CN114104327A - 具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其包括：至少一对移动模组，包括底盘、行走轮和负压吸附组件，所述行走轮转动地连接于所述底盘，所述负压吸附组件设于所述底盘，用于产生负压以吸附于飞机舷窗；清洗模组，包括清洗框架和清洗组件，所述清洗组件连接于所述清洗框架，所述清洗框架的两端分别铰接于所述移动模组的底盘，使得所述清洗框架贴合于清洗壁面以对所述清洗壁面进行清洗。上述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备将清洗和移动功能区分设置于清洗模组和移动模组上，从而便于加装或者替换相应模组，具有良好的互换性和扩展性。

Description

具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备

技术领域

本公开属于特种环境自动化保洁技术领域，尤其是一种具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

飞机定期清洗是每个机场需要面对的问题，目前飞机清洗大都是通过地面升降台将清洁人员和相关设备升送至飞机待清洗壁面高度，采用人力或半自动的方式喷洒清洁剂，等待五分钟后用加压水枪冲洗掉清洗剂泡沫，使用抹布擦干，最后进行打蜡抛光操作，至此完成清洗。

实际上，在飞机清洁区域上，对飞机舷窗玻璃的清洁、美观程度的要求更高，飞机舷窗的玻璃清洗次数会更加频繁，这时就需要能专门用于清洁飞机舷窗的机器人系统，在不耽误飞机航程下，尽可能减少资源的浪费，实现玻璃的清洁。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种具有模块化结构的飞机舷窗清洗设备，以适用飞机舷窗清洁。

为此，本公开提供了一种具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，包括：

至少一对移动模组，包括底盘、行走轮和负压吸附组件，所述行走轮转动地连接于所述底盘，所述负压吸附组件设于所述底盘，用于产生负压以吸附于飞机舷窗；

清洗模组，包括清洗框架和清洗组件，所述清洗组件连接于所述清洗框架，所述清洗框架的两端分别铰接于所述移动模组的底盘，使得所述清洗框架贴合于清洗壁面以对所述清洗壁面进行清洗。

优选地，所述移动模组还包括行走驱动组件，所述行走驱动组件包括行走电机和减速器，所述行走电机通过所述减速器连接于所述行走轮，用于驱动所述行走轮转动。

优选地，所述负压吸附组件包括离心风机、固定轴套和负压套，

所述固定轴套连接于所述底盘，所述离心风机连接于所述固定轴套内，所述负压套连接于所述底盘的背向所述离心风机的侧面，并且所述负压套包括一敞口的负压腔，所述负压腔与所述离心风机连通；

在所述清洗框架贴合于所述清洗壁面时，所述负压腔与所述清洗壁面形成密闭的容腔，所述离心风机通过在所述负压腔形成负压而吸附于所述清洗壁面。

优选地，所述负压吸附组件还包括密封圈，所述密封圈设于所述底盘的底面以密封所述底盘和所述清洗壁面形成的容腔。

优选地，所述密封圈沿由内向外包括刚性层、柔性层和毛绒层，所述刚性层套设于所述负压套以固定所述负压套；所述柔性层的高度大于所述刚性层并且在所述清洗框架贴合于所述清洗壁面时贴合于所述清洗壁面；所述毛绒层采用毛绒布包裹于所述底盘的侧面。

优选地，所述清洗组件包括升降电机、升降下板和清洗块，所述升降电机安装于所述清洗框架，输出轴连接于所述升降下板，所述清洗块连接于所述升降下板的底面。

优选地，所述清洗组件还包括升降上板、光杆和传动螺杆，

所述升降上板和升降下板分别位于所述清洗框架的两侧，所述光杆两端分别连接于所述升降上板和升降下板，并且移动地穿过所述清洗框架；所述传动螺杆一端连接于所述升降电机，另外一端螺纹连接于所述升降下板；所述升降电机通过所述传动螺杆和所述升降下板驱动所述清洗块升降以对清洗壁面进行清洗。

优选地，所述清洗模组还包括超声波传感器和摄像头至少之一，所述超声波传感器安装于所述清洗框架，用于检测所述清洗块与所述清洗壁面的距离和检测移动方向上的障碍物至少之一；所述摄像头安装于所述清洗框架，用于检测所述清洗壁面的清洁度。

优选地，还包括连接所述底盘和所述清洗框架的铰接机构，所述铰接机构包括连接块、铰接件和悬挂连接板，所述连接块一端连接于所述清洗框架，另外一端朝向所述底盘悬出；所述铰接件顶部连接于所述连接块的端部，另外一端沿竖直方向延伸并且连接于所述悬挂连接板；所述悬挂连接板通过连接柱连接于所述清洗框架。

优选地，所述铰接件通过轴承转动地连接于所述连接块。

相较于现有技术，上述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备将清洗和移动功能区分设置于清洗模组和移动模组上，从而便于加装或者替换相应模组，具有良好的互换性和扩展性。

进一步，上述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备通过将移动模组的底盘两侧铰接于所述清洗模组的清洗框架，使得所述清洗框架和所述底盘以贴合于清洗壁面，尤其适合于弧形的飞机舷窗，到达整个清洗设备紧贴弯曲壁面的效果，对弯曲壁面具有良好的通过性。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，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。

图1是具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备的结构示意图。

图2是具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备的移动轨迹图。

图3是移动模组的结构示意图。

图4是负压吸附组件的结构示意图。

图5是负压吸附组件的剖面结构示意图。

图6是清洗模组的结构示意图。

图7是清洗模组在另一视角下的结构示意图。

图8是清洗组件的结构示意图。

图9是铰接机构的结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，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方式，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

图1是具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备的结构示意图。如图1所示，具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备包括清洗模组10和一对移动模组20。一对移动模组20分别位于清洗模组10的两侧，用于承载所述清洗模组10移动以对飞机的清洗壁面(例如飞机舷窗等特定区域)进行清洗。在其他实施方式中，移动模组20也可以是三个或者四个，用于承载清洗模块进行清洗，本申请对此不作限制。

图2是具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备的移动轨迹图。如图2所示，该清洗设备的两个移动模组20位于清洗模块的两端，移动模组20吸附于清洗壁面使得清洗模块紧贴于清洗壁面。在清洗过程中，两个移动模组20同步移动沿v方向移动，中间的清洗模块在移动过程中对清洗壁面进行清洗。在移动过程中，两个移动模组20的速度可以相同而沿直线方向移动，也可以差速移动实现转向移动，从而实现按照预设轨迹方向移动，完成清洗作业。

图3是移动模组20的结构示意图。如图3所示，移动模组20包括底盘21、行走轮22和负压吸附组件24。底盘21大体呈平板状结构，用于支撑和安装移动模组20的其他部件。所述行走轮22为四个，分成两组分别转动地连接于所述底盘21。此外，移动模组20还包括用于驱动行走轮22转速和转向的行走驱动组件。本实施方式中，所述行走驱动组件包括行走电机221和减速器222。行走电机221和减速器222安装于底盘21上，所述行走电机221通过所述减速器222连接于所述行走轮22，用于驱动所述行走轮22转动。

图4是负压吸附组件24的结构示意图，图5是负压吸附组件24的剖面结构示意图。如图4和图5所示，所述负压吸附组件24设于所述底盘21，用于产生负压以吸附于清洗壁面，并且通过控制负压吸附组件24的吸附压力和行走电机221的输出功率，使得清洗设备可以克服重力而在清洗壁面沿预设路径移动。

本实施方式中，所述负压吸附组件24包括离心风机241、固定轴套242、负压套243和密封圈244。固定轴套242安装于底盘21上，所述的离心风机241连接于固定轴套242，以通过所述固定轴套242连接于所述底盘21。负压套243和固定轴套242分别设于底盘21的两侧，本实施方式中，固定轴套242设置在底盘21的上侧面，负压套243安装在底盘21下侧面(底面)并且与所述固定轴套242和离心风机241连通。本实施方式中，负压套243的顶部与固定轴套242和离心风机241的容腔连通，底部向外敞口，形成锥形体结构。这样，在清洗模组10贴合于清洗壁面时，负压套243与清洗壁面形成一密闭的负压腔。所述离心风机241产生的负压可以依次通过所述固定轴套242和负压腔以产生吸力。

请参阅图4和图5，所述密封圈244安装于底盘21的底面，由内而外依次包括刚性层2441、柔性层2442和毛绒层2443。刚性层2441与壁面保持一定的间隙距离，所述刚性层2441套设于所述负压套243以用以固定和维持负压套243的形状。柔性层2442的高度大于刚性层2441并且在清洗框架11贴合于清洗壁面时，与清洗壁面相贴合，尽可能地减少空气泄露。毛绒层2443采用毛绒布包裹于所述底盘21的侧面，形成贴于底盘21下方并且长度大于柔性层2442的正方形结构，也可以起到防止空气流入的作用，而且还可以过滤灰尘等杂质。

图6是清洗模组10的结构示意图，图7是清洗模组10在另一视角下的结构示意图。如图6和图7所示，清洗模组10包括清洗框架11和清洗组件12，所述清洗组件12连接于所述清洗框架11，用于在清洗框架11贴合于清洗壁面时对清洗壁面进行清洗作业。

图5是清洗组件12的结构示意图。如图4和图5所示，所述清洗组件12包括升降电机121、升降上板122、升降下板、光杆123、传动螺杆125和清洗块124。所述升降上板122和升降下板分别位于所述清洗框架11的两侧。光杆123的两端分别连接升降上板122和升降下板，并且中部穿过清洗框架11。所述升降电机121安装于清洗框架11，输出轴连接于所述传动螺杆125。所述传动螺杆125与所述升降下板的螺纹孔螺纹连接，使得传动螺杆125得以在升降电机121的驱动下带动升降下板升降移动。所述清洗块124连接于所述升降下板并且位于所述清洗框架11的下方。这样，所述升降电机121通过所述传动螺杆125和所述升降下板驱动所述清洗块124升降以对清洗壁面进行清洗。

此外，所述清洗模组10还包括超声波传感器和摄像头13。超声波传感器安装于所述清洗框架11，用于检测所述清洗块与所述清洗壁面的距离和检测移动方向上的障碍物至少之一。本实施方式中，清洗模组10包括两组超声波传感器，即一组包含一个或者多个第一超声波传感器14，另外一组包含一个或者多个第二超声波传感器15。该一个或者多个第一超声波传感器14设置于清洗框架11的侧面并且朝向清洗框架11的移动方向投射，用于检测移动方向上的障碍物，例如可以用于检测是否到达飞机尾部或者前方是否有障碍物。该一个或者多个第二超声波传感器15设置于清洗框架11的底面并且沿背向底面的方向投射，用于检测所述清洗块124与所述清洗壁面的距离。摄像头13安装于清洗框架11的云台131上，其中云台131安装于清洗框架11上，使得摄像头13可以在云台131带动下转动以检测所述清洗壁面的清洁度。

图9是铰接机构40的结构示意图。如图9所示，为了同时适应弧形和平面的清洗壁面，所述底盘21通过铰接机构40铰接于所述清洗框架11。所述铰接机构40包括连接块41、铰接件42和悬挂连接板43。

所述连接块41一端连接于所述清洗框架11，另外一端朝向所述底盘21沿水平方向延伸并悬出，形成沿水平方向延伸的悬臂结构。所述铰接件42顶部通过轴承421转动地连接于所述连接块41的端部，另外一端沿竖直方向延伸并且连接于所述悬挂连接板43。所述悬挂连接板43通过连接柱431连接于所述清洗框架11。这样，所述铰接件42具有两个自由度：一个可以相对连接块41转动，另外一个可以悬挂连接板43转动，从而可以适应非平面的清洗壁面和整体转向功能。

工作时，在行进过程中，当行走电机221以相同的转速转动时，清洗设备的移动模组20带动整体向前或向后运动。而当行走电机221以不同的转速转动时，清洗设备则会带动向转速低的一侧转动，实现按照预设路线行走的功能。

在行走过程中，通过超声波传感器测得与清洗块124与清洗壁面之间的距离，根据超声波传感器所采集的信号，可以控制升降电机121的转速和转向，实现清洁块的提升或下降，从而控制清洁块与清洗壁面的距离，并区分行驶和工作清洗过程。由于移动模组20和清洗模块之间通过两个自由度的铰接机构40连接，使得清洗模块和移动模组20之间得以相对转动，清洗设备整体形成一朝向清洗壁面弯曲的弧形机构，从而可以适应平面或者弧面的清洗壁面。

在工作过程中，摄像头13通过云台131安装在清洗框架11，通过视觉检测清洗壁面的清洁程度。根据清洁程度，控制板23可以控制行走电机221的转速和转向，从而确定清洗的快慢，使整体清洗过程达到更高的效率。

上述的清洗设备可以通过移动模组20的负压吸附组件24吸附在清洗壁面，在行走轮22的驱动下实现在飞机表面进行自由行驶，到达指定的工作区域，不需要清洗人员进行高空作业，提高了安全性。在行走过程中，通过清洗模组10对待清洗壁面进行定点清洗，采用干洗或者水不滴落的清洗方式，达到所需的清洗效果，提高清洗的利用效率。而且，在工作过程中，通过巧妙的两自由度的铰接件42，即可到达整个模块化机器人紧贴弯曲壁面的效果，对弯曲壁面具有良好的通过性，又可对功能模块进行加装或者替换，从而具有良好的互换性和扩展性。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开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公开。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，本公开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涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，包括：

至少一对移动模组，包括底盘、行走轮和负压吸附组件，所述行走轮转动地连接于所述底盘，所述负压吸附组件设于所述底盘，用于产生负压以吸附于飞机舷窗；

清洗模组，包括清洗框架和清洗组件，所述清洗组件连接于所述清洗框架，所述清洗框架的两端分别铰接于所述移动模组的底盘，使得所述清洗框架贴合于清洗壁面以对所述清洗壁面进行清洗。

2.如权利要求1所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述移动模组还包括行走驱动组件，所述行走驱动组件包括行走电机和减速器，所述行走电机通过所述减速器连接于所述行走轮，用于驱动所述行走轮转动。

3.如权利要求2所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述负压吸附组件包括离心风机、固定轴套和负压套，

所述固定轴套连接于所述底盘，所述离心风机连接于所述固定轴套内，所述负压套连接于所述底盘的背向所述离心风机的侧面，并且所述负压套包括一敞口的负压腔，所述负压腔与所述离心风机连通；

在所述清洗框架贴合于所述清洗壁面时，所述负压腔与所述清洗壁面形成密闭的容腔，所述离心风机通过在所述负压腔形成负压而吸附于所述清洗壁面。

4.如权利要求3所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述负压吸附组件还包括密封圈，所述密封圈设于所述底盘的底面以密封所述底盘和所述清洗壁面形成的容腔。

5.如权利要求4所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述密封圈沿由内向外包括刚性层、柔性层和毛绒层，所述刚性层套设于所述负压套以固定所述负压套；所述柔性层的高度大于所述刚性层并且在所述清洗框架贴合于所述清洗壁面时贴合于所述清洗壁面；所述毛绒层采用毛绒布包裹于所述底盘的侧面。

6.如权利要求1所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述清洗组件包括升降电机、升降下板和清洗块，所述升降电机安装于所述清洗框架，输出轴连接于所述升降下板，所述清洗块连接于所述升降下板的底面。

7.如权利要求6所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述清洗组件还包括升降上板、光杆和传动螺杆，

所述升降上板和升降下板分别位于所述清洗框架的两侧，所述光杆两端分别连接于所述升降上板和升降下板，并且移动地穿过所述清洗框架；所述传动螺杆一端连接于所述升降电机，另外一端螺纹连接于所述升降下板；所述升降电机通过所述传动螺杆和所述升降下板驱动所述清洗块升降以对清洗壁面进行清洗。

8.如权利要求7所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述清洗模组还包括超声波传感器和摄像头至少之一，所述超声波传感器安装于所述清洗框架，用于检测所述清洗块与所述清洗壁面的距离和检测移动方向上的障碍物至少之一；所述摄像头安装于所述清洗框架，用于检测所述清洗壁面的清洁度。

9.如权利要求1所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，还包括连接所述底盘和所述清洗框架的铰接机构，所述铰接机构包括连接块、铰接件和悬挂连接板，所述连接块一端连接于所述清洗框架，另外一端朝向所述底盘悬出；所述铰接件顶部连接于所述连接块的端部，另外一端沿竖直方向延伸并且连接于所述悬挂连接板；所述悬挂连接板通过连接柱连接于所述清洗框架。

10.如权利要求9所述的具有模块化架构的飞机舷窗清洗设备，其特征在于，所述铰接件通过轴承转动地连接于所述连接块。

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