多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法
【專利摘要】一種多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法。裝置包括框架、縱向步進電機、水泵、兩條縱向齒輪導軌、多個清洗滾刷、伸縮架、兩根橫軸、多臺橫向步進電機、多臺推桿電機、電源控制箱、多個噴嘴、兩條橫向齒輪導軌、多臺直流電機、安裝桿、清潔劑箱、烘干裝置和主控系統(tǒng)。本發(fā)明效果：結(jié)構設計合理，能夠代替大量人力勞動，清洗速度快，運行噪聲小，清洗效果良好，工作效率高。能耗低，節(jié)省能源。便于安裝在其它動力裝置上，且可以在多自由度方向上移動?？梢栽谇斑M過程中自動搜索感知燈具位置及自動對正。在清洗過程中自帶燈具表面常見污染物的清洗劑，可根據(jù)不同污染物選擇不同清洗劑。在清洗燈具作業(yè)結(jié)束后可對燈具表面殘留液進行烘干。
【專利說明】
多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于機場燈具清洗技術領域，特別是涉及一種多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法。
【背景技術】
[0002]飛機在機場跑道運行中時，因飛機降落與嵌入式燈具摩擦留下的輪胎橡膠、飛機在機場滑行中灑落的航油及灰塵污垢等因素會造成機場跑道嵌入式燈具表面污染，使得燈光出射強度降低，從而對飛機的起飛及降落造成影響。因此，需要對機場跑道嵌入式燈具表面及時進行清洗。
[0003]我國機場嵌入式燈具的清洗工作基本上是在晚上機場停航后進行，而且主要由機場工作人員人工清洗，工作效率低且清洗效果不理想，直接影響了燈具的光強效果。為滿足飛機的助航燈光工作要求，大部分機場不得不提高嵌入式燈具的光強等級，從而造成了大量的資源浪費。因此，若能安全高效地對機場跑道嵌入式燈具進行清潔，對機場正常運行無疑具有重要實用價值。
[0004]若能發(fā)明一種機場嵌入式燈具自動清洗裝置，不僅可以提高清洗效率，節(jié)省大量能源，而且還可以保證飛機正常起飛和降落，降低機場經(jīng)濟損失。但當今國內(nèi)外均無相關成型的自動化清洗裝置，所以開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的嵌入式燈具自動清洗裝置具有廣闊的市場前景，將來會帶來更大的經(jīng)濟效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置包括框架、縱向步進電機、水栗、兩條縱向齒輪導軌、多個清洗滾刷、伸縮架、兩根橫軸、多臺橫向步進電機、多臺推桿電機、電源控制箱、多個噴嘴、兩條橫向齒輪導軌、多臺直流電機、安裝桿、清潔劑箱、烘干裝置和主控系統(tǒng);其中框架由四根側(cè)梁、兩根橫梁、四根立柱和四個滾輪組成；四根立柱分別垂直設置在角部，每根立柱的下端安裝有一個滾輪；四根側(cè)梁分成兩組設置在兩側(cè)，其中兩根側(cè)梁的兩端分別連接在位于同一側(cè)前后端的兩根立柱上下部;兩根橫梁的兩端分別連接在位于同一端的兩根立柱下部內(nèi)側(cè)面上;水栗安裝在位于前端的橫梁上;兩條縱向齒輪導軌分別以可前后移動的方式設置在兩根位于上部的側(cè)梁表面上;兩根橫軸的外端分別安裝有一個與兩條縱向齒輪導軌前部相嗤合的齒輪，另一端分別與縱向步進電機的兩個輸出軸相連接;兩條橫向齒輪導軌的兩端分別固定在兩條縱向齒輪導軌的中部和后部;伸縮架以能夠上下移動的方式沿橫向安裝在框架中部;橫向步進電機的輸出軸上安裝有一個與橫向齒輪導軌相嚙合的齒輪，多臺橫向步進電機分別安裝在兩條橫向齒輪導軌上，并且每臺橫向步進電機的殼體連接在一臺推桿電機的殼體頂部;推桿電機上的推桿朝下設置，并且推桿下端與一臺直流電機的殼體相連;直流電機的輸出軸朝下設置，其上安裝有一個清洗滾刷;每個清洗滾刷上方設有一個噴嘴，噴嘴通過管路與水栗的出水口相連，而水栗的進水口則通過管路與安裝在用于拖動本裝置的動力裝置上的清潔劑箱相接;烘干裝置安裝在清洗滾刷的外側(cè)；電源控制箱安裝在位于兩條橫向齒輪導軌之間的縱向齒輪導軌上，用于為本裝置的各用電部件供電；安裝桿的兩端分別連接在位于框架后端上部的兩根側(cè)梁內(nèi)側(cè)面上;主控系統(tǒng)包括:微處理器模塊、限位開關模塊、多個電磁傳感器、用戶界面、照明裝置、電機驅(qū)動模塊、烘干驅(qū)動器、水栗驅(qū)動器和攝像頭；其中:微處理器模塊分別與限位開關模塊、電磁傳感器、用戶界面、照明裝置、電機驅(qū)動模塊、烘干驅(qū)動器、水栗驅(qū)動器、攝像頭及伸縮架的升降控制機構相連接；
[0007]所述的烘干驅(qū)動器與烘干裝置電連接，水栗驅(qū)動器則與水栗的控制器電連接；
[0008]電機驅(qū)動模塊由多個電機驅(qū)動器組成，每個電機驅(qū)動器分別與一臺縱向步進電機、橫向步進電機、推桿電機或直流電機相連接；
[0009]限位開關模塊由多個限位開關組成，兩根位于上部的側(cè)梁的兩端分別安裝有一個限位開關;兩條橫向齒輪導軌的兩端也分別安裝有一個限位開關；
[0010]多個電磁傳感器相隔距離設置在伸縮架的底面上；
[0011 ]用戶界面由顯示器和操作鍵盤組成;攝像頭安裝在清洗滾刷一側(cè)；照明裝置設置在安裝桿上。
[0012]所述的多個電磁傳感器在伸縮架上等間距設置。
[0013]所述的橫向步進電機的數(shù)量為四臺，其中三臺安裝在位于縱向齒輪導軌后部的橫向齒輪導軌，一臺安裝在位于縱向齒輪導軌中部的橫向齒輪導軌。
[0014]所述的清潔劑箱內(nèi)部分成三層，分別用于盛放清洗輪胎橡膠、航油及灰塵污垢三種常見污染物的清洗劑，每層分別通過一根管路與一根總管相連，總管另一端連接到水栗5的進水口。
[0015]所述的主控系統(tǒng)中的微處理器模塊、電機驅(qū)動模塊、烘干驅(qū)動器和水栗驅(qū)動器設置在電源控制箱一側(cè)的主控制箱內(nèi)，用戶界面則由工作人員手持。
[0016]本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0017]I)開始運行時，主控系統(tǒng)進行自檢的SI階段;在此階段中，主控系統(tǒng)上的微處理器模塊將對框架上的各相關部件是否在初始位置進行檢測；
[0018]2)對自檢結(jié)果是否正常進行判斷的S2階段;如果判斷結(jié)果為“是”，進入S3階段;否則進入S17階段以進行異常處理，然后結(jié)束運行；
[0019]3)開始搜索燈具的S3階段;在此階段中，當框架在其他動力裝置的驅(qū)動下開始運動時利用電磁傳感器進行燈具搜索并傳送給微處理器模塊，然后進入S4階段；
[0020]4)對是否搜索到燈具進行判斷的S4階段；如果判斷結(jié)果為“是”，進入S5階段；否則，重新進入S3階段，繼續(xù)搜索燈具；
[0021]5)對步進電機發(fā)出運動指令的S5階段;當電磁傳感器搜索到燈具后通過微處理器模塊給縱向縱向步進電機、橫向步進電機發(fā)出指令，然后進入S6階段；
[0022]6)燈具對正的S6階段;在此階段中利用縱向步進電機的前后運動和橫向步進電機的左右運動將清洗滾刷移動到燈具的正上方位置，然后進入S7階段；
[0023]7)清洗滾刷伸向燈具表面的S7階段;在此階段中利用推桿電機將清洗滾刷送到燈具表面，為下一步清洗做好準備，然后進入S8階段；
[0024]8)判斷是否需要提供照明的S8階段;在此階段中對是否需要提供照明進行判斷，如果判斷結(jié)果為“是”，則需要工作人員通過用戶界面104打開照明裝置，之后進入S9階段；否則直接進入下一步S9階段；
[0025]9)進行圖像采集和識別污染物的S9階段:利用攝像頭采集燈具表面的圖像并傳送給微處理器模塊，然后在用戶界面的顯示器上進行顯示；
[0026]10)選擇清洗劑的SlO階段:工作人員根據(jù)上述圖像顯示的污染物種類在用戶界面的操作鍵盤上選擇相應的清洗劑；
[0027]11)清洗滾刷開始運轉(zhuǎn)的Sll階段:在此階段中利用直流電機帶動清洗滾刷轉(zhuǎn)動，然后進入S12階段；
[0028]12)水栗開始工作S12階段;利用水栗將清潔劑箱內(nèi)的相應清洗劑通過管路提供給噴嘴，并通過噴嘴將清洗劑向下噴灑在燈具表面，同時利用清洗滾刷進行清洗，然后進入S13階段；
[0029]13)清洗結(jié)束的S13階段;清洗結(jié)束后本裝置中上述各相關部件自動關閉，然后進入S14階段；
[0030]14)烘干處理的S14階段；利用烘干裝置對燈具表面殘留液體進行烘干處理，然后進入S15階段；
[0031]15)回到初始位置的S15階段;上述各電機回到初始位置，然后進入S16階段；
[0032]16)對是否退出進行判斷的S16階段;如果判斷是結(jié)果為“是”，則結(jié)束清洗過程，否則回到S3階段的入口處進行下一次清洗工作。
[0033]本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法的有益效果:
[0034]I)結(jié)構設計合理，能夠代替大量人力勞動，清洗速度快，運行噪聲小，清洗效果良好，工作效率高。
[00；35] 2)能耗低，節(jié)省能源。
[0036]3)便于安裝在其它動力裝置上，且可以在多自由度方向上移動。
[0037]4)可以在前進過程中自動搜索感知燈具位置及自動對正。
[0038]5)在清洗過程中自帶燈具表面常見污染物的清洗劑，可以根據(jù)不同污染物選擇不同的清洗劑。
[0039]6)在清洗燈具作業(yè)結(jié)束后可對燈具表面殘留液進行烘干，防止寒冬的情況下凍結(jié)，影響燈光強度。
[0040]7)清洗滾刷自由度多，能對多種嵌入式燈具進行全面的清洗。
【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置部分結(jié)構示意圖。
[0042]圖2為本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置中主控系統(tǒng)組成框圖；
[0043]圖3為本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法進行詳細說明。
[0045]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置包括框架、縱向步進電機2、水栗5、兩條縱向齒輪導軌6、多個清洗滾刷8、伸縮架9、兩根橫軸10、多臺橫向步進電機12、多臺推桿電機13、電源控制箱14、多個噴嘴15、兩條橫向齒輪導軌16、多臺直流電機17、安裝桿19、清潔劑箱、烘干裝置和主控系統(tǒng);其中框架由四根側(cè)梁1、兩根橫梁3、四根立柱7和四個滾輪18組成；四根立柱7分別垂直設置在角部，每根立柱7的下端安裝有一個滾輪18;四根側(cè)梁I分成兩組設置在兩側(cè)，其中兩根側(cè)梁I的兩端分別連接在位于同一側(cè)前后端的兩根立柱7上下部;兩根橫梁3的兩端分別連接在位于同一端的兩根立柱7下部內(nèi)側(cè)面上;水栗5安裝在位于前端的橫梁3上;兩條縱向齒輪導軌6分別以可前后移動的方式設置在兩根位于上部的側(cè)梁I表面上;兩根橫軸10的外端分別安裝有一個與兩條縱向齒輪導軌6前部相嗤合的齒輪，另一端分別與縱向步進電機2的兩個輸出軸相連接;兩條橫向齒輪導軌16的兩端分別固定在兩條縱向齒輪導軌6的中部和后部;伸縮架9以能夠上下移動的方式沿橫向安裝在框架中部;橫向步進電機12的輸出軸上安裝有一個與橫向齒輪導軌16相嚙合的齒輪，多臺橫向步進電機12分別安裝在兩條橫向齒輪導軌16上，并且每臺橫向步進電機12的殼體連接在一臺推桿電機13的殼體頂部;推桿電機13上的推桿朝下設置，并且推桿下端與一臺直流電機17的殼體相連;直流電機17的輸出軸朝下設置，其上安裝有一個清洗滾刷8;每個清洗滾刷8上方設有一個噴嘴15，噴嘴15通過管路與水栗5的出水口相連，而水栗5的進水口則通過管路與安裝在用于拖動本裝置的動力裝置上的清潔劑箱相接；烘干裝置安裝在清洗滾刷8的外側(cè)；電源控制箱14安裝在位于兩條橫向齒輪導軌16之間的縱向齒輪導軌6上，用于為本裝置的各用電部件供電；安裝桿19的兩端分別連接在位于框架后端上部的兩根側(cè)梁I內(nèi)側(cè)面上;主控系統(tǒng)包括:微處理器模塊101、限位開關模塊102、多個電磁傳感器103、用戶界面104、照明裝置105、電機驅(qū)動模塊106、烘干驅(qū)動器107、水栗驅(qū)動器108和攝像頭109;其中:微處理器模塊101分別與限位開關模塊102、電磁傳感器103、用戶界面104、照明裝置105、電機驅(qū)動模塊106、烘干驅(qū)動器107、水栗驅(qū)動器108、攝像頭109及伸縮架9的升降控制機構相連接；
[0046]所述的烘干驅(qū)動器107與烘干裝置電連接，水栗驅(qū)動器108則與水栗6的控制器電連接；
[0047 ]電機驅(qū)動模塊106由多個電機驅(qū)動器組成，每個電機驅(qū)動器分別與一臺縱向步進電機2、橫向步進電機12、推桿電機13或直流電機17相連接；
[0048]限位開關模塊102由多個限位開關組成，兩根位于上部的側(cè)梁I的兩端分別安裝有一個限位開關，當兩條縱向齒輪導軌6運動到側(cè)梁I某一端而觸碰到相應限位開關時，本裝置自動反向運行;兩條橫向齒輪導軌16的兩端也分別安裝有一個限位開關，當橫向步進電機12運動到某一側(cè)而觸碰到相應限位開關時，本裝置自動反向運行；
[0049]多個電磁傳感器103相隔距離設置在伸縮架9的底面上；
[0050]用戶界面104由顯示器和操作鍵盤組成;攝像頭109安裝在清洗滾刷8—側(cè)；照明裝置105設置在安裝桿19上。
[0051 ]所述的多個電磁傳感器103在伸縮架9上等間距設置。
[0052]所述的橫向步進電機12的數(shù)量為四臺，其中三臺安裝在位于縱向齒輪導軌6后部的橫向齒輪導軌16，一臺安裝在位于縱向齒輪導軌6中部的橫向齒輪導軌16。
[0053]所述的清潔劑箱內(nèi)部分成三層，分別用于盛放清洗輪胎橡膠、航油及灰塵污垢三種常見污染物的清洗劑，每層分別通過一根管路與一根總管相連，總管另一端連接到水栗5的進水口。
[0054]所述的主控系統(tǒng)中的微處理器模塊101、電機驅(qū)動模塊106、烘干驅(qū)動器107和水栗驅(qū)動器108設置在電源控制箱14一側(cè)的主控制箱11內(nèi)，用戶界面104則由工作人員手持。
[0055]現(xiàn)將本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置工作原理闡述如下:
[0056]當本清洗裝置在其他動力裝置的驅(qū)動下利用滾輪18在嵌入式燈具跑道上運行時。首先工作人員在用戶界面104的操作鍵盤上按下總啟動按鈕，在微處理器模塊101的控制下使伸縮架9下降至合理高度，然后利用電磁傳感器3自動進行燈具的搜索，當電磁傳感器3檢測到燈具后立即將檢測信號傳送給微處理器模塊101，在微處理器模塊101的控制下整個清洗裝置停止運動，然后通過相應電機驅(qū)動器使縱向步進電機2旋轉(zhuǎn)，利用縱向步進電機2帶動兩條縱向齒輪導軌6在側(cè)梁I上前后移動以調(diào)節(jié)兩條橫向齒輪導軌16的前后位置，并通過相應電機驅(qū)動器使橫向步進電機12旋轉(zhuǎn)，利用橫向步進電機12調(diào)節(jié)清洗滾刷8的橫向位置，之后利用通過相應電機驅(qū)動器使推桿電機13上的推桿向外伸出，以調(diào)節(jié)清洗滾刷8的上下位置，最后使清洗滾刷8恰好位于燈具表面的透光鏡上，與此同時，利用位于清洗滾刷8—側(cè)的攝像頭109采集燈具表面的圖像并傳送給微處理器模塊101，微處理器模塊101將上述圖像處理后傳送給用戶界面104上的顯示器并進行顯示，工作人員可通過顯示器上顯示的圖像分辨出污染物的種類是輪胎橡膠、航油還是灰塵污垢，然后在操作鍵盤上按下相應清洗劑種類選擇按鈕，這時水栗5將清潔劑箱內(nèi)的相應清洗劑通過管路提供給噴嘴15，并通過噴嘴15將清洗劑向下噴灑在燈具表面，同時通過相應電機驅(qū)動器使直流電機17旋轉(zhuǎn)，由此帶動清洗滾刷8轉(zhuǎn)動，并由清洗滾刷8利用清洗劑進行刷洗。另外，由于燈具清洗工作主要在晚上進行，所以在圖像采集前可打開照明裝置105，這樣便于工作人員在夜間能夠很好地識別燈具表面的污染物。若處于寒冷的冬季，由于氣溫低，清洗完燈具后，如果殘留在燈具表面的清洗劑或水不進行烘干，則會迅速凍結(jié)從而達不到清洗的效果，所以在完成燈具表面的清洗后，利用烘干裝置對燈具表面殘余的液體進行烘干處理，使燈具表面迅速變干，由此達到最佳的清洗效果。清洗過程結(jié)束后，將伸縮架9向上提升，這樣便于本裝置運行。
[0057]如圖3所示，本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置所采用的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0058]I)開始運行時，主控系統(tǒng)進行自檢的SI階段;在此階段中，主控系統(tǒng)上的微處理器模塊101將對框架上的各相關部件是否在初始位置進行檢測；
[0059]2)對自檢結(jié)果是否正常進行判斷的S2階段;如果判斷結(jié)果為“是”，進入S3階段;否則進入S17階段以進行異常處理，然后結(jié)束運行；
[0060]3)開始搜索燈具的S3階段;在此階段中，當框架在其他動力裝置的驅(qū)動下開始運動時利用電磁傳感器3進行燈具搜索并傳送給微處理器模塊101，然后進入S4階段；
[0061]4)對是否搜索到燈具進行判斷的S4階段；如果判斷結(jié)果為“是”，進入S5階段；否則，重新進入S3階段，繼續(xù)搜索燈具；
[0062]5)對步進電機發(fā)出運動指令的S5階段；當電磁傳感器3搜索到燈具后通過微處理器模塊101給縱向縱向步進電機2、橫向步進電機12發(fā)出指令，然后進入S6階段；
[0063]6)燈具對正的S6階段;在此階段中利用縱向步進電機2的前后運動和橫向步進電機12的左右運動將清洗滾刷8移動到燈具的正上方位置，然后進入S7階段；
[0064]7)清洗滾刷伸向燈具表面的S7階段;在此階段中利用推桿電機13將清洗滾刷8送到燈具表面，為下一步清洗做好準備，然后進入S8階段；
[0065]8)判斷是否需要提供照明的S8階段;在此階段中對是否需要提供照明進行判斷，如果判斷結(jié)果為“是”，則需要工作人員通過用戶界面104打開照明裝置105，之后進入S9階段;否則直接進入下一步S9階段；
[0066]9)進行圖像采集和識別污染物的S9階段:利用攝像頭109采集燈具表面的圖像并傳送給微處理器模塊101，然后在用戶界面104的顯示器上進行顯示；
[0067]10)選擇清洗劑的SlO階段:工作人員根據(jù)上述圖像顯示的污染物種類在用戶界面104的操作鍵盤上選擇相應的清洗劑；
[0068]11)清洗滾刷開始運轉(zhuǎn)的Sll階段:在此階段中利用直流電機17帶動清洗滾刷8轉(zhuǎn)動，然后進入S12階段；
[0069]12)水栗開始工作S12階段;利用水栗5將清潔劑箱內(nèi)的相應清洗劑通過管路提供給噴嘴15，并通過噴嘴15將清洗劑向下噴灑在燈具表面，同時利用清洗滾刷8進行清洗，然后進入S13階段；
[0070]13)清洗結(jié)束的S13階段;清洗結(jié)束后本裝置中上述各相關部件自動關閉，然后進入S14階段；
[0071]14)烘干處理的S14階段；利用烘干裝置對燈具表面殘留液體進行烘干處理，然后進入S15階段；
[0072]15)回到初始位置的S15階段;上述各電機回到初始位置，然后進入S16階段；
[0073]16)對是否退出進行判斷的S16階段;如果判斷是結(jié)果為“是”，則結(jié)束清洗過程，否則回到S3階段的入口處進行下一次清洗工作。
[0074]本發(fā)明提供的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置及控制方法，針對機場跑道嵌入式燈具表面附著的污染物影響飛機起飛及降落等問題，機場采用人工方式或者大型裝置進行清洗工作，為提高清洗效率設計的一種機場跑道嵌入式自動清洗裝置。該裝置能夠自動感知燈具，并進行搜索定位及對正，然后工作人員根據(jù)燈具表面污染物的不同類別選擇相應清洗劑，系統(tǒng)自動執(zhí)行滾刷清洗及噴水流程，完成后對燈具進行烘干處理。該裝置能快速高效的完成嵌入式燈具的清洗作業(yè)，滿足機場運行需求。
【主權項】
1.一種多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置，其特征在于:所述的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置包括框架、縱向步進電機(2)、水栗(5)、兩條縱向齒輪導軌(6)、多個清洗滾刷(8)、伸縮架(9)、兩根橫軸(10)、多臺橫向步進電機(12)、多臺推桿電機(13)、電源控制箱(14)、多個噴嘴(15)、兩條橫向齒輪導軌(16)、多臺直流電機(17)、安裝桿(19)、清潔劑箱、烘干裝置和主控系統(tǒng)；其中框架由四根側(cè)梁(I)、兩根橫梁(3)、四根立柱(7)和四個滾輪(18)組成；四根立柱(7)分別垂直設置在角部，每根立柱(7)的下端安裝有一個滾輪(18);四根側(cè)梁(I)分成兩組設置在兩側(cè)，其中兩根側(cè)梁(I)的兩端分別連接在位于同一側(cè)前后端的兩根立柱(7)上下部;兩根橫梁(3)的兩端分別連接在位于同一端的兩根立柱(7)下部內(nèi)側(cè)面上;水栗(5)安裝在位于前端的橫梁(3)上;兩條縱向齒輪導軌(6)分別以可前后移動的方式設置在兩根位于上部的側(cè)梁(I)表面上;兩根橫軸(10)的外端分別安裝有一個與兩條縱向齒輪導軌(6)前部相嚙合的齒輪，另一端分別與縱向步進電機(2)的兩個輸出軸相連接;兩條橫向齒輪導軌(16)的兩端分別固定在兩條縱向齒輪導軌(6)的中部和后部;伸縮架(9)以能夠上下移動的方式沿橫向安裝在框架中部;橫向步進電機(12)的輸出軸上安裝有一個與橫向齒輪導軌(16)相嚙合的齒輪，多臺橫向步進電機(12)分別安裝在兩條橫向齒輪導軌(16)上，并且每臺橫向步進電機(12)的殼體連接在一臺推桿電機(13)的殼體頂部;推桿電機(13)上的推桿朝下設置，并且推桿下端與一臺直流電機(17)的殼體相連；直流電機(17)的輸出軸朝下設置，其上安裝有一個清洗滾刷(8);每個清洗滾刷(8)上方設有一個噴嘴(15)，噴嘴(15)通過管路與水栗(5)的出水口相連，而水栗(5)的進水口則通過管路與安裝在用于拖動本裝置的動力裝置上的清潔劑箱相接;烘干裝置安裝在清洗滾刷(8)的外側(cè)；電源控制箱(14)安裝在位于兩條橫向齒輪導軌(16)之間的縱向齒輪導軌(6)上，用于為本裝置的各用電部件供電；安裝桿(19)的兩端分別連接在位于框架后端上部的兩根側(cè)梁(I)內(nèi)側(cè)面上;主控系統(tǒng)包括:微處理器模塊(101)、限位開關模塊(102)、多個電磁傳感器(103)、用戶界面(104)、照明裝置(105)、電機驅(qū)動模塊(106)、烘干驅(qū)動器(107)、水栗驅(qū)動器(108)和攝像頭(109);其中:微處理器模塊(101)分別與限位開關模塊(102)、電磁傳感器(103)、用戶界面(104)、照明裝置(105)、電機驅(qū)動模塊(106)、烘干驅(qū)動器(107)、水栗驅(qū)動器(108)、攝像頭(109)及伸縮架(9)的升降控制機構相連接； 所述的烘干驅(qū)動器(107)與烘干裝置電連接，水栗驅(qū)動器(108)則與水栗(6)的控制器電連接； 電機驅(qū)動模塊(106)由多個電機驅(qū)動器組成，每個電機驅(qū)動器分別與一臺縱向步進電機(2)、橫向步進電機(12)、推桿電機(13)或直流電機(17)相連接； 限位開關模塊(102)由多個限位開關組成，兩根位于上部的側(cè)梁(I)的兩端分別安裝有一個限位開關;兩條橫向齒輪導軌(16)的兩端也分別安裝有一個限位開關； 多個電磁傳感器(103)相隔距離設置在伸縮架(9)的底面上； 用戶界面(104)由顯示器和操作鍵盤組成;攝像頭(109)安裝在清洗滾刷(8)—側(cè)；照明裝置(105)設置在安裝桿(19)上。2.根據(jù)權利要求1所述的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置，其特征在于:所述的多個電磁傳感器(103)在伸縮架(9)上等間距設置。3.根據(jù)權利要求1所述的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置，其特征在于:所述的橫向步進電機(12)的數(shù)量為四臺，其中三臺安裝在位于縱向齒輪導軌(6)后部的橫向齒輪導軌(16)，一臺安裝在位于縱向齒輪導軌(6)中部的橫向齒輪導軌(16)。4.根據(jù)權利要求1所述的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置，其特征在于:所述的清潔劑箱內(nèi)部分成三層，分別用于盛放清洗輪胎橡膠、航油及灰塵污垢三種常見污染物的清洗劑，每層分別通過一根管路與一根總管相連，總管另一端連接到水栗(5)的進水□ O5.根據(jù)權利要求1所述的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置，其特征在于:所述的主控系統(tǒng)中的微處理器模塊(101)、電機驅(qū)動模塊(106)、烘干驅(qū)動器(107)和水栗驅(qū)動器(108)設置在電源控制箱(14)一側(cè)的主控制箱(11)內(nèi)，用戶界面(104)則由工作人員手持。6.一種如權利要求1所述的多自由度機場跑道嵌入式燈具自動清洗裝置的控制方法，其特征在于:所述的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟: 1)開始運行時，主控系統(tǒng)進行自檢的SI階段;在此階段中，主控系統(tǒng)上的微處理器模塊(101)將對框架上的各相關部件是否在初始位置進行檢測； 2)對自檢結(jié)果是否正常進行判斷的S2階段;如果判斷結(jié)果為“是”，進入S3階段;否則進入S17階段以進行異常處理，然后結(jié)束運行； 3)開始搜索燈具的S3階段;在此階段中，當框架在其他動力裝置的驅(qū)動下開始運動時利用電磁傳感器(3)進行燈具搜索并傳送給微處理器模塊(101)，然后進入S4階段； 4)對是否搜索到燈具進行判斷的S4階段;如果判斷結(jié)果為“是”，進入S5階段;否則，重新進入S3階段，繼續(xù)搜索燈具； 5)對步進電機發(fā)出運動指令的S5階段；當電磁傳感器(3)搜索到燈具后通過微處理器模塊(101)給縱向縱向步進電機(2)、橫向步進電機(12)發(fā)出指令，然后進入S6階段； 6)燈具對正的S6階段;在此階段中利用縱向步進電機(2)的前后運動和橫向步進電機(12)的左右運動將清洗滾刷(8)移動到燈具的正上方位置，然后進入S7階段； 7)清洗滾刷伸向燈具表面的S7階段;在此階段中利用推桿電機(13)將清洗滾刷(8)送到燈具表面，為下一步清洗做好準備，然后進入S8階段； 8)判斷是否需要提供照明的S8階段;在此階段中對是否需要提供照明進行判斷，如果判斷結(jié)果為“是”，則需要工作人員通過用戶界面(104)打開照明裝置(105)，之后進入S9階段;否則直接進入下一步S9階段； 9)進行圖像采集和識別污染物的S9階段:利用攝像頭(109)采集燈具表面的圖像并傳送給微處理器模塊(101)，然后在用戶界面(104)的顯示器上進行顯示； 10)選擇清洗劑的SlO階段:工作人員根據(jù)上述圖像顯示的污染物種類在用戶界面(104)的操作鍵盤上選擇相應的清洗劑； 11)清洗滾刷開始運轉(zhuǎn)的Sll階段:在此階段中利用直流電機(17)帶動清洗滾刷(8)轉(zhuǎn)動，然后進入S12階段； 12)水栗開始工作S12階段;利用水栗(5)將清潔劑箱內(nèi)的相應清洗劑通過管路提供給噴嘴(15)，并通過噴嘴(15)將清洗劑向下噴灑在燈具表面，同時利用清洗滾刷(8)進行清洗，然后進入S13階段； 13)清洗結(jié)束的S13階段;清洗結(jié)束后本裝置中上述各相關部件自動關閉，然后進入S14階段； 14)烘干處理的S14階段；利用烘干裝置對燈具表面殘留液體進行烘干處理，然后進入S15階段； 15)回到初始位置的S15階段;上述各電機回到初始位置，然后進入S16階段； 16)對是否退出進行判斷的S16階段;如果判斷是結(jié)果為“是”，則結(jié)束清洗過程，否則回到S3階段的入口處進行下一次清洗工作。
【文檔編號】B08B3/08GK105964577SQ201610309086
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】牛國臣, 高慶吉
【申請人】中國民航大學