一种高空清洁无人机的制作方法

使用手机APP控制无人机的方法 #生活技巧# #数码产品使用技巧# #无人机操作指南#

本实用新型涉及高空无人机领域，具体的涉及一种高空清洁无人机。

背景技术：

随着生活水平的不断提高，以及人工智能的不断发展，家庭清洁机器人正逐渐进入人们的视野，然而现有的家庭清洁机器人只能局限于地面的清洁工作，无法将清洁领域扩展到空中，因此有必要设计一种建筑物高空清洗设备进行建筑物的高空清洁，以帮助人们实现全自动化、全方位的清洁服务，彻底解决人们的清洁问题。然而现有的建筑物高空清洗无人机清洗高空墙壁或玻璃的方式一般是通过旋翼悬浮于空中，然后通过喷水和喷气清洗表面，其不足之处在于：一、长时间悬浮于空中比较费电，为了达到更好的续航时间需要加大电池容量，但加大电池容量同时又会增加无人机自重，造成能量损耗；二、采用喷水和喷气的方式清洗无法达到理想的洁净度。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高空清洁无人机，将无人机技术与清洁机器相结合，使机器人具备高空作业的能力，并能进行室内外玻璃的清洁以及灯具等悬挂家具的清洁，实现自动化清洗，清洗面为光滑面时，可以通过吸盘吸附的方式，从而节省能耗，提高续航时间，提高清洁度，污水不会直接低落，造成二次污染，吸盘的吸附更为稳固，以解决背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种高空清洁无人机，包括机体，所述机体周围设有旋翼，高空清洁无人机还包括行走机构、清洗机构、储水机构和污水循环机构，所述行走机构和清洗机构固定于机体侧面，所述高空清洁无人机藉由行走机构在光滑表面上吸附和行走，所述储水机构和污水循环机构设置于机体下方，所述储水机构和污水循环机通过水管连通。

优选的，所述行走机构包括纵向移动单元和横向移动单元；

所述纵向移动单元包括纵向移动框架、枢设于纵向移动框架上的纵向丝杆、与纵向丝杆的轴线平行的纵向导杆、滑动设置于纵向导杆上的纵向滑台、驱动纵向丝杆旋转的纵向旋转电机以及分布于纵向移动框架四个角上的纵向直线电机，所述纵向滑台与纵向丝杆螺纹连接；

所述横向移动单元包括横向移动框架、枢设于横向移动框架上的横向丝杆、与横向丝杆的轴线平行的横向导杆、滑动设置于横向导杆上的横向滑台、驱动横向丝杆旋转的横向旋转电机以及分布于横向移动框架四个角上的横向直线电机，所述横向滑台与横向丝杆螺纹连接，所述纵向直线电机和横向直线电机的输出轴端固设有吸盘，所述纵向滑台和横向滑台固定连接,所述无人机与纵向滑台或横向滑台固定连接。

优选的，所述清洗机构包括滚筒刷、与滚筒刷同轴连接的曲柄、驱动滚筒刷旋转的滚动电机、连杆、滑移导杆、滑动设置于滑移导杆上的滑块、用于提供清洁水的喷头和用于承接污水的接水槽，所述连杆的一端与曲柄枢接、另一端与滑块枢接，所述滚筒刷和滑块上设有刷毛。

优选的，所述滑块位于滚筒刷上方，所述接水槽位于滚筒刷下方，所述喷头位于滑块上方。

优选的，所述储水机构包括固设于机体下方的储水罐，所述储水罐上设有可开闭的添加口，所述储水罐内设有出水泵，所述喷头通过管路与出水泵连接。

优选的，所述喷头设有两个，两个喷头分置于机体两侧。

优选的，所述污水循环机构包括固设于储水罐下方的旋流器、污水回收泵和固设于旋流器下方的污泥收纳箱，所述旋流器包括同轴线的外筒体和内筒体，所述外筒体底部呈锥体，所述外筒体顶部设有污水进口，外筒体底部设有排污口，所述内筒体顶部设有循环水出口，所述污水回收泵的进水口与接水槽底部通过管路连通、出水口与污水进口通过管路连通，所述排污口与所述污泥收纳箱连通，所述循环水出口通过管路与储水罐连通。

优选的，还包括平衡机构，所述平衡机构包括固设于机体下方的平衡调节框、固设于平衡调节框上的平衡轨道、枢设于平衡调节框上的平衡调节丝杆、驱动平衡调节丝杆旋转的平衡调节电机以及与平衡调节丝杆螺纹连接的平衡块，所述储水罐滑动设置于平衡轨道上，所述平衡块与储水罐固定连接。

优选的，所述机体上端固设有摄像头和测距传感器。

一种利用上述高空清洁无人机进行建筑物高空清洗的方法，包括如下步骤：

步骤一、通过遥控器控制高空清洁无人机飞行至建筑物的指定高度，通过摄像头观察建筑物表面的情况，通过测距传感器了解高空清洁无人机与建筑物表面的距离，调整高空清洁无人机至指定的位置；

步骤二、如果建筑物表面为粗糙面时，吸盘处于收起状态，高空清洁无人机通过旋翼悬浮于空中，并贴近建筑物表面，如果建筑物表面为光滑面时，高空清洁无人机通过吸盘吸附于建筑物表面；

步骤三、储水罐内储存有事先调配好的带清洁添加剂的清洁水，喷头往建筑物表面喷射清洁水，滑块在曲柄和连杆带动下，模拟人工上下往复擦拭，同时滚筒刷旋转擦拭建筑物表面；

步骤四、擦拭产生的污水流至接水槽内，并在污水回收泵带动下喷入旋流器内，污水在旋流器内发生分离，净水经由循环水出口返回储水罐，污泥汇集至外筒体底部，并从排污口排至污泥收纳箱；

步骤五、当需要移动高空清洁无人机以更换清洁面时，如果建筑物表面为粗糙面，直接控制无人机横向或纵向移动，如果建筑物表面为光滑面，按如下方式进行移动：

横向移动：收回横向直线电机的输出轴端吸盘，纵向直线电机的输出轴端吸盘保持吸附状态，并保持横向滑台位置不动，通过横向旋转电机带动横向移动框架左右移动，然后伸出横向直线电机的输出轴端吸盘吸附建筑物表面，回收纵向直线电机的输出轴端吸盘，之后通过横向旋转电机带动横向滑台和机体移动至新的清洗面，并伸出横向直线电机的输出轴端吸盘吸附建筑物表面；

纵向移动：收回纵向直线电机的输出轴端吸盘，横向直线电机的输出轴端吸盘保持吸附状态，并保持纵向滑台位置不动，通过纵向旋转电机带动纵向移动框架上下移动，然后伸出纵向直线电机的输出轴端吸盘吸附建筑物表面，回收横向直线电机的输出轴端吸盘，之后通过纵向旋转电机带动纵向滑台和机体移动至新的清洗面，并伸出纵向直线电机的输出轴端吸盘吸附建筑物表面；

步骤六、清洗完建筑物表面后，控制高空清洁无人机飞回底面，重新补充储水罐内的清洁水，清理污泥收纳箱内污泥，并充电待用。

本实用新型高空清洁无人机及建筑物高空清洗方法具有如下有益效果：

一、将无人机技术与清洁机器相结合，突破现存的机器人智能进行底面作业的问题，使机器人具备高空作业的能力；

二、进行室内外玻璃的清洁以及灯具等悬挂家具的清洁，实现自动化清洗；

三、清洗面为光滑面时，可以通过吸盘吸附的方式，从而节省能耗，并通过行走机构在清洗面进行移动，能耗大大降低，提高续航时间；

四、滑块模拟人工擦拭的动作，并通过滚筒刷进一步擦拭，清洁度高；

五、将污水进行分离并回收利用，无需频繁的返回地面添加清洁水，且污水不会直接低落，造成二次污染；

六、通过平衡机构调节储水罐的位置，从而保持前后平衡，使飞行更为平稳，在清洗的过程中，储水罐和污水循环机构移动至最靠近清洗面的位置，可以使重心尽量靠近清洗面，吸盘的吸附更为稳固。

附图说明

图1为本实用新型高空清洁无人机的立体结构示意图。

图2为本实用新型高空清洁无人机的立体结构示意图。

图3为图1的俯视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为图4的局部a放大示意图。

图6为本实用新型高空清洁无人机的行走机构和清洗机构的结构示意图。

图7为本实用新型高空清洁无人机的行走机构和清洗机构的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

具体实施例一

本实用新型的高空清洁无人机，包括机体1，机体1周围设有旋翼11，旋翼11通过旋翼电机驱动，机体1内设有电池和飞行控制器，旋翼电机和电池与飞行控制器电路连接，飞行控制器可采用TERN公司基于AMD Elan SC520处理器的微控制模块586-Engine，具有高可靠性、结构紧凑以及低功耗等特点，飞行控制器的模拟量输入端接入垂直陀螺仪、速率陀螺仪和油门大小信号器，飞行控制器的串行通信端接入GPS接收器、遥控遥测装置。

如图1和2所示，本实用新型的高空清洁无人机还包括行走机构2、清洗机构3、储水机构4、污水循环机构5和平衡机构6。行走机构2和清洗机构3固定于机体1同一侧面，高空清洁无人机对墙面进行清洗时，行走机构2和清洗机构3面向墙面，高空清洁无人机藉由行走机构2在光滑表面上吸附和行走，储水机构4和污水循环机构5设置于机体1下方，储水机构4和污水循环机通过水管连通。

行走机构2包括纵向移动单元和横向移动单元；

如图6和7所示，纵向移动单元包括纵向移动框架211、枢设于纵向移动框架211上的纵向丝杆212、与纵向丝杆212的轴线平行的纵向导杆213、滑动设置于纵向导杆213上的纵向滑台214、驱动纵向丝杆212旋转的纵向旋转电机215以及分布于纵向移动框架211四个角上的纵向直线电机216，纵向滑台214与纵向丝杆212螺纹连接；

横向移动单元包括横向移动框架221、枢设于横向移动框架221上的横向丝杆222、与横向丝杆222的轴线平行的横向导杆223、滑动设置于横向导杆223上的横向滑台224、驱动横向丝杆222旋转的横向旋转电机225以及分布于横向移动框架221四个角上的横向直线电机226，横向滑台224与横向丝杆222螺纹连接，纵向直线电机216和横向直线电机226的输出轴端固设有吸盘23，本实施例中，每个纵向直线电机216和横向直线电机226的输出轴端固定有一个吸盘23，在其他实施例中，每个纵向直线电机216和横向直线电机226的输出轴端固定有一个以上的吸盘23，纵向滑台214和横向滑台224固定连接,无人机与纵向滑台214或横向滑台224固定连接。

当清洗面为光滑面时，例如玻璃，本实用新型的高空清洁无人机藉由吸盘23吸附于清洗面上，此时旋翼11停止转动，无需依靠旋翼11悬空，可以大大节省电能，清洗状态下，纵向直线电机216和横向直线电机226的输出轴端的吸盘23均吸附于玻璃上，清洗状态下行走机构2实现行走的原理如下：

横向移动：收回横向直线电机226的输出轴端吸盘23，纵向直线电机216的输出轴端吸盘23保持吸附状态，并保持横向滑台224位置不动，通过横向旋转电机225带动横向移动框架221左右移动，然后伸出横向直线电机226的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面，回收纵向直线电机216的输出轴端吸盘23，之后通过横向旋转电机225带动横向滑台224和机体1移动至新的清洗面，并伸出横向直线电机226的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面；

纵向移动：收回纵向直线电机216的输出轴端吸盘23，横向直线电机226的输出轴端吸盘23保持吸附状态，并保持纵向滑台214位置不动，通过纵向旋转电机215带动纵向移动框架211上下移动，然后伸出纵向直线电机216的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面，回收横向直线电机226的输出轴端吸盘23，之后通过纵向旋转电机215带动纵向滑台214和机体1移动至新的清洗面，并伸出纵向直线电机216的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面；

如图6和7所示，清洗机构3包括滚筒刷31、与滚筒刷31同轴连接的曲柄32、驱动滚筒刷31旋转的滚动电机33、连杆34、滑移导杆35、滑动设置于滑移导杆35上的滑块36、用于提供清洁水的喷头37和用于承接污水的接水槽38，连杆34的一端与曲柄32枢接、另一端与滑块36枢接，滚筒刷31和滑块36上设有刷毛，滚筒的轴线与横向丝杆222轴线平行，滑移导杆35的轴线与纵向丝杆212轴线平行。

滑块36位于滚筒刷31上方，接水槽38位于滚筒刷31下方，接水槽38承接清洗后的污水，且污水不会直接低落，造成二次污染，喷头37位于滑块36上方，滑块36模拟人工擦拭的动作，并通过滚筒刷31进一步擦拭，清洁度高。

本实施例中，纵向移动单元位于机体1和横向移动单元之间，机体1与纵向滑台214固定连接，清洗机构3设置于横向移动框架221上，滑移导杆35固定于横向移动框架221上，滚筒可旋转设置于横向移动框架221上。

如图4所示，储水机构4包括固设于机体1下方的储水罐41，储水罐41上设有可开闭的用于添加清洁水的添加口(未图示)，储水罐41内设有出水泵42，喷头37通过管路与出水泵42连接。

本实施例中，喷头37设有两个，两个喷头37分置于机体1两侧，在其他实施例中，喷头37可以为其他数量，喷头37的喷射状态呈散射，覆盖滑块36的宽度。

如图5所示，污水循环机构5包括固设于储水罐41下方的旋流器51、污水回收泵52和固设于旋流器51下方的污泥收纳箱53，旋流器51包括同轴线的外筒体511和内筒体512，外筒体511底部呈锥体，外筒体511顶部设有污水进口513，外筒体511底部设有排污口514，内筒体512顶部设有循环水出口515，污水回收泵52的进水口与接水槽38底部通过管路连通、出水口与污水进口513通过管路连通，排污口514与污泥收纳箱53连通，循环水出口515通过管路与储水罐41连通，污泥收纳箱53上设有可以开闭的排污开口，且污泥箱可以从旋流器51上拆卸下来清洗。

污水循环机构5回收污水的原理为：接水槽38承接的污水经由污水回收泵52从污水进口513泵入旋流器51内，外筒体511内壁和内筒体512外壁间形成旋流通道，污水呈螺旋向下，并发生离心作用，使水和污泥分离，水经由内筒体512内部的通道向上流动，并最终由循环水出口515排出，并流入储水箱，污泥在外筒体511呈锥体的底部逐渐浓缩，最后排入污泥收纳箱53，污泥收纳箱53靠近顶部设置有排气口。

如图1至3所示，平衡机构6包括固设于机体1下方的平衡调节框61、固设于平衡调节框61上的平衡轨道62、枢设于平衡调节框61上的平衡调节丝杆63、驱动平衡调节丝杆63旋转的平衡调节电机64以及与平衡调节丝杆63螺纹连接的平衡块65，储水罐41滑动设置于平衡轨道62上，平衡块65与储水罐41固定连接，平衡调节电机64接入飞行控制器，由于在飞行的过程中，随着储水罐41内清洁水用量的减少，高空清洁无人机前后的平衡发生变化，飞行控制器根据垂直陀螺仪的数据，控制平衡调节电机64旋转，带动平衡调节丝杆63旋转，进而带动储水罐41和污水循环机构5往与行走机构2和清洗机构3相反的方向移动，使前后重新达成平衡，飞行更为平稳，在清洗的过程中，储水罐41和污水循环机构5移动至最靠近清洗面的位置，可以使重心尽量靠近清洗面，吸盘23的吸附更为稳固。

机体1上端固设有摄像头12和测距传感器13，摄像头12用于观察清洗面，以寻找合适的吸附面，并辅助规避障碍物，测距传感器13用于检测无人机与清洗面的间距。

摄像头12、测距传感器13与飞行控制器输出端信号连接，纵向旋转电机215、横向旋转电机225、滚动电机33、出水泵42、污水回收泵52、平衡调节电机64输出端信号连接。

具体实施例二

本实施例中，横向移动单元位于机体1和纵向移动单元之间，机体1与横向滑台224固定连接，清洗机构3设置于纵向移动框架211上，滑移导杆35固定于纵向移动框架211上，滚筒可旋转设置于纵向移动框架211上，其他技术特征同具体实施例一。

一种利用上述实施例一和二所述的高空清洁无人机进行建筑物高空清洗的方法，包括如下步骤：

步骤一、通过遥控器控制高空清洁无人机飞行至建筑物的指定高度，通过摄像头12观察建筑物表面的情况，通过测距传感器13了解高空清洁无人机与建筑物表面的距离，调整高空清洁无人机至指定的位置；

步骤二、如果建筑物表面为粗糙面时，吸盘23处于收起状态，高空清洁无人机通过旋翼11悬浮于空中，并贴近建筑物表面，准备清洗；如果建筑物表面为光滑面时，高空清洁无人机通过吸盘23吸附于建筑物表面，准备清洗；

步骤三、储水罐41内储存有事先调配好的带清洁添加剂的清洁水，喷头37往建筑物表面喷射清洁水，滑块36在曲柄32和连杆34带动下，模拟人工上下往复擦拭，同时滚筒刷31旋转擦拭建筑物表面；

步骤四、擦拭产生的污水流至接水槽38内，并在污水回收泵52带动下喷入旋流器51内，污水在旋流器51内发生分离，净水经由循环水出口515返回储水罐41，污泥汇集至外筒体511底部，并从排污口514排至污泥收纳箱53；

步骤五、当需要移动高空清洁无人机以更换清洁面时，如果建筑物表面为粗糙面，直接通过旋翼11控制无人机横向或纵向移动，如果建筑物表面为光滑面，高空清洁无人机通过吸盘23吸附于建筑物表面，按如下方式进行移动：

横向移动：收回横向直线电机226的输出轴端吸盘23，纵向直线电机216的输出轴端吸盘23保持吸附状态，并保持横向滑台224位置不动，通过横向旋转电机225带动横向移动框架221左右移动，然后伸出横向直线电机226的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面，回收纵向直线电机216的输出轴端吸盘23，之后通过横向旋转电机225带动横向滑台224和机体1移动至新的清洗面，并伸出横向直线电机226的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面；

纵向移动：收回纵向直线电机216的输出轴端吸盘23，横向直线电机226的输出轴端吸盘23保持吸附状态，并保持纵向滑台214位置不动，通过纵向旋转电机215带动纵向移动框架211上下移动，然后伸出纵向直线电机216的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面，回收横向直线电机226的输出轴端吸盘23，之后通过纵向旋转电机215带动纵向滑台214和机体1移动至新的清洗面，并伸出纵向直线电机216的输出轴端吸盘23吸附建筑物表面；

步骤六、清洗完建筑物表面后，控制高空清洁无人机飞回底面，重新补充储水罐41内的清洁水，清理污泥收纳箱53内污泥，并充电待用。

本实用新型提供的高空清洁无人机可应用与清洗室内外墙体或灯具等悬空家具，具有如下有益效果：

一、将无人机技术与清洁机器相结合，突破现存的机器人智能进行底面作业的问题，使机器人具备高空作业的能力；

二、进行室内外玻璃的清洁以及灯具等悬挂家具的清洁，是实现自动化清洗；

三、清洗面为光滑面时，可以通过吸盘23吸附的方式，从而节省能耗，并通过行走机构2在清洗面进行移动，能耗大大降低，提高续航时间；

四、滑块36模拟人工擦拭的动作，并通过滚筒刷31进一步擦拭，清洁度高；

五、将污水进行分离并回收利用，无需频繁的返回地面添加清洁水，且污水不会直接低落，造成二次污染；

六、通过平衡机构6调节储水罐41的位置，从而保持前后平衡，使飞行更为平稳，在清洗的过程中，储水罐41和污水循环机构5移动至最靠近清洗面的位置，可以使重心尽量靠近清洗面，吸盘23的吸附更为稳固。

上述仅为本实用新型的若干具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

网址：一种高空清洁无人机的制作方法 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1230616

相关内容

一种用于高空清洗玻璃的无人机的制作方法
一种自适应调整姿态的无人机高空清洁装置制造方法及图纸
一种多功能清洁机器人的制作方法
一种新型可移动户外清洁机器人的制作方法
一种高效玻璃清洁装置的制作方法
清洁机器人的制作方法
一种植物叶面高效清洁剂的制作方法
一种多功能鞋底清洁机的制作方法
无人机智能清洁玻璃装置的制造方法
一种基于STM32单片机的家用智能窗户清洁机器人的制作方法

随便看看