一種飛機(jī)表面清洗機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種以汽車底盤為載車、機(jī)器手作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動(dòng)式飛機(jī)表面清洗機(jī)器人。飛機(jī)表面清洗機(jī)器人由運(yùn)輸平臺(tái)和安裝在其上的機(jī)器手組成，運(yùn)輸平臺(tái)選用標(biāo)準(zhǔn)汽車底盤，可以自主驅(qū)動(dòng)：機(jī)器手由機(jī)器人手臂、液壓系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成；機(jī)器人手臂由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、第一臂架、第二臂架、第三臂架、第四臂架、第五臂架、清洗滾刷組成，第五臂架前后兩部分由腕關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)。工作時(shí)，計(jì)算機(jī)按照預(yù)先編好的程序，控制液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)器人可由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)帶動(dòng)機(jī)器人繞底座回轉(zhuǎn)，各手臂可以繞各自關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人手臂帶動(dòng)滾刷沿預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)清洗刷的移動(dòng)和滾動(dòng)。
【專利說明】一種飛機(jī)表面清洗機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種飛機(jī)表面清洗機(jī)器人，具體的說就是應(yīng)用于飛機(jī)表面清洗的智能設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)在日常使用中經(jīng)常接觸到各種各樣的污染物，如飛行時(shí)空氣中的風(fēng)沙、灰塵，海上飛行時(shí)空氣中的鹽霧、酸霧等，不僅影響飛機(jī)外觀整潔，而且會(huì)造成機(jī)身腐蝕。因此飛機(jī)表面清洗作業(yè)己成為飛機(jī)保養(yǎng)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它不但使飛機(jī)表面清潔美觀、有效地緩解和減輕腐蝕，而且可以清除蒙皮表面粘著的污染物對(duì)氣動(dòng)特性帶來的不良影響，同時(shí)能保證起落架收放機(jī)構(gòu)、舵軸頸部位和活動(dòng)翼結(jié)合部位機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)，對(duì)提高機(jī)上電子設(shè)備的感應(yīng)靈敏度也有一定好處。
[0003]飛機(jī)表面清洗技術(shù)的發(fā)展可以分為三個(gè)階段。第一階段為手工操作階段，由工人進(jìn)行清刷工作。第二階段為機(jī)械輔助人工操作階段，利用專用的清洗機(jī)械輔助人工完成大型飛機(jī)的清洗任務(wù)，工作效率有所提高。第三階段為自動(dòng)化清洗作業(yè)階段，自動(dòng)化機(jī)械為飛機(jī)表面清洗工作提供了良好的條件和保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)化程度高、適應(yīng)能力強(qiáng)的飛機(jī)表面清洗機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]運(yùn)輸平臺(tái)選用標(biāo)準(zhǔn)汽車底盤，可以自主驅(qū)動(dòng):機(jī)器手由機(jī)器人手臂、液壓系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成；機(jī)器人手臂由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、第一臂架、第二臂架、第三臂架、第四臂架、第五臂架、清洗滾刷組成，第五臂架前后兩部分由腕關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)。
[0007]它的工作原理是這樣的:
[0008]該機(jī)器人共有13個(gè)自由度，包括I個(gè)整機(jī)移動(dòng)自由度、9個(gè)計(jì)算機(jī)程序控制的關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)自由度、2個(gè)由接觸傳感器控制的滾刷位姿誤差自適應(yīng)調(diào)節(jié)自由度、I個(gè)滾刷回轉(zhuǎn)的局部自由度。機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了具有輸出功率大、精度高及響應(yīng)速度快的液壓伺服驅(qū)動(dòng)方式，控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)集中控制方式。工作時(shí)，計(jì)算機(jī)按照預(yù)先編好的程序，控制液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)器人可由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)帶動(dòng)機(jī)器人繞底座回轉(zhuǎn)，各手臂可以繞各自關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人手臂帶動(dòng)滾刷沿預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)清洗刷的移動(dòng)和滾動(dòng)。機(jī)器人擁有的冗余自由度，保證了機(jī)器人末端的清洗滾刷能到達(dá)機(jī)器人工作區(qū)間的任意點(diǎn)，并能夠自主、靈活的完成各種復(fù)雜軌跡的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同類型飛機(jī)表面的自動(dòng)清洗工作。
[0009]它的工作動(dòng)作過程是這樣的:
[0010]首先利用微機(jī)對(duì)航空公司的整個(gè)機(jī)隊(duì)的飛機(jī)外形進(jìn)行編程，并將飛機(jī)的機(jī)型數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。工作時(shí)，機(jī)器人位于飛機(jī)的兩側(cè)，利用專用激光攝像機(jī)確定出機(jī)器人的精確工作位置，利用傳感器得到飛機(jī)的三維輪廓，并將此信息送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)將機(jī)器人當(dāng)前的位置與所存儲(chǔ)的飛機(jī)的數(shù)[0011]據(jù)模型進(jìn)行比較.并由當(dāng)前的位置計(jì)算出機(jī)器人的坐標(biāo)。機(jī)器人開始清洗時(shí)，由裝在車后部的機(jī)器人控制器控制清洗滾刷，按照預(yù)定程序沿著飛機(jī)表面做清洗運(yùn)動(dòng)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
[0014]實(shí)現(xiàn)較高程度的自動(dòng)化。
[0015]提高現(xiàn)有的飛機(jī)表面清洗水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的示意圖
[0017]圖2是油缸結(jié)構(gòu)圖
[0018]圖3是受力圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合圖1，選用打開和折疊動(dòng)作迅速的Z型臂架。首先我們對(duì)飛機(jī)表面清洗機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，對(duì)手臂機(jī)械結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。臂架系統(tǒng)是飛機(jī)表面清洗機(jī)器人重要的工作部件之一，我們?cè)O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)使臂架系統(tǒng)具有較高的整體剛度和強(qiáng)度、良好的工作適應(yīng)性和可靠性。同時(shí)利用SolidWorks軟件對(duì)機(jī)器人手臂最危險(xiǎn)工況下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了有限元分析，確保了機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。然后我們對(duì)機(jī)器人的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，同時(shí)運(yùn)用軟件對(duì)飛機(jī)表面清洗機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模、運(yùn)動(dòng)仿真和結(jié)構(gòu)分析。利用S0LIDW0RKS進(jìn)行飛機(jī)表面清洗機(jī)器人的臂架、轉(zhuǎn)塔、支腿的設(shè)計(jì)，建立了飛機(jī)表面清洗機(jī)器人的模型，并進(jìn)行虛擬裝配及運(yùn)動(dòng)仿真。建立的幾何模型為后續(xù)分析提供模型數(shù)據(jù)。利用S0LIDW0RKS建立的幾何模型數(shù)據(jù)進(jìn)行有限元分析，經(jīng)過簡(jiǎn)化建立有限元模型，對(duì)部分重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及合理性。
[0020]結(jié)合圖2，各節(jié)臂之間用液壓油缸支撐，油缸為臂架運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，它有壓力有推動(dòng)活塞前后運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)平面四連桿機(jī)構(gòu)中的臂架繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。缸體的進(jìn)油口應(yīng)設(shè)有液壓鎖，以防治液壓軟破裂時(shí)發(fā)生臂架墜落事故
[0021]結(jié)合圖3，后擺伸縮型支腿的支撐結(jié)構(gòu)由四條支腿，多個(gè)油缸組成。其中四條支腿、前后支腿展開油缸、前支腿伸縮油缸和支撐油缸構(gòu)成大型框架，將臂架的傾翻力矩，臂架系統(tǒng)的反作用力和整車的自重安全的由支腿傳入地面。支腿收攏時(shí)與底盤同寬，展開支撐時(shí)能保證足夠的支撐跨距。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)表面清洗機(jī)器人，它主要由運(yùn)輸平臺(tái)和安裝在其上的機(jī)器手組成，運(yùn)輸平臺(tái)選用標(biāo)準(zhǔn)汽車底盤，可以自主驅(qū)動(dòng):機(jī)器手由機(jī)器人手臂、液壓系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成；機(jī)器人手臂由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、第一臂架、第二臂架、第三臂架、第四臂架、第五臂架、清洗滾刷組成，第五臂架前后兩部分由腕關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)表面清洗機(jī)器人，其特征是:汽車底盤為載車、機(jī)器手作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動(dòng)式飛機(jī)表面清洗機(jī)器人，機(jī)器人擁有的冗余自由度，保證了機(jī)器人末端的清洗滾刷能到達(dá)機(jī)器人工作區(qū)間的任意點(diǎn)，并能夠自主、靈活的完成各種復(fù)雜軌跡的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同類型飛機(jī)表面的自動(dòng)清洗工作。
【文檔編號(hào)】B25J5/00GK103862451SQ201210525498
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月8日
【發(fā)明者】王瑛, 李忠喜 申請(qǐng)人:哈爾濱恒譽(yù)名翔科技有限公司