CN110834382A - 基于图像识别的飞行器作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于图像识别的飞行器作业方法,能够通过摄像头根据顶壁实际情况调节高空作业位置,能同时进行钻孔和植入固定钉作业,固定钉底部设置有推动机构,能够通过启动油泵对推动机构进行加压,钻头和固定钉之间能够进行联动打孔,钻头和固定钉交替行进,从而能够利用植入墙顶之间的钻头、固定钉的联合动作以提高钻孔效率,减少电机消耗,进一步提高固定钉进入墙壁,同时,通过油管连接推动机构从而使得固定钉能够同步植入墙顶内部。
Description
技术领域
本发明涉及高空作业技术领域,具体涉及一种基于图像识别的飞行器作业方法。
背景技术
无人机飞行器由于具有结构轻巧,作业范围广,已经在生活各个领域中逐步代替人工作业,应用范围广泛。如专利文献1,其公开了一种用于港口矿物取样的无人机,其采用无人机运载取样装置,从而能够对港口堆放的粉末状矿物全方位取样,解决人工无法到达区域样品的采集问题;同样,在生活、工业应用中,同样会遇到人工操作的危险作业,如屋顶安装电灯、吊扇等,又如高层建筑顶层外侧安装摄像头等操作,或者任何高空需要在顶板进行钻孔或者安装设备的操作,如专利文献2,其公开了一种无线设备安装装置,采用无人机飞行器方式对顶壁进行打孔将无线设备安装于墙顶,但是,该安装装置在安装无线设备的同时,将飞行器本身也留在了墙顶,造成了能源的极大浪费,同时,该安装装置中,由于安装杆滑动设置于安装板324上,安装板324随着触发块111下移,因此,在开始进行顶壁钻孔时,安装杆没有一个足够的能够将钻杆钻入墙顶的向上的推动力,其钻孔效果较差,且安装杆不是一个标准的钻头,因此,其制造成本势必会增加,两个钻杆之间在对墙顶进行钻孔时均是通过安装轴上的主动齿轮进行驱动旋转的,钻杆仅由下部叶片提供向墙顶顶部的推进力,钻杆之间并没有进行联动打孔,同时推进力仅由叶片旋转提供的抬升力提供,因此,其在对墙顶进行钻孔时,必然需要增加驱动电机的功率或者是加长叶片的尺寸,而这又势必会增加无人机重量,又进一步增加了成本以及造成能源浪费,同时,该无人机只有下部的叶片,仅能进行升降不能进行水平飞行进一步缩小了无人机安装作业范围,在高空处由于不能反馈墙顶情况,其也不能准确选择合适钻孔点;又如专利文献3,其公开了一种建筑工地用辅助钻孔无人机,通过将整个电钻安装在无人机上来实现建筑的辅助打孔,但是,该无人机仅能进行钻孔,并不能在墙顶或者顶壁上植入固定钉,更不能在打孔的同时进行植入。
[专利文献1]CN106741946A
[专利文献2]CN108341058A
[专利文献3]CN108465843A
综上所述,现有技术中,均未提供一种能够根据顶壁实际情况调节高空作业位置,同时能进行钻孔和植入固定钉,钻头和固定钉之间能够进行联动打孔,利用植入墙顶之间的钻头、固定钉进行联合动作以提高钻孔效率,减少电机消耗的基于图像识别的飞行器作业方法。
发明内容
为了克服现有飞行器作业的不足,本发明提供了一种技术方案,一种基于图像识别的飞行器作业方法,飞行器包括壳体、驱动电机、旋转轴、打孔轴、钻头、固定钉、固定钉套筒、起升叶片和水平推进机构,驱动电机固定安装于壳体的内部,且驱动电机为双轴电机,旋转轴转动连接于驱动电机的下端,旋转轴穿出壳体外部且末端连接有起升叶片,打孔轴转动连接于驱动电机的上端,打孔轴的末端设置有钻头接头,且钻头接头的上表面与壳体上表面齐平,钻头可拆卸的安装于钻头接头上,所述墙顶作业飞行器还包括联动机构、推动机构和摄像头,壳体的上端表面设置有所述摄像头,以钻头的轴线为中心周向均匀布置有多个所述固定钉套筒,固定钉套筒内滑动安装有所述固定钉,打孔轴通过联动机构转动连接固定钉,所述推动机构设置于固定钉套筒的下端,水平推进机构设置于壳体的侧边,用于为壳体的水平方向移动提供动力,钻头和固定钉的上部为锥形结构,且锥形结构中设置有螺旋推进槽,从而使得在钻入墙顶后,通过提供旋转运动即可实现钻头或固定钉的旋进,固定钉上端顶点不低于钻头上端顶点,其特征在于:该作业方法包括如下步骤:
(一)、寻找合适打孔点:
启动飞行器的驱动电机旋转,使得起升叶片旋转,带动飞行器飞行到墙顶,启动飞行器顶部的摄像头工作,采集墙顶图像,将图像传输回操纵手柄上的显示屏上,通过观察墙顶图像选择打孔点,若是位置不合适,启动飞行器上的水平推进机构的旋转电机动作,实现飞行器水平位置的改变,当墙顶位置合适后,关闭旋转电机,确定合适打孔点。
(二)、打入固定钉:
加大驱动电机的转速,使得飞行器具有较大的顶升力,打孔轴旋转带动固定钉旋转,飞行器向上飞行,挤压固定钉缩回固定钉套筒内,最后使得固定钉主体的下端边缘抵接到螺纹杆接头上端,此时,由固定钉下端的推动机构以及起升叶片提供的起升力共同推动打入墙顶内部;
(三)、钻头伸入墙顶:
继续驱动壳体向上运动,直到位于固定钉中间的钻头抵接到墙顶,钻头开始进行钻孔操作,此时,固定钉、钻头共同伸入墙顶内部进行钻孔操作;
(四)、固定钉、钻头交替伸入墙顶:
固定钉伸入墙顶:对推动机构内部的腔体进行充液,直到使得推动板抵接到螺纹杆结构的下端处;
钻头伸入墙顶:使得腔体内的油液进行放液,从而使得螺纹杆接头可以克服推动机构的力而能够爬升到螺纹杆的顶部,直到螺纹杆接头抵接到固定钉主体的下边缘;
交替进行固定钉伸入墙顶和钻头伸入墙顶的步骤;
(五)、回收飞行器:
当摄像头拍摄到的图像显示钻头和固定钉都完全钻入墙顶后,使驱动电机反转,使得起升叶片产生向下的力,同时,钻头也产生反向推动的力,从而使得飞行器飞离墙顶,固定钉最后滑动离开飞行器内的固定钉套筒而留在墙顶上,最后完成打孔和植入固定钉作业。
优选地,固定钉上端顶点高于钻头上端顶点。
优选地,联动机构包括固定设置于打孔轴外端的螺纹杆接头和设置于固定钉下端的螺纹杆,通过螺纹杆接头与螺纹杆的啮合实现钻头和固定钉的转动连接。
优选地,固定钉套筒为与固定钉相适应的圆柱形套筒,且在套筒内侧设置有供联动机构穿过的孔槽,螺纹杆接头穿过孔槽伸入固定钉套筒内。
优选地,固定钉包括固定钉主体和下端的螺纹杆,螺纹杆的直径小于固定钉主体的直径,从而保证在推动机构的推力不足的情况下,也能够通过螺纹杆接头卡设在固定钉主体的下端的方式,由起升叶片为固定钉提供向上的推力。
优选地,所述推动机构包括推动板、弹簧和腔体,固定钉底部设置于推动板的顶部,弹簧安装于推动板和固定钉套筒的底板之间,弹簧能够为固定钉钻入墙壁顶部提供驱动力。
优选地,腔体内还设置有液压油,多个推动结构内的腔体通过油管相连,从而使得每个腔体的压力相同,进而保证固定钉打入墙顶的深度相同,使得固定钉的动作能够进行同步。
优选地,壳体内还设置有油箱、液压泵以及电磁换向阀,电磁换向阀为三位两通换向阀,在平常工作时,电磁换向阀位于中位,保证腔体之间的油管联通,且没有油液的进入或流出,当摄像头检测到固定钉需要更大的推进力时,电磁换向阀位于右位,此时,液压泵中的液压油通过电磁换向阀的P口进入电磁阀,从A口流出,通过油管进入到腔体中,使得腔体内的油压变大,推动推动板向上运动,从而使得固定钉能够产生较大的推进力,保证固定钉能够顺利打入墙顶;当摄像头判断出固定钉不需要推进力时,电磁换向阀位于左位,此时,腔体内的液压油进行泄压,液压油通过油管经过电磁换向阀的B口后,经过T口流回油箱内。
优选地,水平推进机构包括旋转电机、水平轴和推进叶片,旋转电机安装于壳体侧边的内侧,旋转电机转动连接水平轴一端,水平轴的另外一端安装有推进叶片。
优选地,螺纹杆为生活中常用膨胀螺栓的螺纹杆尺寸。
优选地,步骤(四)中的对推动机构内部的腔体进行充液的步骤为:打开液压泵,使得电磁换向阀位于最右侧位置,使得油液从电磁阀的P口流入,A口流出,对腔体进行充液;步骤(四)中的使得腔体内的油液进行放液的步骤为:使得电磁换向阀位于最左侧位置,使得油液从电磁阀的B口流入,T口流出。
优选地,在螺纹杆接头的上下两端还分别设置有接触传感器,接触传感器能够触碰到固定钉主体下边缘或推动板上边缘,启动步骤(四)中固定钉伸入墙顶的步骤条件为螺纹杆接头上端的接触传感器触碰到固定钉主体下边缘;启动步骤(四)中钻头伸入墙顶的步骤调节为螺纹杆接头下端的接触传感器触碰到推动板上边缘。
本发明的有益效果为:
1)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法,通过摄像头拍摄到的墙壁图像来调整飞行器作业位置,并且在飞行器中设置有推动机构,通过摄像头拍摄到的图像来判断何时对推动机构的腔体进行补充油液,或者何时对腔体内的油液进行泄压,提高了飞行器作业的高效化;
2)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器,使用钻头和固定钉同时钻入墙顶进行墙顶作业,钻头和固定钉之间进一步通过联动动作,借助已经伸入墙顶的固定钉作为带动钻头钻入墙顶的驱动力,再加上飞行器底部的叶片产生的抬升力,共同将钻头钻入墙顶,同时,钻头又提供固定钉钻入墙顶的驱动力,从而使得钻头和固定钉之间联动进行墙顶作业;
3)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器,在飞行器完成墙顶作业后,植入固定钉,并且完成打孔作业,飞行器可以进行反转,控制飞行器从墙顶或顶部位置返回,从而能够对飞行器进行回收利用,供下次钻孔使用,提高了使用效率,降低了打孔成本;
4)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器,在飞行器的顶部安装有摄像头,从而能够对墙顶的环境进行拍摄,将图像传递给操纵飞行器的使用者,如通过在操作手柄上增设显示屏来实现,从而基于图像识别来进行墙顶作业;
5)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器,在固定钉的底部设置有螺纹杆结构,通过主电机轴上的螺纹杆结构,带动固定钉旋转的同时能够由底部的推动机构提供一打入墙顶的推进力,进一步提高固定钉打入效率;
6)、固定钉的头部如钻头形状类似,其头部呈螺旋状,从而其在旋转的同时可以提供一推进墙顶的力,固定钉的头部直径大于螺纹杆结构外径,从而能够提供一限位结构,避免钻头和固定钉脱离啮合;
7)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器,在飞行器壳体四周均设置有旋转轴呈水平设置的叶片,从而能够实现飞行器的水平移动,在根据摄像头拍摄到的墙顶图像判断出打孔位置不佳时,驱动飞行器壳体四周的叶片动作,结合壳体底部的叶片,从而实现飞行器位置的调整,达到精确打孔的目的;
8)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器,在固定钉的下方设置有推动固定钉伸入墙壁的推动机构,且推动机构之间通过油管相连,从而使得固定钉之间能够同步伸入墙壁内,提高设备的同步性;
9)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器内还设置有液压泵,通过启动液压泵从而来增加固定钉的推动力,推动机构内还设置有弹簧,针对比较好打孔的墙顶,其完全可以由弹簧进行驱动,而在通过摄像头拍摄到的图片通过图像识别技术判断出墙壁比较难打进时,这时才启动液压泵,通过液压油来加大推动机构的推动力,进一步提高设备的作业效率和智能化程度;
10)、本发明的基于图像识别的飞行器作业方法中的飞行器的钻头为可拆卸结构,且钻头为标准口径,不需要额外制造异形钻头,进一步降低了成本。
附图说明
图1为本发明的墙顶作业飞行器的整体结构图;
图2为图1的放大示意图A;
图3为推动机构之间的液压示意图;
图4为本发明基于图像识别的飞行器作业方法流程图。
标号说明
1、壳体;2、驱动电机;3、旋转轴;4、打孔轴;5、钻头接头;6、钻头;7、固定钉;8、联动结构;9、固定钉套筒;10、推动机构;11、推动板;12、弹簧;13、腔体;14、油管;15、液压泵;16、油箱;17、电磁换向阀;18、摄像头;19、固定钉主体;20、螺纹杆;21、起升叶片;22、水平推进机构;23、旋转电机;24、水平轴;25、推进叶片;26、螺纹杆接头。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
如图1-3所示,本发明的基于图像识别的墙顶作业飞行器,包括壳体1、驱动电机2、旋转轴3、打孔轴4、钻头6、固定钉7、联动机构8、固定钉套筒9、推动机构10、摄像头18、起升叶片21和水平推进机构22,驱动电机2固定安装于壳体1的内部,且驱动电机为双轴电机,旋转轴3转动连接于驱动电机2的下端,旋转轴3穿出壳体1外部且末端连接有起升叶片21,打孔轴4转动连接于驱动电机2的上端,打孔轴4的末端设置有钻头接头5,且钻头接头5的上表面与壳体1上表面齐平,钻头6可拆卸的安装于钻头接头5上,壳体1的上端表面设置有所述摄像头18,以钻头6的轴线为中心周向均匀布置有多个所述固定钉套筒9,固定钉套筒9内滑动安装有所述固定钉7,固定钉7可以在固定钉套筒9内沿轴线滑动以及转动,打孔轴4通过联动机构8转动连接固定钉7,所述推动机构10设置于固定钉套筒9的下端,水平推进机构22设置于壳体1的侧边,用于为壳体1的水平方向移动提供动力,钻头6和固定钉7的上部为锥形结构,且锥形结构中设置有螺旋推进槽,从而使得在钻入墙顶后,通过提供旋转运动即可实现钻头或固定钉的旋进,固定钉7上端顶点不低于钻头6上端顶点,从而使得在飞行器飞上墙壁需要对墙壁进行钻孔工作时,固定钉7先接触墙顶或者固定钉7和钻头6同时接触墙顶,保证在钻孔时飞行器的壳体1不会发生打转。
优选地,固定钉7上端顶点高于钻头6上端顶点。
优选地,联动机构8包括固定设置于打孔轴4外端的螺纹杆接头26和设置于固定钉7下端的螺纹杆20,通过螺纹杆接头26与螺纹杆20的啮合实现钻头6和固定钉7的转动连接,选取螺纹接头的方式可以避免在固定钉7脱离固定钉套筒9或者固定钉7刚与螺纹杆接头26接触时发生“打齿”现象,当然,也可以选择联动结构8为直齿轮传动机构,此时,固定设置于打孔轴4外端的为直齿轮,而设置于固定钉7下端的也为直齿结构。
优选地,固定钉套筒9为与固定钉7相适应的圆柱形套筒,且在套筒内侧设置有供联动机构8穿过的孔槽,螺纹杆接头26穿过孔槽伸入固定钉套筒9内。
优选地,固定钉7包括固定钉主体19和下端的螺纹杆20,螺纹杆20的直径小于固定钉主体19的直径,从而保证在推动机构10的推力不足的情况下,也可以通过螺纹杆接头26卡设在固定钉主体19的下端的方式,由起升叶片为其提供向上的推力。
优选地,所述推动机构10包括推动板11、弹簧12和腔体13,固定钉7底部设置于推动板11的顶部,弹簧12安装于推动板11和固定钉套筒9的底板之间,弹簧12可以为固定钉7钻入墙壁顶部提供驱动力。
优选地,腔体13内还设置有液压油,多个推动结构10内的腔体13通过油管14相连,从而使得每个腔体13的压力相同,进而保证固定钉7打入墙顶的深度相同,使得固定钉7的动作能够进行同步。
优选地,如图3所示,壳体1内还设置有油箱16、液压泵15以及电磁换向阀17,电磁换向阀17为三位两通换向阀,在平常工作时,电磁换向阀17位于中位,保证腔体13之间的油管14联通,且没有油液的进入或流出,当摄像头18检测到固定钉7所工作的墙顶硬度较高或者固定钉7伸入墙顶的长度较深,需要更大的推进力时,电磁换向阀17位于右位,此时,液压泵15中的液压油通过电磁换向阀17的P口进入电磁阀,从A口流出,通过油管14进入到腔体13中,使得腔体13内的油压变大,推动推动板11向上运动,从而使得固定钉7能够产生较大的推进力,保证固定钉7能够顺利打入墙顶;当摄像头18判断出固定钉7已经打入墙顶后,电磁换向阀17位于左位,此时,腔体13内的液压油进行泄压,液压油通过油管14经过电磁换向阀的B口后,经过T口流回油箱16内。
优选地,水平推进机构22包括旋转电机23、水平轴24和推进叶片25,旋转电机23安装于壳体1侧边的内侧,旋转电机23转动连接水平轴24一端,水平轴24的另外一端安装有推进叶片25,当需要进行飞行器的水平侧移时,仅需要驱动旋转电机23进行转动即可。
优选地,选择螺纹杆20为生活中常用膨胀螺栓的螺纹杆尺寸,从而能够在将固定钉7打入墙顶后即可进行正常使用,无需再进行钉膨胀螺栓等的操作。
优选地,固定钉7为两个。
优选地,壳体1为圆柱形壳体。
优选地,水平推进机构22周向均布于壳体1侧壁上。
优选地,如图4所示,本发明的基于图像识别的飞行器作业方法包括如下步骤:
(一)、寻找合适打孔点:
启动飞行器的驱动电机2旋转,使得起升叶片21旋转,带动飞行器飞行到墙顶,启动飞行器顶部的摄像头18工作,采集墙顶图像,将图像传输回操纵手柄上的显示屏上,通过观察墙顶图像选择打孔点,若是位置不合适,启动飞行器上的水平推进机构22的旋转电机23动作,实现飞行器水平位置的改变,当墙顶位置合适后,关闭旋转电机23,确定合适打孔点。
(二)、打入固定钉:
加大驱动电机2的转速,使得飞行器具有较大的顶升力,打孔轴4旋转带动固定钉7旋转,飞行器向上飞行,挤压固定钉7缩回固定钉套筒9内,最后使得固定钉主体19的下端边缘抵接到螺纹杆接头26上端,此时,由固定钉7下端的推动机构10以及起升叶片21提供的起升力共同推动打入墙顶内部;
(三)、钻头伸入墙顶:
继续驱动壳体1下上运动,直到位于固定钉7中间的钻头抵接到墙顶,钻头6开始进行钻孔操作,此时,固定钉、钻头共同伸入墙顶内部进行钻孔操作;
(四)、固定钉、钻头交替伸入墙顶:
为了加快墙顶作业进度,对推动机构10内部的腔体13进行充液,具体的,打开液压泵15,使得电磁换向阀17位于最右侧位置,使得油液从电磁阀的P口流入,A口流出,对腔体13进行充液,驱动固定钉7伸入墙顶内部,直到使得推动板11抵接到螺纹杆结构26的下端处,实现固定钉伸入墙顶;由于固定钉7伸入墙顶内部,且螺纹杆结构26上端没有抵接到固定钉主体19的下端,因此,此时固定钉7受到的阻力较大不进行旋转,由此,与螺纹杆20啮合的螺纹杆接头26会沿着螺纹杆20上的螺纹往上运动,此时,又使得腔体13内的油液进行放液,具体的,使得电磁换向阀17位于最左侧位置,使得油液从电磁阀的B口流入,T口流出,从而使得螺纹杆接头26可以克服推动机构的力而能够爬升到螺纹杆20的顶部,直到螺纹杆接头抵接到固定钉主体19的下边缘,实现钻头伸入墙顶;最后,通过同样的步骤实现固定钉、钻头交替伸入墙顶。
(五)、回收飞行器:
当摄像头18拍摄到的图像显示钻头和固定钉都完全钻入墙顶后,使驱动电机2反转,使得起升叶片21产生向下的力,同时,钻头6也产生反向推动的力,从而使得飞行器飞离墙顶,固定钉7最后滑动离开飞行器内的固定钉套筒9而留在墙顶上,最后完成打孔和植入固定钉作业。
本发明的飞行器的工作过程为:当需要对房屋墙顶或者高层建筑外墙墙顶进行打孔作业时,控制飞行器中的驱动电机2启动,带动起升叶片21转动,从而使得飞行器起飞接近墙顶,启动摄像头18进行工作,摄像头18拍摄墙顶图片,传入到操作者遥控内的显示屏上,操作者根据图像选择飞行器的打孔位置,当需要调整时,启动壳体1侧壁上的旋转电机23旋转,带动飞行器进行侧移,选定好作业位置后,打孔轴4带动钻头6旋转,同时通过联动机构8带动固定钉7旋转,固定钉7先接触墙顶,固定钉套筒9下部的推动机构10动作顶住固定钉7下端,起升叶片21提供向上的推力,固定钉7旋入墙顶后,钻头6也接触墙顶,此时,钻头6和固定钉7共同执行打孔旋入作业,钻头6由起升叶片21提供向上的推进力,当摄像头18判断固定钉7需要更大的推力(如固定钉7已没入大半)时,由液压泵15向腔体13内供油,从而为固定钉7提供向上的推力,直到推动板11抵接到螺纹杆接头26下端,固定钉7由于伸入墙顶内部,则由于阻力较大,且螺纹杆接头26未接触到固定钉主体19下端,固定钉不能进行转动,则此时,对腔体13内的液压油进行泄压,螺纹杆接头26又能顺着螺纹杆20产生向上爬升的力,从而钻头的顶力由固定钉7和起升叶片21共同承担,因此钻机力度更大,更容易工作,钻头向上钻入墙顶,固定钉7抵接推动板11向下动作,当螺纹杆接头26抵接到固定钉主体19下端部时,由于螺纹杆接头26上端的抵接,此时螺纹杆接头26又可以进行旋转,同时,控制向腔体13内供油,从而固定钉7又可以在液压油和驱动电机的旋转动力的共同作用下钻入墙顶,直到推动板11抵接到螺纹杆接头26下端,如此不断循环,从而实现钻头6和固定钉7的不断伸入。当摄像头18检测到打孔完成后,控制驱动电机2反转,起升叶片21产生向下的力,同时钻头6也产生推出墙顶的力,最后带有钻头6的飞行器脱离墙顶,同时,固定钉7也脱离飞行器而停留在墙顶上,用于需要固定螺钉的作业,此时,即同时完成了打孔和打入固定钉的作业。以上驱动电机2的控制可以由壳体1内设微处理器实现,摄像头18拍摄到的照片也可以由微处理器进行处理,由内部内置的软件对图像进行处理,比如可以对比预先设定工位的照片来进行控制,当然,上述控制也可以由操作飞行器的操作手柄进行控制和实施,此处的控制和实施方式为现有技术,也不是本发明的重点,因此,此处就不再进行赘述。也可以通过在螺纹杆接头26的上端面和下端面分别设置接触传感器来控制电磁换向阀17的动作,以控制腔体13内的油液,如当螺纹杆接头26的上端面抵触到固定钉主体19的下边缘时,控制电磁换向阀17处于最右位,对腔体13进行充液,驱动固定钉伸入墙壁,当螺纹杆接头26的下端面抵触到推动板11上边缘时,控制电磁换向阀17处于最左位,对腔体13进行放液,如此进行往复操作从而实现钻头和固定钉的高效钻入。
Claims (10)
1.基于图像识别的飞行器作业方法,飞行器包括壳体(1)、驱动电机(2)、旋转轴(3)、打孔轴(4)、钻头(6)、固定钉(7)、固定钉套筒(9)、起升叶片(21)和水平推进机构(22),驱动电机(2)固定安装于壳体(1)的内部,且驱动电机为双轴电机,旋转轴(3)转动连接于驱动电机(2)的下端,旋转轴(3)穿出壳体(1)外部且末端连接有起升叶片(21),打孔轴(4)转动连接于驱动电机(2)的上端,打孔轴(4)的末端设置有钻头接头(5),且钻头接头(5)的上表面与壳体(1)上表面齐平,钻头(6)可拆卸的安装于钻头接头(5)上,其特征在于:所述墙顶作业飞行器还包括联动机构(8)、推动机构(10)和摄像头(18),壳体(1)的上端表面设置有所述摄像头(18),以钻头(6)的轴线为中心周向均匀布置有多个所述固定钉套筒(9),固定钉套筒(9)内滑动安装有所述固定钉(7),打孔轴(4)通过联动机构(8)转动连接固定钉(7),所述推动机构(10)设置于固定钉套筒(9)的下端,水平推进机构(22)设置于壳体(1)的侧边,用于为壳体(1)的水平方向移动提供动力,钻头(6)和固定钉(7)的上部为锥形结构,且锥形结构中设置有螺旋推进槽,从而使得在钻入墙顶后,通过提供旋转运动即可实现钻头或固定钉的旋进,固定钉(7)上端顶点不低于钻头(6)上端顶点,其特征在于:该作业方法包括如下步骤:
(一)、寻找合适打孔点:
启动飞行器的驱动电机(2)旋转,使得起升叶片(21)旋转,带动飞行器飞行到墙顶,启动飞行器顶部的摄像头(18)工作,采集墙顶图像,将图像传输回操纵手柄上的显示屏上,通过观察墙顶图像选择打孔点,若是位置不合适,启动飞行器上的水平推进机构(22)的旋转电机(23)动作,实现飞行器水平位置的改变,当墙顶位置合适后,关闭旋转电机(23),确定合适打孔点。
(二)、打入固定钉:
加大驱动电机(2)的转速,使得飞行器具有较大的顶升力,打孔轴(4)旋转带动固定钉(7)旋转,飞行器向上飞行,挤压固定钉(7)缩回固定钉套筒(9)内,最后使得固定钉主体(19)的下端边缘抵接到螺纹杆接头(26)上端,此时,由固定钉(7)下端的推动机构(10)以及起升叶片(21)提供的起升力共同推动打入墙顶内部;
(三)、钻头伸入墙顶:
继续驱动壳体(1)向上运动,直到位于固定钉(7)中间的钻头抵接到墙顶,钻头(6)开始进行钻孔操作,此时,固定钉、钻头共同伸入墙顶内部进行钻孔操作;
(四)、固定钉、钻头交替伸入墙顶:
固定钉伸入墙顶:对推动机构(10)内部的腔体(13)进行充液,直到使得推动板(11)抵接到螺纹杆结构(26)的下端处;
钻头伸入墙顶:使得腔体(13)内的油液进行放液,从而使得螺纹杆接头(26)可以克服推动机构的力而能够爬升到螺纹杆(20)的顶部,直到螺纹杆接头抵接到固定钉主体(19)的下边缘;
交替进行固定钉伸入墙顶和钻头伸入墙顶的步骤;
(五)、回收飞行器:
当摄像头(18)拍摄到的图像显示钻头和固定钉都完全钻入墙顶后,使驱动电机(2)反转,使得起升叶片(21)产生向下的力,同时,钻头(6)也产生反向推动的力,从而使得飞行器飞离墙顶,固定钉(7)最后滑动离开飞行器内的固定钉套筒(9)而留在墙顶上,最后完成打孔和植入固定钉作业。
2.如权利要求1所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:固定钉(7)上端顶点高于钻头(6)上端顶点。
3.如权利要求1所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:联动机构(8)包括固定设置于打孔轴(4)外端的螺纹杆接头(26)和设置于固定钉(7)下端的螺纹杆(20),通过螺纹杆接头(26)与螺纹杆(20)的啮合实现钻头(6)和固定钉(7)的转动连接。
4.如权利要求3所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:固定钉套筒(9)为与固定钉(7)相适应的圆柱形套筒,且在套筒内侧设置有供联动机构(8)穿过的孔槽,螺纹杆接头(26)穿过孔槽伸入固定钉套筒(9)内。
5.如权利要求1或3或4所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:固定钉(7)包括固定钉主体(19)和下端的螺纹杆(20),螺纹杆(20)的直径小于固定钉主体(19)的直径,从而保证在推动机构(10)的推力不足的情况下,也能够通过螺纹杆接头(26)卡设在固定钉主体(19)的下端的方式,由起升叶片为固定钉(7)提供向上的推力。
6.如权利要求1所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:所述推动机构(10)包括推动板(11)、弹簧(12)和腔体(13),固定钉(7)底部设置于推动板(11)的顶部,弹簧(12)安装于推动板(11)和固定钉套筒(9)的底板之间,弹簧(12)能够为固定钉(7)钻入墙壁顶部提供驱动力。
7.如权利要求6所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:腔体(13)内还设置有液压油,多个推动结构(10)内的腔体(13)通过油管(14)相连,从而使得每个腔体(13)的压力相同,进而保证固定钉(7)打入墙顶的深度相同,使得固定钉(7)的动作能够进行同步。
8.如权利要求6或7所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:壳体(1)内还设置有油箱(16)、液压泵(15)以及电磁换向阀(17),电磁换向阀(17)为三位两通换向阀,在平常工作时,电磁换向阀(17)位于中位,保证腔体(13)之间的油管(14)联通,且没有油液的进入或流出,当摄像头(18)检测到固定钉(7)需要更大的推进力时,电磁换向阀(17)位于右位,此时,液压泵(15)中的液压油通过电磁换向阀(17)的P口进入电磁阀,从电磁换向阀(17)的A口流出,通过油管(14)进入到腔体(13)中,使得腔体(13)内的油压变大,推动推动板(11)向上运动,从而使得固定钉(7)能够产生较大的推进力,保证固定钉(7)能够顺利打入墙顶;当摄像头(18)判断出固定钉(7)不需要推进力时,电磁换向阀(17)位于左位,此时,腔体(13)内的液压油进行泄压,液压油通过油管(14)经过电磁换向阀的B口后,经过电磁换向阀(17)的T口流回油箱(16)内。
9.如权利要求8所述的基于图像识别的飞行器作业方法,其特征在于:步骤(四)中的对推动机构(10)内部的腔体(13)进行充液的步骤为:打开液压泵(15),使得电磁换向阀(17)位于最右侧位置,使得油液从电磁换向阀(17)的P口流入,电磁换向阀(17)的A口流出,对腔体(13)进行充液;步骤(四)中的使得腔体(13)内的油液进行放液的步骤为:使得电磁换向阀(17)位于最左侧位置,使得油液从电磁换向阀(17)的B口流入,电磁换向阀(17)的T口流出。
10.如权利要求5所述的基于图像识别的墙顶作业飞行器,其特征在于:在螺纹杆接头(26)的上下两端还分别设置有接触传感器,接触传感器能够触碰到固定钉主体(19)下边缘或推动板(11)上边缘,启动步骤(四)中固定钉伸入墙顶的步骤条件为螺纹杆接头(26)上端的接触传感器触碰到固定钉主体(19)下边缘;启动步骤(四)中钻头伸入墙顶的步骤调节为螺纹杆接头(26)下端的接触传感器触碰到推动板(11)上边缘。
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