[发明专利]一种跑道激光除胶机器人

说明书

本发明公开了一种跑道激光除胶机器人，包括中间开设盲槽的车体机架，设置在车体机架的底部的四个车轮，镶嵌在车轮轴上的编码器，设置在车体机架的开槽位置内的电池，安装在车体机架上的GPS天线，安装在车体机架上的陀螺仪，安装在车体机架上、分别与车轮的驱动器、编码器、电池、GPS天线和陀螺仪连接、用于控制机器人行进的机器人运动控制器，安装在车体机架的中间开设的盲槽内的激光控制主机，沿车轮的轴向方向、且安装在车体机架的前端的横向机构，安装在横向机构上的竖直机构，安装在竖直机构上的激光清洗头，安装在车体机架上、分别与横向机构、竖直机构、激光控制主机和激光清洗头连接、用于控制机器人清洗作业的清洗作业控制器。

技术领域

本发明涉及机场跑道清洁技术领域，尤其是一种跑道激光除胶机器人。

背景技术

跑道是飞机起降必备的关键设施，由于飞机轮胎在高速着陆或起飞时与跑道之间的摩擦将形成高温环境，这使的轮胎上的橡胶瞬间熔化，溶化后形成的橡胶黏融物粘附在跑道上，随着飞机频繁起降，机场道面的胶层不断加厚，使得跑道的摩擦系数降低，导致飞机的制动性能降低，直接影响飞机的安全起降。因此，各个机场均需要定期对跑道摩擦系数进行测试和监测跑道橡胶黏附量，当摩擦系数低于飞机运行安全要求时，须立即开展除胶工作，以恢复道面摩擦系数。目前行业常用除胶方法为机械抛丸和高压水枪冲洗，这两种方式均存在效率低下、废弃物难以清理、人工作业量大、对道面造成损伤、部分区域遗漏等问题。激光清洗是通过高能量激光束直接辐射在跑道上，根据橡胶和道面本身材料存在热性能差异，可以通过调整合适能量密度使橡胶变成碎片清除而不损坏道面自身纹理，然而激光清洗对光束移动速度和路径都有较高的要求，但激光对人体存在伤害，同时机场跑道要求大面积作业，因此，急需要提出一种高效、高质量的基于激光清洗的跑道专用除胶自动化装置，以保障机场运行安全。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种跑道激光除胶机器人，本发明采用的技术方案如下：

一种跑道激光除胶机器人，包括中间开设盲槽、且呈回字形状的车体机架，设置在车体机架的底部的四个车轮，镶嵌在四个车轮中的任意一个车轮轴上、且用于测量机器人行进距离的编码器，设置在车体机架的盲槽内的电池，安装在车体机架上、用于实时获取车体机架位置的GPS天线，安装在车体机架上、用于测量机器人姿态的陀螺仪，安装在车体机架上、分别与车轮的驱动器、编码器、电池、GPS天线和陀螺仪连接、用于控制机器人行进的机器人运动控制器，安装在车体机架的中间开设的盲槽内的激光控制主机，沿车轮的轴向方向、且安装在车体机架的前端的横向机构，安装在横向机构上的竖直机构，安装在竖直机构上的激光清洗头，安装在车体机架上、分别与横向机构、竖直机构、激光控制主机和激光清洗头连接、用于控制机器人清洗作业的清洗作业控制器。

进一步的，所述横向机构包括设置车体机架前端的横向滑轨，设置在横向滑轨上、且沿横向滑轨做往复运动的横向滑块。

进一步的，所述竖向机构包括设置在横向滑块上、且垂直于横向滑轨的竖向滑轨，设置在竖向滑轨上、且沿竖向滑轨做往复运动的竖向滑块；所述竖向滑块上设置有激光清洗头。

进一步的，一种跑道激光除胶机器人的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，在机器人运动控制器内预设跑道目标清洗区域的边界GPS坐标，同时根据横向滑轨的行程计算等距离、且平行于横向滑轨的直线路径；

步骤S2，机器人运动控制器驱动机器人根据实时GPS坐标姿态和路径信息控制车体向首条清洗路线起始位置行进，到达起始位置后停止；

步骤S3，清洗作业控制器控制激光清洗头移动至横向滑轨端部，并利用竖向机构驱动激光清洗头移动至预设的清洗高度，同时控制激光控制主机开启激光辐射；

步骤S4，清洗作业控制器控制激光清洗头按清洗工艺要求匀速移动至横向滑轨的端部后机器人运动控制器控制机器人向前移动固定距离，所述固定距离为激光光束在地面的有效辐射直径；