CN103862451A - 一种飞机表面清洗机器人 - Google Patents
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Abstract
一种以汽车底盘为载车、机器手作为执行机构的移动式飞机表面清洗机器人。飞机表面清洗机器人由运输平台和安装在其上的机器手组成，运输平台选用标准汽车底盘，可以自主驱动：机器手由机器人手臂、液压系统、计算机控制系统等组成；机器人手臂由回转工作台、第一臂架、第二臂架、第三臂架、第四臂架、第五臂架、清洗滚刷组成，第五臂架前后两部分由腕关节联结。工作时，计算机按照预先编好的程序，控制液压系统驱动整个机器人可由回转工作台带动机器人绕底座回转，各手臂可以绕各自关节转动，使机器人手臂带动滚刷沿预定轨迹运动，实现清洗刷的移动和滚动。
Description
技术领域
本发明是一种飞机表面清洗机器人，具体的说就是应用于飞机表面清洗的智能设备。
背景技术
飞机在日常使用中经常接触到各种各样的污染物，如飞行时空气中的风沙、灰尘，海上飞行时空气中的盐雾、酸雾等，不仅影响飞机外观整洁，而且会造成机身腐蚀。因此飞机表面清洗作业己成为飞机保养过程中的一个重要环节，它不但使飞机表面清洁美观、有效地缓解和减轻腐蚀，而且可以清除蒙皮表面粘着的污染物对气动特性带来的不良影响，同时能保证起落架收放机构、舵轴颈部位和活动翼结合部位机构的正常运动，对提高机上电子设备的感应灵敏度也有一定好处。
飞机表面清洗技术的发展可以分为三个阶段。第一阶段为手工操作阶段，由工人进行清刷工作。第二阶段为机械辅助人工操作阶段，利用专用的清洗机械辅助人工完成大型飞机的清洗任务，工作效率有所提高。第三阶段为自动化清洗作业阶段，自动化机械为飞机表面清洗工作提供了良好的条件和保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动化程度高、适应能力强的飞机表面清洗机器人。
本发明的目的是这样实现的：
运输平台选用标准汽车底盘，可以自主驱动：机器手由机器人手臂、液压系统、计算机控制系统等组成；机器人手臂由回转工作台、第一臂架、第二臂架、第三臂架、第四臂架、第五臂架、清洗滚刷组成，第五臂架前后两部分由腕关节联结。
它的工作原理是这样的：
该机器人共有13个自由度，包括1个整机移动自由度、9个计算机程序控制的关节回转自由度、2个由接触传感器控制的滚刷位姿误差自适应调节自由度、1个滚刷回转的局部自由度。机器人的驱动系统采用了具有输出功率大、精度高及响应速度快的液压伺服驱动方式，控制系统采用计算机集中控制方式。工作时，计算机按照预先编好的程序，控制液压系统驱动整个机器人可由回转工作台带动机器人绕底座回转，各手臂可以绕各自关节转动，使机器人手臂带动滚刷沿预定轨迹运动，实现清洗刷的移动和滚动。机器人拥有的冗余自由度，保证了机器人末端的清洗滚刷能到达机器人工作区间的任意点，并能够自主、灵活的完成各种复杂轨迹的运动，实现了对不同类型飞机表面的自动清洗工作。
它的工作动作过程是这样的：
首先利用微机对航空公司的整个机队的飞机外形进行编程，并将飞机的机型数据输入计算机。工作时，机器人位于飞机的两侧，利用专用激光摄像机确定出机器人的精确工作位置，利用传感器得到飞机的三维轮廓，并将此信息送往计算机进行处理。计算机将机器人当前的位置与所存储的飞机的数
据模型进行比较．并由当前的位置计算出机器人的坐标。机器人开始清洗时，由装在车后部的机器人控制器控制清洗滚刷，按照预定程序沿着飞机表面做清洗运动。
本发明的有益效果是：
减轻工人劳动强度，提高工作效率。
实现较高程度的自动化。
提高现有的飞机表面清洗水平。
附图说明
图1是本发明的示意图
图2是油缸结构图
图3是受力图
具体实施方式
结合图1，选用打开和折叠动作迅速的Z型臂架。首先我们对飞机表面清洗机器人本体结构方案进行了研究和设计，对手臂机械结构、转塔结构等关键技术进行了系统的研究。臂架系统是飞机表面清洗机器人重要的工作部件之一，我们设计的结构使臂架系统具有较高的整体刚度和强度、良好的工作适应性和可靠性。同时利用SolidWorks软件对机器人手臂最危险工况下的结构强度进行了有限元分析，确保了机器人结构设计的合理性。然后我们对机器人的回转机构等进行了设计，同时运用软件对飞机表面清洗机器人的结构进行了建模、运动仿真和结构分析。利用SOLIDWORKS进行飞机表面清洗机器人的臂架、转塔、支腿的设计,建立了飞机表面清洗机器人的模型，并进行虚拟装配及运动仿真。建立的几何模型为后续分析提供模型数据。利用SOLIDWORKS建立的几何模型数据进行有限元分析，经过简化建立有限元模型，对部分重要结构进行了结构分析，提高了结构的强度及合理性。
结合图2，各节臂之间用液压油缸支撑，油缸为臂架运动提供动力，它有压力有推动活塞前后运动，从而驱动平面四连杆机构中的臂架绕铰接轴转动。缸体的进油口应设有液压锁，以防治液压软破裂时发生臂架坠落事故
结合图3，后摆伸缩型支腿的支撑结构由四条支腿，多个油缸组成。其中四条支腿、前后支腿展开油缸、前支腿伸缩油缸和支撑油缸构成大型框架，将臂架的倾翻力矩，臂架系统 的反作用力和整车的自重安全的由支腿传入地面。支腿收拢时与底盘同宽，展开支撑时能保证足够的支撑跨距。
Claims (2)
1.一种飞机表面清洗机器人，它主要由运输平台和安装在其上的机器手组成，运输平台选用标准汽车底盘，可以自主驱动：机器手由机器人手臂、液压系统、计算机控制系统等组成；机器人手臂由回转工作台、第一臂架、第二臂架、第三臂架、第四臂架、第五臂架、清洗滚刷组成，第五臂架前后两部分由腕关节联结。
2.根据权利要求1所述的飞机表面清洗机器人，其特征是：汽车底盘为载车、机器手作为执行机构的移动式飞机表面清洗机器人，机器人拥有的冗余自由度，保证了机器人末端的清洗滚刷能到达机器人工作区间的任意点，并能够自主、灵活的完成各种复杂轨迹的运动，实现了对不同类型飞机表面的自动清洗工作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210525498.4A CN103862451A (zh) | 2012-12-08 | 2012-12-08 | 一种飞机表面清洗机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210525498.4A CN103862451A (zh) | 2012-12-08 | 2012-12-08 | 一种飞机表面清洗机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103862451A true CN103862451A (zh) | 2014-06-18 |
Family
ID=50901778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210525498.4A Pending CN103862451A (zh) | 2012-12-08 | 2012-12-08 | 一种飞机表面清洗机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103862451A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108115706A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-05 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种多轴飞机清洗机器人的控制系统 |
| CN111093904A (zh) * | 2017-08-20 | 2020-05-01 | 北欧航空清洗设备公司 | 飞机清洁机器人 |
-
2012
- 2012-12-08 CN CN201210525498.4A patent/CN103862451A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111093904A (zh) * | 2017-08-20 | 2020-05-01 | 北欧航空清洗设备公司 | 飞机清洁机器人 |
| CN108115706A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-05 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种多轴飞机清洗机器人的控制系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140618 |