面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人

本发明属于智能机器人，具体涉及一种面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人。

背景技术：

1、预警机机体庞大、持续滞空时间长，需要定期对机身机体特别是雷达罩表面进行全面清洁与检测，清除表面灰尘、油污以及飞行过程蚊虫碰撞残留，并检测凹陷、划伤、裂痕等缺陷，以保障装备使用效能和运行安全。实际保障过程中，由于预警机机体高度高，特别是雷达罩维护属于高空作业，需耗费大量人力，使用云梯持续数工作日，效率低且安全风险高。当前，大型军、民用飞机通常采用地面升降台、龙门吊、地面清洁车等人工和机械相结合的半自动方式，清洁检测的人力、时间资源消耗较大。因此，迫切需要采用先进设备技术代替人工操作，缩短保养检测周期，降低装备出动准备时间，确保装备全时可用。

2、随着智能移动机器人技术的不断发展与成熟，将大型预警机雷达罩机身表面保障过程变得更加自动化与智能化逐渐成为可能。然而，由于雷达罩为椭圆球面，机器人需要在正面、背面，特别是边缘面行走作业，现有机器人行走机构难以满足，无法支撑机器人在雷达罩表面实现自动化以及智能化的清洁和损伤检测作业。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提供一种面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，该智能机器人能够保证在曲面上进行可靠的运动，在工作过程中提供足够的粘附力的同时，支撑雷达罩表面的自动化以及智能化清洁和损伤检测作业，从而解决上述问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

3、一种面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，包括：控制模块、移动模块、清洁模块和视觉模块；

4、移动模块包括车架、行走机构和吸附机构；

5、行走机构和吸附机构均固定在车架上；

6、行走机构包括具有粘附力的车轮；

7、行走机构用于通过车轮实现车架在工作区域中的全向移动；

8、吸附机构用于为车架提供吸附在工作区域中曲面部分的吸附力；

9、车架通过车轮的粘附力和吸附机构的吸附力可靠吸附在工作区域中的曲面部分；

10、清洁模块设置在车架上，用于进行清洁操作；

11、视觉模块用于获取工作区域中的图像信息并发送至控制模块；

12、控制模块用于根据图像信息生成清洗路线以及表面损伤检测结果；还用于根据清洗路线控制行走机构和吸附机构，将智能机器人移动至设定位置后，控制清洁模块进行清洁操作。

13、进一步地，车架的两端对称设置有安装部，安装部通过铰接块连接至车架的一端；

14、安装部可旋转地连接至铰接块的一端，铰接块的另一端转动连接至车架的一端；

15、行走机构和吸附机构均安装在安装部中；

16、铰接块用于使行走机构和吸附机构适应于工作区域表面的曲率变化。

17、进一步地，吸附机构包括：排气组件、负压吸盘和密封组件；

18、排气组件用于按照控制模块的指令在负压吸盘内部形成负压环境；

19、负压吸盘用于在负压环境下吸附于工作区域的表面；

20、密封组件用于将负压吸盘内部的负压环境与外部环境进行隔绝。

21、进一步地，密封组件具体为降落伞布包裹低密度弹性海绵组成的组合密封裙。

22、进一步地，行走机构具体包括：驱动组件和车轮；

23、驱动组件用于按照控制模块的指令驱动车轮转动；

24、车轮的表面包覆有超材料，超材料具有周期性结构单元，周期性结构单元采用pdms材料作为基体材料，形成仿生粘附结构，从而使车轮具备粘附力。

25、进一步地，周期性结构单元具体为碳素纤维层、玻璃层、pdms层和石墨烯层构成的胶复合体，其中，碳素纤维层和玻璃层用于形成符合车轮表面曲率的曲面形状，pdms层在玻璃层表面形成周期性排布的基元结构，每个基元结构均具有若干个圆柱体结构，石墨烯层设置在pdms层中。

26、进一步地，车轮的粘附力通过电压进行调节，当车轮正切碾至工作区域表面时，将切面上的基元电势增大到设定范围，以使车轮切面上的粘附力满足可靠吸附的要求。

27、进一步地，清洁模块包括升降机构和清洁模组；

28、清洁模组包括若干种清洁模式，若干种清洁模式分别用于适应工作区域中不同区域的清洁需求；

29、升降机构固定在车架的中部，用于根据控制模块的指令控制清洁模组升降，以配合清洁模组在对应清洁模式下完成清洁作业。

30、进一步地，清洁模组至少包括水箱、清洁拖布、第一出水孔和第二出水孔；

31、智能机器人利用清洁拖布进行干拖或湿拖；

32、当智能机器人在雷达罩表面进行清洁作业时，清洁模组处于第一清洁模式，此时，智能机器人通过水箱和第一出水孔进行清水清洁；

33、当智能机器人在非雷达罩表面进行清洁作业时，清洁模组处于第二清洁模式，此时，智能机器人通过水箱和第二出水孔进行清洁剂清洁。

34、进一步地，控制模块采用基于激光雷达的slam算法确定清洗路线。

35、综上，本发明提供一种面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，包括控制模块、移动模块、清洁模块和视觉模块；该智能机器人通过移动模块中的行走机构实现在雷达罩等工作区域表面的全向移动，同时通过行走机构中车轮的粘附力和吸附机构的吸附力，实现在工作区域的可靠吸附，从而保证智能机器人能够在具有一定曲率的表面行走，支撑其完成相应作业。同时，面向大型预警机雷达罩，设计清洁模块和视觉模块，实现机器人在雷达罩表面自动化以及智能化的清洁和损伤检测作业。本发明的智能机器人通过移动模块中车轮粘附力和吸附机构吸附力的配合，解决了机器人在雷达罩表面行走的问题，能够有效支撑机器人自动化以及智能化的作业。

技术特征：

1.面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，包括：控制模块、移动模块、清洁模块和视觉模块；

2.根据权利要求1所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述车架的两端对称设置有安装部，所述安装部通过铰接块连接至所述车架的一端；

3.根据权利要求1所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述吸附机构包括：排气组件、负压吸盘和密封组件；

4.根据权利要求3所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述密封组件具体为降落伞布包裹低密度弹性海绵组成的组合密封裙。

5.根据权利要求1所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述行走机构具体包括：驱动组件和车轮；

6.根据权利要求5所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述周期性结构单元具体为碳素纤维层、玻璃层、pdms层和石墨烯层构成的胶复合体，其中，所述碳素纤维层和所述玻璃层用于形成符合所述车轮表面曲率的曲面形状，所述pdms层在所述玻璃层表面形成周期性排布的基元结构，每个所述基元结构均具有若干个圆柱体结构，所述石墨烯层设置在所述pdms层中。

7.根据权利要求6所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述车轮的粘附力通过电压进行调节，当所述车轮正切碾至所述工作区域表面时，将切面上的基元电势增大到设定范围，以使所述车轮切面上的粘附力满足可靠吸附的要求。

8.根据权利要求1所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述清洁模块包括升降机构和清洁模组；

9.根据权利要求8所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述清洁模组至少包括水箱、清洁拖布、第一出水孔和第二出水孔；

10.根据权利要求1所述的面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，其特征在于，所述控制模块采用基于激光雷达的slam算法确定所述清洗路线。

技术总结本发明提供一种面向大型预警机雷达罩清洁和损伤检测的智能机器人，属于智能机器人技术领域。该机器人包括控制模块、移动模块、清洁模块和视觉模块；通过移动模块中的行走机构实现在雷达罩等工作区域表面的全向移动，同时通过行走机构中车轮的粘附力和吸附机构的吸附力，实现在工作区域的可靠吸附，从而保证智能机器人能够在具有一定曲率的表面行走，支撑其完成相应作业。同时，面向大型预警机雷达罩，设计清洁模块和视觉模块，实现机器人在雷达罩表面自动化以及智能化的清洁和损伤检测作业。本发明的智能机器人通过移动模块中车轮粘附力和吸附机构吸附力的配合，解决了机器人在雷达罩表面行走的问题，能够有效支撑机器人自动化以及智能化的作业。技术研发人员：杨俊超,延静,祝娜,郑若惜,周俊欣受保护的技术使用者：中国人民解放军空军工程大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11