一种依托于飞行器的喷涂系统

技术领域

本发明涉及喷涂设备领域，具体涉及一种依托于飞行器的喷涂系统。

背景技术

对建筑物外表的喷涂与清洗或者对大型钢构架的喷涂是一种繁重的工作。除了人工喷涂方式之外，目前市场使用的传统涂覆设备使用范围小，地点比较固定。而一些贴附型的自动喷涂机器人，它们的灵活性还存在不足，受场地影响较大，同时喷涂后的成膜质量也无法控制。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种依托于飞行器的喷涂系统，借助飞行器实现喷涂，自由度更高。更重要的是数据采集与处理的种类更多，方便进一步提升喷涂品质，保证喷涂均匀。

为解决上述问题，本发明提供一种依托于飞行器的喷涂系统，为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种依托于飞行器的喷涂系统，包括：检测装置，设在飞行器上，检测预设区域内的目标参数；涂覆装置，装设在飞行器上，基于所检测到的目标参数来预设区域内的目标对象，并进行涂覆处理；双组分供漆设备，落地摆放，双组分供漆设备通过软管向涂覆装置供漆；数据处理及控制装置模块，接收并处理数据信息以控制飞行器的运行、目标参数的检测和涂覆处理；目标参数包括涂覆处理之前目标对象的分形貌数据、涂覆处理之前与之后的涂层厚度、涂层完整度、预设区域的环境参数数据，采集目标参数并控制涂覆处理和飞行器的运行；目标参数还包括检测涂覆装置所使用的涂覆物质参数数据。

采用上述技术方案的有益效果是：本技术方案借助飞行器来喷涂，自由性更高，双组分供漆设备落地摆放，利用软管、电线实现了漆液、电能的传输，将大质量的部件落地摆放，大大降低了飞行器的负载，只让单位时间内有用的负载飞上天空。本技术方案的作业过程都由系统软件记录并由飞行器实时监控记录，完全实现了按工艺设计进行施工，保证施工的连续性和精确性。数据处理及控制装置模块功能丰富，对涂层的检测参数多，主要是三大类数据，一是外环境，包括被涂的形貌；二是涂层品质，包括涂层厚度与面积；二是内环境，包括涂覆自身物质的配比。以上数据的采集与分析处理都能进一步提升喷涂的品质。

作为本发明的进一步改进，数据处理及控制装置模块还包括均匀度控制模块；均匀度控制模块包括GPS和北斗RTK毫米级3D空间模块,涂覆装置的喷头处设有朝向喷面的毫米级激光定距雷达。

采用上述技术方案的有益效果是：毫米级定距雷达系统确保喷头在作业面任意点的喷涂距离稳定，压力稳定系统确保作业面任意点位的涂料分布均匀，毫米级3D空间定位飞行控制系统确保重叠喷涂轨迹的高度重合。高精度设备及智能化控制系统确保涂覆材料在作业面任意点位的均匀涂覆，从根本上避免了手工喷涂和人工控制飞行器喷涂导致的喷涂不均、附着不牢固等施工质量问题。智能化的控制不仅减少人工成本、增加了喷涂效率，还降低了操作复杂度。

作为本发明的更进一步改进，均匀度控制模块还包括喷头处的压力稳定系统；数据处理及控制装置模块通过可视化设备连接有喷涂轨迹规划模块。

采用上述技术方案的有益效果是：出液压力的稳定是控制喷涂均匀性的一个指标。可视化设备方便目视喷涂效果，同时也方便喷涂轨迹的规划与避障。

作为本发明的又进一步改进，涂覆装置包括高压系留模块，高压系留模块将从地面传递上来的220至380V直流电源转换为700至2000V，高压系留模块包含的逆变系统将2000V转为52V动力电源为飞行器提供动力。

采用上述技术方案的有益效果是：方便实现飞行器的系统的便捷化和通用化。从而实现大功率低电流飞行器供电系统，150米供电系留线缆重量可以控制在4Kg以内。

作为本发明的又进一步改进，数据处理及控制装置模块包括安全控制模块，安全控制模块包括双动力事故备用保护模块，飞行器包含系留电源和备用电池，系留电源与备用电池形成双源隔离冗余系统。

采用上述技术方案的有益效果是：双源隔离冗余系统实现常规冗余系统保障，在系留电源整体故障时备用电源在空中大电流的无间断接管，在系统正常运行时隔离电路确保备用电池无输出，解决常规备用电池方案的备用电源边充电边输出导致备用电源使用寿命短的难题。

作为本发明的又进一步改进，系留电源和备用电池重量相同，系留电源和备用电池两者共同的形心位于飞行器形心的正下方，系留电源和备用电池与飞行器的脚座固定。

采用上述技术方案的有益效果是：两个电池镜像对称布置，电池质量较大，所以尽量布置交底，降低整个飞行器的重心，从而提升飞行器飞行的稳定性。

作为本发明的又进一步改进，安全控制模块还包括意外安全动力输出保障模块，意外安全动力输出保障模块让飞行器预留20％以上的动力余量；当出现突发情况时，意外安全动力输出保障模块关闭作业电力，调度全部电力作为飞行器安全动力保障。

采用上述技术方案的有益效果是：提升现有系留飞行器的动力余量，调度全部力量作为飞行器安全动力保障，实现飞行器在七级风力突变情况下的飞行安全。

作为本发明的又进一步改进，双组分供漆设备具备两个独立的储漆桶，双组分供漆设备底部具备万向轮，双组分供漆设备与飞行器之间实现电连接的导线是与软管并列固定的。

采用上述技术方案的有益效果是：每个储漆桶内放一种组分的油漆，双组分供漆设备是在飞行器下方附近的地表进行跟随行走，只要软管、导线长度足够。

作为本发明的又进一步改进，数据处理及控制装置模块还包括计量传感设备，计量传感设备将实时的涂料类别、组分的用量、喷涂用时、作业输出压力、作业面积、作业温度、日照强度参数由物联数据链路反馈到喷涂系统的云端数据中心。

采用上述技术方案的有益效果是：除了常规参数，甚至将作业温度、日照强度也采集，进一步把握现场作业情况，便于分析突发情况，盖章喷涂品质。喷涂云中心主要实现对喷涂终端的物联云管理、喷涂数据汇集，构建喷涂AI分析云脑，智能优化不同喷涂涂料的混合比例，根据每一个作业环境智能优化喷涂压力，实现在任意地方、环境下达到智能实时优化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式的飞行器的GPS定位示意图；

图3是本发明一种实施方式的逆变系统设计的示意图；

图4是本发明一种实施方式的意外安全动力输出保障模块的流程图；

图5是本发明一种实施方式的数字化流程图；

图6是本发明一种实施方式的飞行器喷涂工艺技术与现有同类技术的对比表；

图7是本发明一种实施方式的涂覆装置与现有同类设备的对比表。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

飞行器涂覆设备。目前市场使用的涂覆设备包括自动化生产线，但使用范围小，地点固定。或者自动化的机器人及人工喷涂或者高压无气喷涂，这些方法或者灵活性及使用场地受到严格限制，或者人为误差造成成膜质量无法控制。本技术方案通过飞行器喷涂，所有环境条件，材料准备和信息及施工过程，都由系统软件记录并由飞行器实时监控记录，完全实现了按工艺设计进行施工，保证施工的连续性和精确性。飞行器涂覆设备主要包括检测装置、涂覆装置、数据处理及控制装置模块。

检测装置。装设在飞行器上，主要检测预设区域内的以下目标参数：涂覆处理之前目标对象的分形貌数据；涂覆处理之前/之后的涂层厚度、涂层完整度；预设区域的环境参数数据，用以控制涂覆处理和/或飞行器的运行；检测涂覆装置使用的涂覆物质参数数据。

涂覆装置。装设在飞行器上，基于所检测到的目标参数来对预设区域内的目标对象进行涂覆处理。

数据处理及控制装置。用于接收并处理数据信息以控制飞行器的运行、目标参数的检测和涂覆处理。

飞行器空中喷涂均匀度智能化稳定技术。本技术方案喷涂系统通过飞行器毫米级3D空间定位飞行控制系统、喷头与喷面毫米级激光雷达定距雷达系统，以及智能化喷口压力稳定系统、智能喷涂轨迹规划系统等智能化系统的综合智能化应用，来确保涂覆材料在作业面的均匀涂覆。

毫米级定距雷达系统确保喷头在作业面任意点的喷涂距离稳定，压力稳定系统确保作业面任意点位的涂料分布均匀，毫米级3D空间定位飞行控制系统确保重叠喷涂轨迹的高度重合。高精度设备及智能化控制系统确保涂覆材料在作业面任意点位的均匀涂覆，从根本上避免了手工喷涂和人工控制飞行器喷涂导致的喷涂不均、附着不牢固等施工质量问题。智能化的控制不仅减少人工成本、增加了喷涂效率，还降低了操作复杂度。

飞行器大功率高压系留技术。如图3所示，大载重飞行器需要数十KW的大功率动力系统支持，现有电池供电续航时间不足，传统系留供电系统采用220V～380V直流供电电压，通过飞行器低压逆变系统将200～380V电源降压至12～24V动力用电，主要用于2～5KW的小功率飞行器使用。

根据涂覆材料比重，喷涂50米建筑的飞行器至少需要载重＞20Kg，动力系统功率＞20KW，采用传统系留供电系统，50米飞行高度需要的供电线缆重量＞48Kg，难以实现系统的便捷化和通用化。本技术方案喷涂系统的直流供电系统可以将传统的220～380V地面直流电源转换为700～2000V高压超高压直流电源输送至飞行器，空中超高压电源逆变系统将2000V转为52V动力电源为飞行器提供动力和控制系统功率，从而实现大功率低电流飞行器供电系统，150米供电系留线缆重量可以控制在4Kg以内。

飞行器空中喷涂安全控制技术。双动力事故备用保护系统。系留飞行器系留动力线路长可能的故障点相对多一些，足够的应急备用电源是系留飞行器必要的基础保障。常规的系留电源保障系统采用单一的备用电池做双源保障技术，出在两方面的弊端：一是供电模组任一模块故障系留电源整体宕机；二是备用电池实时接入供电电路，备用电池一直处于放电状态，长时间运行备用电池会出现电量不足的安全隐患。

本技术方案喷涂系统设计有空中超高压逆变电源独立双冗余系统、系留电源与备用电池的双源隔离冗余系统。

双源隔离冗余系统不仅实现常规冗余系统保障在系留电源整体故障时备用电源在空中大电流的无间断接管，在系统正常运行时隔离电路确保备用电池无输出，解决常规备用电池方案的备用电源边充电边输出导致备用电源使用寿命短的难题。

空中超高压逆变电源系统设计出常规运行时各模组相互平衡输出，以延长逆变电源的整体使用寿命。故障模组实时独立隔离系统与正常模组大电流的无间断接管技术，解决常规多模组系留方案但一模组故障导致整系统宕机问题，确保设备工作的不间断。

智能意外安全动力输出保障。如图4所示，常规飞行器设计会预留40％的动力余量作为飞行器变速、抗风等事件的动力保障，系留飞行器由于工作环境相对稳定，动力余量低于20％仅用于飞行器的稳定，在环境突变情况下具有极大的事故安全风险。

本技术方案喷涂系统采用全智能电力实时控制系统，在正常运行时预留维持飞行器稳定的必要动力余量，在出现突发情况控制系统实时关闭作业电力，调度全部力量作为飞行器安全动力保障，实现飞行器在7级风力突变情况下的飞行安全。

飞行器喷涂数字化、云化一体式服务系统。如图5所示，项目喷涂系统在作业自动化、智能化的基础上，采用多组分独立输送、末端混合的技术，不仅节约了涂料、降低了环境污染，末端的精确计量传感设备在确保喷涂效果的同时，实时的涂料类别、组分用量、喷涂用时、作业输出压力、作业面积、作业温度、日照强度等参数由物联数据链路反馈到喷涂系统的云端数据中心。

喷涂云中心主要实现对喷涂终端的物联云管理、喷涂数据汇集，构建喷涂AI分析“云脑”，智能优化不同喷涂涂料的混合比例，根据每一个作业环境智能优化喷涂压力，实现在任意地方、环境下，喷涂效果不受作业工人干扰，达到智能实时优化。

综上，在涂覆材料方面，项目产品在施工方便性，安全性和功能性等方面都具有根本性提高。本技术方案将把先进的涂覆材料应用于新的飞行器喷涂设备。目前为止，在场外进行喷涂的设备都是一台“喷涂设备”，其功能性单一的定义为喷涂。本技术方案的飞行器喷涂设备将把单一的“设备”变成质量控制、劳动力需求调节、施工过程跟踪监测、安全检测、数据采集及分析的数字化操作中心。

如图1所示，所提到的“系统”与“模块”只是一种名词术语，在技术表达上没有本质区别。如图1所示，利用虚线示意了飞行器的飞行轨迹。

图6和图7主要供参考。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。