CN104552237B - 机场跑道异物处理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种机场跑道异物处理机器人，包括机器人本体、用于检测机场跑道异物检测装置和用于控制机器人运动并清理异物的控制装置；所述检测装置和控制装置分别安装于机器人上；所述机器人通过检测装置进行异物检测，控制装置根据检测结果自动规划异物处理路径并控制机器人按所述规划路径进行异物处理；发明的机场跑道异物处理机器人，能够自动规划出最高效、最准确的处理路径，实现对多处有异物的高效处理，区别于以往的单一的到达目的地进行处理的轨迹规划，本发明整体结构合理，移动速度快，处理高效，可以对机场跑道异物进行快速、及时的处理，节约作业时间，保证机场跑道安全。

Description

机场跑道异物处理机器人

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种机场跑道异物处理机器人。

背景技术

随着我国经济的发展，飞机已经成为人们出行中不可或缺的一部分，飞行安全也得到了人们越来越广泛的关注，当飞机在跑道上高速滑行时，跑道上的异物对飞机和周围人员车辆的安全都是严重威胁，每年跑道碎片引起的事故造成航空工业的损失都高达数十亿美元。机场跑道异物的种类相当多，如飞机和发动机连接件(螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等)、机械工具、飞行物品(钉子、私人证件、钢笔、铅笔等)、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴儿等等。机场道面上的外来物可以很容易被吸入发动机，导致发动机失效，，2007年5月至2008年5月，中国民航共发生4500多起机场跑道异物损伤轮胎的事件。外来物不仅会造成巨大的直接损失，还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，间接损失至少为直接损失的4倍。

目前，全球绝大多数的机场跑道异物的处理仍然是靠人工完成的，这种方法不但可靠性差、效率低，而且占用了宝贵的跑道使用时间，这又是一笔经济损失。因此，需要改变单独依靠人工完成异物处理方式，提高对异物的处理能力，保证异物处理的稳定性，提高其处理效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种机场跑道异物处理机器人，改变传统的人工处理方式，提高对机场跑道异物的实时探测和处理能力。

本发明提供的机场跑道异物处理机器人，包括机器人本体、用于检测机场跑道异物检测装置和用于控制机器人运动并清理异物的控制装置；

所述检测装置和控制装置分别安装于机器人上；

所述机器人通过检测装置进行异物检测，控制装置根据检测结果自动规划异物处理路径并控制机器人按所述规划路径进行异物处理。

进一步，所述机器人本体至少包括车轮、车架、用于清理异物的机械臂和用于驱动车轮及机械臂的驱动装置，所述驱动装置的电气输入端与控制装置的输出端连接，所述车轮安装于车架底部，所述机械臂固定安装于车架。

进一步，所述检测装置包括雷达和摄像头，所述雷达和摄像头安装于机器人的车架，用于检测机器人附近的异物。

进一步，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与控制装置连接，用于与控制中心进行数据通信，对机器人进行远程控制。

进一步，所述雷达和摄像头的数量至少为两个，所述雷达和摄像头通过悬臂式支架固定于车架。

进一步，所述机器人还包括存放桶，所述存放桶用于将收集异物并通过机器人运送到指定地点。

本发明的有益效果：本发明的机场跑道异物处理机器人，能够自动规划出最高效、最准确的处理路径，实现对多处有异物的高效处理，区别于以往的单一的到达目的地进行处理的轨迹规划，本发明整体结构合理，移动速度快，处理高效，可以对机场跑道异物进行快速、及时的处理，节约作业时间，保证机场跑道安全。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：图1是本发明的原理示意图。

如图1所示，本实施例中的机场跑道异物处理机器人，包括机器人本体、用于检测机场跑道异物检测装置和用于控制机器人运动并清理异物的控制装置4；

所述检测装置和控制装置4分别安装于机器人上；

所述机器人通过检测装置进行异物检测，控制装置根据检测结果自动规划异物处理路径并控制机器人按所述规划路径进行异物处理。

在本实施例中，所述机器人本体至少包括车轮1、车架、用于清理异物的机械臂7和用于驱动车轮1及机械臂7的驱动装置，所述车轮1安装于车架底部，所述机械臂7固定安装于车架。

在本实施例中，检测装置包括雷达3、雷达9、摄像头2和摄像头8，所述雷达和摄像头安装于机器人的车架，用于检测机器人附近的异物。雷达3和雷达9为毫米级雷达，摄像头2和摄像头8为高清摄像头，控制装置4为中央处理器

在本实施例中，还包括无线通信模块5，所述无线通信模块5与控制装置4连接，并通过天线6与控制中心进行数据通信，可以实现实时对机器人进行远程控制。

在本实施例中，针对机场跑道存在异物环境下，特别是在有异物的跑道路面上及时到达异物处并准确的避开异物的移动机器人路径规划与轨迹跟踪控制问题，以移动机器人运动学与动力学建模为基础，在机场跑道有多处异物环境下，通过对比不同的算法对机器人路径规划，对比不同的基于运动学模型的轨迹跟踪控制算法，选择出最优的控制及跟踪算法，并对其进行数值仿真分析，最后分析出最优的算法，为机器人规划出最优、最高效、最准确的处理路径。实现多处有异物的高效处理，区别于以往的单一目的地到达处理的轨迹规划。

在本实施例中，控制装置4还包括一个外壳，控制装置4安装于外壳之内，用于保护控制装置，避免干扰和延长控制装置的使用寿命。

在本实施例中，机器人的车轮1由四轮驱动并带转向、钢骨架结构及电力驱动，实现行走功能，以及到达指定的目标处或实现机场跑道的巡检功能；指机器人当机场跑道异物较大或者超出其处理能力，机器人可以通过移动工作人员及时到达现场，也可以停在机场跑道异物附近，等待专业处理人员及时到达机场跑道异物处并及时处理。

在本实施例中，控制装置4通过数据连接线与机器人的机械臂上机械手指连接，每一机械手指设置一条数据连接线，并将每一电磁吸附指节与控制处理器连接。

在本实施例中，雷达和摄像头的数量至少为两个，所述雷达和摄像头通过悬臂式支架固定于车架。检测系统实时监测机场跑道异物状态，可在短时间内探测到机场跑道异物并发出报警指示，探测到异物后用视频进行拍照上传，即通过毫米波雷达、高清监控摄像机及智能数据处理软件完成对机场跑道异物实时的监测功能，数据采集与交互是指可以实时完成数据的采集，并完成和机器人本体及机器人本体数据系统的实时数据交互。控制装置将采集到的数据进行处理，实时与检测系统实时交互处理并及时存档，同时压缩、加密传输到控制中心，实现数据的实时传输与交换，方便远程控制机检测车。

在本实施例中，所述机器人还包括存放桶，所述存放桶用于将收集异物并通过机器人运送到指定地点。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种机场跑道异物处理机器人，其特征在于:包括机器人本体、用于检测机场跑道异物的检测装置和用于控制机器人运动并清理异物的控制装置；

所述检测装置和控制装置分别安装于机器人上；

所述机器人通过检测装置进行异物检测，控制装置根据检测结果自动规划异物处理路径并控制机器人按所述规划路径进行异物处理；

所述机器人本体至少包括车轮、车架、用于清理异物的机械臂和用于驱动车轮及机械臂的驱动装置，所述驱动装置的电气输入端与控制装置的输出端连接，所述车轮安装于车架底部，所述机械臂固定安装于车架，所述控制装置通过数据连接线与机器人的机械臂上机械手指连接，每一机械手指设置一条数据连接线。

2.根据权利要求1所述的机场跑道异物处理机器人，其特征在于:所述检测装置包括雷达和摄像头，所述雷达和摄像头安装于机器人的车架，用于检测机器人附近的异物。

3.根据权利要求2所述的机场跑道异物处理机器人，其特征在于:还包括无线通信模块，所述无线通信模块与控制装置连接，用于与控制中心进行数据通信，对机器人进行远程控制。

4.根据权利要求2所述的机场跑道异物处理机器人，其特征在于:所述雷达和摄像头的数量分别至少为两个，所述雷达和摄像头通过悬臂式支架固定于车架。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的机场跑道异物处理机器人，其特征在于:还包括存放桶，所述存放桶用于收集异物并通过机器人将收集的异物运送到指定地点。