玻璃清洗机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种玻璃清洗机器人，涉及无人机控制领域，清洗机器人包括无人机、系留绳和地面小车；无人机包括清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置、转向装置等；伸缩长杆装置包括可伸缩调节的长杆，用于带动清洗装置随长杆的伸缩调节而前后移动；转向装置包括固定座和旋转体，用于带动清洗装置随旋转体的旋转调节而左右转动；清洗反作用力调节装置与伸缩长杆装置的另一端连接，用于产生与清洗装置喷射液体时对无人机的作用力一对的反作用力；系留绳用于输送无人机供电电力、传输控制信号和输送实施清洗的清洗水和清洗液；地面小车用于产生控制信号和储存清洗液体。本发明专利技术具有功率小、适用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】
玻璃清洗机器人
本专利技术涉及无人机控制领域，具体涉及一种玻璃清洗机器人。
技术介绍
目前市场上的无人机，大部分均是以无人机飞行、摄影、巡检、植物喷洒等为主要功能，而且，在现有的能够作为作业平台的无人机应用中，其应用方式大部分还是以吊装，垂直投掷，垂直牵引等作业为主。这些应用的一个主要特点就是：其作业方向均垂直于地面方向。即，无人机螺旋桨位于整个作业平台正上面，只要保持无人机作业过程的重心不发生太大的偏移，在飞控系统的控制下，整个作业过程和作业阶段对无人机飞行都不会产生太大的影响。然而，除上述应用之外，还存在需要用无人机侧面作为我们的作业方向的应用方式，如：利用无人机来进行墙面清洗，高空墙面涂漆或者标识绘制，或无人机水平射击等等。这类应用的一个共同特点就是需要在无人机侧面展开作业，并且在作业过程中，有可能产生一定的横向反作用力，该作用力可能较为恒定，也可能突变，或可能连续扰动。该横向反作用力的存在，会对无人机飞行平台本身产生较大的影响，直接或间接影响到作业精度、后续作业可持续性和安全性。为了克服上述缺陷现有技术中也提供了一些清洗无人机，但是，因为在无人机平台上装载清洗装置，增加了其负载，过重的平台在进行姿态控制时容易因惯性等因素的影响而降低精度，且能源消耗大。由于该清洗构造的限制，只能对距离稍远一些的面进行清洗，距离太近无人机平台无法靠近飞行，适用范围小。
技术实现思路
因此，本专利技术实施例要解决的技术问题在于克服现有技术中的清洗无人机精度低、能耗大、适用范围小的缺陷，从而提供一种玻璃清洗机器人。为此，本专利技术实施例的一种清洗机器人，包括：无人机、系留绳和地面小车；无人机包括清洗反作用力调节装置、四旋翼安装座、伸缩长杆装置、转向装置、清洗装置和距离和角度检测装置；四旋翼安装座与无人机的四旋翼连接；伸缩长杆装置安装位于四旋翼安装座的重心位置处的正下方，包括可伸缩调节的长杆，用于带动清洗装置随长杆的伸缩调节而前后移动；转向装置包括固定座和旋转体，固定座与伸缩长杆装置的一端连接，旋转体与清洗装置连接，用于带动清洗装置随旋转体的旋转调节而左右转动；清洗装置用于喷射出实施清洗的清洗水和清洗液；清洗反作用力调节装置与伸缩长杆装置的另一端连接，用于产生与清洗装置喷射液体时对无人机的作用力一对的反作用力；距离和角度检测装置安装在清洗装置上，用于检测待清洗面与清洗装置之间的距离和角度；系留绳包括系留绳限位装置，系留绳限位装置安装在四旋翼安装座重心位置处正下方的伸缩长杆装置下方，用于固定与无人机相连的系留绳；系留绳用于输送无人机供电电力、传输控制信号和输送实施清洗的清洗水和清洗液；地面小车分别与清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置、转向装置和清洗装置通过系留绳连接，用于控制清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置、转向装置和清洗装置，以及储存实施清洗的清洗水和清洗液。优选地，所述清洗反作用力调节装置包括第一螺旋桨、第二螺旋桨和第三螺旋桨；第一螺旋桨安装在伸缩长杆装置另一端的尾部，用于产生向前的反作用力；第二螺旋桨安装在伸缩长杆装置另一端的左侧，用于产生向右的反作用力；第三螺旋桨安装在伸缩长杆装置另一端的右侧，用于产生向左的反作用力。优选地，所述转向装置的固定座包括轴承、弧形弹性件和充气圈；固定座上开设有垂向的通孔，轴承安装在通孔内，固定座和旋转体之间通过轴承连接；弧形弹性件为弹性材料制成，其一端与通孔内壁连接，另一端为向一端处弯卷的自由活动端，一端与另一端围绕形成弯钩部，用于在受力伸展时弯钩部扩大以接触旋转体并限制其转动；充气圈位于弯钩部内，用于充放气使弯钩部扩大或恢复原状。优选地，所述旋转体包括转轴、定位齿轮和周转齿轮；转轴串接在轴承上，用于带动定位齿轮转动；定位齿轮套装在转轴的一端；周转齿轮与定位齿轮啮合连接，沿定位齿轮的圆周向转动，用于驱动连接在其上的清洗装置随其左右转动。优选地，所述清洗装置包括辅助增压泵、清洗水喷头、喷罩和清洗液喷头；辅助增压泵与清洗水喷头连接，用于提高清洗水喷头喷射出清洗水的速度；清洗液喷头通过系留绳与地面小车连接，用于在地面小车的控制下输出清洗液；喷罩套设在清洗水喷头和清洗液喷头上，用于限制清洗水和清洗液的喷射范围。优选地，所述系留绳包括电力线缆、控制线缆和介质输送线缆；电力线缆用于输送无人机供电电力；控制线缆采用光纤线缆，用于传输控制信号；介质输送线缆用于输送实施清洗的清洗水和清洗液。优选地，所述地面小车包括系留卷扬装置、控制器和储液装置；系留卷扬装置用于收卷和释放在其上卷绕的系留绳；控制器用于实施对清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置、转向装置、清洗装置、系留卷扬装置和储液装置的自动控制；储液装置用于储存和输出实施清洗的清洗水和清洗液。本专利技术实施例的技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供的清洗机器人，由于无人机上不装载供电设备和储液设备，极大地减小了无人机重量，降低了能耗，具有功率小的优点，提高了姿态控制精度，并提高了清洗精度。通过设置伸缩长杆装置，增加了清洗距离，扩大了适用范围。通过地面小车实施电力供应，使清洗机器人具有置空时间长的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中无人机的一个具体示例的正视结构示意图；图2为本专利技术实施例1中无人机的一个具体示例的俯视结构示意图；图3为本专利技术实施例1中转向装置活动状态的一个具体示例的剖视图；图4为本专利技术实施例1中转向装置锁死状态的一个具体示例的剖视图；图5为本专利技术实施例1中清洗装置的一个具体示例的结构示意图；图6为本专利技术实施例1中地面小车的一个具体示例的结构示意图。附图标记：1-无人机，11-第一螺旋桨，12-第二螺旋桨，13-第三螺旋桨，14-四旋翼安装座，15-伸缩长杆装置，16-转向装置，61-固定座，611-轴承，612-弧形弹性件，613-充气圈，62-旋转体，621-转轴，622-定位齿轮，623-周转齿轮，17-清洗装置，71-辅助增压泵，72-清洗水喷头，73-喷罩，74-清洗液喷头，18-距离和角度检测装置，2-系留绳，21-系留绳限位装置，3-地面小车，31-系留卷扬装置，32-控制器，33-储液装置。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洗机器人，其特征在于，包括：无人机（1）、系留绳（2）和地面小车（3）；/n无人机（1）包括清洗反作用力调节装置、四旋翼安装座（14）、伸缩长杆装置（15）、转向装置（16）、清洗装置（17）和距离和角度检测装置（18）；/n四旋翼安装座（14）与无人机的四旋翼连接；/n伸缩长杆装置（15）安装位于四旋翼安装座（14）的重心位置处的正下方，包括可伸缩调节的长杆，用于带动清洗装置（17）随长杆的伸缩调节而前后移动；/n转向装置（16）包括固定座（61）和旋转体（62），固定座（61）与伸缩长杆装置（15）的一端连接，旋转体（62）与清洗装置（17）连接，用于带动清洗装置（17）随旋转体（62）的旋转调节而左右转动；/n清洗装置（17）用于喷射出实施清洗的清洗水和清洗液；/n清洗反作用力调节装置与伸缩长杆装置（15）的另一端连接，用于产生与清洗装置（17）喷射液体时对无人机的作用力一对的反作用力；/n距离和角度检测装置（18）安装在清洗装置（17）上，用于检测待清洗面与清洗装置（17）之间的距离和角度；/n系留绳（2）包括系留绳限位装置（21），系留绳限位装置（21）安装在四旋翼安装座（14）重心位置处正下方的伸缩长杆装置（15）下方，用于固定与无人机（1）相连的系留绳（2）；系留绳（2）用于输送无人机供电电力、传输控制信号和输送实施清洗的清洗水和清洗液；/n地面小车（3）分别与清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置（15）、转向装置（16）和清洗装置（17）通过系留绳（2）连接，用于控制清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置（15）、转向装置（16）和清洗装置（17），以及储存实施清洗的清洗水和清洗液。/n...

【技术特征摘要】
1.一种清洗机器人，其特征在于，包括：无人机（1）、系留绳（2）和地面小车（3）；
无人机（1）包括清洗反作用力调节装置、四旋翼安装座（14）、伸缩长杆装置（15）、转向装置（16）、清洗装置（17）和距离和角度检测装置（18）；
四旋翼安装座（14）与无人机的四旋翼连接；
伸缩长杆装置（15）安装位于四旋翼安装座（14）的重心位置处的正下方，包括可伸缩调节的长杆，用于带动清洗装置（17）随长杆的伸缩调节而前后移动；
转向装置（16）包括固定座（61）和旋转体（62），固定座（61）与伸缩长杆装置（15）的一端连接，旋转体（62）与清洗装置（17）连接，用于带动清洗装置（17）随旋转体（62）的旋转调节而左右转动；
清洗装置（17）用于喷射出实施清洗的清洗水和清洗液；
清洗反作用力调节装置与伸缩长杆装置（15）的另一端连接，用于产生与清洗装置（17）喷射液体时对无人机的作用力一对的反作用力；
距离和角度检测装置（18）安装在清洗装置（17）上，用于检测待清洗面与清洗装置（17）之间的距离和角度；
系留绳（2）包括系留绳限位装置（21），系留绳限位装置（21）安装在四旋翼安装座（14）重心位置处正下方的伸缩长杆装置（15）下方，用于固定与无人机（1）相连的系留绳（2）；系留绳（2）用于输送无人机供电电力、传输控制信号和输送实施清洗的清洗水和清洗液；
地面小车（3）分别与清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置（15）、转向装置（16）和清洗装置（17）通过系留绳（2）连接，用于控制清洗反作用力调节装置、伸缩长杆装置（15）、转向装置（16）和清洗装置（17），以及储存实施清洗的清洗水和清洗液。


2.根据权利要求1所述的清洗机器人，其特征在于，所述清洗反作用力调节装置包括第一螺旋桨（11）、第二螺旋桨（12）和第三螺旋桨（13）；
第一螺旋桨（11）安装在伸缩长杆装置（15）另一端的尾部，用于产生向前的反作用力；
第二螺旋桨（12）安装在伸缩长杆装置（15）另一端的左侧，用于产生向右的反作用力；
第三螺旋桨（13）安装在伸缩长杆装置（15）另一端的右侧，用于产生向左的反作用力。


3.根据权利要求1所述的清洗机器人，其特征在于，所述转向装置（16）的固定座（61）包括轴承（611）、弧形弹性件（...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋绍鑫，连芷萱，连一帆，
申请(专利权)人：北京花兰德科技咨询服务有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11