柔性刷头40，所述柔性刷头40的末端设有毛刷50，所述毛刷50可以由超细纤维制成，例如是由直径0.3微米以下的涤纶纤维制成，具有超强的吸附性。所述毛刷50与所述柔性刷头40的末端可拆卸连接，从而可以更换柔性刷头40。

所述柔性机械擦洗手臂30内设有软管传动轴60，所述软管传动轴60与所述柔性刷头40连接，所述汽油机11通过皮带轮传动装置70以及电磁离合器80与所述软管传动轴60连接，以对所述软管传动轴60进行动力传输，所述软管传动轴60在所述汽油机11的驱动下带动所述柔性刷头40旋转。采用软管传动，可以360度弯曲，实现较远距离的回转运动，同时软轴还能缓冲冲击及震动，柔性刷头40在工作时是起伏可以运动的，软轴传动不受影响。

所述电磁离合器80用于在所述无人机控制装置14的控制下切断或连通所述汽油机11与所述柔性刷头40的动力传输。

所述清洗剂供给装置包括喷头21、水管22、清洗剂容器23和微型水泵24，所述清洗剂容器23安装在所述支架12的底部，所述微型水泵24设于所述清洗剂容器23的隔层内，所述清洗剂容器23内盛放清洗剂，所述水管22分别与所述喷头21和所述微型水泵24连接，所述喷头21靠近所述柔性刷头40设置，所述清洗剂容器23内的清洗剂在所述微型水泵24作用下，经过所述水管22从所述喷头21喷出。具体的，微型水泵24在可以控制器的控制下，能实时把清水或清洗剂输送到柔性刷头40部位清洁，特别适用于表面比较脏的情况，先喷清水辅助清洁，再喷清洗剂，最后擦干时喷头关闭，刷头旋转擦干净。

微型水泵24及无人机控制装置14都可由锂电池13供电，汽油机11附带发电鼓可以为锂电池13充电。

所述皮带轮传动装置70安装在所述清洗剂容器23的隔层内，所述电磁离合器80安装在所述清洗剂容器23的外侧，所述皮带轮传动装置70分别与所述汽油机11和所述电磁离合器80连接，所述电磁离合器80与所述软管传动轴60连接。

具体的，所述柔性机械擦洗手臂30包括擦洗手臂支架31，所述软管传动轴30设于所述擦洗手臂支架31内，所述擦洗手臂支架31的一端与所述电磁离合器80连接，另一端与所述柔性刷头40连接。

优选的，所述擦洗手臂支架31与所述柔性刷头40通过四根弹簧90柔性连接，这样保证了装有毛刷50的柔性刷头40与需要清洁表面各个角度的良好接触以及毛刷50工作时与清洁面起伏变化的缓冲和手持力度的控制。

所述油动变距四旋翼无人机10包括四个旋翼101，每个所述旋翼101均包括两片翼片，每片所述翼片分别与相应的浆毂102相连，所述汽油机11通过减速箱将动力通过四根呈十字排列的传动轴103传递给四组变速箱104，再由所述变速箱104通过伺服舵机105及变距***控制与对应的所述浆毂102运动。所述变速箱104具体设于所述汽油机11与所述支架12之间。该油动变距四旋翼无人机10还可以包括多种不同种类的传感器、飞控装置、测控装置、任务设备及飞控计算机，其中的传感器用于检测飞机的各种信息，飞控装置利用采集板采集到的信息及传感器检测的信息，通过模型算法对飞机进行实时控制，测控装置用于完成地面与飞机之间的人机交互使飞机能按照地面控制人员的意愿进行控制飞行，任务设备用于采集需要监测的各种信息。采用油动变距四旋翼无人机，由于采用汽油发动机做为动力，并增加了四组旋翼，每一组旋翼的控制是通过伺服舵机和变距***来实现，从而改变了传统电动四旋翼无人机升力靠螺旋浆，操作靠定浆距变转速模式带来的机动性能差，载荷小，续航时间短的缺点，该油动变距四旋翼无人机类似于直升机旋翼模式，操纵方式为采用定转速变浆距方式，具有抗风能力强，载荷能力大、机动性能好，续航时间长的优点。

本实施例中，所述支架12的底部安装有摄像头100。摄像头100能把在高空作业拍摄到的画面实时传输给地面操作人员的显示屏上。

根据本实施例提出的基于无人机的玻璃清洗***，采用油动变距四旋翼无人机，有成品载体可以直接利用，再配合柔性机械擦洗手臂，实现成本低，操作简便，无人机能悬停在高空，由地面人员操作，不必考虑人工爬上玻璃幕墙擦洗的危险以及高楼玻璃幕墙清洗机繁琐的施工布置，实用性更强，更适用于在设计之初没有将擦窗***考虑进去、不好安装导轨和吊索***的高楼，柔性刷头末端的毛刷可以更换，且能在地面配套清洗设备中快速清洗循环使用，通过采用软管传动轴，可以实现较远距离的回转运动，保证清洗区域更全面，同时软管传动轴还能缓冲冲击及震动，使得柔性刷头在工作时可以起伏运动，提升了使用效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，包括油动变距四旋翼无人机和清洗装置，所述油动变距四旋翼无人机上设有汽油机，所述油动变距四旋翼无人机的底部设有支架，所述支架的底部设有锂电池和无人机控制装置，所述清洗装置包括清洗剂供给装置和柔性机械擦洗手臂，所述柔性机械擦洗手臂的末端设有柔性刷头，所述柔性刷头的末端设有毛刷，所述毛刷与所述柔性刷头的末端可拆卸连接，所述柔性机械擦洗手臂内设有软管传动轴，所述软管传动轴与所述柔性刷头连接，所述汽油机通过皮带轮传动装置以及电磁离合器与所述软管传动轴连接，以对所述软管传动轴进行动力传输，所述软管传动轴在所述汽油机的驱动下带动所述柔性刷头旋转，所述电磁离合器用于在所述无人机控制装置的控制下切断或连通所述汽油机与所述柔性刷头的动力传输。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，所述清洗剂供给装置包括喷头、水管、清洗剂容器和微型水泵，所述清洗剂容器安装在所述支架的底部，所述微型水泵设于所述清洗剂容器的隔层内，所述清洗剂容器内盛放清洗剂，所述水管分别与所述喷头和所述微型水泵连接，所述喷头靠近所述柔性刷头设置，所述清洗剂容器内的清洗剂在所述微型水泵作用下，经过所述水管从所述喷头喷出。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，所述皮带轮传动装置安装在所述清洗剂容器的隔层内，所述电磁离合器安装在所述清洗剂容器的外侧，所述皮带轮传动装置分别与所述汽油机和所述电磁离合器连接，所述电磁离合器与所述软管传动轴连接。

4.根据权利要求1所述的基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，所述柔性机械擦洗手臂包括擦洗手臂支架，所述软管传动轴设于所述擦洗手臂支架内，所述擦洗手臂支架的一端与所述电磁离合器连接，另一端与所述柔性刷头连接。

5.根据权利要求4所述的基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，所述擦洗手臂支架与所述柔性刷头通过四根弹簧柔性连接。

6.根据权利要求1所述的基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，所述油动变距四旋翼无人机包括四个旋翼，每个所述旋翼均包括两片翼片，每片所述翼片分别与相应的浆毂相连，所述汽油机通过减速箱将动力通过四根呈十字排列的传动轴传递给四组变速箱，再由所述变速箱通过伺服舵机及变距***控制与对应的所述浆毂运动。

7.根据权利要求6所述的基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，所述变速箱设于所述汽油机与所述支架之间。

8.根据权利要求1所述的基于无人机的玻璃清洗***，其特征在于，所述支架的底部安装有摄像头。