一种飞机用轨道式机械臂除冰系统的制作方法

本发明涉及飞机除冰领域，特别涉及一种飞机用轨道式机械臂除冰系统。

背景技术：

目前我国大中型机场普遍采用的的除冰作业模式有三种：一种是传统的机位除冰作业；还有两种是近几年开始推广的集中除冰作业和慢车除冰作业。无论哪种除冰作业方法都需要用到除冰车来完成除冰工作。

早期的飞机除冰没有专业化除冰设备，是由人站在梯子或支架上用热水管度飞机集体结冰部位进行清除。但随着机体越来越大，这种除冰方式已不能满足要求，于是就产生了专业化的除冰车。目前，国内外现有的飞机除冰车按行走方式可分为自行式除冰车、车载前挂式除冰车和拖挂式除冰车三种。自行式除冰车应用得最为普遍，车载前挂式和拖挂式除冰车一般只针对小型飞机或对飞机的低矮位置进行除冰。除冰车将除冰液装入除冰车储液罐内，在除冰液喷射过程中将其加热至一定温度，工作人员站在除冰车操作斗里，当升到一定高度后，绕飞机喷洒除冰液。

由于除冰液会对环境造成危害，最近又出现了一种新的除冰方式红外线加热方式。其红外线加热器分为固定的和可移动的两种。目前主要应用在美国和挪威等国的部分机场，比如美国新泽西州的Newark机场，威斯康星州的Rhinelander-Oneida机场和挪威的Oslo机场采用了该技术对飞机进行除冰。固定的红外线加热器主要是棚式加热器，由除冰棚、红外除冰设施、红外除冰控制系统组成。可移动的红外线加热器，是将该装置安装在除冰车的支臂上，这样可以调节红外线加热板到飞机表明的距离，以便对机翼，尾翼和机身各部分进行除冰。

飞机除冰车主要包括行走装置，高空作业装置，加热系统和液体喷射系统。行走装置需满足底盘低速行走，稳定性好来要求来保证操作者的高空作业安全。高空作业装置主要包括工作臂、回转平台、工作斗、液压系统和操纵装置等，用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业。飞机除冰车的加热装置可分为两类：一是循环加热方式，另一类是即热式。国内外普遍采用的是效率更高的即热式加热方式。飞机除冰车的清冰、除霜主要由喷射系统来完成。喷射系统最主要的部分是控制部分。

上述技术方案缺陷在于：

1.飞机除冰车工作时一般需要2～3名工作人员，其中高空作业装置属于载人作业装备，必须具备很高的安全可靠性，提高了对除冰车工作臂的动力学特性要求。在恶劣天气环境下，增加了人工高空工作危险系数；

2.其车载大容量液罐导致除冰车体积庞大并且需要对行走装置以及作业装置提供双重动力源，不仅增加了设计布局难度，也导致除冰车工程造价昂贵，机场配备除冰车数量也受到限制；

3.喷射系统属于人工操控，不能及时地反映除冰作业效果，难以提高除冰效率；

4.大型运送罐车进出机场需通过安检并等待引导车辆，通过引导才能驶往除冰坪，并且机场内部严格限速，这在一定程度上影响了除冰作业效率；

5.如发生罐车抛锚，还需要除冰车开会飞行区外的加液站补液，延长了除冰作业时间，此间飞机有可能二次结冰，造成航班延误；

6.除冰作业后除冰液不易清理，对机场的停机坪造成污染。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，提出一种飞机用轨道式机械臂除冰系统。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

飞机用轨道式机械臂除冰系统，包括：

除冰机械臂系统、前行进轨道、后行进轨道、独立贮存加热系统、回收导流沟和自动轮挡；

前行进轨道为两条轨道，设置于飞机前端两侧，覆盖机翼位置；

后行进轨道为两条轨道，设置于飞机后端两侧，覆盖机翼位置；

除冰机械臂系统包括：多自由度机械臂、除冰喷头和除冰机械臂底座；

除冰机械臂底座为与前行进轨道和后行进轨道均能够配合的行走机构；

多自由度机械臂固定于除冰机械臂底座上；

除冰喷头固定于多自由度机械臂末端端部；

除冰喷头设置有用于喷射除冰液的除冰液喷嘴和用于实时传输图像的视频图像采集单元；

独立贮存加热系统设置于除冰机械臂系统工作区域侧边或者地下，且独立贮存加热系统输出管线与多自由度机械臂连接；

其中，前行进轨道和后行进轨道临近区域设置有用于收集、汇聚和导向的除冰液的回收导流沟；

除冰机械臂系统为4套，两条前行进轨道和两条后行进轨道上均设置有一套除冰机械臂系统。

采用上述技术方案的本发明，待除冰飞机在与塔台和除冰作业控制室进行联络后，在指挥下飞行或牵引车辆拉至除冰区域，并由自动轮档对飞机进行定位固定。

前后两边4个多自由度机械臂通过除冰机械臂底座行走到合适位置，并伸展至虚除冰位置，进行除冰工作，同时视频图像采集单元进行监控反馈工作，自动识别除冰效果，对残冰进行再次除冰作业；

从喷洒机身落下的除冰液与冰水混合物由除冰区域的回收导流沟流入除冰液回收装置，进行过滤、提纯和加料等一系列物理化学处理，将符合标准的除冰液通过地下输液泵输送回独立贮存加热系统，独立贮存加热系统除冰液即将用毕时将发出警告，除冰控制人员可随时进行补液，不影响除冰工作。

综上，本发明优势在于：

1.本发明采用多自由度机械臂在双轨道同时行进对飞机进行除冰液喷射，除冰系统体积小，无载人高空作业，降低了对机械臂设计要求，远小于除冰车工程造价，可在机场进行多位置布置。大幅度提高机场除冰效率。

2.本发明无需人工高空作业，减少了人工成本，并在恶劣天气环境下大大减少了人工作业危险系数。

3.除冰液喷嘴上装有视频图像采集实时监测装置，可对除冰区域内残冰进行识别定位与监测反馈，可及时进行再除冰作业。

4.本发明可采用布置地下独立贮存系统及加热装置(集加热和存储输送一体)，避免了除冰车反复奔波于机位与加液站之间进行冲液，大大缩短了除冰作业时间的同时，提高了工作效率。

5.同时除冰区域设有除冰回收导流沟，将飞机身落下的除冰液与冰水混合物进入相应回收装置，过滤处理输送至除冰液存储库循环利用。

6.本发明集成了机械臂双行进轨道、除冰液供给、喷洒作业、监测反馈、除冰液回收、无人工高空作业等几大要素，实现了“一站式自动化”除冰作业，设备及人员等都能发挥出最大的优势。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本发明共4幅附图,其中：

图1为本发明的轨道铺设示意图。

图2为本发明的整体系统主视结构示意图。

图3为本发明的除冰机械臂系统的结构示意图。

图4为本发明的除冰喷头结构示意图。

图中：1、除冰机械臂系统，2、前行进轨道，3、后行进轨道，4、独立贮存加热系统，5、回收导流沟，6、自动轮挡，7、多自由度机械臂，8、除冰喷头，9、除冰机械臂底座，10、视频图像采集单元，11、除冰液喷嘴。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示的飞机用轨道式机械臂除冰系统，包括：除冰机械臂系统1、前行进轨道2、后行进轨道3、独立贮存加热系统4、回收导流沟5和自动轮挡6；

前行进轨道2为两条轨道，设置于飞机前端两侧，覆盖机翼位置；

后行进轨道3为两条轨道，设置于飞机后端两侧，覆盖机翼位置；

除冰机械臂系统1包括：多自由度机械臂7、除冰喷头8和除冰机械臂底座9；

除冰机械臂底座9为与前行进轨道2和后行进轨道3均能够配合的行走机构；

多自由度机械臂7固定于除冰机械臂底座9上；

除冰喷头8固定于多自由度机械臂7末端端部；

除冰喷头8设置有用于喷射除冰液的除冰液喷嘴11和用于实时传输图像的视频图像采集单元10；

独立贮存加热系统4设置于除冰机械臂系统1工作区域侧边或者地下，且独立贮存加热系统4输出管线与多自由度机械臂7连接；通常独立贮存加热系统4选用集加热(用于融化冰水混合物，对除冰液原液与水按照需求进行配比并采用电加热方式加热)，存储(主要是回收的混合液体)，新除冰液的注入，输送达到浓度标准的除冰液至各个机械臂除冰喷嘴功能为一体的底下系统或者地上系统；

其中，前行进轨道2和后行进轨道3临近区域设置有用于收集、汇聚和导向的除冰液的回收导流沟5；

除冰机械臂系统1为4套，两条前行进轨道2和两条后行进轨道3上均设置有一套除冰机械臂系统1。

采用上述技术方案的本发明，待除冰飞机在与塔台和除冰作业控制室进行联络后，在指挥下飞行或牵引车辆拉至除冰区域，并由自动轮档6对飞机进行定位固定。

前后两边4个多自由度机械臂7通过除冰机械臂底座9行走到合适位置，并伸展至虚除冰位置，进行除冰工作，同时视频图像采集单元10进行监控反馈工作，自动识别除冰效果，对残冰进行再次除冰作业；

从喷洒机身落下的除冰液与冰水混合物由除冰区域的回收导流沟5流入除冰液回收装置，进行过滤、提纯和加料等一系列物理化学处理，将符合标准的除冰液通过地下输液泵输送回独立贮存加热系统4，独立贮存加热系统4除冰液即将用毕时将发出警告，除冰控制人员可随时进行补液，不影响除冰工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。