一种机场跑道自动除胶系统的制作方法
【专利摘要】一种机场跑道自动除胶系统。其包括工作平台、两个风扇、两台第一直流电机、控制模块、通信模块、备用电池、第二直流电机、四个转向轴支撑件、两台第三直流电机、两个主动轮支柱、两个主动轮、两个转向轮、转向轮支柱、电阻丝加热板、电阻丝加热板固定件、导轨、两个丝杠支撑件、伺服电机、丝杠、四个激光头、激光头安装平台、第一、第二高分辨率摄像头。本发明优点：可大幅度提高检测和除胶效率，同时避免环境和人为原因所导致的误检或漏检，可降低机场工作人员的劳动强度，提高国内机场的保障效率；本系统可由工作人员遥控或自动工作，具有很好的灵活性，采用高温气流和激光共同进行跑道除胶工作，显著提高了清除效果，提升飞行安全水平。
【专利说明】
一种机场跑道自动除胶系统
技术领域
[0001]本发明属于民航机场跑道保障技术领域，特别是涉及一种机场跑道自动除胶系统。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的快速发展，我国的航空运输市场也成倍增长。机场航班次数的增多所带来的频繁起降使得机场跑道附着的黑色胶层日益增厚，从而导致飞机轮胎与跑道之间的摩擦系数不断降低，结果严重影响着飞行安全。因此，国内外机场都面临着日益繁重的除胶任务。
[0003]目前，国内外飞机跑道除胶工作大多依靠工作人员在飞机跑道上找到胶层，再采用高压水冲洗、机械刷打磨、化学药剂清洗等方法将其清除。这种完全依赖人眼视觉识别除胶位置，而后通过一系列手工工序才能完成跑道除胶的方式，很容易受到环境和人为因素的影响，从而严重影响了机场跑道除胶的效率。
[0004]随着工业自动化技术的迅速发展，中国航空工业逐渐进入“4.0时代” ο在机械制造、航空航天、机场保障等多个领域，自动化新技术已成为国内公认的提升中国航空工业竞争力的主要动力和手段。采用机场跑道自动除胶系统，引入激光和热空气流等先进除胶方法，可大大提高除胶效率和质量，同时避免环境和人为原因所导致的误检或漏检，可降低机场工作人员的劳动强度，提高国内机场的保障效率，保证飞行安全。但目前尚缺少专用的设备。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种机场跑道自动除胶系统。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供的机场跑道自动除胶系统包括:工作平台、两个风扇、两台第一直流电机、控制模块、通信模块、备用电池、第二直流电机、四个转向轴支撑件、两台第三直流电机、两个主动轮支柱、两个主动轮、两个转向轮、转向轮支柱、电阻丝加热板、电阻丝加热板固定件、导轨、两个丝杠支撑件、伺服电机、丝杠、四个激光头、激光头安装平台、第一高分辨率摄像头、第二高分辨率摄像头;其中工作平台呈矩形，水平设置，中间预留有镂空区域;两台第一直流电机对称安装在镂空区域表面中部，并且输出轴向上设置;两个风扇分别安装在两台第一直流电机的输出轴上;第二直流电机通过四个转向轴支撑件安装在工作平台的一端表面中部，其输出轴向下贯穿工作平台后与转向轮支柱的上端相连接，因此能够驱动转向轮支柱旋转;两个转向轮分别以可转动的方式安装在转向轮支柱的下部两侧;两个主动轮支柱的上端分别固定在工作平台的另一端底面两侧部位;两个主动轮分别安装在两个主动轮支柱的外侧;两台第三直流电机分别安装在两个主动轮支柱的内侦U，每台第三直流电机的输出轴贯穿一个主动轮支柱下部后固定在一个主动轮的中心孔内，因此能够驱动主动轮旋转；电阻丝加热板由两个电阻丝加热板固定件安装在工作平台上镂空区域下方;两条导轨沿工作平台横向平行设置在位于镂空区域一侧的工作平台底面上;两个丝杠支撑件间隔安装在位于导轨一侧的工作平台底面上;丝杠的两端分别贯穿设置在两个丝杠支撑件上;伺服电机安装在工作平台的底面边缘，并且输出轴与丝杠的一端相连接;激光头安装平台的上端以可移动的方式同时安装在丝杠和导轨上，因此能够在丝杠的驱动下沿导轨进行直线往复移动；四个激光头安装在激光头安装平台的底面上;第一高分辨率摄像头和第二高分辨率摄像头分别安装在工作平台的底面两端中部;通信模块、备用电池和控制模块均安装在工作平台的表面，并且控制模块分别与通信模块、备用电池、第一直流电机、第二直流电机、第三直流电机、电阻丝加热板、伺服电机、激光头、第一高分辨率摄像头、第二高分辨率摄像头电连接。
[0007]所述的机场跑道自动除胶系统还包括一个上防护组件，上防护组件为格栅式防护罩，安装在工作平台上镂空区域上方的风扇外部。
[0008]所述的机场跑道自动除胶系统还包括一个下导风组件，下导风组件为喇叭状防护罩，安装在工作平台上镂空区域下方的电阻丝加热板外部。
[0009]所述的电阻丝加热板采用江苏泰州凯瑞电热厂生产的200-100-20型电阻丝加热板。
[0010]所述的激光头采用东莞市鑫银泰激光设备有限公司生产的GTPC-50型激光头。
[0011]所述的第一高分辨率摄像头、第二高分辨率摄像头采用罗技公司生产的Mariner摄像头组件。
[0012]本发明提供的机场跑道自动除胶系统，可大幅度提高检测和除胶效率，同时避免环境和人为原因所导致的误检或漏检，可降低机场工作人员的劳动强度，提高国内机场的保障效率;本系统可由工作人员遥控或自动工作，具有很好的灵活性，采用高温气流和激光共同进行跑道除胶工作，显著提高了清除效果，提升飞行安全水平。
【附图说明】
[0013]图1为本发明提供的机场跑道自动除胶系统部分结构立体图。
[0014]图2为本发明提供的机场跑道自动除胶系统部分结构轴侧视图。
[0015]图3为本发明提供的机场跑道自动除胶系统安装附属部件后结构示意图。
[0016]图4为本发明提供的机场跑道自动除胶系统中上防护组件结构示意图。
[0017]图5为本发明提供的机场跑道自动除胶系统中下导风组件结构示意图。
[0018]图6为本发明提供的机场跑道自动除胶系统中工作平台结构示意图。
[0019]图7为本发明提供的机场跑道自动除胶系统使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的机场跑道自动除胶系统进行详细说明。
[0021]如图1-图7所示，本发明提供的机场跑道自动除胶系统包括:工作平台1、两个风扇
2、两台第一直流电机3、控制模块4、通信模块5、备用电池6、第二直流电机7、四个转向轴支撑件8、两台第三直流电机9、两个主动轮支柱10、两个主动轮11、两个转向轮20、转向轮支柱
12、电阻丝加热板13、电阻丝加热板固定件14、导轨15、两个丝杠支撑件16、伺服电机17、丝杠18、四个激光头19、激光头安装平台21、第一高分辨率摄像头22、第二高分辨率摄像头23;其中工作平台I呈矩形，水平设置，中间预留有镂空区域;两台第一直流电机3对称安装在镂空区域表面中部，并且输出轴向上设置;两个风扇2分别安装在两台第一直流电机3的输出轴上;第二直流电机7通过四个转向轴支撑件8安装在工作平台I的一端表面中部，其输出轴向下贯穿工作平台I后与转向轮支柱12的上端相连接，因此能够驱动转向轮支柱12旋转;两个转向轮20分别以可转动的方式安装在转向轮支柱12的下部两侧;两个主动轮支柱10的上端分别固定在工作平台I的另一端底面两侧部位;两个主动轮11分别安装在两个主动轮支柱10的外侧;两台第三直流电机9分别安装在两个主动轮支柱10的内侧，每台第三直流电机9的输出轴贯穿一个主动轮支柱10下部后固定在一个主动轮11的中心孔内，因此能够驱动主动轮11旋转；电阻丝加热板13由两个电阻丝加热板固定件14安装在工作平台I上镂空区域下方;两条导轨15沿工作平台I横向平行设置在位于镂空区域一侧的工作平台I底面上；两个丝杠支撑件16间隔安装在位于导轨15—侧的工作平台I底面上;丝杠18的两端分别贯穿设置在两个丝杠支撑件16上;伺服电机17安装在工作平台I的底面边缘，并且输出轴与丝杠18的一端相连接;激光头安装平台21的上端以可移动的方式同时安装在丝杠18和导轨15上，因此能够在丝杠18的驱动下沿导轨15进行直线往复移动；四个激光头19安装在激光头安装平台21的底面上;第一高分辨率摄像头22和第二高分辨率摄像头23分别安装在工作平台I的底面两端中部;通信模块5、备用电池6和控制模块4均安装在工作平台I的表面，并且控制模块4分别与通信模块5、备用电池6、第一直流电机3、第二直流电机7、第三直流电机9、电阻丝加热板13、伺服电机17、激光头19、第一高分辨率摄像头22、第二高分辨率摄像头23电连接。
[0022]所述的机场跑道自动除胶系统还包括一个上防护组件24，上防护组件24为格栅式防护罩，安装在工作平台I上镂空区域上方的风扇2外部。
[0023]所述的机场跑道自动除胶系统还包括一个下导风组件25，下导风组件25为喇叭状防护罩，安装在工作平台I上镂空区域下方的电阻丝加热板13外部。设置上防护组件24和下导风组件25的目的是便于本系统在风力较大或高寒地区的机场使用，以保证机场跑道的除胶效果。
[0024]所述的电阻丝加热板13采用江苏泰州凯瑞电热厂生产的200-100-20型电阻丝加热板。
[0025]所述的激光头19采用东莞市鑫银泰激光设备有限公司生产的GTPC-50型激光头。
[0026]所述的第一高分辨率摄像头22、第二高分辨率摄像头23采用罗技公司生产的Mariner摄像头组件。
[0027]现将本发明提供的机场跑道自动除胶系统使用方法阐述如下:
[0028]首先，由机场工作人员将机场跑道自动除胶系统(以下简称系统)放置在机场跑道表面，然后直接启动或利用通信模块5手动遥控启动控制装置4，并由控制装置4完成系统自检；
[0029]第二，在控制装置4的控制下启动第三直流电机9，由此驱动两个主动轮11转动，以使本系统向前移动，同时利用第二直流电机7驱动转向轮支柱12，由此来改变系统的运动方向；同时预先启动电阻丝加热板13;
[0030]第三，通过位于工作平台I运动方向前方的第一高分辨率摄像头22或第二高分辨率摄像头23实时采集其下方的机场跑道表面图像，然后传送给控制装置4，之后由控制装置4对上述图像进行分析，当发现存在黑色胶层时，确定该黑色胶层所在的区域为待除胶区域；
[0031]第四，待工作平台I上的电阻丝加热板13到达待除胶区域后，系统停止移动；当电阻丝加热板13的温度达到200-250°C时，启动两台第一直流电机3，由两台第一直流电机3分别驱动两个风扇2转动，使由电阻丝加热板13加热而产生的高温气流直接吹向待除胶区域，由此将黑色胶层融化，而后由工作人员除去；
[0032]第五，当大部分黑色胶层除去后，两台第一直流电机3和电阻丝加热板13停止工作；
[0033]第六，在控制装置4的控制下启动第三直流电机9，由此驱动两个主动轮11转动，以使本系统向前移动;直到激光头安装平台21对准待除胶区域，系统停止移动；
[0034]第七，启动四个激光头19，等待2-3秒，直到激光头19发出的激光束稳定;然后启动伺服电机17以驱动丝杠18转动，进而带动激光头安装平台21沿导轨15进行直线往返移动，利用激光头19发出的激光束将剩下的黑色胶痕融化，而后由工作人员除去；
[0035]第八，在控制装置4的控制下启动第三直流电机9，由此驱动两个主动轮11转动，以使本系统向前移动;然后通过位于工作平台I运动方向后方的第二高分辨率摄像头23或第一高分辨率摄像头22实时采集其下方的机场跑道表面图像，然后传送给控制装置4，之后由控制装置4对上述图像进行分析，以判断待除胶区域中黑色胶痕是否完全除净；当确定除胶完成后，关闭激光头19，使激光头安装平台21回到初始位置，伺服电机17停止工作；
[0036]第九，重复上述步骤一至步骤八，以利用本系统对下一个待除胶区域进行作业。另夕卜，当本系统距离电源较远时，可利用备用电池6作为本系统的电源，可独立工作一段时间。
[0037]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于【具体实施方式】中所述的实施例。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进或替换。尤其是，只要不存在结构上的冲突，各实施例中的特征均可相互结合起来，或由本领域技术人员根据本发明的技术方案及其他相似的此原理得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种机场跑道自动除胶系统，其特征在于:所述的机场跑道自动除胶系统包括:工作平台(I)、两个风扇(2)、两台第一直流电机(3)、控制模块(4)、通信模块(5)、备用电池(6)、第二直流电机(7)、四个转向轴支撑件(8)、两台第三直流电机(9)、两个主动轮支柱(10)、两个主动轮(11)、两个转向轮(20)、转向轮支柱(12)、电阻丝加热板(13)、电阻丝加热板固定件(14)、导轨(15)、两个丝杠支撑件(16)、伺服电机(17)、丝杠(18)、四个激光头(19)、激光头安装平台(21)、第一高分辨率摄像头(22)、第二高分辨率摄像头(23);其中工作平台(I)呈矩形，水平设置，中间预留有镂空区域;两台第一直流电机(3)对称安装在镂空区域表面中部，并且输出轴向上设置;两个风扇(2)分别安装在两台第一直流电机(3)的输出轴上;第二直流电机(7)通过四个转向轴支撑件(8)安装在工作平台(I)的一端表面中部，其输出轴向下贯穿工作平台(I)后与转向轮支柱(12)的上端相连接，因此能够驱动转向轮支柱(12)旋转;两个转向轮(20)分别以可转动的方式安装在转向轮支柱(12)的下部两侧;两个主动轮支柱(10)的上端分别固定在工作平台(I)的另一端底面两侧部位;两个主动轮(11)分别安装在两个主动轮支柱(10)的外侧；两台第三直流电机(9)分别安装在两个主动轮支柱(10)的内侧，每台第三直流电机(9)的输出轴贯穿一个主动轮支柱(10)下部后固定在一个主动轮(11)的中心孔内，因此能够驱动主动轮(11)旋转；电阻丝加热板(13)由两个电阻丝加热板固定件(14)安装在工作平台(I)上镂空区域下方;两条导轨(15)沿工作平台(I)横向平行设置在位于镂空区域一侧的工作平台(I)底面上;两个丝杠支撑件(16)间隔安装在位于导轨(15) —侧的工作平台(I)底面上;丝杠(18)的两端分别贯穿设置在两个丝杠支撑件(16)上;伺服电机(17)安装在工作平台(I)的底面边缘，并且输出轴与丝杠(18)的一端相连接;激光头安装平台(21)的上端以可移动的方式同时安装在丝杠(18)和导轨(15)上，因此能够在丝杠(18)的驱动下沿导轨(15)进行直线往复移动；四个激光头(19)安装在激光头安装平台(21)的底面上;第一高分辨率摄像头(22)和第二高分辨率摄像头(23)分别安装在工作平台(I)的底面两端中部;通信模块(5)、备用电池(6)和控制模块(4)均安装在工作平台(I)的表面，并且控制模块(4)分别与通信模块(5)、备用电池(6)、第一直流电机(3)、第二直流电机(7)、第三直流电机(9)、电阻丝加热板(13)、伺服电机(17)、激光头(19)、第一高分辨率摄像头(22)、第二高分辨率摄像头(23)电连接。2.根据权利要求1所述的机场跑道自动除胶系统，其特征在于:所述的机场跑道自动除胶系统还包括一个上防护组件(24)，上防护组件(24)为格栅式防护罩，安装在工作平台(I)上镂空区域上方的风扇(2)外部。3.根据权利要求1所述的机场跑道自动除胶系统，其特征在于:所述的机场跑道自动除胶系统还包括一个下导风组件(25)，下导风组件(25)为喇叭状防护罩，安装在工作平台(I)上镂空区域下方的电阻丝加热板(13)外部。4.根据权利要求1所述的机场跑道自动除胶系统，其特征在于:所述的电阻丝加热板(13)采用江苏泰州凯瑞电热厂生产的200-100-20型电阻丝加热板。5.根据权利要求1所述的机场跑道自动除胶系统，其特征在于:所述的激光头(19)采用东莞市鑫银泰激光设备有限公司生产的GTPC-50型激光头。6.根据权利要求1所述的机场跑道自动除胶系统，其特征在于:所述的第一高分辨率摄像头(22)、第二高分辨率摄像头(23)采用罗技公司生产的Mariner摄像头组件。
【文档编号】E01H1/08GK105887736SQ201610257876
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】王浩, 王立文, 王涛
【申请人】中国民航大学