本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及用于清潔的無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，高大建筑物進(jìn)行外墻清潔時(shí)，大都需要“蜘蛛人”攀爬在外墻上人工清潔，這項(xiàng)工作不僅存在風(fēng)險(xiǎn)，而且工作人員也需要不停的升降補(bǔ)給更換清潔設(shè)備，費(fèi)事費(fèi)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行外墻清潔的設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：新型清潔無(wú)人機(jī)，包括無(wú)人機(jī)單元和地面單元，信號(hào)線、電源線和水管綁縛在一起構(gòu)成工作線纜，所述無(wú)人機(jī)單元和地面單元之間通過(guò)工作線纜連接；

無(wú)人機(jī)單元：旋翼無(wú)人機(jī)下方固定有云臺(tái)，所述云臺(tái)上固定有毛刷電機(jī)，所述毛刷電機(jī)的輸出軸水平設(shè)置朝向云臺(tái)的前方，所述輸出軸上固定有毛刷盤(pán)，所述毛刷盤(pán)包括外表面設(shè)有毛刷的外盤(pán)，以及邊緣為圓形且與外盤(pán)滑動(dòng)連接的內(nèi)盤(pán)，所述內(nèi)盤(pán)和外盤(pán)之間設(shè)有空腔，所述外盤(pán)與輸出軸固接且均勻分布有通孔，所述內(nèi)盤(pán)與毛刷電機(jī)固接，所述水管一端固定在外盤(pán)上且與空腔連通；

地面單元：包括儲(chǔ)液容器、電源、控制器、間距雷達(dá)和卷筒，所述電源連接電源線，所述卷筒用于收放工作線纜并由繞卷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述水管另一端連接水泵，所述水泵抽取儲(chǔ)液容器內(nèi)的液體，所述間距雷達(dá)固定在萬(wàn)向座上用于探測(cè)與無(wú)人機(jī)單元之間的距離，所述間距雷達(dá)輸出距離信號(hào)至控制器，所述控制器連接信號(hào)線并輸出控制信號(hào)至繞卷電機(jī)，用于遙控旋翼無(wú)人機(jī)、毛刷電機(jī)、水泵的遙控器連接控制器。

所述毛刷電機(jī)固定在電機(jī)支架上，所述電機(jī)支架固定在云臺(tái)的滑軌上，所述電機(jī)支架與云臺(tái)之間設(shè)有支撐彈簧，所述支撐彈簧軸向與滑軌的滑動(dòng)方向相同，所述滑軌布置方向與毛刷電機(jī)輸出軸方向相同。

所述云臺(tái)后方設(shè)有豎直固定的推進(jìn)旋翼，所述推進(jìn)旋翼將旋翼無(wú)人機(jī)向云臺(tái)前方推進(jìn)，所述支撐彈簧與電機(jī)支架之間設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器輸出感應(yīng)信號(hào)至信號(hào)線。

所述云臺(tái)四周均固定有障礙物雷達(dá)，所述障礙物雷達(dá)輸出距離信號(hào)直至信號(hào)線。

所述地面單元固定在小車(chē)上，所述小車(chē)具有駐車(chē)機(jī)構(gòu)，所述小車(chē)上設(shè)有用于停放無(wú)人機(jī)單元的停放平臺(tái)，所述停放平臺(tái)上設(shè)有固定無(wú)人機(jī)單元的固定帶或固定夾具。

所述卷筒上設(shè)有用于測(cè)量工作線纜放出長(zhǎng)度的放卷長(zhǎng)度測(cè)量單元，所述放卷長(zhǎng)度測(cè)量單元輸出長(zhǎng)度信號(hào)至控制器，所述儲(chǔ)水容器內(nèi)設(shè)有水位感應(yīng)單元，所述水位感應(yīng)單元輸出水位信號(hào)至控制器，所述控制器配有報(bào)警單元和顯示器。

所云臺(tái)上設(shè)有接收間距雷達(dá)信號(hào)的感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元連接信號(hào)線。

基于所述新型清潔無(wú)人機(jī)的控制方法：

新型清潔無(wú)人機(jī)啟動(dòng)后，由遙控器遙控旋翼無(wú)人機(jī)、毛刷電機(jī)、水泵工作；

旋翼無(wú)人機(jī)起飛時(shí)，控制器根據(jù)無(wú)人機(jī)單元與地面單元的距離控制放卷電機(jī)正轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)或停止，所述放卷電機(jī)的放卷長(zhǎng)度等于無(wú)人機(jī)單元與地面單元的距離+安全距離，所述安全距離隨無(wú)人機(jī)單元與地面單元的距離增大而增加；

當(dāng)啟動(dòng)毛刷電機(jī)且壓力傳感器產(chǎn)生壓力信號(hào)時(shí)，推進(jìn)旋翼啟動(dòng)，推進(jìn)旋翼使壓力傳感器的數(shù)值維持在預(yù)設(shè)閾值范圍之內(nèi)，且壓力傳感器的數(shù)值越大推進(jìn)旋翼轉(zhuǎn)速越慢，壓力傳感器的數(shù)值越小推進(jìn)旋翼轉(zhuǎn)速越快；當(dāng)推進(jìn)旋翼啟動(dòng)過(guò)程中，若壓力傳感器無(wú)壓力信號(hào)，則關(guān)閉推進(jìn)旋翼。

當(dāng)新型清潔無(wú)人機(jī)工作時(shí)獲得以下任意信號(hào)，則進(jìn)行報(bào)警并給予相應(yīng)提示；

1)當(dāng)毛刷電機(jī)工作時(shí)，壓力傳感器獲得的壓力數(shù)值在預(yù)設(shè)閾值范圍之外；

2)當(dāng)水泵工作時(shí)，水位感應(yīng)單元獲得的水位數(shù)值低于預(yù)設(shè)閾值；

3)當(dāng)間距雷達(dá)工作時(shí)，感應(yīng)單元未檢測(cè)到間距雷達(dá)的雷達(dá)信號(hào)；

4)當(dāng)障礙物雷達(dá)檢測(cè)到障礙物距離小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)；

5)當(dāng)放卷長(zhǎng)度測(cè)量單元檢測(cè)到放卷長(zhǎng)度大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)；

6)當(dāng)電源電量低于預(yù)設(shè)安全值時(shí)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使用方便，能夠安全、高效的進(jìn)行外墻清潔，且僅需要單人操作即可，降低了清潔外墻工作的勞動(dòng)強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡(jiǎn)要說(shuō)明：

圖1為新型清潔無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明新型清潔無(wú)人機(jī)包括無(wú)人機(jī)單元和地面單元，無(wú)人機(jī)單元和地面單元之間通過(guò)工作線纜連接，工作線纜由信號(hào)線、電源線和水管綁縛在一起構(gòu)成，將新型清潔無(wú)人機(jī)分成上述兩個(gè)部分，能夠極大的提高了無(wú)人機(jī)單元的靈活性，以及空中作業(yè)的續(xù)航能力。

無(wú)人機(jī)單元主體飛行機(jī)構(gòu)為旋翼無(wú)人機(jī)，旋翼無(wú)人機(jī)的下方固定有云臺(tái)，云臺(tái)分前方和后方，云臺(tái)前方固定有毛刷電機(jī)，毛刷電機(jī)的輸出軸水平設(shè)置朝向云臺(tái)的前方，輸出軸上固定有毛刷盤(pán)，毛刷盤(pán)用于清潔外墻。

毛刷盤(pán)包括外盤(pán)和內(nèi)盤(pán)，外表面設(shè)有毛刷，內(nèi)盤(pán)邊緣為圓形且與外盤(pán)滑動(dòng)連接，外盤(pán)和內(nèi)盤(pán)之間設(shè)有空腔且可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，外盤(pán)與輸出軸固接且均勻分布有通孔，內(nèi)盤(pán)與毛刷電機(jī)固接，即外盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)盤(pán)靜止，當(dāng)毛刷電機(jī)工作時(shí)，輸出軸帶動(dòng)外盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)清潔外墻，內(nèi)盤(pán)保持固定靜止?fàn)顟B(tài)，水管一端固定在外盤(pán)上且與空腔連通，則水能夠通過(guò)通孔均勻噴出，隨外盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和均勻的水流，輔助清潔。

為確保刷墻時(shí)的可靠性和安全性，毛刷電機(jī)固定在電機(jī)支架上，電機(jī)支架固定在云臺(tái)的滑軌上，電機(jī)支架與云臺(tái)之間設(shè)有支撐彈簧，彈簧既有緩沖作用，避免無(wú)人機(jī)與外墻產(chǎn)生撞擊，也能夠配合推進(jìn)旋翼使毛刷盤(pán)擠壓外墻，提高清潔效果，支撐彈簧軸向與滑軌的滑動(dòng)方向相同，滑軌布置方向與毛刷電機(jī)輸出軸方向相同。云臺(tái)后方設(shè)有豎直固定的推進(jìn)旋翼，推進(jìn)旋翼將旋翼無(wú)人機(jī)向云臺(tái)前方推進(jìn)，支撐彈簧與電機(jī)支架之間設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器輸出感應(yīng)信號(hào)至信號(hào)線。通過(guò)壓力傳感器能夠檢測(cè)出毛刷盤(pán)擠壓外面的力度，從而閉環(huán)控制推進(jìn)旋翼。

云臺(tái)四周均固定有障礙物雷達(dá)，障礙物雷達(dá)輸出距離信號(hào)直至信號(hào)線，通過(guò)障礙物雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)讓工作人員了解無(wú)人機(jī)單元與周?chē)系K物(也包括外墻)的距離，以避免視覺(jué)盲區(qū)和距離過(guò)遠(yuǎn)產(chǎn)生的視覺(jué)誤差，提高操作的可靠性，障礙物雷達(dá)可以通顯示器顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。

地面單元包括儲(chǔ)液容器、電源、控制器、間距雷達(dá)和卷筒，地面單元固定在小車(chē)上，方便轉(zhuǎn)運(yùn)，小車(chē)具有駐車(chē)機(jī)構(gòu)，保證裝置工作時(shí)，小車(chē)不會(huì)隨意移動(dòng)，提高操作安全性，小車(chē)上設(shè)有用于停放無(wú)人機(jī)單元的停放平臺(tái)，停放平臺(tái)上設(shè)有固定無(wú)人機(jī)單元的固定帶或固定夾具，在小車(chē)移動(dòng)時(shí)，能夠保證無(wú)人機(jī)單元的不會(huì)跌落。

電源通過(guò)電源線為整個(gè)無(wú)人機(jī)單元供電，也為地面單元供電，有效為電源配備電池管理單元，并將電池?cái)?shù)據(jù)輸送至顯示器顯示，讓工作人員實(shí)時(shí)了解電源狀態(tài)。

卷筒用于收放工作線纜并由繞卷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，水管另一端連接水泵，水泵抽取儲(chǔ)液容器內(nèi)的液體，儲(chǔ)水容器內(nèi)設(shè)有水位感應(yīng)單元，水位感應(yīng)單元輸出水位信號(hào)至控制器，水位數(shù)據(jù)可以在顯示器上顯示，并在水位過(guò)低時(shí)報(bào)警，方便工作人員及時(shí)補(bǔ)給。

為了自動(dòng)化控制工作線纜的放線長(zhǎng)度，間距雷達(dá)固定在萬(wàn)向座上用于探測(cè)與無(wú)人機(jī)單元之間的距離，間距雷達(dá)輸出距離信號(hào)至控制器，控制器通過(guò)該距離信號(hào)控制繞卷電機(jī)工作，從而控制放線的長(zhǎng)度，云臺(tái)上設(shè)有接收間距雷達(dá)信號(hào)的感應(yīng)單元，感應(yīng)單元連接信號(hào)線，并將感應(yīng)信號(hào)輸送至控制器，當(dāng)無(wú)人機(jī)單元飛出間距雷達(dá)的范圍時(shí)，即感應(yīng)單元無(wú)信號(hào)，則可以報(bào)警提示，工作人員則通過(guò)調(diào)節(jié)萬(wàn)向座的方向，持續(xù)監(jiān)控兩者間距，從而合理控制工作線纜的放出長(zhǎng)度。

卷筒上設(shè)有用于測(cè)量工作線纜放出長(zhǎng)度的放卷長(zhǎng)度測(cè)量單元，放卷長(zhǎng)度測(cè)量單元輸出長(zhǎng)度信號(hào)至控制器，控制器配有報(bào)警單元和顯示器，可以顯示不同的參數(shù)、數(shù)據(jù)，并利用報(bào)警單元給予工作人員相應(yīng)的報(bào)警提示，用于遙控旋翼無(wú)人機(jī)、毛刷電機(jī)、水泵的遙控器連接控制器，控制器連接信號(hào)線，發(fā)出控制信號(hào)至無(wú)人機(jī)單元。

由于卷筒工作為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此工作線纜的卷筒端具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭與地面單元的各個(gè)設(shè)備連接，旋轉(zhuǎn)接頭包括水管旋轉(zhuǎn)接頭、以及電源線和信號(hào)線的旋轉(zhuǎn)接頭，由于線、管具有三個(gè)，可以將部分部件與卷筒固接，保持同步旋轉(zhuǎn)即可，也可以采用卷筒兩頭分別出線、管的方式，解決接線、接管問(wèn)題。

基于上述新型清潔無(wú)人機(jī)的控制方法：

新型清潔無(wú)人機(jī)啟動(dòng)后，由遙控器遙控旋翼無(wú)人機(jī)、毛刷電機(jī)、水泵工作，遙控信號(hào)包括旋翼無(wú)人機(jī)的飛行，毛刷電機(jī)和水泵的啟閉；

旋翼無(wú)人機(jī)起飛時(shí)，控制器根據(jù)無(wú)人機(jī)單元與地面單元的距離控制放卷電機(jī)正轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)或停止，放卷電機(jī)的放卷長(zhǎng)度等于無(wú)人機(jī)單元與地面單元的距離+安全距離，所述安全距離隨無(wú)人機(jī)單元與地面單元的距離增大而增加，從而使工作線纜始終保持在一個(gè)安全的放卷長(zhǎng)度上；

當(dāng)啟動(dòng)毛刷電機(jī)且壓力傳感器產(chǎn)生壓力信號(hào)時(shí)，推進(jìn)旋翼啟動(dòng)，推進(jìn)旋翼使壓力傳感器的數(shù)值維持在預(yù)設(shè)閾值范圍之內(nèi)，且壓力傳感器的數(shù)值越大推進(jìn)旋翼轉(zhuǎn)速越慢，壓力傳感器的數(shù)值越小推進(jìn)旋翼轉(zhuǎn)速越快，自動(dòng)無(wú)極調(diào)節(jié)；當(dāng)推進(jìn)旋翼啟動(dòng)過(guò)程中，若壓力傳感器無(wú)壓力信號(hào)，則關(guān)閉推進(jìn)旋翼。推進(jìn)旋翼有設(shè)置有轉(zhuǎn)速上下限，工作時(shí)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍在這個(gè)上下限之內(nèi)，通過(guò)上述方式控制推進(jìn)旋翼啟閉和轉(zhuǎn)速，使得清潔工作的操作方便可靠，自動(dòng)化程度更高，也使得清潔工作更加的安全。

當(dāng)新型清潔無(wú)人機(jī)工作時(shí)獲得以下任意信號(hào)，則進(jìn)行報(bào)警并給予相應(yīng)提示；

1)當(dāng)毛刷電機(jī)工作時(shí)，壓力傳感器獲得的壓力數(shù)值在預(yù)設(shè)閾值范圍之外；

2)當(dāng)水泵工作時(shí)，水位感應(yīng)單元獲得的水位數(shù)值低于預(yù)設(shè)閾值；

3)當(dāng)間距雷達(dá)工作時(shí)，感應(yīng)單元未檢測(cè)到間距雷達(dá)的雷達(dá)信號(hào)；

4)當(dāng)障礙物雷達(dá)檢測(cè)到障礙物距離小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)；

5)當(dāng)放卷長(zhǎng)度測(cè)量單元檢測(cè)到放卷長(zhǎng)度大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)；

6)當(dāng)電源電量低于預(yù)設(shè)安全值時(shí)。

通過(guò)上述預(yù)警，使得裝置工作更加安全可靠。