基于無人機飛行控制技術的智能擦窗機器人

王超+徐浚洲+劉東陽

摘要：本項目利用了無人機飛控技術，通過對無人機螺旋槳的控制，調整機器人在空中工作的姿態，使其具備越界的能力。同時采用履帶輪作為行走機構，使其具備在玻璃幕墻上的工作能力。

關鍵詞：越界；擦窗機器人；無人機

Abstract：This project utilizes uav flight control technology，people can propeller and adjust the attitude of the robot to work in the air by control the uav，so that it has the ability to cross the glass boundary.At the same time，using the crawler wheels as the walking mechanism，it has the ability to work on the glass curtain wall.

Keywords：cross the line；window cleaner；unmanned aerial vehicle

一、引言

每年的城市“蜘蛛人”意外事故出現說明高層建筑清潔不是一件容易的事，也是現有機器人未能解決的事情.此論文有兩種術語做單獨解釋（僅針對本文闡述有效）。越界：所謂越界，就是指清潔機器人依靠對無人機的旋翼的控制，實行推力和反推力，從而改變自身姿態，實現從某一位置跨越到達另一位置的過程。擦窗機器人，即具有清潔機構，使城市建筑玻璃幕墻保持干凈的一類機器人。

二、現有技術的缺陷

傳統的擦窗機器人可以簡單的對家庭用戶的玻璃進行清潔，效率低，不能實時蓄電，而且其存在巨大的麻煩，就是在整個清潔過程中，需要人為不斷的進行控制，取放機器人讓其工作，即機器人自身不具備越界清潔能力。

三、本文方案的優點

面對市場極高的需要，城市高樓大廈玻璃幕墻的剛性需求，對傳統的擦窗機器人進行全面升級改造，結合無人機飛控技術，履帶輪獨特的行走機構，使其具備越界清潔能力，從而走向工業化。

四、本文（實用新型）技術方案的詳細闡述

具體的技術路線，我們擬采用一個市場上的擦窗機器人，將其與無人機結合，通過吊線電纜，即所謂的吊繩，克服機器整體的重力，局部采用具有四個旋翼或者更多旋翼的無人機，通過對其轉速方向控制，使其產生不同方向的推力，從而改變擦窗機器人的姿態，讓它具有既可以清潔玻璃幕墻，也可以越界工作的能力。當機器人停留在空中且沒有被壓在玻璃上時，四個旋翼提供相同的推力，使其保持與玻璃的平行狀態。當機器人像玻璃靠攏時，自身所帶的四個支架安裝緩沖裝置，如減震彈簧、薄層海綿，四個支架是均可以在某一指定方向上進行滑動的，此滑動方向在四個旋翼下側，不會影響旋翼的旋轉。當無人機使擦窗機構吸附在玻璃上時，清潔機構自帶的履帶輪行走裝置，使它在無人機推力的壓迫下，通過自身的履帶輪帶動，可以很好的在玻璃上進行移動，與此同時，其自身底盤的清潔布會對走過的路徑進行清潔，也可以考慮采用清潔刷對玻璃進行清潔。此次擬定試驗采用市場已有的擦窗機器人的清潔底盤進行調試。

整體的機器人可以對城市建筑進行清潔以及具備越界工作的能力。

五、最終結論

在玻璃上的行走方案中采用履帶輪裝置，通過編程對其速度進行控制，實現前進和轉彎。在越界技術上采納無人機飛控，通過對旋翼的調節實現對整體機器人的姿態的改變，使其具備越界工作的能力。履帶輪如圖1-1。無人機整體結構（帶有定向滑動桿架）如圖1-2.

總之，此次方案將傳統的越界技術從吸風機改變到無人機，從負壓原理變成對無人機飛控技術的控制。將清潔機構安裝在無人機底部，實現整體的有機結合，從而產生適應新時代發展要求的可以供城市高樓大廈玻璃幕墻使用的擦窗機器人。

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