CN111827196A - 一种机场跑道的fod智能巡检车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机场跑道的FOD智能巡检车，包括可自由移动的本体、设于本体上方的FOD存储箱和设于FOD存储箱一侧位置处、本体尾部上方的控制箱，本体底部采用麦克纳姆轮实现支撑与移动，FOD存储箱朝向本体头部的方向开口，且FOD存储箱外侧壁设有可将FOD抓取进该开口内的抓取装置，FOD存储箱上方设有雷达，雷达外罩设有防雨罩，本体头部位置处、FOD存储箱上方设有视觉装置，本发明机场跑道的FOD智能巡检车可以对机场跑道上的FOD进行自动检测与自动抓取，提高巡检效率，减少人力。

Description

一种机场跑道的FOD智能巡检车
技术领域
本发明涉及一种机场安全检测装置，具体涉及一种机场跑道的FOD智能巡检车。
背景技术
FOD是(Foreign Object Debris)的缩写，即可能损伤航空器的某种外来的物质、碎屑或物体。如金属零件、防水塑料布、碎石块、报纸、瓶子、行李牌等，以上统称外来物。为了航空安全，避免飞机在起降和滑行中的航空器因外来物产生各种危险，机场跑道的FOD检查是非常重要的一个环节，因为一个疏忽，FOD就可能会成为航空杀手。目前，国内外大多数机场的FOD检测仍然是以人工检测为主，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。随着航空事业的迅速发展，为满足不断增加的客货运输量，越来越多的机场都在进行大规模的扩建和新建，与此同时，机场的安全隐患问题也在不断的增加，现有的技术难以有效保障航班安全。虽然在某些机场已经在做FOD自动监测系统的研究和测试，但检测过后还是需要人工去处理，效率还是很低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种能够对FOD进行自动检测和自动处理的的智能巡检车。本发明的技术方案如下：
一种机场跑道的FOD智能巡检车，包括可自由移动的本体、设于所述本体上方的FOD存储箱和设于所述FOD存储箱一侧位置处、本体尾部上方的控制箱；所述本体底部采用麦克纳姆轮实现支撑与移动；所述FOD存储箱朝向所述本体头部的方向开口，且FOD存储箱外侧壁设有可将FOD抓取进该开口内的抓取装置；所述FOD存储箱上方设有雷达；所述雷达外罩设有防雨罩；所述本体头部位置处、FOD存储箱上方设有视觉装置；所述控制箱内集成有与所述本体、雷达和视觉装置控制连接的控制模块。
进一步的，所述抓取装置包括设于所述FOD存储箱两侧的夹爪机械手和设于所述FOD存储箱的开口处下端的真空吸机械手；所述夹爪机械手的夹爪末端采用弹性材质；所述真空吸机械手包括连接有气泵，且与FOD存储箱连通的伸缩波纹管和沿长度方向与该伸缩波纹管的侧面连接的牵引机械手；所述伸缩波纹管的外端设有吸嘴。
进一步的，所述视觉装置包括固定于所述本体上的基座、设于所述基座上的旋转杆和设于所述旋转杆上端的高清晰摄像头。
进一步的，所述FOD存储箱的顶部内壁设有与所述控制模块控制连接的压力传感器。
进一步的，所述控制箱内还集成有与所述控制模块控制连接的通讯模块、定位模块和与所述控制模块电性连接的电源模块控制模块；所述通讯模块内包括5G模块；所述电源模块包括可充电电池和充电端朝向所述本体尾部的磁吸式自动充电装置。
进一步的，所述定位模块采用北斗卫星定位模块；
所述雷达可360°旋转，且该雷达的工作波段为毫米波；
所述本体底部的各麦克纳姆轮处各设有一个控制该麦克纳姆轮旋转的电机，该电机与所述控制模块控制连接；
所述抓取装置与控制模块控制连接，当所述本体移动到FOD所在位置处后，控制模块控制抓取装置对FOD进行抓取，并将其送至FOD存储箱内。
一种采用上述的一种机场跑道的FOD智能巡检车的巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括设于所述本体外的移动端上，且与所述通讯模块通讯连接的中央控制系统；所述控制模块将全部数据经通讯模块发送至中央控制系统，中央控制系统对控制模块进行监测并通过通讯模块对控制模块进行调节。
一种采用上述巡检系统进行机场跑道FOD智能巡检的方法，
中央控制系统将飞机起飞信息通过通讯模块发送至控制模块处，控制所述巡检车本体(5)位于机场跑道上时处于飞机起飞的间隔时间内；
所述控制模块通过雷达(1)检测确定FOD的位置信息；通过定位模块确定本体(5)的位置信息，从而规划本体(5)移动至检测到的FOD位置处的前进路线；并在飞机起飞的间隔时间内，驱动麦克纳姆轮使本体(5)移动到FOD所在位置处；
当本体(5)移动至FOD处后，视觉装置(2)对FOD进行拍摄并对其粒径进行进一步识别，由控制模块将识别的FOD粒径与预设的低阈值及高阈值比对，并根据比对结果选择抓取方式：若FOD为粒径小于低阈值的固体，则使用真空吸机械手(63)；若为粒径在低阈值与高阈值之间的固体，则使用夹爪机械手(61)；若为粒径大于高阈值的固体或FOD存储箱(4)内的压力传感器感应到FOD存储箱(4)已满后，则经通讯模块向中央控制系统发送信号，进行人工抓取。
基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：
1.本发明的机场跑道的FOD智能巡检车，可以对机场内的FOD进行自动搜索，自动处理，减少人力的参与，大大提高了机场跑道检视效率，并且可靠性高。
2.本发明的机场跑道的FOD智能巡检车，使用雷达系统对机场内FOD进行搜寻后，再使用视觉系统对FOD进行进一步识别，相比于单一的雷达或视觉识别，在提高搜索效率，减少识别时间与成本的基础上，保证了识别的准确性。
3.本发明的机场跑道的FOD智能巡检车，针对FOD的形状大小，控制抓取系统中不同的抓取装置进行抓取，使本发明的普适性更强，实用度更高。
4.本发明的机场跑道的FOD智能巡检车，相比于固定设于机场跑道附近的FOD检测装置，本发明可以随意移动，适用于各种地形，且能来到FOD附近进行更加精确的检测，避免了FOD与检测装置的距离不同影响检测精度。
附图说明
图1为本发明的机场跑道的FOD智能巡检车的结构示意图；
图2为本发明的机场跑道的FOD智能巡检车的左视示意图；
图中：1-雷达；2-视觉装置；3-控制箱；4-FOD存储箱；5-本体；6-抓取装置；61-夹爪机械手；62-夹爪；63-真空吸机械手；64-牵引机械手；65-吸嘴；66-伸缩波纹管。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的内容作进一步地说明,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。
如图1-2所示，本实施例提供了一种机场跑道的FOD智能巡检车，包括可自由移动的本体5、设于本体5上方的FOD存储箱4和设于FOD存储箱4一侧位置处、本体5尾部上方的控制箱3。本体5底部采用麦克纳姆轮实现支撑与移动。FOD存储箱4朝向本体5头部的方向开口，且FOD存储箱4外侧壁设有可将FOD抓取进该开口内的抓取装置6。FOD存储箱4上方设有雷达1。雷达1外罩设有防雨罩。本体5头部位置处、FOD存储箱4上方设有视觉装置2。控制箱3内集成有与本体5、雷达1和视觉装置2控制连接的控制模块。
优选的，抓取装置6包括设于FOD存储箱4两侧的夹爪机械手61和设于FOD存储箱4的开口处下端的真空吸机械手63。夹爪机械手的夹爪62末端采用弹性材质。真空吸机械手63包括连接有气泵，且与FOD存储箱4连通的伸缩波纹管66和沿长度方向与该伸缩波纹管66的侧面连接的牵引机械手64。伸缩波纹管66的外端设有吸嘴65。
优选的，视觉装置2包括固定于本体5上的基座、设于基座上的旋转杆和设于旋转杆上端的高清晰摄像头。
优选的，FOD存储箱4的顶部内壁设有与控制模块控制连接的压力传感器。
优选的，控制箱3内还集成有与控制模块控制连接的通讯模块、定位模块和与控制模块电性连接的电源模块控制模块。通讯模块内包括5G模块。电源模块包括可充电电池和充电端朝向本体5尾部的磁吸式自动充电装置。
优选的，定位模块采用北斗卫星定位模块；雷达1可360°旋转，且该雷达1的工作波段为毫米波。本体5底部的各麦克纳姆轮处各设有一个控制该麦克纳姆轮旋转的电机，该电机与控制模块控制连接。抓取装置6与控制模块控制连接，当本体5移动到FOD所在位置处后，控制模块控制抓取装置6对FOD进行抓取，并将其送至FOD存储箱4内。
基于上述的结构，本发明的机场跑道的FOD智能巡检车，中央控制系统所在的移动端将飞机起飞的时间通过通讯模块发送至控制模块处，控制模块使本发明的麦克纳姆轮处的电机在飞机起飞的间隔时间内驱动本体5内的麦克纳姆轮转动，从而使本发明的FOD智能巡检车在飞机起飞的间隔时间内完成来到飞机跑道上、捡起FOD、离开飞机跑道的动作。
本发明来到飞机跑道上后，雷达1 360°旋转，对机场跑道内的FOD进行探测，当检测到不属于跑道上的物品后认定发现FOD，雷达1和定位模块向控制模块发送FOD的位置数据，控制模块根据雷达1和定位模块显示的位置数据，控制本体5移动到FOD所在位置处；同时视觉装置2根据雷达1反馈的FOD的位置数据旋转调节，使高清晰摄像头转向FOD所在位置，在本体5向FOD前进的过程中追踪拍摄FOD，同时将数据经通讯模块同步至移动端处，便于工作人员对FOD整体情况的实时掌控。
当本体5来到FOD位置处后，视觉装置2近距离拍摄FOD的图片，并将其传输至控制模块，控制模块对其材质、直径等特性进行分析，若FOD为粒径小于低阈值的固体，则驱动真空吸机械手63对FOD进行吸附，再转移到FOD存储箱4内；若为粒径在低阈值与高阈值之间的固体，则驱动夹爪机械手61对FOD进行抓夹，再转移到FOD存储箱4内；若为粒径大于高阈值的固体则经通讯模块向移动端发送信号，进行人工抓取，即完成本发明对机场跑道内的FOD的自动检索与抓取。
此处的低阈值根据真空吸机械手63、夹爪机械手61的抓取特性进行设定，高阈值根据FOD存储箱4的容量进行设定。FOD存储箱4内的压力传感器感应到FOD存储箱4已满后，将信号输送至控制模块，控制模块控制本体5离开飞机跑道，并将信息通过通讯模块传输至移动端，通知工作人员前来清空FOD存储箱4。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种机场跑道的FOD智能巡检车，其特征在于，包括可自由移动的本体(5)、设于所述本体(5)上方的FOD存储箱(4)和设于所述FOD存储箱(4)一侧位置处、本体(5)尾部上方的控制箱(3)；所述本体(5)底部采用麦克纳姆轮实现支撑与移动；所述FOD存储箱(4)朝向所述本体(5)头部的方向开口，且FOD存储箱(4)外侧壁设有可将FOD抓取进该开口内的抓取装置(6)；所述FOD存储箱(4)上方设有雷达(1)；所述雷达(1)外罩设有防雨罩；所述本体(5)头部位置处、FOD存储箱(4)上方设有视觉装置(2)；所述控制箱(3)内集成有与所述本体(5)、雷达(1)和视觉装置(2)控制连接的控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种机场跑道的FOD智能巡检车，其特征在于，所述抓取装置(6)包括设于所述FOD存储箱(4)两侧的夹爪机械手(61)和设于所述FOD存储箱(4)的开口处下端的真空吸机械手(63)；所述夹爪机械手(61)的夹爪(62)末端采用弹性材质；所述真空吸机械手(63)包括连接有气泵，且与FOD存储箱(4)连通的伸缩波纹管(66)和沿长度方向与该伸缩波纹管(66)的侧面连接的牵引机械手(64)；所述伸缩波纹管(66)的外端设有吸嘴(65)。
3.根据权利要求2所述的一种机场跑道的FOD智能巡检车，其特征在于，所述视觉装置(2)包括固定于所述本体(5)上的基座、设于所述基座上的旋转杆和设于所述旋转杆上端的高清晰摄像头。
4.根据权利要求2所述的一种机场跑道的FOD智能巡检车，其特征在于，所述FOD存储箱(4)的顶部内壁设有与所述控制模块控制连接的压力传感器。
5.根据权利要求2所述的一种机场跑道的FOD智能巡检车，其特征在于，所述控制箱(3)内还集成有与所述控制模块控制连接的通讯模块、定位模块和与所述控制模块电性连接的电源模块控制模块；所述通讯模块内包括5G模块；所述电源模块包括可充电电池和充电端朝向所述本体(5)尾部的磁吸式自动充电装置。
6.根据权利要求5所述的一种机场跑道的FOD智能巡检车，其特征在于，所述定位模块采用北斗卫星定位模块；
所述雷达(1)可360°旋转，且该雷达(1)的工作波段为毫米波；
所述本体(5)底部的各麦克纳姆轮处各设有一个控制该麦克纳姆轮旋转的电机，该电机与所述控制模块控制连接；
所述抓取装置(6)与控制模块控制连接，当所述本体(5)移动到FOD所在位置处后，控制模块控制抓取装置(6)对FOD进行抓取，并将其送至FOD存储箱(4)内。
7.一种采用权利要求1～6任意一项所述的一种机场跑道的FOD智能巡检车的巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括设于所述本体(5)外的移动端上，且与所述通讯模块通讯连接的中央控制系统；所述控制模块将全部数据经通讯模块发送至中央控制系统，中央控制系统对控制模块进行监测并通过通讯模块对控制模块进行调节。
8.一种采用权利要求7所述巡检系统进行机场跑道FOD智能巡检的方法，其特征在于，
中央控制系统将飞机起飞信息通过通讯模块发送至控制模块处，控制所述巡检车本体(5)位于机场跑道上时处于飞机起飞的间隔时间内；
所述控制模块通过雷达(1)检测确定FOD的位置信息；通过定位模块确定本体(5)的位置信息，从而规划本体(5)移动至检测到的FOD位置处的前进路线；并在飞机起飞的间隔时间内，驱动麦克纳姆轮使本体(5)移动到FOD所在位置处；
当本体(5)移动至FOD处后，视觉装置(2)对FOD进行拍摄并对其粒径进行进一步识别，由控制模块将识别的FOD粒径与预设的低阈值及高阈值比对，并根据比对结果选择抓取方式：若FOD为粒径小于低阈值的固体，则使用真空吸机械手(63)；若为粒径在低阈值与高阈值之间的固体，则使用夹爪机械手(61)；若为粒径大于高阈值的固体或FOD存储箱(4)内的压力传感器感应到FOD存储箱(4)已满后，则经通讯模块向中央控制系统发送信号，进行人工抓取。
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