多旋翼组合式家庭清洁无人机组系统

　　这套组合式清洁无人机组的设计初衷，是解决传统地面清洁设备无法覆盖的高位、狭窄、异形家居区域清洁痛点，日常家居场景中，吊顶积灰、吊柜顶面、窗帘盒内侧、高处灯具表面等位置，常规手持清洁工具需要搭梯作业，存在跌落风险，且边角位置难以完全覆盖，单架无人机的载荷与作业稳定性有限，单旋翼平台搭载清洁模块后，续航时长、抗气流干扰能力都会明显下降，因此采用四架小型旋翼无人机组合挂载清洁主体的架构，通过多机协同的拉力分摊，降低单架飞行器的动力负载，提升整体作业过程的悬停稳定性。

　　从结构设计逻辑来看，四架旋翼无人机采用对称式分布，固定在方形组合框架的四个角位，每架无人机均采用四旋翼布局，单个机臂的旋翼轴距控制在180mm级别，单架无人机自重控制在220g以内，搭配1306型号无刷电机与3045三叶螺旋桨，单架最大拉力可达800g，四机总冗余拉力超过1.2kg，足以承载中间挂载的清洁模块重量，同时预留足够的动力余量应对室内气流扰动、清洁接触面反作用力带来的负载波动。组合框架采用空心方形铝型材拼接，型材截面尺寸为20mm20mm，壁厚1.2mm，整体外框尺寸为680mm680mm，框架内侧预留120mm宽度的安装槽位，用于固定清洁模块的挂载导轨，框架边角做R15的圆弧倒角处理，避免作业过程中剐蹭墙面、家具表面造成漆面损伤。框架下方设置有可翻折的支撑脚架，脚架采用玻纤增强尼龙材质，展开后支撑高度为90mm，可在起降时为下方挂载的清洁模块预留足够的离地间隙，非作业状态下脚架可向上翻折贴合框架侧面，减少收纳占用空间。

　　清洁作业模块采用模块化快拆设计，可根据不同清洁场景更换干擦除尘模块、静电吸附模块、小型吸尘模块，干擦模块采用超细纤维拖布，拖布安装板尺寸为400mm400mm，通过弹簧缓冲结构与主框架连接，缓冲行程为15mm，可在接触清洁面时自动适配接触面的微小起伏，保证拖布与待清洁表面的贴合压力均匀，避免压力过大导致无人机姿态失稳，或是压力过小清洁效果不足的问题。作业过程中，四架无人机通过飞控系统的协同校准，保持整体框架的水平度误差控制在2°以内，移动速度控制在0.3m/s-0.8m/s区间，可按照预设的路径完成平面区域的往复清洁作业，针对边角位置，可通过调整单架无人机的拉力输出，实现整体框架的小角度偏转，让清洁模块边缘贴合墙角位置完成清洁。

　　从安装边界与使用场景适配来看，整套系统展开后的最大作业尺寸为720mm720mm*180mm，可顺利通过宽度800mm以上的室内门洞，在层高2.4m-3.2m的普通住宅空间内均可正常作业，作业过程中通过光流定位模块实现室内无GPS环境下的精准悬停，定位精度控制在±5cm以内，避障模块采用红外测距传感器，分布在框架的四个外侧边与上下表面，可识别距离20cm以内的障碍物，自动调整飞行路径避免碰撞。设计过程中针对旋翼下洗气流做了导流处理，每架无人机的旋翼下方都设置有弧形导流板，将旋翼产生的向下气流引导至框架外侧，避免气流直吹清洁表面造成浮尘飞散，提升干擦除尘的作业效果，同时减少气流在清洁表面形成的气垫效应，保证清洁模块与接触面的贴合度。

　　这套结构的设计没有采用复杂的定制化零部件，大部分结构件都可以通过标准铝型材切割、标准紧固件拼接完成，旋翼无人机的动力系统、飞控系统均采用通用成熟组件，后期维护更换成本较低，模块化的挂载设计也为后续拓展更多作业功能预留了接口，除了基础的干擦除尘作业外，还可更换喷雾模块完成高位区域的消杀作业，更换软毛刷模块完成软装表面的浮尘清扫，适配更多家庭高空清洁的细分需求。协同控制逻辑上采用主从机控制架构，其中一架无人机作为主机搭载主飞控与定位、避障模块，其余三架作为从机跟随主机的姿态、位置信号调整动力输出，降低多机协同的控制复杂度，减少传感器冗余带来的重量与成本增加，保证整套系统的运行稳定性。