一种清洁无人机用自适应平衡的智能墙面擦拭系统及方法与流程

本发明涉及墙面清洁，特别涉及一种清洁无人机用自适应平衡的智能墙面擦拭系统及方法。

背景技术：

1、随着现代城市高层建筑的日益增多，玻璃幕墙、瓷砖墙面等外立面的清洁维护需求显著增长。传统的高空墙面清洁作业主要依赖人工完成，清洁工人通常需要借助吊篮、安全绳或高空作业平台进行悬空操作。这种作业方式不仅劳动强度大、清洁效率低，而且存在极高的安全风险，一旦发生绳索断裂、平台倾覆或恶劣天气突变，极易造成严重的人员伤亡事故。因此，采用无人机代替人工进行高空墙面擦拭成为近年来的研究热点。

2、目前，已有一些具备清洁功能的无人机技术方案被提出。例如，部分清洁无人机在机体前侧或底部安装固定式的擦拭抹布，通过无人机贴近墙面飞行，利用抹布与墙面的相对运动实现污渍擦除。然而，这类方案在实际应用中暴露出明显的不足：抹布在擦拭一定面积后即会沾满污垢，若继续使用不仅无法有效清洁，反而可能将污渍扩散至已清洁区域。由于无人机在空中无法自主更换抹布，操作人员只能将无人机降落回地面，由人工拆下脏污抹布并更换洁净抹布，之后再次起飞至先前中断的作业位置继续擦拭。

3、这种必须降落更换抹布的方式严重制约了清洁无人机的连续作业能力。一方面，频繁的起降过程消耗大量电池能量和作业时间，使得单次升空的有效清洁面积极为有限；另一方面，对于超高层建筑，无人机从数十米甚至上百米高空往返地面一次，往往需要数分钟乃至更长时间，导致整体清洁效率大幅下降，难以满足实际工程应用对高效、连续清洁的需求。此外，无人机在贴近墙面擦拭过程中，由于墙面平整度波动、风力干扰或抹布与墙面摩擦力变化，容易发生机身倾斜或姿态失稳，进一步影响擦拭效果与飞行安全。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种清洁无人机用自适应平衡的智能墙面擦拭系统及方法，以解决现有技术中无人机在空中无法自主更换抹布的技术问题。

2、本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案实现：

3、一种清洁无人机用自适应平衡的智能墙面擦拭系统，包括无人机主体，所述无人机主体上的一端设有擦拭执行机构，擦拭执行机构用于对墙面进行擦拭处理，另一端还设有平衡重机构，以用于平衡后续擦拭执行机构向前伸出时产生的倾覆力矩；

4、所述擦拭执行机构包括拖链传递结构、驱动机构以及翻转机构，驱动机构用于驱动拖链传递结构朝墙面方向运动；翻转机构用于驱动拖链传递结构末端翻转以贴合墙面滑动；

5、其中，所述拖链传递结构末端设有用于套设抹布的夹持机构；

6、所述擦拭执行机构还包括抹布自动更换机构，抹布自动更换机构用于对夹持机构上套设的抹布进行自动更换。

7、优选的，所述无人机主体上固定布设有限位板，限位板远离无人机主体的一端滑动插接有第一伸缩导板，第一伸缩导板远离限位板的一端滑动插接有第二伸缩导板；

8、其中，所述拖链传递结构滑动布设于限位板、第一伸缩导板以及第二伸缩导板中。

9、优选的，所述拖链传递结构由若干组首尾相连的链座铰接组成；

10、其中，末尾的所述链座处铰接有拖链执行座。

11、优选的，所述翻转机构包括转动布设于第二伸缩导板上的第一导轴，第一导轴上的两侧分别转动布设第一导板，第一导板上固定布设有联动斜台，第一导板的另一端转动布设于第二导轴上，第二导轴的两端分别转动布设有第二导板；

12、其中，所述第二伸缩导板上的末端滑动布设有基座，基座凸出至第二伸缩导板外侧，基座上转动布设有第三导轴，第二导板的另一端与第三导轴转动连接。

13、优选的，所述拖链执行座的底面设置有倾斜导面。

14、优选的，所述基座上的两侧分别固定布设有限位座，拖链执行座的两端呈对称分别固定布设有第一弹簧，第一弹簧的另一端与限位座固定连接。

15、优选的，所述限位板上还转动布设有盖板，盖板端部设有用于与拖链传递结构压接的压座。

16、优选的，所述抹布自动更换机构包括固定于两侧联动斜台之间的储料箱，储料箱的开口端朝向联动斜台，储料箱内滑动嵌设有顶板，顶板底部通过第三弹簧与储料箱的箱底固定连接，储料箱的开口端两侧分别固定布设有用于对抹布限位的挡座；

17、其中，夹持机构包括呈对称固定于倾斜导面处的两组夹持杆。

18、优选的，两侧所述限位座相靠近的一侧分别转动布设有支杆，支杆的另一端固定布设第一销轴，第一销轴的外沿面上固定布设有限位销，第一销轴上转动布设有套环，套环上开设有用于容纳限位销的弧形槽，套环一侧与l型支架固定连接，两侧l型支架上分别固定布设有插杆，l型支架末端固定布设定位座，定位座中固定布设有第二销轴，两侧第二销轴之间转动布设有限位斜台；

19、其中，所述限位斜台的两端分别固定布设有止挡斜台，止挡斜台设置为楔形结构，定位座的外沿面上开设有用于与止挡斜台抵接卡合的卡槽。

20、一种清洁无人机用自适应平衡的智能墙面擦拭方法，应用于上述一种清洁无人机用自适应平衡的智能墙面擦拭系统，包括如下步骤：

21、操作人员操控无人机主体飞行至待擦拭的墙面一侧；

22、通过驱动机构驱动拖链传递结构朝墙面方向运动；

23、通过抹布自动更换机构自动将干净的抹布套设于夹持机构上；

24、当运动至即将与墙面接触时，通过翻转机构驱动拖链传递结构的末端翻转一定的角度，以使得拖链传递结构末端套设的抹布与墙面保持贴合，以对墙面进行擦拭；

25、当墙面上的污渍擦拭完成后，驱动机构驱动拖链传递结构复位；

26、抹布自动更换机构可将使用后的抹布由夹持机构上脱离；

27、当需要再次对墙面上的另一处污渍进行擦拭时，驱动机构驱动拖链传递结构朝墙面的方向再次运动，通过抹布自动更换机构将下一组干净的抹布套设于夹持机构上，如此往复。

28、本发明的有益效果：

29、1、本发明中，随着驱动机构驱动拖链传递结构朝墙面的方向运动，可通过抹布自动更换机构自动将干净的抹布套设于夹持机构上，当墙面上的污渍擦拭完成后，随着驱动机构驱动拖链传递结构复位，抹布自动更换机构可将使用后的抹布由夹持机构上脱离，相应的，当需要再次对墙面上的另一处污渍进行擦拭时，随着驱动机构驱动拖链传递结构朝墙面的方向再次运动，可通过抹布自动更换机构将下一组干净的抹布套设于夹持机构上，基于此，本发明的无人机主体即使处于高空的位置，也可以通过抹布自动更换机构在高空中实现抹布的自动更换，相较于现有技术中需要将无人机主体降落至地面进行人工更换，本发明可以进一步提升墙面的擦拭效率。

30、2、本发明将拖链执行座通过第一弹簧与基座连接，当驱动机构驱动拖链传递结构朝墙面的方向运动时，拖链执行座可通过第一弹簧带动第一伸缩导板以及第二伸缩导板由限位板中滑出，以使得基座可以与墙面抵接，随着联动斜台驱动拖链执行座翻转，拖链执行座可同步对第一弹簧拉伸并产生弹力，在弹性拉力作用下，可以拉动拖链执行座压紧于墙面上，保证拖链执行座的抹布在整个擦拭行程中，始终与墙面保持均匀、稳定的贴合压力，避免出现擦拭盲区、擦拭力度不均的问题；另一方面，限制拖链执行座的反向位移，彻底避免拖链在往复擦拭过程中向后倾倒、脱离墙面，保障整个擦拭作业过程的稳定性与可靠性，同时，第一弹簧可以保证拖链传递结构返回时能够自动复位。

31、3、本发明将若干组抹布呈码垛式放置于储料箱内，通过储料箱内的顶板对抹布进行支撑，基于储料箱开口端两侧的挡座的限位作用，码垛可以稳定储存于储料箱内，且此时的第三弹簧处于压缩状态，拖链传递结构在进给的过程中，随着拖链执行座沿联动斜台滑动时，倾斜导面处的夹持杆插取位于最顶部的码垛并套设于夹持杆上，此时，基于第三弹簧的弹力作用，可通过顶板将储料箱中的抹布顶升一定的距离，以便于后续对下一组抹布进行上料，进而实现自动套取新抹布的效果。