高铁自动化清洗工作站及其实施方法与流程

本发明涉及一种清洗机器人领域的打磨工作站，特别是一种采用电流环力反馈可以实现恒力清刷的高铁自动化清洗工作站及其实施方法。

背景技术：

随着高铁的飞速发展，越来越多的高铁线路被兴建和越来越多的高铁被投入使用。为了保持高铁的日常清洁和检修工作，高铁每运行4000公里就要清洗和检修一次。但由于高铁表面曲度不一，对自动清洗的要求较高，现有的清洗系统是先用简单的大型的自动清洗设备对车厢两侧进行清洗，然后再人工清洗表面复杂的车头部分；繁重的清洗任务和脏乱的工作环境给清洗工人带来了健康问题。本发明旨在提供一种高铁自动化清洗的工作站，柔性机器人允许高铁有一定范围的停靠误差，采用电流环原理输出恒定清洗力，并且能够自动适应高铁表面清洗，达到清洗干净的目的。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供是一种高铁自动化清洗工作站。通过对高铁停靠位置的设置和清洗机器人轨道的布置，完成了高铁清洗的完全自动化。该方案允许高铁有一定范围的停靠误差，采用电流环原理输出恒定清洗力，并且能够自动适应高铁表面清洗，达到清洗干净的同时又不损伤高铁表面的目的。

本发明是通过以下技术来实现的，本发明包括高铁轨道、停靠标志、高铁、清洗机器人轨道、清洗刷头、清洗机器人、水管、电机、清水箱、清洗剂箱、清洗机器人底座，高铁轨道铺设于地面，停靠标志安装于高铁轨道的一侧，高铁在高铁轨道上行驶，清洗机器人轨道铺设在高铁轨道的两侧，轨道平行且间距相等；清洗机器人底座在清洗机器人轨道上移动，清洗机器人、清水箱、清洗剂箱固定在清洗机器人底座上，水管分别与清水箱、清洗剂箱相连，电机安装于水管中部，清洗刷头安装在清洗机器人的末端，清洗刷头、清洗机器人、清水箱、清洗剂箱、清洗机器人底座作为一个整体在清洗机器人轨道上移动。

进一步地，在本发明中，电机安装于水管的中部，水管能够以电机为圆心上下转动，调节喷出液体的高度。

更进一步地，在本发明中，清洗机器人采用电流环原理，能够实时计算清洗刷头输出的清洗力，在清洗刷头的清洗力超过预设范围时，系统末端做出实时调节，使清洗刷头瞬时将清洗力恢复到预设的范围内，从而实现恒力清刷，即清洗刷头在垂直于待清刷表面方向上的力始终保持在预设范围内，在清刷干净的同时又不损伤高铁表面。

更进一步地，在本发明中，清洗机器人采用电流环原理，设定清洗机器人末端在特定轴上的输出力为柔性，当清洗表面由于轮廓变化导致末端承受的力超过清洗机器人的输出力的时候，清洗机器人末端能够随着轮廓的变化做出一定的避让，进而更好的适应高铁车身的表面。

更进一步地，在本发明中，清洗机器人、清水箱、清洗剂箱、清洗机器人底座相互之间配合工作，它们之间的速度与时间间隔可以调节。

本发明还提供了一种高铁自动化清洗工作站的实施方法，包括以下步骤:第一，清洗机器人的控制系统内部将高铁车头与车身分为很多个虚拟面，这些虚拟面的垂线方向为列车前进方向，且这些虚拟面与列车表面相交形成一圈圈的轮廓线；第二，当高铁沿着高铁轨道驶入清洗工作站，在停靠标志处停下时，停在两侧轨道上的清洗机器人接收到信号，清水箱先喷出清水湿润附近的高铁表面，清洗剂箱再喷出清洗剂到该处表面，然后清洗机器人开始按照预设轨迹，控制其末端的清洗刷头，沿着该处表面上的轮廓线来回移动，对该处表面进行清刷，待污渍被清刷之后，清水箱喷出清水将该处表面冲洗干净；第三，然后清洗机器人沿着清洗机器人轨道移动到下一个虚拟面所在的位置，重复上述操作，擦洗高铁表面，依次循环，最终完成整个高铁表面的自动清洗过程。

本发明的有益效果是：

第一，本发明清洗机器人采用电流环原理，系统能够做出实时调节，使清洗刷头的清洗力始终保持在预设范围内，从而实现恒力清刷，即清洗刷头在垂直于待清刷表面方向上的力始终保持在预设范围内，在清刷干净的同时又不损伤高铁表面。

第二，本发明清洗机器人采用电流环原理，设定机器人末端在特定轴上输出柔性力，对于车头曲度较大的曲面，清洗机器人末端能够做出一定范围的调整，贴合曲面走完预设轨迹，完成清刷工作。

第三，本发明通过对高铁4停靠位置的设置和清洗机器人轨道的布置，以及清洗机器人、清水箱、清洗剂箱、清洗机器人底座相互之间的配合工作设置，实现了高铁自动清洗过程的完全自动化。

附图说明

图1是本发明的整体系统示意图；

图2是本发明的清洗机器人示意图；

附图中的标号分别为：1、清洗机器人轨道，2、高铁轨道，3、停靠标志，4、高铁，5、清洗刷头，6、清洗机器人，7、水管，8、电机，9、清水箱，10、清洗剂箱，11、清洗机器人底座。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本发明的实施例如图1和图2所示，本发明包括清洗机器人轨道1、高铁轨道2、停靠标志3、高铁4、清洗刷头5、清洗机器人6、水管7、电机8、清水箱9、清洗剂箱10、清洗机器人底座11，高铁轨道2铺设于地面，停靠标志3安装于高铁轨道2的一侧，高铁4在高铁轨道2上行驶，清洗机器人轨道1铺设在高铁轨道2的两侧，轨道平行且间距相等；清洗机器人底座11在清洗机器人轨道1上移动，清洗机器人6、清水箱9、清洗剂箱10固定在清洗机器人底座9上，水管7分别与清水箱9、清洗剂箱10相连，电机8安装于水管7中部，清洗刷头5安装在清洗机器人6的末端，清洗刷头5、清洗机器人6、清水箱9、清洗剂箱10、清洗机器人底座11作为一个整体在清洗机器人轨道1上移动。

在本实施例中，本发明提供的一种高铁自动化清洗工作站的工作过程如下：

清洗机器人6的控制系统内部将高铁车头与车身分为很多个虚拟面，这些虚拟面的垂线方向为列车前进方向，且这些虚拟面与列车表面相交形成一圈圈的轮廓线；当高铁4沿着高铁轨道2驶入清洗工作站，在停靠标志3处停下时，停在两侧轨道上的清洗机器人6接收到信号，清水箱9先喷出清水湿润附近的高铁4表面，清洗剂箱10再喷出清洗剂到该处表面，然后清洗机器人6开始按照预设轨迹，控制其末端的清洗刷头5，沿着该处表面上的轮廓线来回移动，对该处表面进行清刷，待污渍被清刷之后，清水箱9喷出清水将该处表面冲洗干净；然后清洗机器人6沿着清洗机器人轨道1移动到下一个虚拟面所在的位置，重复上述操作，擦洗高铁4表面，依次循环，最终完成整个高铁表面的自动清洗过程。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

技术特征：

技术总结
一种属于清洗机器人领域的高铁自动化清洗工作站及其实施方法，包括清洗机器人轨道、高铁轨道、停靠标志、高铁、清洗刷头、清洗机器人、清水箱、清洗剂箱、清洗机器人底座。本发明通过对高铁停靠位置的设置和清洗机器人轨道的布置，以及清洗机器人、清水箱、清洗剂箱、清洗机器人底座相互之间的配合工作设置，实现了高铁自动清洗过程的完全自动化。同时，清洗机器人采用电流环原理，通过电流控制及设定其末端在特定轴上的输出力为柔性的，能够输出恒定清洗力和自动适应曲面，在将高铁表面清刷干净的同时又不造成损伤。

技术研发人员：孟祥敦;潘阳;桂凯;钱超;廖能超
受保护的技术使用者：佳奕筱安（上海）机器人科技有限公司
技术研发日：2019.03.28
技术公布日：2019.05.17