一種具有噴涂功能的無人機的制作方法

本實用新型涉及噴涂設備，特別涉及一種具有噴涂功能的無人機。

背景技術：

隨著電子器件、傳感技術的飛躍發展，近年來無人機推陳出新，在各個領域得到廣泛應用。在軍事上用于偵察、攻擊等；在民用上用于拍照攝影、運送貨物、保安消防救助等。

目前在高墻上、天橋上或者在高層建筑外墻上進行噴涂、噴繪文字圖案、除塵除污是比較困難的事，首先要搭建腳手架，之后才能作業。運送工具設備和材料到作業地點也比較麻煩，特別是在位于道路上的天橋兩側進行噴涂、噴繪、除污作業時，還要封閉道路中斷交通。此類高空作業非常不安全，所需設備量大，人工多，工期長，費用高。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種具有噴涂功能的無人機，解決了現有高空噴涂作業不安全、需要設備量大、人工多、工期長、費用高等問題。

為實現上述目的，本實用新型技術方案為：

一種具有噴涂功能的無人機，包括，

無人機，用于搭載設備和執行飛行功能，包括機架、裝設在所述機架上的螺旋槳、起落架以及電機；

噴涂單元，所述噴涂單元裝設在所述機架上，用于執行所述無人機的噴涂功能，所述噴涂單元包括涂料罐、外殼、供料泵、噴涂控制閥門、噴頭連桿以及噴頭；所述涂料罐裝設在所述機架下部，所述外殼裝設在所述機架上方，所述供料泵和所述噴涂控制閥門連接后裝入所述外殼內，所述噴頭連桿一端與所述噴涂控制閥門連接，另一端與所述噴頭連接；

控制單元，所述控制單元包括CPU，與所述CPU連接的無人機控制模塊、噴涂控制模塊和遙控接收模塊，其配置為接收控制信號以及對所述無人機和所述噴涂單元進行調控；

遙控器，所述遙控器配置為與所述控制單元無線通信，向所述控制單元發送控制信號，所述遙控器上裝設有顯示屏，用于顯示攝像頭傳送的圖像和需要噴涂的圖形。

進一步的，所述控制單元還包括與所述CPU連接的避撞模塊、圖像識別模塊、氣流檢測模塊、測距模塊、編程輸入模塊以及噴頭連桿控制模塊；所述避撞模塊包括裝設在所述機架上的避障防撞傳感器及其電路；所述圖像識別模塊包括裝設在所述噴頭連桿上方的圖像識別攝像頭及其電路；所述氣流檢測模塊包括氣流傳感器及其電路；所述測距模塊包括距離傳感器及其電路；所述編程輸入模塊包括USB接口和無線接口及其電路；所述噴涂連桿控制模塊包括傳動機構及其電路。

進一步的，所述供料泵包括裝設在所述供料泵內的恒壓系統，所述恒壓系統為液體泵或者空氣泵的任一種。

進一步的，所述噴頭連桿上設有轉軸，所述轉軸控制所述噴頭在豎直平面內轉動。

一較佳實施例，所述噴頭為四合一噴頭，與所述四合一噴頭相匹配的包括四條導管和設置在所述四條導管上的四個噴涂控制閥門；與之相匹配的，所述涂料罐包括四個儲料罐，所述四條導管分別裝入所述四個儲料罐內。

進一步的，所述避障防撞傳感器為超聲波避障傳感器、紅外線避障傳感器、激光雷達避障傳感器中的任一種。

由上述對本實用新型的描述可知，和現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

一、本實用新型通過無人機搭載噴涂設備，可以對高墻、天橋或者高層建筑外墻進行噴涂，無需使用腳手架，也無需封閉道路，而且無需人員高空作業，節省人工、縮短工期，確保人員安全，而且費用低廉。

二、本實用新型不但可以用于噴涂作業，也可以用于除污作業和噴灑農藥、化肥。

三、本實用新型噴頭上設有轉軸，可以通過微調轉軸的方向來消除外部氣流對噴漆的影響，也可以調節轉軸的方向，以對天花板或者地面球場、停車場等進行噴涂或畫線。

四、本實用新型中設有避撞模塊，可以防止作業過程中與障礙物相撞，提高的設備的安全性能和穩定性能。

五、本實用新型中涂料罐垂掛在無人機下面，可以增強飛行的穩定度。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型控制單元的連接示意圖；

圖3為本實用新型工作流程示意圖一；

圖4為本實用新型工作流程示意圖二；

圖5為本實用新型工作流程示意圖三。

具體實施方式

為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參照圖1至圖2，一種具有噴涂功能的無人機，包括，

無人機1，用于搭載設備和執行飛行功能，包括機架10、裝設在所述機架上的螺旋槳11、起落架12以及電機13；

噴涂單元2，所述噴涂單元2裝設在所述機架10上，用于執行所述無人機的噴涂功能，所述噴涂單元2包括涂料罐20、外殼21、供料泵22、噴涂控制閥門23、噴頭連桿24以及噴頭25；所述涂料罐20裝設在所述機架10下部，所述外殼21裝設在所述機架10上方，所述供料泵22和所述噴涂控制閥門23連接后裝入所述外殼21內，所述噴頭連桿24一端與所述噴涂控制閥門23連接，另一端與所述噴頭25連接；

控制單元3，所述控制單元3包括CPU30，與所述CPU30連接的無人機控制模塊31、噴涂控制模塊32和遙控接收模塊33，其配置為接收控制信號以及對所述無人機1和所述噴涂單元2進行調控；

遙控器，所述遙控器配置為與所述控制單元3無線通信，向所述控制單元3發送控制信號，所述遙控器上裝設有顯示屏，用于顯示攝像頭傳送的圖像和需要噴涂的圖形。

所述控制單元3還包括與所述CPU30連接的避撞模塊34、圖像識別模塊35、氣流檢測模塊36、測距模塊37、編程輸入模塊38以及噴頭連桿控制模塊39；所述避撞模塊34包括裝設在所述機架上的避障防撞傳感器340及其電路；所述圖像識別模塊35包括裝設在所述噴頭連桿24上方的圖像識別攝像頭350及其電路；所述氣流檢測模塊36包括氣流傳感器360及其電路；所述測距模塊37包括距離傳感器370及其電路；所述編程輸入模塊38包括USB接口380和無線接口381及其電路；所述噴涂連桿控制模塊39包括傳動機構390及其電路。

圖像識別模塊35對工作面進行攝像，攝取的信息由CPU30對畫面進行數字坐標化；CPU30設有編程輸入模塊38，外部計算機可通過USB接口380將程序寫入CPU30，也可以經無線接口381通過遙控器或手機APP將程序寫入CPU30。

根據事先輸入需要噴繪的圖形數據計算出無人機1航線飛行程序，供無人機控制模塊31來控制螺旋槳11。同時CPU30計算出另一套程序，供噴涂控制模塊32分別對各種顏色的噴涂控制閥門23進行控制，控制各個噴涂控制閥門23開關時間點和開關時間長度，從而噴繪出不同的彩色塊，組成所需的圖案。

在噴頭25邊裝有測距模塊37，用來控制噴頭25和工作面之間的距離保持在一定范圍內，以適應各種工作面(包括平面、曲面、凹凸面等)。

所述供料泵22包括裝設在所述供料泵22內的恒壓系統，所述恒壓系統為液體泵或者空氣泵的任一種。涂料在供料泵22的作用下產生恒壓高速流體，并由噴涂控制閥門23控制通過噴頭25向外噴出，采用單口噴頭的單色涂料儲罐，可用于外墻噴涂、覆蓋涂鴉、單色圖案字體噴繪等。

所述噴頭連桿24上設有轉軸240，所述轉軸240控制所述噴頭25在豎直平面內轉動。通過該轉軸240，可以手動、遙控、自動控制噴頭25的方向和角度，以適應各種不同工作環境。當噴頭連桿24垂直朝上，可噴涂頂面；當噴頭連桿24置于水平方向，可噴涂墻面；當噴頭連桿24垂直向下，可噴涂地面，如給停車場畫線、給體育場、球場畫線等，節省人力提高畫線質量。噴頭連桿24在氣流檢測模塊36和CPU30的控制下，通過噴頭連桿控制模塊39控制傳動機構390，對噴頭連桿34及時進行微調，消除外部氣流對噴漆的影響。

作為一個較佳實施例的，所述噴頭25為四合一噴頭，與所述四合一噴頭相匹配的包括四條導管和設置在所述四條導管上的四個噴涂控制閥門；與之相匹配的，所述涂料罐20包括四個儲料罐，所述四條導管分別裝入所述四個儲料罐內。四個儲料罐內分別裝入青藍、洋紅、黃和黑四種顏色的涂料，即CMYK色標的涂料，然后由四個噴涂控制閥門控制噴涂動作，組成彩色噴繪機構，無人機1按既定編程掃描航線飛行，噴涂單元2按既定編程配色噴涂，即構成一臺“飛行彩色噴繪機”。

將儲料罐20內裝上洗潔劑或清水，可代替人工對建筑物玻璃外墻、玻璃幕墻進行清潔除污，提高工作效率，避免工傷事故。還可以用在對太陽能發電板的除塵清潔上，有效提高發電效率。將儲料罐20裝上化肥或農藥，可遙控或自動對農作物進行施肥、殺蟲、除草。

所述避障防撞傳感器340為超聲波避障傳感器、紅外線避障傳感器、激光雷達避障傳感器中的任一種。避撞模塊用來規避障礙物，防止在無人機1在飛行中撞到障礙物而受到損害。

參照圖3，為本實用新型工作流程1，操控遙控器讓無人機1起飛至預噴涂的位置并使其懸浮于空中，啟動圖像識別攝像頭350對工作面進行拍攝，并將拍攝信息通過圖像識別模塊35輸入到CPU30內，并將信息同時反饋給遙控器，圖像由顯示屏顯示出來；CPU30內預先存入了待噴繪的圖形，CPU30將拍攝到的圖像信息與預先存入的圖形進行整合，計算出無人機1的飛行程序，并將程序指令下達至無人機控制模塊31，用來控制電機13和螺旋槳11，從而控制無人機1的飛行路線；同時CPU30也會計算出另一套噴涂程序，并將程序指令下達至噴涂控制模塊32，用來控制各個噴涂控制閥門23開關時間點和開關時間長度，從而噴繪出不同的彩色色塊，從而組成所所需的圖形。

參照圖4，在工作流程1進行的同時，當無人機1飛入工作面起點開始，距離傳感器370便開始采集噴頭25與墻面的距離，并將采集到的信息通過測距模塊37傳入CPU30，CPU30接收到測距模塊37傳入的信息進行處理，將處理后的信息輸入至無人機控制模塊31，對電機13和螺旋槳11進行實時調節，以保持噴頭25和工作面距離的恒定。

參照圖5，在工作流程1進行的同時，當無人機1飛入工作面起點開始，氣流傳感器360便開始采集氣流的信息，并將采集到的信息通過氣流檢測模塊36傳入CPU30，CPU30接收到氣流檢測模塊36傳入的信息進行處理，將處理后的信息輸入至噴頭連桿控制模塊39，對噴頭連桿24上的轉軸240進行實時微調，以消除外部氣流對噴漆的影響。

在進行噴涂作業的時候，無人機上的避障防撞傳感器340實時進行信號采集，并將信號傳送至避撞模塊34，避撞模塊34將信息傳送給CPU30，在發現障礙物的時候對飛行程序進行實時干預，以臨時改變飛行路線對障礙物進行避讓。

在完成飛行程序和噴涂程序后無人機返回地面。

上述說明示出并描述了本實用新型的優選實施例，如前所述，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述實用新型構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護范圍內。