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一种无人机外墙清洗系统及其清洗方法.pdf

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一种 无人机 外墙 清洗 系统 及其 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910043033

申请日:

20190117

公开号:

CN109528110A

公开日:

20190329

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: A47L11/38;A47L11/40 主分类号: A47L11/38;A47L11/40
申请人: 上海科奈实业有限公司
发明人: 林刚
地址: 201102 上海市闵行区古龙路1065弄34号1203室
优先权:
专利代理机构: 31292 代理人: 罗晓鹏
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910043033

授权公告号:

法律状态公告日:

20190423

法律状态类?#20572;?/td>

实质审查的生效

摘要

本发明属于无人机应用技术领域,具体涉及一种无人机外墙清洗系统及其清洗方法,其中外墙清洗装置包括无人机、清洗装置以及电源设备,所述无人机内部设有控制系统用以与总控室保持通信,所述清洗装置包括外设的高压蒸汽箱,与无人机可拆卸连接的刮水器以及设于刮水器下方的喷头;高压蒸汽箱通过蒸汽软管与所述喷头连接,通过刮水器与高压蒸汽的汽化、分解作用可以有效清洁玻璃幕墙表面的?#39029;?#21644;/或雾霾中含有的各种颗粒状杂?#23460;?#21450;污渍;另外用烘干装置替换刮水器,通过高压蒸汽清洁后,烘干装置及时进行烘干,避免目标物与清洗装置的接触,对于各种非平面体效果尤为明显。高压蒸汽环保无污染、资源充足,无需回收,大大的节约了成本。

权利要求书

1.一种无人机外墙清洗系统,包括无人机、清洗装置和电源设备,其特征在于: 所述无人机尾端设有推动尾翼,所述无人机内部设有中枢装置,所述中枢装置内设有无人机控制系统,所述控制系统与总控室通信连接,所述中枢装置与所述电源设备电连接; 所述清洗装置包括高压蒸汽箱、刮水器以及设于刮水器下方的喷头;所述刮水器可拆卸地安装于所述无人机前端,所述刮水器设有一凸出于所述喷头的刮水部,所述高压蒸汽箱通过蒸汽软管与所述喷头连接; 所述推动尾翼与所述喷头同步运行,用以消除工作过程中喷头所带来的反作用力。 2.如权利要求1所述的一种无人机外墙清洗系统,其特征在于: 所述无人机还包括摄像头,所述摄像头与所述中枢装置电连接用以实时监控无人机周边情况; 所述无人机控制系统还包括GPS定位装置。 3.如权利要求1所述的一种无人机外墙清洗系统,其特征在于: 所述刮水器包括与无人机可拆卸连接的主板,以及与所述主板翻转连接的左侧板和右侧板,所述左侧板、右侧板均与所述主板之间设有角度调节装置,所述角度调节装置与所述中枢装置电连接用以调节所述左侧板和所述右侧板的翻转角度。 4.如权利要求3所述的一种无人机外墙清洗系统,其特征在于: 还包括一伸缩装置,所述刮水部通过所述伸缩装置设于所述刮水器前端,用以使所述刮水部与目标物紧密抵触。 5.一种如权利要求4所述的无人机外墙清洗系统的清洗方法,其特征在于,包括以下步骤: 针对高层楼房上层部分清洁,将电源设备和高压蒸汽箱放置于楼顶,分别通过线缆和蒸汽软管与无人机连接,无人机飞至待清洁处,左侧板和右侧板张开,其中一侧或两侧贴近待清洁区域边界,所述尾翼与喷头同步运行,同时无人机以一定速度向下运动,而刮水部与待清洁目标物保持紧密抵触,直至将第一列目标区域清洁完毕,尾翼与喷头同步停止,转移至第二列目标区域;清洁中间区域部分?#20445;?#25511;制左侧板和/或右侧板收回以保护已清洁过的区域;当?#25269;?#25509;近目标区域底部?#20445;?#20197;特定低速运行,同时发送信号给到总控室,收回的侧板张开,确保刮水部与底部窗台贴合; 针对高层楼房中层部分清洁,?#37096;?#20197;将电源设备和高压蒸汽箱放置于某一楼层,线缆和蒸汽软管通过该楼层引出连接无人机,清洁方法如针对上层部分清洁方法; 针对低空楼层,可以将电源设备和高压蒸汽箱放置于地面或地面物品上,清洁方法如针对上层清洁方法。 6.一种无人机外墙清洗系统,包括无人机、清洗装置和电源设备,其特征在于: 所述无人机尾端设有推动尾翼,所述无人机内部设有中枢装置,所述中枢装置内设有无人机控制系统,所述中枢装置与所述电源设备电连接; 所述清洗装置包括高压蒸汽箱、烘干装置和喷头,所述烘干装置、喷头均可拆卸地安装于无人机前端,所述高压蒸汽箱通过蒸汽软管与所述喷头连接; 所述尾翼与所述喷头和/或所述烘干装置同步运行,用以消除工作过程中所述喷头和/或所述烘干装置所带来的反作用力。 7.如权利要求6所述的一种无人机外墙清洗系统,其特征在于: 所述无人机还包括摄像头,所述摄像头与所述中枢装置电连接用以实时监控无人机周边情况; 所述无人机控制系统还包括GPS定位装置。 8.一种如权利要求6所述的无人机外墙清洗系统的清洁方法,其特征在于,还包括以下步骤: 无人机飞至待清洁区域指定位置,无人机对设定好的区域范围进行清洁,清洁完毕后,关闭所述喷头,开启所述烘干装置,对已清洁区域的残留高压蒸汽进行烘干处理,烘干完毕后,转移?#26009;?#19968;区域范围以同样方法进行清洁。 9.如权利要求1或6所述的一种无人机外墙清洗系统,其特征在于: 所述的高压蒸汽箱内的高压蒸汽为水蒸气;所述蒸汽软管为橡胶软管。 10.如权利要求1或6所述的一种无人机外墙清洗系统,其特征在于: 所述中枢装置内部还设有电池组。

说明书


一种无人机外墙清洗系统及其清洗方法
技术领域


本发明属于无人机应用技术领域,特别涉及一种无人机外墙清洗系统及其清洗方
法。


?#23576;?#25216;术


在过去的几十年间,尤其改革开放以来的四十年,我国取得了前所未有的发展,包
括经济、科技、交通运输、军事、建筑等?#21462;?#30446;前我国无论在是大?#32479;?#24066;,还是中小?#32479;?#24066;,早
已是高楼林立;但是环境污染,包括雾霾、沙尘暴等等还是没有取得彻底的治理,相对于高
层楼房的清洁问题还有待于更加有效的进行整治。


目前我国很多建筑物外墙的清洗还是依赖于人工清洁,但是此种方法清洗效率
?#20572;?#28165;洁工长期处于高空作业,其安全也有非常大的隐患。


又如之前我国授权的发明专利,公告号为CN 207755225 U,其公布了一种基于无
人机的外墙清洗装置,包括无人机、云台相机和无人机清洗装置,清洗装置安装在无人机
上,包括有刷洗装置、清洁喷头装置和清洗液循环装置,还包括有喷头、毛刷头、清洁箱和清
洁液等,无形中,很多附带的设备都给无人机增加了很大的载重,我们也都知道?#20013;?#26080;人机
飞行时间在20?#31181;?#24038;右,相信增加载重后会影响无人机的续航性能;另外采用清洁剂、清水
箱进行清洁,单纯依靠外力,效果不是很明显,尤其在北方空气温度低的情况下;如果单单
是雾霾或?#39029;镜齲?#20063;没必要使用清洁?#31890;?#19968;是浪费,二是有可能对环境、或者玻璃、或者大楼
内的人造成不好的影响,但是依附在大楼外墙?#31995;?#36825;些小颗粒又不得不进行清洁,以免影
响公司形象,清洁后还可以给楼房内的人一个很明亮的?#21491;啊?br>

发明内容


为了克服以上问题,本发明提供了一种无人机外墙清洗系统及其清洗方法,通过
设置无人机、高压蒸汽箱以及刮水器和/或烘干装置,能有效清洁高层楼房的玻璃幕墙、大
理石墙和瓷砖墙以及各种非平面体?#21462;?br>

实现上述目的的技术方案是:


一种无人机外墙清洗系统,包括无人机、清洗装置和电源设备,所述无人机尾端设
有推动尾翼,所述无人机内部设有中枢装置,所述中枢装置内设有无人机控制系统,所述控
制系统与总控室通信连接,所述中枢装置与所述电源设备电连接;


所述清洗装置包括高压蒸汽箱、刮水器以及设于刮水器下方的喷头;所述刮水器
可拆卸地安装于所述无人机前端,所述刮水器设有一凸出于所述喷头的刮水部,所述高压
蒸汽箱通过蒸汽软管与所述喷头连接;


所述推动尾翼与所述喷头同步运行,用以消除工作过程中喷头所带来的反作用
力。


进一步,所述无人机还包括摄像头,所述摄像头与所述中枢装置电连接用以实时
监控无人机周边情况;所述无人机控制系统还包括GPS定位装置。


进一步,所述刮水器包括与无人机可拆卸连接的主板,以及与所述主板翻转连接
的左侧板和右侧板,所述左侧板、右侧板均与所述主板之间设有角度调节装置,所述角度调
节装置与所述中枢装置电连接用以调节所述左侧板和所述右侧板的翻转角度。


进一步,还包括一伸缩装置,所述刮水部通过所述伸缩装置设于所述刮水器前端,
用以使所述刮水部与目标物紧密抵触。


一种无人机外墙清洗系统的清洗方法,包括以下步骤:


针对高层楼房上层部分清洁,将电源设备和高压蒸汽箱放置于楼顶,分别通过线
缆和蒸汽软管与无人机连接,无人机飞至待清洁处,左侧板和右侧板张开,其中一侧或两侧
贴近待清洁区域边界,所述尾翼与喷头同步运行,同时无人机以一定速度向下运动,而刮水
部与待清洁目标物保持紧密接触,直至将第一列目标区域清洁完毕,尾翼与喷头同步停止,
转移至第二列目标区域;清洁中间区域部分?#20445;?#25511;制左侧板和/或右侧板收回以保护已清洁
过的区域;当?#25269;?#25509;近目标区域底部?#20445;?#20197;特定低速运行,同时发送信号给到总控室,收回
的侧板张开,确保刮水部与底部窗台贴合;


针对高层楼房中层部分清洁,?#37096;?#20197;将电源设备和高压蒸汽箱放置于某一楼层,
线缆和蒸汽软管通过该楼层引出连接无人机,清洁方法如针对上层部分清洁方法;


针对低空楼层,可以将电源设备和高压蒸汽箱放置于地面或地面物品上,清洁方
法如针对上层清洁方法。


一种无人机外墙清洗系统,包括无人机、清洗装置和电源设备,所述无人机尾端设
有推动尾翼,所述无人机内部设有中枢装置,所述中枢装置内设有无人机控制系统,所述中
枢装置与所述电源设备电连接;


所述清洗装置包括高压蒸汽箱、烘干装置和喷头,所述烘干装置可拆卸地安装于
无人机前端,所述高压蒸汽箱通过蒸汽软管与所述喷头连接;


所述尾翼与所述喷头和/或所述烘干装置同步运行,用以消除工作过程中所述喷
头和/或所述烘干装置所带来的反作用力。


进一步,所述无人机还包括摄像头,所述摄像头与所述中枢装置电连接用以实时
监控无人机周边情况;所述无人机控制系统还包括GPS定位装置。


一种无人机外墙清洗系统的清洁方法,包括以下步骤:


无人机飞至待清洁区域指定位置,无人机对设定好的区域范围进行清洁,清洁完
毕后,关闭所述喷头,开启所述烘干装置,对已清洁区域的残留高压蒸汽进行烘干处理,烘
干完毕后,转移?#26009;?#19968;区域范围以同样方法进行清洁。


进一步,所述的高压蒸汽箱内的高压蒸汽为水蒸气;所述蒸汽软管为橡胶软管。


进一步,所述中枢装置内部还设有电池组。


有益效果?#21644;?#29616;有技术相比,本发明的不同之处在于,本发明提供一种无人机外墙
清洗系统,电源设备和高压蒸汽箱为外设设备可以为无人机提供充足的能源,满足无人机
的续航能力,工作效率高;无人机内部设有控制系统,无人机附带喷头及刮水器和/或烘干
装置,刮水器和烘干装置与无人机均为可拆卸连接;在工作?#20445;?#39640;压蒸汽箱通过蒸汽软管提
供高压蒸汽给到喷头,高压蒸汽通过高温和高压对目标物进行汽化、分解,尤其针对高空粉
尘、雾霾等,非常有效,而且高温蒸汽还可以加快污垢面耐分子的运动速度,通过破坏它们
之间的结合力,来达到消除各种污渍的目的;另外水资源充足,环保无污染,无需回收,非常
方便,刮水器与无人机相连可以直接将蒸汽清洗过的部分刮干净,其侧板还可以限制喷头
喷出的高压蒸汽的作用范围,避免对已清洁过的区域造成二次污染;而烘干装置还可以针
?#28304;?#29702;石或瓷砖等墙面以及各种非平面体(如街边的路灯、监控探头、雕塑、结构各异的建
筑等等)进行去水化操作,彻底清洁目标物。


附图说明


图1为含有刮水器的无人机外墙清洗系统结构框架图。


图2为刮水器结构示意图。


图3为含有烘干装置的无人机外墙清洗系统结构框架图。


具体实施方式


下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。


实施例一:


参阅图1和图2所示,一种无人机外墙清洗系统,包括无人机1、清洗装置和电源设
备,所述无人机1尾端设有推动尾翼12,所述无人机1内部设有中枢装置,所述中枢装置内设
有无人机控制系统,所述无人机控制系统与总控室通信连接,所述中枢装置与所述电源设
备电连接;


所述清洗装置包括高压蒸汽箱2、刮水器4以及设于刮水器4下方的喷头3;所述刮
水器4可拆卸地安装于无人机1前端,所述刮水器4设有一凸出于所述喷头3的刮水部(图中
未显示),在工作过程中,刮水部(图中未显示)与目标物紧密抵触,而喷头3与目标物保持一
定距离;所述高压蒸汽箱2通过蒸汽软管与无人机1连接,进而与所述喷头3连接。


所述推动尾翼12与所述喷头3通过中枢装置控制进行同步运行,用以消除工作过
程中喷头3所带来的反作用力。


作为优选而非限定,所述无人机1还包括摄像头,所述摄像头与所述中枢装置电连
接用以实时监控无人机周边情况;所述无人机控制系统还包括GPS定位装置,可以对目标物
边界以及与目标物的距离进行定位从而实施精准清洁工作。


作为优选而非限定,所述刮水器4包括与无人机1可拆卸连接的主板41,以及与所
述主板41翻转连接的左侧板42和右侧板43,所述左侧板42、右侧板43均与所述主板41之间
设有角度调节装置,所述角度调节装置与所述中枢装置电连接,所述左侧板42和右侧板43
均可以通过控制进行张开(即与主板保持同一水平面)和收回(即与主板成90°角)的动作。


作为优选而非限定,还包括一伸缩装置44,所述刮水部通过所述伸缩装置44设于
所述刮水器4前端,用以使所述刮水部与目标物紧密抵触。


作为优选而非限定,所述的高压蒸汽箱2内的高压蒸汽为水蒸气;


作为优选而非限定,所述蒸汽软管为橡胶软管。


作为优选而非限定,所述中枢装置内部还设有电池组用以在紧急状况下自行启动
或遥控启动,在短时间内可以维持无人机的飞行状态,紧急状况包括有电源设备?#25910;希?#32447;缆
?#25910;系齲?#20197;免无人机因?#31995;?#32780;失?#21462;?#29978;至坠落。


具体来说,电源设备和高压蒸汽箱2放置在楼顶,通过线缆和蒸汽软管给无人机1
提供电能和蒸汽;在待清洁区域指定位置开始清洁?#20445;?#21038;水器4左侧板42和右侧板43张开与
主板41保持水平,通过GPS定位系统控制刮水器4侧板贴近待清洁区域边界,而刮水部(图中
未显示)与待清洁目标物紧密抵触,以设定好的移动速度向下运动,所述喷头3与无人机尾
翼12同步运行,高压蒸汽以一定的压力和温度喷射在目标区域,而高空的玻璃幕墙上一般
污染物为?#39029;?#21644;/或雾霾中携带的一些颗粒状杂质,在高压蒸汽的汽化、分解作用下结构逐
渐松散,?#26723;?#20102;对于玻璃的依附性,高压带来一定的速度能够有效清洁掉污染物,另外高温
蒸汽还可以加快污垢面耐分子的运动速度,通过破坏它们之间的结合力,来达到消除各种
污渍的目的;当无人机1?#26723;?#25509;近底层玻璃或者窗台?#20445;?#26080;人机1会发出信号通知总控室,同
?#24065;?#29305;定的低速运行,直至刮水部?#26723;?#29627;璃的底部清洁完?#31995;?#19968;列区域,无人机自动或受
控转移至第二列目标区域;当对中间区域进行清洁?#20445;?#25511;制已清洁区域附近的侧板收回,与
所述主板41成90°角,保护已清洁过的区域,避免其受到二次污染,无人机以同样的方法对
中间区域进行清洁,当降落至与窗台有一定距离?#20445;?#26080;人机1以特定的低速运行,刮水器侧
板张开以使整个刮水部4贴?#27927;?#21488;面,?#28304;?#26041;法重复直至将所有待清洁区域清洁完毕,当然
?#37096;?#20197;针对某一特定区域进行单独清洁。


还有一种情况存在,即当楼层特别高?#20445;?#22312;清洁顶部区域后,清洁中间楼层区域
?#20445;?#21487;以将清洁装置和电源设备移至某一楼层,线缆和蒸汽软管通过该楼层引出与无人机1
连接,而无人机1清洗装置可以清洗该楼层附近区域的墙面;


以上情况,当设备放置在无人机1的上方?#20445;?#21487;以利用势能确保高压蒸汽的良好供
应。


而针对高层楼房的低层区域,清洁装置和电源设备?#37096;?#20197;放置于地面或地面?#22856;?br>品上,蒸汽软管以及线缆重量较轻,完全可以由无人机1的力量带动,而地面高压蒸汽箱2的
压力?#37096;?#20197;满足低空向上蒸汽的输?#20572;?#30001;于无人机1与待清洁目标物保持有一定距离,蒸汽
软管和线缆?#25442;?#19982;目标物接触。


实施例二:


本实施例与实施例一中相同之处不再叙述,仅叙述不同之处。


参阅图3所示,无人机外墙清洗系统中的刮水器拆卸后,换成烘干装置5,该烘干装
置5除了应用于普通的玻璃幕墙外,还可以应用于大理石或者瓷砖等外墙面,还可以针对结
构各异的非平面体,如街边的路灯、高空的雕塑、结构各异的建筑、监控探头等?#21462;?#22312;无人机
1清洗完毕一定的范围后,通过设定的程序,无人机1自动关闭清洗装置,而启动烘干装置5,
对已清洁过的区域实施烘干,在烘干后继续对下一区域进行重复清洁工作,然后进行烘干
动作,直至完成所有待清洁区域的清洁。该装置在整个的清洁过程中均未与目标物有直接
接触,避免清洗装置所带来的潜在污染及潜在危害,高压蒸汽以及烘干装置5的搭配使用针
对性特别强,效率高,效果显著,其应用范围更加广泛。


以?#31995;?#20855;体实施方式仅为本创作的较佳实施例,并不用以限制本创作,凡在本创
作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本创作的保护范围之
内。


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