一種航道燈自動清洗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種航道燈自動清洗系統(tǒng)，空氣壓縮機、儲氣罐、過濾器、空氣干燥器、排氣閥、清潔材料供給裝置、清潔材料噴射控制器和作業(yè)機器人依次連接；系統(tǒng)控制單元分別連接作業(yè)機器人、機器人控制器和清潔材料供給裝置；清潔材料噴射控制器和清潔材料槽安裝在清潔材料供給裝置上，航道燈清洗傳送帶位于作業(yè)機器人的下方；將噴嘴和數(shù)碼攝像機安裝在作業(yè)機器人的前端；在作業(yè)機器人的工作區(qū)域掛有防止清潔材料外溢的氣動伸縮罩。本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種航道燈自動清洗系統(tǒng)，不但能在較短時間內(nèi)清洗航道燈及其棱鏡玻璃面的清潔，而且在清潔過程中的噴射材料和揮發(fā)氣體不外漏，不會污染環(huán)境。
【專利說明】
一種航道燈自動清洗系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種航道燈自動清洗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機場內(nèi)的飛機引導道路、分離帶、起降跑道等處會在一定間距下設(shè)置航道燈。這些設(shè)備除被雨水、粉塵的污染以外，機場內(nèi)機動車輛的行駛、啟動和停止所產(chǎn)生的廢氣和輪胎磨損的碎肩也會附著在燈具上，另外，路面燈帶道路的劃線壓膠材料飛散燃燒等情況下產(chǎn)生的污染物也會導致路燈無法發(fā)揮原有機能。雨水、塵埃等附著在航道燈上的污染物容易清除，但輪胎的磨損碎肩和壓膠材料會伴隨航道燈反射鏡玻璃表面的熱量產(chǎn)生熔解粘結(jié)，呈小斑點狀吸附在航道燈或反射鏡玻璃表面，難以完全清除。
[0003]為了洗凈燃燒附著在這類物體表面的污染物，一般來說，考慮使用刮刀、砂紙等工具機械性去除，但人工使用刮刀刮削的作業(yè)來清洗容易產(chǎn)生機械性損失，這樣不僅效率低下，而且在有車行駛的道路上清洗路面燈也是十分危險，將作業(yè)區(qū)域的交通長時間封閉也會導致交通堵塞的問題。這時可采用軟性噴射系統(tǒng)進行清理，根據(jù)對象物和目的，可使用環(huán)保的弱堿性清潔劑和干冰。環(huán)保的弱堿性清潔劑即使在噴射時擴散，也對人體無害。干冰可從大氣中二氧化碳進行純化利用，并且不可燃，在常溫下升華為二氧化碳，對人體無害。
[0004]因此，本發(fā)明人對此做進一步研究，希望能開發(fā)出通過噴射柔性清潔材料在較短時間內(nèi)清洗航道燈及其棱鏡玻璃面的清潔系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種航道燈自動清洗系統(tǒng)，不但能在較短時間內(nèi)清洗航道燈及其棱鏡玻璃面的清潔，而且在清潔過程中的噴射材料和揮發(fā)氣體不外漏，不會污染環(huán)境。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種航道燈自動清洗系統(tǒng)，包括空氣壓縮機，儲氣罐、過濾器、空氣干燥器、排氣閥、清潔材料噴射控制器、清潔材料供給控制器、裝有干冰或環(huán)保弱堿性清潔劑的清潔材料槽、清潔材料供給裝置、作業(yè)機器人、機器人控制器、氣動伸縮罩、航道燈清洗傳送帶、系統(tǒng)控制單元、噴嘴和數(shù)碼攝像機；
[0008]空氣壓縮機、儲氣罐、過濾器、空氣干燥器、排氣閥、清潔材料供給裝置、清潔材料噴射控制器和作業(yè)機器人依次連接;系統(tǒng)控制單元分別連接作業(yè)機器人、機器人控制器和清潔材料供給裝置；
[0009]清潔材料噴射控制器和清潔材料槽安裝在清潔材料供給裝置上，航道燈清洗傳送帶位于作業(yè)機器人的下方;將噴嘴和數(shù)碼攝像機安裝在作業(yè)機器人的前端；
[0010]在作業(yè)機器人的工作區(qū)域掛有防止清潔材料外溢的氣動伸縮罩。
[0011]進一步，在作業(yè)機器人的工作區(qū)域上方安裝進入數(shù)碼攝像機。
[0012]進一步，數(shù)碼攝像機配置有光度傳感器。
[0013]采用上述方案后，由于本實用新型設(shè)備有清洗材料噴射裝置和多關(guān)節(jié)作業(yè)用機器人(其前端裝備有噴嘴和數(shù)碼攝像機)，航道燈清洗傳送帶將航道燈傳送到預定位置，以上述數(shù)碼攝相機拍攝到的清洗對象的畫面為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)控制單元對距離信息的處理辨別尺寸，將畫面中清洗對象的形狀與存儲的形狀對照，辨認圖像，據(jù)此來探索清洗對象的位置信息。然后用上述多關(guān)節(jié)作業(yè)用機器人機械臂前端的噴嘴向清洗對象噴射清洗材料，清洗完成后將清潔對象的亮度和反射亮度與數(shù)碼攝像機之前拍攝的圖像對比，測定清潔程度，進行自動清洗。同時，在多關(guān)節(jié)作業(yè)用機器人的機械臂工作區(qū)域，掛有防止清潔材料外溢的氣動伸縮罩，使清潔過程中的噴射材料和揮發(fā)氣體不外漏。完成清潔動作后，用新鮮空氣置換氣動伸縮罩波紋管中的二氧化碳含量較高的氣體，然后收回氣動伸縮罩;而且使用環(huán)保的弱堿性清潔劑，清潔劑從噴頭處散射出去時不會產(chǎn)生污染，不需要加特殊防護。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]標號說明
[0016]空氣壓縮機I儲氣罐2過濾器3空氣干燥器4排氣閥5
[0017]清潔材料噴射控制器6清潔材料供給控制器7清潔材料槽8
[0018]清潔材料供給裝置9作業(yè)機器人10機器人控制器11
[0019]氣動伸縮罩12航道燈清洗傳送帶13清潔對象14
[0020]通過傳感器15前方監(jiān)視數(shù)碼攝像機16進入數(shù)碼攝像機17
[0021]機座18機械手19托架20
[0022]高壓膠管21噴嘴22數(shù)碼攝像機23
[0023]距離傳感器24系統(tǒng)控制單元25顯示器26
[0024]按鈕27。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳述。本實用新型所揭示的是一種航道燈自動清洗系統(tǒng)，如圖1所示，為本實用新型的較佳實施例，包括空氣壓縮機I，儲氣罐2、過濾器3、空氣干燥器4、排氣閥5、清潔材料噴射控制器6、清潔材料供給控制器7、裝有干冰或環(huán)保弱堿性清潔劑的清潔材料槽8、清潔材料供給裝置9、作業(yè)機器人10、機器人控制器11、氣動伸縮罩12、航道燈清洗傳送帶13、系統(tǒng)控制單元25、噴嘴22和數(shù)碼攝像機23。
[0026]空氣壓縮機1、儲氣罐2、過濾器3、空氣干燥器4、排氣閥5、清潔材料供給裝置9、清潔材料噴射控制器6和作業(yè)機器人10依次連接;系統(tǒng)控制單元25分別連接作業(yè)機器人10、機器人控制器11和清潔材料供給裝置9。
[0027]清潔材料噴射控制器7和清潔材料槽8安裝在清潔材料供給裝置9上，航道燈清洗傳送帶13位于作業(yè)機器人10的下方;將噴嘴22和數(shù)碼攝像機23安裝在作業(yè)機器人10的前端;在作業(yè)機器人10的工作區(qū)域掛有防止清潔材料外溢的氣動伸縮罩12。氣動伸縮罩12采用波紋管疊加而成，通過控制波紋管內(nèi)部氣體的壓力真空度，實現(xiàn)罩體的伸縮動作。
[0028]如圖1所示，在本實施例中，作業(yè)機器人10是傾斜安裝在機座18上的多關(guān)節(jié)機器人，作業(yè)機器人10的機械手19上設(shè)置有托架20，托架20上安裝著從清潔材料噴射控制器6的輸出端引出，通過高壓膠管21聯(lián)接著噴嘴22，監(jiān)測清潔對象14(航道燈及其棱鏡玻璃面)的數(shù)碼攝像機23和距離傳感器24也安裝在托架20上。另外作業(yè)機器人10的工作區(qū)域(即其清洗空間)的上方裝有進入數(shù)碼攝像機17來確認機械手19的停止位置。
[0029]儲氣罐2和過濾器3之間的管道上配置有減壓閥和壓力傳感器(圖中未畫出)，儲氣罐2上設(shè)有的溫濕度傳感器和壓力傳感器(圖中未畫出)。
[0030]在非清洗時，作業(yè)機器人10收回在啟動位置，氣動伸縮罩12收起。在要清理作業(yè)時，航道燈清洗傳送帶13將清潔對象14傳送到預定位置，氣動伸縮罩12放下，然后作業(yè)機器人10根據(jù)系統(tǒng)控制單元25的指示從啟動位置伸出，控制噴頭22接近清洗目標，以上述數(shù)碼攝像機23拍攝到的清潔對象畫面為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)控制單元25對距離信息的處理辨別尺寸，將畫面中清洗對象的形狀與存儲的形狀對照，辨認圖像，據(jù)此來探索清洗對象的位置信息。然后用上述多關(guān)節(jié)作業(yè)用機器人10機械手19前端的噴嘴22向清洗對象14噴射清洗材料，清洗完成后將清潔對象14的亮度和反射亮度與數(shù)碼攝像機23之前拍攝的圖像對比，測定清潔程度，進行自動清洗，直到清洗完成。清潔完后，作業(yè)機器人10收回在啟動位置，用新鮮空氣置換氣動伸縮罩12波紋管中二氧化碳含量較高的氣體，然后縮回氣動伸縮罩12。
[0031]系統(tǒng)控制單元25還包括通過傳感器15，前方監(jiān)視數(shù)碼攝像機16，顯示器26用于捕捉清潔對象，自動確認監(jiān)視以及監(jiān)視自動清洗。系統(tǒng)控制單元25除了顯示監(jiān)視清潔對象的畫面之外，還裝備有清洗開始，停止的按鈕27。
[0032]清潔材料槽8裝有干冰或環(huán)保弱堿性清潔劑，干冰作為主要的清潔材料使用，也可根據(jù)清潔對象，使用環(huán)保的專用清潔粉。但由于環(huán)保的專用清潔粉容易吸濕，所以雖然用粉體供給裝置向噴頭連續(xù)定量地供給粉末，粉末還是經(jīng)常吸濕后凝結(jié)成塊，這會導致噴射過程中噴頭22處堆積故障。
[0033]使用本實用新型時，將清潔對象14放到航道燈清洗傳送帶13上，在系統(tǒng)控制單元25上，顯示器26的畫面顯示的是前方監(jiān)視攝像機16捕捉到的對象物，一邊進行標記航道燈清洗傳送帶13，一邊向前運動，捕捉清洗對象(航道燈及其棱鏡玻璃面)14到達預定位置時停止。然后操作員按下啟動按鈕27，通過系統(tǒng)控制單元25發(fā)出信號至機器人控制器11，機器人控制器11指示機械手19停在預定位置，同時，放下氣動伸縮罩12以減少清理過程中二氧化碳氣體的擴散及清理下來污染物的飛濺。用數(shù)碼攝像機23確認清洗對象的尺寸，形狀，檢測出位置，而且，通過系統(tǒng)控制單元25操作機械手19，控制噴頭22接近清洗對象(航道燈及其棱鏡玻璃面)14(約1cm)，然后噴射清潔材料清洗清潔對象14的玻璃面。也就是說，能在三次元空間自由移動的多關(guān)節(jié)機械臂前端裝有噴嘴22，距離傳感器24和數(shù)碼攝像機23(CCD相機)，通過距離傳感器24—邊測量在X-Y軸上的與作業(yè)對象的距離，一邊通過自動識別系統(tǒng)搜索作業(yè)目標的位置，尺寸，形狀，識別作業(yè)對象的種類并設(shè)定，然后在Z軸方向保持預定距離，并控制機械手19讓噴嘴22接近目標，噴嘴22噴射清潔材料清洗清洗對象(航道燈及其棱鏡玻璃面)14。然后通過清洗對象(航道燈及其棱鏡玻璃面)的亮度來判定清洗程度，清洗是否完成。在此期間，只要按下啟動按鈕27就能自動操作，可在短時間內(nèi)依次移動清洗大量航道燈14。清洗完成后，作業(yè)機器人10回到啟動位置，氣動伸縮罩12收起。通過以上方式，對附著在燈具上的異物的清洗和去除效果進行了實驗，結(jié)果顯示，清潔材料顆粒的直徑大小，噴射材料和空氣的混合比例，噴霧壓力都會對清除效果有較大影響，另外，空氣壓縮機對噴射材料的混合，在一定的壓力下，對清潔對象14的表面噴射清洗劑清洗，從清潔對象14放上航道燈清洗傳送帶13開始到清洗結(jié)束的時間為55到62秒。對清潔對象14不造成損傷，環(huán)境負荷也不高，又由于噴射壓力較低，節(jié)能性好，能安全，簡便地清洗清潔對象14。
[0034]數(shù)碼攝像機23配置有光度傳感器，可以直接測定光度。將測定的光度和辨識的清潔對象14與存儲中的光度數(shù)據(jù)對照，判定清洗后的洗凈程度。另外，存儲每次清洗結(jié)束時或者無需清洗時測定出的光度值，該數(shù)據(jù)可用于機場設(shè)備的管理。過去在機場，航道燈人工清潔后需另外定期對航道燈進行光度測定。現(xiàn)在該清洗系統(tǒng)可以進行光度測定并存儲，不再需要單獨進行光度測。
[0035]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故但凡依本實用新型的權(quán)利要求和說明書所做的變化或修飾，皆應(yīng)屬于本實用新型專利涵蓋的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種航道燈自動清洗系統(tǒng)，其特征在于:包括空氣壓縮機，儲氣罐、過濾器、空氣干燥器、排氣閥、清潔材料噴射控制器、清潔材料供給控制器、裝有干冰或環(huán)保弱堿性清潔劑的清潔材料槽、清潔材料供給裝置、作業(yè)機器人、機器人控制器、氣動伸縮罩、航道燈清洗傳送帶、系統(tǒng)控制單元、噴嘴和數(shù)碼攝像機； 空氣壓縮機、儲氣罐、過濾器、空氣干燥器、排氣閥、清潔材料供給裝置、清潔材料噴射控制器和作業(yè)機器人依次連接;系統(tǒng)控制單元分別連接作業(yè)機器人、機器人控制器和清潔材料供給裝置； 清潔材料噴射控制器和清潔材料槽安裝在清潔材料供給裝置上，航道燈清洗傳送帶位于作業(yè)機器人的下方;將噴嘴和數(shù)碼攝像機安裝在作業(yè)機器人的前端； 在作業(yè)機器人的工作區(qū)域掛有防止清潔材料外溢的氣動伸縮罩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航道燈自動清洗系統(tǒng)，其特征在于:在作業(yè)機器人的工作區(qū)域上方安裝進入數(shù)碼攝像機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航道燈自動清洗系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)碼攝像機配置有光度傳感器。
【文檔編號】B08B5/02GK205413751SQ201620272668
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】葛曉宏, 葉瑋嶸, 黃健祥, 任劍鋒, 韓勇
【申請人】廈門理工學院