一种滑台式机械臂以及安装滑台式机械臂的无人机的制作方法

2021-02-13 09:02:11|

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[0001]
本发明涉及无人机技术领域，特别是一种滑台式机械臂以及安装滑台式机械臂的无人机。

背景技术：

[0002]
多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。
[0003]
建筑物建设过程中及使用过程中都有质量检测及养护的需求，因此需要对建筑物质量进行检测及养护工作。传统的检测和养护的方式是通过人员高空作业，由人员携带设备对建筑物进行检测和养护。这样的方式不仅工作效率低下，工作成本高，而且高空作业的人员存在高概率事故风险。本发明设计为上述建筑物表面作业提供一个稳定的无人空中作业平台。

技术实现要素：

[0004]
针对上述问题，本发明的发明目的在于提供一种滑台式机械臂，其可用于搭载检测工具实现高空墙体检测操作，具有较好的稳定性和操作性；本发明还提供一种安装滑台式机械臂的无人机，其为建筑物表面作业提供一个稳定的无人空中作业平台，减少或摒弃传统人员高空作业风险，减少重特大安全事故的发生概率、人工地面操作无人机飞行检测高效。
[0005]
本发明上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]
一种滑台式机械臂，包括有基座架、通过牵引结构安装在基座架上的滑台机构，所述滑台机构能够相对于基座架进行转动；所述滑台机构包括有滑台基座、连接在滑台基座两端之间的丝杠、设置在丝杠上的滑块结构以及与丝杠一端连接的滑台电机，所述滑台基座底部与基座架连接；
[0007]
所述滑台机构与其滑台电机相对的一端设有具有锁定结构的连接机构；所述连接机构包括第一驱动电机、设置在第一驱动电机输出端上的安装架、设置在安装架上的第二驱动电机以及吸附盘结构，所述吸附盘结构设置在第二驱动电机上，所述第二驱动电机与安装架转动连接。
[0008]
作为优选，还包括有探伸臂以及用于驱动探伸臂运动的第三驱动电机，所述探伸臂设置在滑台基座的底部，所述探伸臂一端与第三驱动电机的输出端连接，其另一端与连接机构连接，能够驱动所述连接机构离开所述滑台机构。
[0009]
作为优选，所述牵引结构设为传动装置，所述传动装置设在基座架与滑台机构的连接处，所述传动装置用以调节滑台机构与基座架之间的角度。
[0010]
作为优选，还包括有配置在滑台机构上的控制器，所述控制器用以控制第一驱动
电机、第二驱动电机以及滑台电机、传动装置的运动。
[0011]
作为优选，所述滑块结构上搭载有机械手。
[0012]
作为优选，所述基座架底部设为t型基座架，所述t型基座架上设有多个安装孔。
[0013]
本发明还提供了一种安装滑台式机械臂的无人机，其包括有飞行机体、安装在飞行机体上的滑台式机械臂，所述滑台式机械臂为上述任一项所述的一种滑台式机械臂；所述飞行机体相对的两外侧设置有支撑架结构，所述飞行机体的飞行翼的外端设有防撞保护架。
[0014]
作为优选，所述防撞保护架包括有一体成型与飞行翼外端的u形架，所述u形架上设有u形弹片。
[0015]
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
[0016]
1、利用基座架、滑台机构以及连接机构的配合，使得滑台机构可根据工作需要在基座架由传动装置的牵引下上下270度调整机械臂角度，利用机械臂前端的锁定式连接机构进行搭载作业工具等，并配合滑块结构搭载施工材料，并通过滑台基座以及滑台电机等靠近建筑物实现作业功能，结构简单，通过控制器对各个驱动件实现控制，操作方便。
[0017]
2、利用探伸臂与第三驱动电机配合，能够驱动吸附盘结构端朝向墙体接近，利用探伸臂的伸缩运动，在配合无人机使用时，先利用探伸臂驱动吸附盘结构活动，使吸附盘结构以及搭载的检测仪器接触墙体，再通过移动无人机慢慢靠近，收缩探伸臂，以提高作业安全性和较好的保护无人机设备。
[0018]
3、利用无人机与机械臂的配合，通过滑台机械臂将无人机与建筑物空中桥式固定连接，靠近建筑物实现高空作业，应用于建筑物检测领域，利用滑块结构搭载测绘工具，利用连接机构搭载特定仪器，比如检测涂层厚度的仪器、检测裂纹宽度的仪器、检测裂纹深度等探测仪器，对墙体进行检测，提供了一个稳定且安全的无人空中作业环境，提高了对建筑物的检测的效率，减少或摒弃传统人员高空作业风险，减少重特大安全事故的发生概率、人工地面操作无人机飞行检测高效、智能、飞控化大大简化实际工作量、无人机飞行检测投入人员、物料少成本更低。
[0019]
4、通过支撑架结构、防撞保护架的设置，提高飞行机体降落的稳定性，且具有较好的平衡作用，配合防撞保护架结构，在无人机进行高空作业的过程中，能够避免飞行机体的飞行翼撞击墙面，以提高整体无人机的飞行的稳定性，以提高检测的效率与精准性。
附图说明
[0020]
图1是本发明一种滑台式机械臂的结构示意图；
[0021]
图2是本发明一种安装滑台式机械臂的无人机的俯视示意图；
[0022]
图3是本发明一种安装滑台式机械臂的无人机的结构示意图；
[0023]
图4是本发明一种安装滑台式机械臂的无人机工作状态的结构示意图。
[0024]
附图标记：1、基座架；11、基座台；12、t型板；13、安装孔；2、滑台机构；21、滑台基座；22、丝杠；23、滑块结构；24、滑台电机；3、连接机构；31、第一驱动电机；32、安装架；33、第二驱动电机；34、吸附盘结构；4、探伸臂；41、第三驱动电机；5、传动装置；6、飞行机体；61、飞机臂；62、飞行翼；7、支撑架结构；8、防撞保护架。
具体实施方式
[0025]
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
[0026]
如图1所示，本申请的第一种典型的实施例，提供了一种滑台式机械臂，其能够配置于无人机，用于搭载作业检测器材实现高空墙体检测作业，具体而言，滑台式机械臂包括有基座架1、通过牵引结构安装在基座架1上的滑台机构2，滑台机构2能够相对于基座架1进行转动。基座架1包括有基座台11和t型板12，基座台11立设在t型板12上，t型板12设有多个安装孔13。滑台机构2包括有滑台基座21、连接在基座之间的丝杠22、设置在丝杠22上的滑块结构23以及滑台电机24，滑台基座21底部转动连接在基座上，滑台机构2与其滑台电机24相对的一端设有连接机构3。其中，牵引结构设为传动装置5，传动装置5包括有减速电机以及转动齿轮连接头，转动齿轮连接头设在基座架1与滑台机构2的连接处，减速机的输出端与转动齿轮连接头连接，用以调节滑台机构2与基座架1之间的角度。
[0027]
具体的，连接机构3包括有第一驱动电机31、安装架32以及第二驱动电机33、吸附盘结构34，第一驱动电机31安装在滑台基座21远离基座架1的一端，且其输出端与安装架32连接，安装架32为u形结构，第二驱动电机33铰接在安装架32的u形的开口之间，能够与安装架32进行相对转动，吸附盘结构34连接在第二驱动电机33上，在第二驱动电机33的作用下能够与安装架32发生相对转动。第一驱动电机31和第二驱动电机33均采用减速电机。
[0028]
相应的，滑台机械臂配置有控制器，控制器用于控制第一驱动电机31、第二驱动电机33以及滑台电机24、传动装置5的运动，其中控制器以及控制器的控制方法均为现有技术，在此不赘述。
[0029]
在一种优选的实施例中，机械臂还包括有设置在滑台基座21底部的探伸臂4以及用于驱动探伸臂4运动的第三驱动电机41，探伸臂4采用伸缩杆结构，探伸臂4沿着滑台基座21的长度方向设置，探伸臂4一端与第三驱动电机41输出端连接，其另一端与连接机构3连接，具体的，第一驱动电机31通过安装板与探伸臂4连接，能够驱动连接机构3朝向滑台基座21或者远离滑台基座21的方向移动。第三驱动电机41设置在滑台基座21的一端且其靠近滑台电机24设置，第三驱动电机41采用减速电机。利用探伸臂4与第三驱动电机41配合，能够驱动吸附盘结构34端朝向待测墙体接近，利用探伸臂4的伸缩运动，在配合无人机使用时，先利用探伸臂4驱动吸附盘结构34活动，使吸附盘结构34以及搭载的检测仪器接触墙体，再通过移动无人机慢慢靠近，收缩探伸臂4，以提高作业安全性和较好的保护无人机设备。
[0030]
在另一种优选的实施例中，滑台机构2的滑块结构23上搭载有机械钳，机械钳上配置动力装置，用以控制机械钳的转动以及夹持工具，机械钳采用现有技术中的机械钳。
[0031]
如图2-图4所示，在第二种典型的实施例中，提供了一种安装滑台式机械臂的无人机，其能够应用于建筑物表面作业的无人空中作业平台，具体而言，其包括有飞行机体6、安装在飞行机体6上的滑台式机械臂，飞行机体6采用四旋翼无人机，滑台式机械臂为上述第一种典型实施例所述的滑台机械臂，滑台机械臂通过t型板12安装在飞行机体6的上端。
[0032]
飞行机体6上设有飞行臂，飞行臂上设有飞行翼62，飞行机体6底部的两外侧设置有支撑架结构7，支撑架结构7包括有两个u型机架，两个u型机架分别固定在飞行机体6底部且位于飞行机体6的两侧，无人机降落时支撑架结构7能够首先触地，使无人机降落具有较好的稳定性。此外，为了提高作业过程中无人机的稳定运行，飞行机体6的飞行翼62的外端设有防撞保护架8，防撞保护架8包括有与飞行翼62外端一体成型的u形架，u形架内设有u形
弹片，能够避免飞行机体6的飞行翼62撞击墙面，以提高整体无人机的飞行的稳定性，以提高检测的效率与精准性。
[0033]
如图3和图4所示，无人机通过遥控装置实现无人机的飞行控制，遥控装置与控制器关联，使用者可以通过遥控装置控制滑台机械臂的运动。具体的，在初始状态下，滑台机构2处于水平设置，在传动装置5的作用下滑台机构2与基座架1之间发现相对转动，吸盘盘结构上用于安装特定仪器，比如检测涂层厚度的仪器、检测裂纹宽度的仪器、检测裂纹深度等探测仪器。作业过程中，需要调整吸附盘结构34的角度时，通过遥控装置分别控制第一驱动电机31、第二驱动电机33的转动，实现吸附盘结构34的角度以及方向的调整，便于将吸附盘结构34以及其搭载的检测装置移至建筑物墙体的指定位置，便于检测。配合探伸臂4使用时，在无人机靠近待测墙体时，通过探伸臂4的伸长使得连接机构3整体朝向墙体移动，待吸附盘结构34上搭载的检测装置接触墙体时，停止探伸臂4活动，再通过控制无人机缓慢朝向墙体活动，在墙体与无人机移动下进行推动探伸臂4，收缩探伸臂4，如此操作，具有较好的安全性，能够避免无人机以及机械臂直接撞击墙面而损坏仪器，提高作业的安全性和稳定性。
[0034]
整体上，本发明利用无人机与机械臂的配合，通过滑台机械臂将无人机与建筑物空中桥式固定连接，靠近建筑物实现高空作业，应用于建筑物检测领域，利用滑台机构2搭载特定仪器，比如检测涂层厚度的仪器、检测裂纹宽度的仪器、检测裂纹深度等探测仪器，对墙体进行检测，提供了一个稳定且安全的无人空中作业环境，提高了对建筑物的检测的效率，减少或摒弃传统人员高空作业风险，减少重特大安全事故的发生概率、人工地面操作无人机飞行检测高效、智能、飞控化大大简化实际工作量、无人机飞行检测投入人员、物料少成本更低。
[0035]
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

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