无人机光滑垂直壁面吸附装置

1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机光滑垂直壁面吸附装置。


背景技术：

2.近年来，随着制造成本的降低和技术的发展，无人机快速走进大众消费级市场。无人机的应用场景非常广泛，如航拍、测绘、灾难救援、电力巡检等领域均用到了无人机。无人机体积小，重量轻，操作简单，便于携带，隐蔽性好，具有广阔的使用空间。因为体积小的天生优势，它可以承担特殊任务，甚至能探测到大型建筑物和大型设施的内部情况。
3.受到电池技术的限制，目前无人机续航时间无法取得重大突破。为了延长无人机的续航能力，国内外针对吸附式无人机提出了各种吸附方案，根据爬墙机器人的吸附原理分类，常见的有磁吸附、推力吸附、静电吸附和胶质材料吸附。其中磁吸附只能在导磁面起作用，产生的吸附力大，但是噪声也偏大。推力吸附依靠自身推进装置产生背离壁面的气体，对壁面适应性强，但是产生推力的装置体积大、效率低，噪声也很明显。静电吸附利用静电产生的库仑力吸附墙面，它有功耗低、体积小、噪声小、对壁面无损伤、吸附力可控制等特点，但是静电吸附需要较大面积的静电吸附表面，且以极高的平行度贴在墙面上才可以有效产生吸附力。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种无人机光滑垂直壁面吸附装置。
5.为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
6.一种无人机光滑垂直壁面吸附装置，包括：
7.连接件，所述连接件包括连接杆、设置于所述连接杆内的气道；
8.外吸附件，所述外吸附件包括连接座、与所述连接座相连通的外吸附体，所述连接座套设于所述连接杆上，所述外吸附体呈漏斗状；
9.内吸附件，所述内吸附件包括连接筒、与所述连接筒相连通的内吸附体，所述连接筒伸入所述连接座内且套设于所述连接杆上，所述连接筒分别与所述连接座的内部、气道相连通，所述内吸附体呈波纹管状。
10.作为本发明的进一步改进，所述连接筒内设置有第一通孔，所述内吸附体内设置有第二通孔、与所述第二通孔相连通的管道，所述第一通孔与所述第二通孔相连通，所述第一通孔的孔径小于所述第二通孔的孔径。
11.作为本发明的进一步改进，所述连接筒的侧壁上设置有至少一个第一气孔，所述第一气孔与所述第一通孔相连通。
12.作为本发明的进一步改进，所述连接座内设置有台阶孔，所述台阶孔包括依次相连通的第三通孔、第四通孔和第五通孔，所述第三通孔的孔径、第四通孔的孔径、第五通孔的孔径依次增大。
13.作为本发明的进一步改进，所述连接杆包括依次相连接的第一连接杆体、第二连
接杆体、第三连接杆体和圆盘体，所述第二连接杆体的宽度大于所述第三连接杆体的外径，所述圆盘体的外径大于所述第三连接杆体的外径。
14.作为本发明的进一步改进，所述第二连接杆体的外侧一体成型有气管，所述气管与所述气道相连通。
15.作为本发明的进一步改进，所述第三连接杆体的侧壁上设置有至少一个第二气孔，所述第二气孔与所述气道相连通。
16.作为本发明的进一步改进，所述第二连接杆体的截面呈六边形。
17.作为本发明的进一步改进，所述第一连接杆体的自由端开设有螺纹孔。
18.作为本发明的进一步改进，所述外吸附件采用pla材质制成，所述内吸附件采用硅胶材质制成。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明采用内吸附件与外吸附件相结合的方式，能够对多旋翼无人机漂浮引起的角度误差有较高的适应性，降低了对多旋翼机接触力和控制精度的要求，且外吸附件在提供吸附力的同时，还能提供坚硬的支撑，有利于稳定后对外吸附件和内吸附件内抽气的操作，实现无人机在光滑垂直壁面的稳定栖息，在任务进行的同时减少能量损耗从而延长续航能力，以实现对目标地点进行长时间的侦察任务。
附图说明
21.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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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。
22.图1为本发明的优选实施例的结构示意图；
23.图2为本发明的优选实施例的剖视图；
24.图3为本发明的优选实施例的内吸附件的结构示意图；
25.图4为本发明的优选实施例的外吸附件的结构示意图；
26.图5为本发明的优选实施例的外吸附件的剖视图；
27.图6为本发明的优选实施例的连接件的结构示意图；
28.图中：1、连接件，11、连接杆，111、第一连接杆体，112、第二连接杆体，113、第三连接杆体，1131、第二气孔，114、圆盘体，115、第一限位台阶，116、第二限位台阶，12、气道，13、气管，14、螺纹孔，2、外吸附件，21、连接座，211、第三通孔，212、第四通孔，213、第五通孔，214、第三限位台阶，22、外吸附体，3、内吸附件，31、连接筒，311、第一通孔，312、第一气孔，32、内吸附体，321、第二通孔，322、管道。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护
的范围。
30.请参阅图1-图6，本技术实施例公开了一种无人机光滑垂直壁面吸附装置，包括：连接件1，连接件1包括连接杆11、设置于连接杆11内的气道12；外吸附件2，外吸附件2包括连接座21、与连接座21相连通的外吸附体22，连接座21套设于连接杆11上，外吸附体22呈漏斗状；内吸附件3，内吸附件3包括连接筒31、与连接筒31相连通的内吸附体32，连接筒31伸入连接座21内且套设于连接杆11上，连接筒31分别与连接座21的内部、气道12相连通，内吸附体32呈波纹管状。连接件1用于实现与无人机装配在一起，内吸附件3提供吸附力，对多旋翼无人机漂浮引起的角度误差有较高的适应性，而且这种特性降低了对多旋翼机接触力和控制精度的要求；外吸附件4在提供吸附力的同时，还能作为坚硬的底座，有利于稳定后对外吸附件2和内吸附件3内抽气的操作，实现稳定吸附于目标表面。
31.请参阅图6，连接杆11包括依次相连接的第一连接杆体111、第二连接杆体112、第三连接杆体113和圆盘体114，第二连接杆体112的宽度大于第三连接杆体113的外径，圆盘体114的外径大于第三连接杆体113的外径。这样，第二连接杆体112与第三连接杆体113的连接处形成第一限位台阶115，通过第一限位台阶115对连接座21进行限位，连接座21的顶端与第一限位台阶115密封接触，第三连接杆体113与圆盘体114连接处形成第二限位台阶116，通过第二限位台阶116对连接筒31进行限位，如此就使得外吸附件2和内吸附件3均稳定限位于连接件1上，外吸附件2、内吸附件3以及连接件1三者连接为一体。
32.为了便于将外吸附件2和内吸附件3内的气体排出，优选第二连接杆体112的外侧一体成型有气管13，气管13与气道12相连通，通过气管13的设置便于与气泵相连接。
33.具体地，第三连接杆体113的侧壁上设置有至少一个第二气孔1131，第二气孔1131与气道12相连通。
34.为了避免装配时抓取连接杆11，优选第二连接杆体112的截面呈六边形。
35.为了便于将该吸附装置装配于无人机上，本发明优选第一连接杆体111的自由端开设有螺纹孔14。
36.请参阅图3，连接筒31内设置有第一通孔311，内吸附体32内设置有第二通孔321、与第二通孔321相连通的管道322，第一通孔311与第二通孔321相连通，第一通孔311的孔径小于第二通孔321的孔径，便于第三连接杆体113穿设在第一通孔311，圆盘体114限位在第二通孔321内。
37.具体地，连接筒31的侧壁上设置有至少一个第一气孔312，第一气孔312与第一通孔311相连通。
38.请参阅图4、图5，连接座21内设置有台阶孔，台阶孔包括依次相连通的第三通孔211、第四通孔212和第五通孔213，第三通孔211的孔径、第四通孔212的孔径、第五通孔213的孔径依次增大。这样，第三通孔211与第四通孔212之间形成第三限位台阶214，连接筒31的顶端与第三限位台阶214密封接触，第四通孔212的设置便于连接筒31伸入该连接座21内，同时，第四通孔212的孔径大于连接筒31的外径，第四通孔212的孔壁与连接筒31的外壁之间具有间隙，便于连接座21内部的气体进入连接筒31的第一气孔312，第五通孔213的设置便于内吸附体32伸入该连接座21内。这样，连接座21内的气体能够通过连接筒31的第一气孔312、第三连接杆体113的第二气孔1131进入气道12。
39.优选连接件1采用金属材质制成。优选外吸附件2采用pla材质制成，内吸附件3采
用硅胶材质制成。外吸附件2的硬度高于内吸附件3的硬度，软硬结合，内吸附件3提供主要吸附力，外吸附件2在提供吸附力的同时还能够为装置提供额外支撑，便于后续任务的展开。
40.本发明在使用时，通过无人机运动带动内吸附件3的内吸附体32先与光滑垂直壁面相接触，无人机继续运动通过推进力压缩内吸附体32，此时外吸附件2的外吸附体22与光滑垂直壁面接触，使用气泵对装置内抽气，外吸附件2内的气体通过第一气孔312、第二气孔1131进入气道12，内吸附件3内的气体通过管道322进入气道12，然后再从气道12排出，外吸附件2和内吸附件3内均施加负压，外吸附件2和内吸附件3均稳定吸附在光滑垂直壁面上。
41.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
42.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，包括：连接件，所述连接件包括连接杆、设置于所述连接杆内的气道；外吸附件，所述外吸附件包括连接座、与所述连接座相连通的外吸附体，所述连接座套设于所述连接杆上，所述外吸附体呈漏斗状；内吸附件，所述内吸附件包括连接筒、与所述连接筒相连通的内吸附体，所述连接筒伸入所述连接座内且套设于所述连接杆上，所述连接筒分别与所述连接座的内部、气道相连通，所述内吸附体呈波纹管状。2.根据权利要求1所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述连接筒内设置有第一通孔，所述内吸附体内设置有第二通孔、与所述第二通孔相连通的管道，所述第一通孔与所述第二通孔相连通，所述第一通孔的孔径小于所述第二通孔的孔径。3.根据权利要求2所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述连接筒的侧壁上设置有至少一个第一气孔，所述第一气孔与所述第一通孔相连通。4.根据权利要求1所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述连接座内设置有台阶孔，所述台阶孔包括依次相连通的第三通孔、第四通孔和第五通孔，所述第三通孔的孔径、第四通孔的孔径、第五通孔的孔径依次增大。5.根据权利要求1所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述连接杆包括依次相连接的第一连接杆体、第二连接杆体、第三连接杆体和圆盘体，所述第二连接杆体的宽度大于所述第三连接杆体的外径，所述圆盘体的外径大于所述第三连接杆体的外径。6.根据权利要求5所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述第二连接杆体的外侧一体成型有气管，所述气管与所述气道相连通。7.根据权利要求5所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述第三连接杆体的侧壁上设置有至少一个第二气孔，所述第二气孔与所述气道相连通。8.根据权利要求5所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述第二连接杆体的截面呈六边形。9.根据权利要求5所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述第一连接杆体的自由端开设有螺纹孔。10.根据权利要求1所述的无人机光滑垂直壁面吸附装置，其特征在于，所述外吸附件采用pla材质制成，所述内吸附件采用硅胶材质制成。

技术总结
本发明公开了一种无人机光滑垂直壁面吸附装置，包括：连接件，连接件包括连接杆、设置于连接杆内的气道；外吸附件，外吸附件包括连接座、与连接座相连通的外吸附体，连接座套设于连接杆上，外吸附体呈漏斗状；内吸附件，内吸附件包括连接筒、与连接筒相连通的内吸附体，连接筒伸入所述连接座内且套设于所述连接杆上，连接筒分别与连接座的内部、气道相连通，内吸附体呈波纹管状。本发明采用内吸附件与外吸附件相结合，能够对多旋翼无人机漂浮引起的角度误差有较高的适应性，降低了对多旋翼机接触力和控制精度的要求，外吸附件还能提供坚硬的支撑，有利于稳定后的操作，实现无人机在光滑垂直壁面的稳定栖息，对目标地点进行长时间的侦察任务。侦察任务。侦察任务。


技术研发人员：金国庆 徐洋 吴圣鹏 郭安齐 张寅
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/6/13