本發(fā)明涉及室內(nèi)吊頂日光燈管的安裝與更換的設備，具體涉及一種自動更換日光燈管無人機。

背景技術(shù)：

在國民生產(chǎn)中，日光燈存在于我們生活的各個地方，教室、走廊、辦公室、圖書館以及博物館等等，尤其在人流量大的地方，更是大量使用日光燈來照明。但是，日光燈的壽命是有限的，為了及時更換吊頂高度比較高的日光燈，例如候車室、會議室大廳、醫(yī)院大廳等處，人工去更換是很麻煩的，既有時間上的問題，也有工作人員和地面人員的生命安全問題，鑒于此，本發(fā)明提供了一種自動更換日光燈管無人機，很好的解決了更換特別高的日光燈管的問題，既省時間又減少人員發(fā)生危險的可能性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種自動更換日光燈管無人機，本發(fā)明利用無人機平臺，在無人機上安裝拆卸燈管護框機械手和旋轉(zhuǎn)換取燈管的機械裝置，通過對無人機平臺和機械裝置的操控，來完成日光燈管的整套拆卸和更換過程，本發(fā)明所使用的技術(shù)方案是：一種自動更換日光燈管無人機，包括機體、機臂、電機延長軸、第一電機、螺旋槳、立柱、機械臂、機械臂第一關節(jié)、機械臂第二關節(jié)、第二主電機、第二副電機、機械臂固定臂、第一電缸、第一電缸固定軸、第一電缸缸體、鉸鏈軸、鉸鏈副端、第一軸連接元件、轉(zhuǎn)換軸套、第一直軸、第二直軸、第二直軸直齒條、第三電機固定座、第三電機、第三電機齒輪、第一水平直軸左軸、第一水平直軸直齒條、移動操作臺、矩形凸出按鈕、第一水平直軸右軸、第二水平直軸、第二水平直軸直齒條、第一軸連接元件、第二電缸、第四電機、第二電缸底座、第五電機、第一搖臂、水平連接桿、連接扣、第二搖臂、抓手操作臺、抓手操作臺固定底座、第六電機固定座、第六電機、第六電機齒輪、第三電缸底座、第三電缸、抓手操作臺上平面、抓手安裝底座、凹槽滑軌底座、半圓柱滾軸、固定座、固定孔和內(nèi)置電機、抓手固定件、抓手、彈性橡膠支撐軸、第七內(nèi)置電機及輸出齒輪、新燈管放置夾、舊燈管放置夾、電池倉及腳架、第五電機安裝孔、第八伺服電機，其特征在于：所述的機體為長方體形狀，機體兩側(cè)對稱安裝四個機臂，在機臂頂端安裝電機延長軸，所述的電機延長軸豎直向下固定在機臂頂端下方，在電機延長軸底端安裝第一電機，第一電機的電機軸上安裝螺旋槳，通過第一電機帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動為無人機提供升力，在機體下方對稱設置兩個電池艙，所述的電池艙為立方體形狀，在電池艙底部安裝v形腳架，在機臂頂端上表面設置第五電機安裝孔；

在機體上方并列安裝兩個立柱，并在立柱兩側(cè)呈y形分別設置第一電缸和機械臂；

所述的第一電缸的活塞桿前端帶有鉸鏈，通過調(diào)整伸縮長度來精確控制前端的第一軸連接元件的位置，所述的機械臂是由第二電機控制角度的機械臂，通過驅(qū)動第二主電機、第二副電機來改變機械臂第一關節(jié)、機械臂第二關節(jié)的相對角度來精確調(diào)節(jié)后端的第一軸連接元件的位置，所述的第二主電機固定在機械臂第二關節(jié)上，軸端直接驅(qū)動機械臂第一關節(jié)旋轉(zhuǎn)，所述的第二副電機固定在機械臂固定臂上，直接驅(qū)動機械臂第二關節(jié)旋轉(zhuǎn)，在所述的第一電缸的前端的鉸鏈前端和機械臂頂端水平處均設置第一軸連接元件，在兩個第一軸連接元件安裝孔內(nèi)設置第一直軸和第二直軸，并在兩個直軸側(cè)面設置直齒條;

在兩根直軸的兩端上分別滑動設置轉(zhuǎn)換軸套，所述的轉(zhuǎn)換軸套是由兩個呈垂直狀態(tài)的安裝孔構(gòu)成的軸套，轉(zhuǎn)換軸套旁設置第三電機安裝座，所述的第三電機安裝座是有電機安裝孔的、一端為半圓柱，一端為立方體的安裝座，并在第三電機安裝座中安裝第三電機，第三電機的輸出軸端安裝了齒輪，齒輪與直軸直齒條齒輪咬合，進而驅(qū)動轉(zhuǎn)換軸套在第一直軸和第二直軸上移動；

在轉(zhuǎn)換軸套上孔中安裝水平直軸，并在水平直軸側(cè)面設置了直齒條，并在水平直軸兩端嵌入移動操作臺，在移動操作臺的頂部凹槽向內(nèi)側(cè)面處安裝了矩形凸出按鈕，所述的矩形凸出按鈕用于按壓日光燈管護框固定扣，并將護框取下，在移動操作臺旁設置第三電機安裝座，并在第三電機安裝座中安裝第三電機，第三電機的輸出軸端安裝了齒輪，齒輪與水平直軸直齒條齒輪咬合驅(qū)動移動操作臺在水平直軸上移動；

在左側(cè)機臂的中部設置新燈管放置架，在右側(cè)機臂的中部設置舊燈管放置架，所述的燈管放置架是安裝有兩端垂直固定框的鏤空放置架，在機臂頂端的第五電機安裝孔內(nèi)安裝第五電機，第五電機驅(qū)動第一搖臂、第二搖臂旋轉(zhuǎn)，帶動水平連接桿作水平側(cè)向移動，水平連接桿和第一搖臂、第二搖臂由連接扣連接，水平連接桿上面對稱設置兩個底座，底座上面安裝了第四電機，第四電機的電機軸線與水平連接桿長度方向平行，第四電機帶動第二電缸底端旋轉(zhuǎn)，在第二電缸的伸縮桿頂端安裝第二軸連接元件，在同一個水平連接桿上安裝兩個第二軸連接元件孔內(nèi)安裝第二水平直軸，并在第二水平直軸側(cè)面設置了直齒條，在第二水平直軸上安裝抓手操作臺（，在第二水平直軸軸端設置第八伺服電機，直接驅(qū)動第二水平直軸旋轉(zhuǎn)；

在抓手固定座底座平臺下設置第六電機安裝座，所述的抓手固定底座是一個有孔的固定平臺，并在第六電機安裝座中安裝第六電機，第六電機的輸出軸端安裝了齒輪，齒輪與第二水平直軸直齒條齒輪咬合驅(qū)動抓手操作臺在第二水平直軸上移動，在抓手固定座底座上安裝三個球鉸座，并在三個球鉸座中心位置處安裝一根彈性橡膠支撐軸，在球鉸座上安裝第三電缸，第三電缸和彈性橡膠支撐軸上端連接抓手操作臺上平面，通過三個電缸伸縮配合來控制抓手操作臺上平面的俯仰角動作，在抓手操作臺上平面上設置抓手安裝底座，在抓手安裝底座上設置凹槽滑軌底座，所述的凹槽滑軌底座內(nèi)側(cè)面具有滑軌齒輪列且?guī)в邢尬豢?，在凹槽滑軌底座?nèi)安裝半圓柱滾軸，所述的半圓柱滾軸內(nèi)設置第七內(nèi)置電機及輸出齒輪并安裝限位扣，所述的第七內(nèi)置電機及輸出齒輪通過與凹槽滑軌底座內(nèi)的滑軌齒輪列咬合驅(qū)動半圓柱滾軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動上方抓手部分旋轉(zhuǎn)，在半圓柱滾軸平面上設置固定座，在固定座上設置固定孔，所述的固定孔可以根據(jù)燈管需求選擇安裝，所述的內(nèi)置電機直接從孔內(nèi)驅(qū)動抓手固定件軸旋轉(zhuǎn)，在固定孔內(nèi)安裝抓手固定件，在抓手固定件上安裝抓手。

進一步地，所述的抓手由安裝在抓手固定件上的舵機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明有益效果：

1.本發(fā)明采用無人機作為主要的搭載平臺，具有移動速度快、起降靈活、操作安全的特點。

2.通過設置多級伸縮桿可以在無人機定點飛行時擴大工作范圍，減少因無人機頻繁移動帶來的安全隱患。

3.通過設置兩個兩套抓手同時相繼工作，可以提高工作效率并保證質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)圖一。

圖3為本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)圖二。

圖4為本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)圖三。

圖5為本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)圖四。

圖6為本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)圖五。

圖7為本發(fā)明的抓手操作臺示意圖一。

圖8為本發(fā)明的抓手操作臺示意圖二。

圖9為本發(fā)明的移動臺。

圖10為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)底軸。

圖11為本發(fā)明的抓手固定底座。

圖12為本發(fā)明的抓手固定底座。

附圖標號：1-機體、2-機臂、3-電機延長軸、4-第一電機、5-螺旋槳、6-立柱、7-機械臂、701-機械臂第一關節(jié)、702-機械臂第二關節(jié)、703-第二主電機、704-第二副電機、705-機械臂固定臂、8-第一電缸、801-第一電缸固定軸、802-第一電缸缸體、803-鉸鏈軸、804-鉸鏈副端、9-第一軸連接元件、10-轉(zhuǎn)換軸套、11-第一直軸、12-第二直軸、1200-第二直軸直齒條、13-第三電機固定座、14-第三電機、15-第三電機齒輪、16-第一水平直軸左軸、1601-第一水平直軸直齒條、17-移動操作臺、18-矩形凸出按鈕、19-第一水平直軸右軸、20-第二水平直軸、2001-第二水平直軸直齒條、21-第一軸連接元件、2201-第二電缸、2202-第四電機、2203-第二電缸底座、2301-第五電機、2302-第一搖臂、2303-水平連接桿、2304-連接扣、2305-第二搖臂、24-抓手操作臺、2401-抓手操作臺固定底座、2402-第六電機固定座、2403-第六電機、2404-第六電機齒輪、2405-第三電缸底座、2406-第三電缸、2407-抓手操作臺上平面、2408-抓手安裝底座、2409-凹槽滑軌底座、2410-半圓柱滾軸、2411-固定座、2412-固定孔和內(nèi)置電機、2413-抓手固定件、2414-抓手、2415-彈性橡膠支撐軸、2416-第七內(nèi)置電機及輸出齒輪、2501-新燈管放置夾、2502-舊燈管放置夾、26-電池倉及腳架、27-第五電機安裝孔、28-第八伺服電機。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。

實施例

如圖1至12所示，一種自動更換日光燈管無人機，包括機體1、機臂2、電機延長軸3、第一電機4、螺旋槳5、立柱6、機械臂7、機械臂第一關節(jié)701、機械臂第二關節(jié)702、第二主電機703、第二副電機704、機械臂固定臂705、第一電缸8、第一電缸固定軸801、第一電缸缸體802、鉸鏈軸803、鉸鏈副端804、第一軸連接元件9、轉(zhuǎn)換軸套10、第一直軸11、第二直軸12、第二直軸直齒條1200、第三電機固定座13、第三電機14、第三電機齒輪15、第一水平直軸左軸16、第一水平直軸直齒條1601、移動操作臺17、矩形凸出按鈕18、第一水平直軸右軸19、第二水平直軸20、第二水平直軸直齒條2001、第一軸連接元件21、第二電缸2201、第四電機2202、第二電缸底座2203、第五電機2301、第一搖臂2302、水平連接桿2303、連接扣2304、第二搖臂2305、抓手操作臺24、抓手操作臺固定底座2401、第六電機固定座2402、第六電機2403、第六電機齒輪2404、第三電缸底座2405、第三電缸2406、抓手操作臺上平面2407、抓手安裝底座2408、凹槽滑軌底座2409、半圓柱滾軸2410、固定座2411、固定孔和內(nèi)置電機2412、抓手固定件2413、抓手2414、彈性橡膠支撐軸2415、第七內(nèi)置電機及輸出齒輪2416、新燈管放置夾2501、舊燈管放置夾2502、電池倉及腳架26、第五電機安裝孔27、第八伺服電機28，其特征在于：所述的機體1為長方體形狀，機體1兩側(cè)對稱安裝四個機臂2，在機臂2頂端安裝電機延長軸3，所述的電機延長軸豎直向下固定在機臂2頂端下方，在電機延長軸3底端安裝第一電機4，第一電機4的電機軸上安裝螺旋槳5，通過第一電機4帶動螺旋槳5轉(zhuǎn)動為無人機提供升力，在機體下方對稱設置兩個電池艙26，所述的電池艙為立方體形狀，在電池艙底部安裝v形腳架，在機臂2頂端上表面設置第五電機安裝孔27；

在機體1上方并列安裝兩個立柱6，并在立柱6兩側(cè)呈y形分別設置第一電缸8和機械臂7；

所述的第一電缸8的活塞桿前端帶有鉸鏈，通過調(diào)整伸縮長度來精確控制前端的第一軸連接元件9的位置，所述的機械臂7是由第二電機控制角度的機械臂，通過驅(qū)動第二主電機703、第二副電機704來改變機械臂第一關節(jié)701、機械臂第二關節(jié)702的相對角度來精確調(diào)節(jié)后端的第一軸連接元件9的位置，所述的第二主電機703固定在機械臂第二關節(jié)702上，軸端直接驅(qū)動機械臂第一關節(jié)701旋轉(zhuǎn)，所述的第二副電機704固定在機械臂固定臂705上，直接驅(qū)動機械臂第二關節(jié)702旋轉(zhuǎn)，在所述的第一電缸8的前端的鉸鏈前端和機械臂7頂端水平處均設置第一軸連接元件9，在兩個第一軸連接元件9安裝孔內(nèi)設置第一直軸11和第二直軸12，并在兩個直軸側(cè)面設置直齒條1200;

在兩根直軸的兩端上分別滑動設置轉(zhuǎn)換軸套10，所述的轉(zhuǎn)換軸套10是由兩個呈垂直狀態(tài)的安裝孔構(gòu)成的軸套，轉(zhuǎn)換軸套10旁設置第三電機安裝座13，所述的第三電機安裝座13是有電機安裝孔的、一端為半圓柱，一端為立方體的安裝座，并在第三電機安裝座13中安裝第三電機14，第三電機的輸出軸端安裝了齒輪15，齒輪15與直軸直齒條齒輪1200咬合，進而驅(qū)動轉(zhuǎn)換軸套10在第一直軸11和第二直軸12上移動；

在轉(zhuǎn)換軸套10上孔中安裝水平直軸16，并在水平直軸16側(cè)面設置了直齒條1601，并在水平直軸兩端嵌入移動操作臺17，在移動操作臺的頂部凹槽向內(nèi)側(cè)面處安裝了矩形凸出按鈕18，所述的矩形凸出按鈕18用于按壓日光燈管護框固定扣，并將護框取下，在移動操作臺17旁設置第三電機安裝座13，并在第三電機安裝座中安裝第三電機14，第三電機的輸出軸端安裝了齒輪15，齒輪15與水平直軸直齒條1601齒輪咬合驅(qū)動移動操作臺17在水平直軸16上移動；

在左側(cè)機臂2的中部設置新燈管放置架2501，在右側(cè)機臂2的中部設置舊燈管放置架2502，所述的燈管放置架25是安裝有兩端垂直固定框的鏤空放置架，在機臂2頂端的第五電機安裝孔27內(nèi)安裝第五電機2301，第五電機2301驅(qū)動第一搖臂2302、第二搖臂2305旋轉(zhuǎn)，帶動水平連接桿2303作水平側(cè)向移動，水平連接桿2303和第一搖臂2302、第二搖臂2305由連接扣2304連接，水平連接桿2303上面對稱設置兩個底座2203，底座2203上面安裝了第四電機2202，第四電機2202的電機軸線與水平連接桿2303長度方向平行，第四電機2202帶動第二電缸2201底端旋轉(zhuǎn)，在第二電缸2201的伸縮桿頂端安裝第二軸連接元件21，在同一個水平連接桿2303上安裝兩個第二軸連接元件21孔內(nèi)安裝第二水平直軸20，并在第二水平直軸20側(cè)面設置了直齒條2001，在第二水平直軸20上安裝抓手操作臺（24，在第二水平直軸軸端設置第八伺服電機28，直接驅(qū)動第二水平直軸20旋轉(zhuǎn)；

在抓手固定座底座2401平臺下設置第六電機安裝座2402，所述的抓手固定底座2401是一個有孔的固定平臺，并在第六電機安裝座2402中安裝第六電機2403，第六電機的輸出軸端安裝了齒輪2404，齒輪2404與第二水平直軸直齒條2001齒輪咬合驅(qū)動抓手操作臺24在第二水平直軸20上移動，在抓手固定座底座2401上安裝三個球鉸座2405，并在三個球鉸座2405中心位置處安裝一根彈性橡膠支撐軸2415，在球鉸座2405上安裝第三電缸2406，第三電缸2406和彈性橡膠支撐軸2415上端連接抓手操作臺上平面2407，通過三個電缸伸縮配合來控制抓手操作臺上平面2407的俯仰角動作，在抓手操作臺上平面2407上設置抓手安裝底座2408，在抓手安裝底座2408上設置凹槽滑軌底座2409，所述的凹槽滑軌底座2409內(nèi)側(cè)面具有滑軌齒輪列且?guī)в邢尬豢?，在凹槽滑軌底?409內(nèi)安裝半圓柱滾軸2410，所述的半圓柱滾軸內(nèi)設置第七內(nèi)置電機及輸出齒輪2416并安裝限位扣，所述的第七內(nèi)置電機及輸出齒輪2416通過與凹槽滑軌底座內(nèi)的滑軌齒輪列咬合驅(qū)動半圓柱滾軸2410旋轉(zhuǎn)，從而帶動上方抓手部分旋轉(zhuǎn)，在半圓柱滾軸2410平面上設置固定座2411，在固定座上設置固定孔2412，所述的固定孔2412可以根據(jù)燈管需求選擇安裝，所述的內(nèi)置電機2412直接從孔內(nèi)驅(qū)動抓手固定件2413軸旋轉(zhuǎn)，在固定孔2412內(nèi)安裝抓手固定件2413，在抓手固定件2413上安裝抓手2414。

進一步地，所述的抓手2414由安裝在抓手固定件2413上的舵機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明工作原理：本發(fā)明在使用時，首先將新的燈管放置在新燈管放置架2501上，第五電機2301復位，第一搖臂2302、第二搖臂2305復位，轉(zhuǎn)換軸套10復位，移動操作臺17復位，抓手操作臺24及其部件均復位，第一電缸8、第二電缸2201、機械臂7均復位，無人機起飛；當達到指定日光燈下方時，第三電機14驅(qū)動轉(zhuǎn)換軸套10、移動操作臺17運動并調(diào)整位置，調(diào)整第一電缸8的伸縮長度以及通過調(diào)整機械臂7的機械臂第一關節(jié)701、機械臂第二關節(jié)702、第二主電機703、第二副電機704，使移動操作臺17凹槽嵌入日光燈護框邊框內(nèi)，將矩形凸出按鈕18彈出，即可將護框扣按下并取下護框，彈出的矩形凸出按鈕18可將護框夾住使其穩(wěn)定；此時無人機向左移動，第五電機2301啟動調(diào)整第二水平直軸20到合適距離，第二電缸2201啟動將第二水平直軸20向上推動并接觸燈管，第六電機2403驅(qū)動抓手操作臺移動到合適位置，由抓手2414將燈管抓住，由第七電機2416驅(qū)動半圓柱滾軸2410，驅(qū)動抓手2414旋轉(zhuǎn)將燈管取下，第五電機2301、第二電缸2201恢復并配合第四電機2202、第八伺服電機28將燈管移動至舊燈管放置架2502口處，抓手2414將燈管釋放，舊的燈管被取下并放置在舊燈管放置架2502內(nèi)，重復此過程將所有燈管取下；無人機向右移動，第四電機2202啟動旋轉(zhuǎn)第二電缸2201、第二電缸2201啟動將第二水平直軸20向內(nèi)推動，第五電機2301、第八伺服電機28啟動旋轉(zhuǎn)第二水平直軸20，使得抓手靠近新燈管放置架2501出口處，第七電機2416驅(qū)動半圓柱滾軸2410，驅(qū)動抓手2414旋轉(zhuǎn)將新的燈管夾住取出，第四電機2202、第七電機2416、第八伺服電機28復位，第五電機2301驅(qū)動第一搖臂2302、第二搖臂2305，調(diào)整第二水平直軸20到合適距離，第二電缸2201啟動將第二水平直軸20向上推動并接觸燈管座，由第六電機2403驅(qū)動抓手操作臺移動到合適位置，抓手2114將燈管放入燈座內(nèi)，并由第七電機2416驅(qū)動半圓柱滾軸2410，驅(qū)動抓手2414旋轉(zhuǎn)將新的燈管旋緊，抓手2414釋放燈管，重復此過程將所有燈管完成更換；無人機向中間移動，釋放矩形凸出按鈕18，將護框安裝入相應位置，無人機降落，人工取下舊燈管，放入新燈管，準備下次操作。