一種具有高層樓宇清潔功能的智能飛行機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人清潔領(lǐng)域，具體涉及一種用于高層樓宇樓面清潔的智能飛行機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前社會(huì)高樓林立然而如何清潔這些摩天大樓一直以來(lái)是讓人頭痛的問(wèn)題，現(xiàn)在的解決辦法主要是人工清潔，即由所謂的“蜘蛛人”完成這樣的高危工作，由此導(dǎo)致的意外墜樓等悲劇也不斷上演。盡管現(xiàn)在也存在少量的玻璃清潔機(jī)器人但普遍存在以下缺點(diǎn)無(wú)法被大規(guī)模應(yīng)用。現(xiàn)有的清潔機(jī)器人主要采用負(fù)壓真空吸盤的方式貼在高樓的玻璃面上清潔，其缺點(diǎn)是墻面結(jié)構(gòu)適應(yīng)性差只能清潔純平的表面，對(duì)于非玻璃材質(zhì)的粗糙墻面無(wú)法吸附從而無(wú)法完成清潔工作。如申請(qǐng)?zhí)?201220509775.8的發(fā)明。也有部分高層樓宇清潔機(jī)器人采用拉繩或輔助支撐桿的形式讓機(jī)器人完成視距范圍內(nèi)清潔工作，其缺點(diǎn)除了無(wú)法應(yīng)對(duì)有邊框結(jié)構(gòu)的墻面外還存在不能清潔超高樓宇的問(wèn)題。如申請(qǐng)?zhí)?200910058652.X的發(fā)明。因此現(xiàn)有的清潔機(jī)器人存在適用能力差、操作復(fù)雜、效率較低、對(duì)于像迪拜或者國(guó)際金融中心大廈這樣的建筑無(wú)法完成清潔工作等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種采用飛行器結(jié)構(gòu)的高空智能清潔機(jī)器人，通過(guò)地面控制中心設(shè)定好需要清潔的高層建筑后，自動(dòng)飛行至目標(biāo)建筑配合自身傳感器自動(dòng)完成墻面清潔工作，自動(dòng)返航待命，同時(shí)地面監(jiān)控中心也可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控清潔機(jī)器人，對(duì)于特別復(fù)雜的被清潔面可由工作人員協(xié)助完成清潔工作。本發(fā)明解決了現(xiàn)有機(jī)器人墻面適應(yīng)性差、越障能力有限、超高樓宇無(wú)法清潔、操作不便等問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的一種具有高層樓宇清潔功能的智能飛行機(jī)器人，包括主機(jī)體和監(jiān)控端，所述主機(jī)體主要包含傳感控制模塊、以及與傳感控制模塊相連接的清潔機(jī)模塊、飛行器系統(tǒng)、無(wú)線通訊模塊。所述傳感控制模塊主要用于智能識(shí)別目標(biāo)清潔面、自動(dòng)規(guī)劃清潔軌跡、控制清潔機(jī)模塊；所述清潔機(jī)模塊用于對(duì)工作面污垢進(jìn)行清潔；所述飛行器系統(tǒng)用于負(fù)載主機(jī)體到工作面，執(zhí)行傳感控制模塊發(fā)出的飛行命令；所述無(wú)線通訊模塊用于將主機(jī)體的狀態(tài)參數(shù)信息如坐標(biāo)位置信息、傳感控制模塊中攝像頭采集的圖像信息發(fā)送到監(jiān)控中心。
[0005]所述監(jiān)控端用于監(jiān)視主機(jī)體的工作狀態(tài)，為主機(jī)體設(shè)定需要清潔的目標(biāo)，當(dāng)主機(jī)體有突發(fā)情況時(shí)，監(jiān)控端可人為操控主機(jī)體，避免主機(jī)體發(fā)生意外。監(jiān)控端的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活多樣，可根據(jù)實(shí)際需要搭建。可以是直接與無(wú)線通訊模塊相連的地面站監(jiān)控主機(jī)；也可以是服務(wù)器客戶端架構(gòu)，主機(jī)體通過(guò)無(wú)線通訊模塊傳輸信息至云端服務(wù)器，經(jīng)授權(quán)可訪問(wèn)所述云端服務(wù)器的電腦或者手機(jī)均可以作為監(jiān)控終端來(lái)使用，極大的方便了對(duì)清潔機(jī)器人的監(jiān)控。
[0006]本發(fā)明具有以下有益效果: 本發(fā)明一種具有高層樓宇清潔功能的智能飛行機(jī)器人，由于采用飛行器結(jié)構(gòu)基本可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意高度任意墻面的清潔，替代“蜘蛛人”完成高空危險(xiǎn)工作。與現(xiàn)有的樓宇墻面清潔機(jī)器人相比，便捷性:只要監(jiān)控中心確定目標(biāo)大樓的地理坐標(biāo)，剩下的清潔工作全自動(dòng)完成。清潔范圍:相比拉繩、設(shè)輔助支撐桿等現(xiàn)有清潔機(jī)器人，本發(fā)明除了能完成對(duì)較矮樓層，表面較簡(jiǎn)單的樓層進(jìn)行清潔工作外，還可以對(duì)超高樓宇，表面有窗戶、有邊框、有弧面等復(fù)雜表面進(jìn)行清潔。被清潔表面適應(yīng)性:與只能清潔玻璃等光滑表面的真空吸附式原理的高空機(jī)器人相比，本樓宇清潔機(jī)器人幾乎可以清潔任何材質(zhì)的墻面，同時(shí)通過(guò)攝像頭傳感器識(shí)別墻面材質(zhì)信息可以進(jìn)一步采用最佳的清潔方式完成清潔工作。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明一種用于高層樓宇樓面清潔的智能飛行機(jī)器人具體實(shí)施例一示意原理結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明監(jiān)控端另一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意原理框圖；
圖3為本發(fā)明主機(jī)體一種實(shí)例的正視圖；
圖4為本發(fā)明主機(jī)體一種實(shí)例的側(cè)視圖；
圖5為本發(fā)明主機(jī)體一種實(shí)例的俯視圖；
圖6為本發(fā)明主機(jī)體一種實(shí)例的立體示意圖；
圖7為本發(fā)明主機(jī)體上的攝像頭識(shí)別目標(biāo)建筑特征角點(diǎn)側(cè)視示意圖；
圖8為本發(fā)明主機(jī)體上的攝像頭識(shí)別目標(biāo)建筑特征角點(diǎn)正視示意圖；
圖9為本發(fā)明主機(jī)體攝像頭成像面板用于引導(dǎo)飛行器的導(dǎo)航邏輯區(qū)示意圖；
附圖標(biāo)記:
1.傳感控制模塊 2.飛行器系統(tǒng) 3.清潔機(jī)模塊 4.無(wú)線通訊模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖并用最佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0009]參閱圖1-圖9，一種具有高層樓宇清潔功能的智能飛行機(jī)器人，包括主機(jī)體和監(jiān)控端，所述主機(jī)體主要包含傳感控制模塊、以及與傳感控制模塊相連接的清潔機(jī)模塊、飛行器系統(tǒng)、無(wú)線通訊模塊。
[0010]所述傳感控制模塊主要包含核心控制器，以及與核心控制器相連接觸式傳感器以及非接觸式傳感器，所述非接觸式傳感器可以是攝像頭傳感器、超聲波傳感器。所述攝像頭傳感器用于圖像采集、被清潔表面材質(zhì)的識(shí)別以及目標(biāo)建筑特征角點(diǎn)識(shí)別。被清潔表面材質(zhì)識(shí)別支持?jǐn)U展，在清潔機(jī)器人內(nèi)部已經(jīng)存儲(chǔ)部分常見(jiàn)的樓宇表面材質(zhì)信息，當(dāng)清潔機(jī)器人工作時(shí)，由攝像頭采集的圖像信息經(jīng)過(guò)內(nèi)部對(duì)比分析后判斷當(dāng)前材質(zhì)是否與已經(jīng)識(shí)別的材質(zhì)一致，如果一致則由核心控制器輸出相應(yīng)清潔方式的信號(hào)，如果不一致則回饋信息至監(jiān)控中心，由操作人員設(shè)定對(duì)應(yīng)的清潔方式并存入材質(zhì)樣本庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)被清潔表面材質(zhì)識(shí)別的擴(kuò)展。目標(biāo)建筑特征角點(diǎn)識(shí)別用于確定被清潔面需要最先開(kāi)始清潔的起始位置，為后期的貼墻面按設(shè)定路徑清潔做準(zhǔn)備。具體過(guò)程如下:當(dāng)清潔飛行機(jī)器人抵達(dá)目標(biāo)大樓附近時(shí)，攝像頭開(kāi)始對(duì)周圍環(huán)境掃描，當(dāng)匹配到目標(biāo)大樓后，確認(rèn)目標(biāo)大樓位置并控制飛行器系統(tǒng)飛至合適位置以獲取目標(biāo)大樓一面的輪廓信息，通過(guò)圖像處理獲取大樓表面左上角頂點(diǎn)為特征點(diǎn)，下面的任務(wù)就是飛行到該特征點(diǎn)為后面的具體清潔做準(zhǔn)備。飛行器系統(tǒng)根據(jù)圖像處理的結(jié)果控制飛行器姿態(tài)使大樓特征點(diǎn)X成像到飛行器的成像面板導(dǎo)航邏輯區(qū)的X區(qū)域內(nèi)。所述導(dǎo)航邏輯區(qū)為便于描述可參閱圖9所示，當(dāng)飛行器系統(tǒng)向目標(biāo)大樓逼近時(shí)，如果飛行偏離，將會(huì)導(dǎo)致特征點(diǎn)X在攝像頭內(nèi)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)超出導(dǎo)航邏輯區(qū)X范圍，像點(diǎn)可能會(huì)跑到A、B、C、D、E、F、G、H區(qū)域。當(dāng)像點(diǎn)移到A區(qū)域時(shí)，核心控制器給出飛行器系統(tǒng)向左飛行的信號(hào)，使飛行器回到正確的位置；當(dāng)像點(diǎn)移到B區(qū)域時(shí)，核心控制器給出飛行器系統(tǒng)向上飛行的信號(hào)，使飛行器回到正確的位置；當(dāng)像點(diǎn)移到F區(qū)域時(shí)，核心控制器給出飛行器系統(tǒng)向左上角飛行的信號(hào)，使飛行器回到正確的位置；類似的，當(dāng)像點(diǎn)飛至C、D等其他區(qū)域時(shí)，核心控制器給出對(duì)應(yīng)控制信號(hào)使飛行器回到正確的位置。通過(guò)這樣的閉環(huán)系統(tǒng)控制清潔機(jī)器人飛行至樓面左上角特征點(diǎn)開(kāi)啟清潔器模塊準(zhǔn)備清潔。當(dāng)清潔機(jī)器人貼近墻壁開(kāi)始清潔作業(yè)時(shí)，所述超聲波傳感器用于精確測(cè)量?jī)烧唛g的距離，核心控制器接受傳感器傳來(lái)的信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部處理后輸出有效信號(hào)控制飛行器按設(shè)定的軌跡進(jìn)行飛行。
[0011]作為優(yōu)選，所述飛行器系統(tǒng)可以是多軸飛行器主要包含飛控、電調(diào)、電機(jī)、槳葉、機(jī)架。所述飛控內(nèi)部集成常用傳感器如:三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、電子羅盤、氣壓計(jì)等，用于控制飛行器各電機(jī)協(xié)調(diào)工作保證飛行系統(tǒng)平穩(wěn)正常工作。核心控制器具體的說(shuō)是與飛行器系統(tǒng)中的飛控相連，給出飛行姿態(tài)信號(hào)。
[0012]所述清潔機(jī)模塊，其特征在于清潔