CN113978761B

CN113978761B - 一种飞机机身检测机器人

Info

Publication number: CN113978761B
Application number: CN202111362174.9A
Authority: CN
Inventors: 魏永超; 敖良忠; 邓春艳; 邓毅; 李锦�
Original assignee: Civil Aviation Flight University of China
Current assignee: Civil Aviation Flight University of China
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2041-11-17
Also published as: CN113978761A

Abstract

本发明公开了一种飞机机身检测机器人，其结构包括多旋翼无人机、吸盘式爬壁机器人、柔性传动装置，解析垫，多旋翼无人机下安装有吸盘式爬壁机器人，吸盘式爬壁机器人上设有柔性传动装置，因无人机加装的摄像头为加载有红外、视频与三维扫描摄像头，可在不同环境光条件下，进行整体快速机身扫描检测，确保视频信息采集的质量，起到的预定位的作用，达到近距离非接触无损检测的目的，利用探环沿被测机身表面滑过时，探环在纠偏件、控制体的配合下，不仅能在被测表面上的微小峰谷流畅滑行，还能沿峰谷作上下运动，即探环可相对解析头伸缩运动，避免与被测表面产生相对偏移。

Description

一种飞机机身检测机器人

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别的，是一种飞机机身检测机器人。

背景技术

检测机器人一般由多旋翼无人机和吸盘式爬壁机器人和柔性传动装置构成，先借助无人机快速全机身检测，再配合吸盘式爬壁机器人吸附在重点检测区域上，接着控制柔性传动装置进行机身损伤检测，现有的飞机机身检测机器人在使用时会出现以下弊端：

因柔性传动装置通常包括解析头和探环，探环安装于解析头上，来分析机身损坏程度,在探环滑过机身被测表面的峰谷时，由于沿着有大小不一的的峰谷，探环的接触滑动路线有可能出现一定程度的曲线偏移，若偏移量过大，难以保证后续的运动路线是否在被测区域内，与被测轮廓出现较大的偏差，影响解析头的数据分析效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种飞机机身检测机器人，其结构包括多旋翼无人机、吸盘式爬壁机器人、柔性传动装置，解析垫，所述多旋翼无人机下安装有吸盘式爬壁机器人，所述吸盘式爬壁机器人上设有柔性传动装置。

作为本发明的进一步改进，所述多旋翼无人机包括摄像头、旋桨、驱动转轴，所述摄像头和旋桨通过驱动转轴采用电性连接的方式相配合，进行低空近距离非接触无损检测。

作为本发明的进一步改进，所述吸盘式爬壁机器人包括吸附盘、勾爪、主板和车轮，所述吸附盘通过主板和车轮与柔性传动装置间接配合，所述主板和车轮铰接连接在驱动转轴上，作用于吸附到被测机身上，固定检测机器人。

作为本发明的进一步改进，所述柔性传动装置包括助力体、解析头、伸缩隔套、接触式探环，所述隔套安装在解析头和接触式探环之间，所述解析头固定连接在伸缩隔套上，所述伸缩隔套通过吸附盘间隙配合在主板和车轮上。

作为本发明的进一步改进，所述助力体包括顶囊、连杆、立锥体、纠偏件、控制体，所述顶囊固定连接在连杆上，且与接触式探环外侧过渡配合，所述连杆焊接连接在立锥体下，所述立锥体上设有三个以上的纠偏件，所述纠偏件通过控制体与接触式探环内部间隙配合。

作为本发明的进一步改进，所述纠偏件包括指向道、推把、拧布、滚珠、卡盘，所述指向道固定连接在拧布上，且铰接连接有推把，所述推把滑动配合在立锥体上，所述拧布焊接连接在卡盘和立锥体上，所述卡盘通过滚珠转动配合在指向道内。

作为本发明的进一步改进，所述指向道内端滚动配合有滚珠，且通过拧布间隙配合在卡盘上，进一步提供动力点，把卡盘从立锥体表面抬举起来。

作为本发明的进一步改进，所述控制体包括框架、气垫、顶撑把、联轴器、摆臂，所述框架设有两个，均铰接连接在摆臂上，所述摆臂通过顶撑把和联轴器转动配合在气垫之间，所述气垫间隙配合在立锥体上

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明因无人机加装的摄像头为加载有红外、视频与三维扫描摄像头，可在不同环境光条件下，进行整体快速机身扫描检测，确保视频信息采集的质量，起到的预定位的作用，达到近距离非接触无损检测的目的。

2、本发明设有爬壁机器人会利用无人机的引导，借助勾爪、主板和车轮移动吸附至所发现的损伤疑似区域或重点需要检测的位置，形成固定检测机器人的重要条件来服务后续工作进程。

3、本发明利用探环沿被测机身表面滑过时，探环在纠偏件、控制体的配合下，不仅能在被测表面上的微小峰谷流畅滑行，还能沿峰谷作上下运动，即探环可相对解析头伸缩运动，避免与被测表面产生相对偏移。

4、本发明由于顶撑把为长方形结构，其三分之一的位置被联轴器贯穿，剩下部分形成受拉区，对正被放开的摆臂进行单一方向的引导功能，作为接触式探环居中滑动的辅助，加强结构之间相配的流畅性。

附图说明

图1为本发明一种飞机机身检测机器人的结构示意图。

图2为本发明图1中A的结构放大示意图。

图3为本发明助力体的平面结构示意图。

图4为本发明纠偏件的俯视结构示意图。

图5为本发明控制体的剖面结构示意图。

图中：多旋翼无人机-1、吸盘式爬壁机器人-2、柔性传动装置-3、摄像头-11、旋桨-12、驱动转轴-13、吸附盘-21、勾爪-22、主板和车轮-23、助力体-31、解析头-32、伸缩隔套-33、接触式探环-34、顶囊-311、连杆-312、立锥体-313、纠偏件-314、控制体-315、指向道-141、推把-142、拧布-143、滚珠-144、卡盘-145、框架-151、气垫-152、顶撑把-153、联轴器-154、摆臂-155。

具体实施方式

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-图2所示，本发明提供一种飞机机身检测机器人，其结构包括多旋翼无人机1、吸盘式爬壁机器人2、柔性传动装置3，解析垫4，所述多旋翼无人机1下安装有吸盘式爬壁机器人2，所述吸盘式爬壁机器人2上设有柔性传动装置3，所述多旋翼无人机1包括摄像头11、旋桨12、驱动转轴13，所述摄像头11和旋桨12通过驱动转轴13采用电性连接的方式相配合，进行低空近距离非接触无损检测，所述吸盘式爬壁机器人2包括吸附盘21、勾爪22、主板和车轮23，所述吸附盘21通过主板和车轮23与柔性传动装置3间接配合，所述主板和车轮23铰接连接在驱动转轴13上，作用于吸附到被测机身上，固定检测机器人，所述柔性传动装置3包括助力体31、解析头32、伸缩隔套33、接触式探环34，所述隔套31安装在解析头32和接触式探环34之间，所述解析头32固定连接在伸缩隔套33上，所述伸缩隔套33通过吸附盘21间隙配合在主板和车轮23上，因无人机加装的摄像头为加载有红外、视频与三维扫描摄像头，可在不同环境光条件下，进行整体快速机身扫描检测，确保视频信息采集的质量，起到的预定位的作用，达到近距离非接触无损检测的目的，设有爬壁机器人会利用无人机的引导，借助勾爪、主板和车轮移动吸附至所发现的损伤疑似区域或重点需要检测的位置，形成固定检测机器人的重要条件来服务后续工作进程，利用探环沿被测机身表面滑过时，探环在纠偏件314、控制体315的配合下，不仅能在被测表面上的微小峰谷流畅滑行，还能沿峰谷作上下运动，即探环可相对解析头伸缩运动，避免与被测表面产生相对偏移。

实施例2

如图3-图5所示，在实施例1的基础上，本发明结合以下结构部件的相互配合，所述助力体31包括顶囊311、连杆312、立锥体313、纠偏件314、控制体315，所述顶囊311固定连接在连杆312上，且与接触式探环34外侧过渡配合，所述连杆312焊接连接在立锥体313下，所述立锥体313上设有三个以上的纠偏件314，所述纠偏件314通过控制体315与接触式探环34内部间隙配合，所述纠偏件314包括指向道141、推把142、拧布143、滚珠144、卡盘145，所述指向道141固定连接在拧布143上，且铰接连接有推把142，所述推把142滑动配合在立锥体313上，所述拧布143焊接连接在卡盘145和立锥体313上，所述卡盘145通过滚珠144转动配合在指向道141内，所述指向道141内端滚动配合有滚珠144，且通过拧布143间隙配合在卡盘145上，进一步提供动力点，把卡盘145从立锥体313表面抬举起来，所述控制体315包括框架151、气垫152、顶撑把153、联轴器154、摆臂155，所述框架151设有两个，均铰接连接在摆臂155上，所述摆臂155通过顶撑把153和联轴器153转动配合在气垫152之间，所述气垫152间隙配合在立锥体313上，由于顶撑把153为长方形结构，其三分之一的位置被联轴器153贯穿，剩下部分形成受拉区，对正被放开的摆臂155进行单一方向的引导功能，作为接触式探环34居中滑动的辅助，加强结构之间相配的流畅性。

下面对上述技术方案中的一种飞机机身检测机器人的工作原理作如下说明：

本发明在使用过程中，先利用多旋翼无人机1凭借驱动转轴13上的旋桨12在低空飞行至被测机身上，利用摄像头11的红外、视频与三维扫描摄像头对被测机身进行快速机身扫描检测，实施近距离非接触无损检测和实时发现机身区域性损伤问题，再通过驱动转轴13电性传导至吸盘式爬壁机器人2的主板和车轮23上，驱动主板和车轮23降落至被测机身上，朝着损伤疑似区域或重点需要检测的位置行进，通过勾爪22进行预定位，为主板和车轮23操控吸附盘21转向损伤疑似区域或重点需要检测的位置做准备，从而使得吸附盘21能在损伤疑似区域或重点需要检测的位置上，将柔性传动装置3的伸缩隔套33一起牵引至该区域上，让伸缩隔套33同向摆动，使得最底部的接触式探环34依靠在顶囊311上接触至峰谷，让顶囊311抬举着框架151沿着顶撑把153两侧，将气垫152朝立锥体313表面靠近，能接触到推把142，还能释放之间被钳制的顶撑把153，使得顶撑把153受联轴器154的影响，带动摆臂155沿着框架151打开空间内朝着一个方向往复性摆动，使得立锥体313整体下陷，改变自身重心位置，有效控制接触式探环34在不规则的峰谷上以居中状态移动，且在立锥体313整体下陷至接触式探环34内时，拉近解析头32和接触式探环34的，缩短解析头32之间的数据传输时间，同时，会使朝立锥体313表面靠近的气垫152，推挤倚靠在连杆312上的推把142，带动推把142推动指向道141通过滚珠144顺着卡盘145外圆周相互靠近，将之间拧布143同向拧紧在一起作为指向道141较大弧口的支持点，向上推动卡盘145向上倾斜卡滞托扶在解析头32和接触式探环34之间，确保解析头32和接触式探环34之间的稳定性，全方位调控接触式探环34在峰谷上的滑动平衡感，避免探环34的所接触滑动路线，影响探环34的定向走位，有效保证探环34后续的运动路线在被测区域内，顺利对机身进行内部裂纹等损伤检测。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims

1.一种飞机机身检测机器人，其特征在于：其结构包括多旋翼无人机（1）、吸盘式爬壁机器人（2）、柔性传动装置（3），解析垫（4），所述多旋翼无人机（1）下安装有吸盘式爬壁机器人（2），所述吸盘式爬壁机器人（2）上设有柔性传动装置（3）；

所述多旋翼无人机（1）包括摄像头（11）、旋桨（12）、驱动转轴（13），所述摄像头（11）和旋桨（12）通过驱动转轴（13）采用电性连接的方式相配合；

所述吸盘式爬壁机器人（2）包括吸附盘（21）、勾爪（22）、主板和车轮（23），所述吸附盘（21）通过主板和车轮（23）与柔性传动装置（3）间接配合，所述主板和车轮（23）连接在驱动转轴（13）上；

所述柔性传动装置（3）包括助力体（31）、解析头（32）、伸缩隔套（33）、接触式探环（34），所述助力体（31）安装在解析头（32）和接触式探环（34）之间，所述解析头（32）连接在伸缩隔套（33）上，所述伸缩隔套（33）通过吸附盘（21）间隙配合在主板和车轮（23）上；

所述助力体（31）包括顶囊（311）、连杆（312）、立锥体（313）、纠偏件（314）、控制体（315），所述顶囊（311）连接在连杆（312）上，且与接触式探环（34）外侧过渡配合，所述连杆（312）连接在立锥体（313）下，所述立锥体（313）上设有纠偏件（314），所述纠偏件（314）通过控制体（315）与接触式探环（34）内部间隙配合；

所述纠偏件（314）包括指向道（141）、推把（142）、拧布（143）、滚珠（144）、卡盘（145），所述指向道（141）连接在拧布（143）上，且连接有推把（142），所述推把（142）滑动配合在立锥体（313）上，所述拧布（143）连接在卡盘（145）和立锥体（313）上，所述卡盘（145）通过滚珠（144）转动配合在指向道（141）内，所述指向道（141）内滚动配合有滚珠（144），且通过拧布（143）间隙配合在卡盘（145）上；

所述控制体（315）包括框架（151）、气垫（152）、顶撑把（153）、联轴器（154）、摆臂（155），所述框架（151）连接在摆臂（155）上，所述摆臂（155）通过顶撑把（153）和联轴器（154）转动配合在气垫（152）之间，所述气垫（152）间隙配合在立锥体（313）上；

在使用过程中，先利用多旋翼无人机（1）凭借驱动转轴（13）上的旋桨（12）在低空飞行至被测机身上，再通过驱动转轴（13）电性传导至吸盘式爬壁机器人（2）的主板和车轮（23）上，驱动主板和车轮（23）降落至被测机身上，朝着损伤疑似区域或重点需要检测的位置行进，通过勾爪（22）进行预定位，为主板和车轮（23）操控吸附盘（21）转向损伤疑似区域或重点需要检测的位置做准备，从而使得吸附盘（21）能在损伤疑似区域或重点需要检测的位置上，将柔性传动装置（3）的伸缩隔套（33）一起牵引至该区域上，让伸缩隔套（33）同向摆动，使得最底部的接触式探环（34）依靠在顶囊（311）上接触至峰谷，让顶囊（311）抬举着框架（151）沿着顶撑把（153）两侧，将气垫（152）朝立锥体（313）表面靠近，能接触到推把（142），还能释放之间被钳制的顶撑把（153），使得顶撑把（153）受联轴器（154）的影响，带动摆臂（155）沿着框架（151）打开空间内朝着一个方向往复性摆动，使得立锥体（313）整体下陷，改变自身重心位置，有效控制接触式探环（34）在不规则的峰谷上以居中状态移动，且在立锥体（313）整体下陷至接触式探环（34）内时，拉近解析头（32）和接触式探环（34）的，缩短解析头（32）之间的数据传输时间，同时，会使朝立锥体（313）表面靠近的气垫（152），推挤倚靠在连杆（312）上的推把（142），带动推把（142）推动指向道（141）通过滚珠（144）顺着卡盘（145）外圆周相互靠近，将之间拧布（143）同向拧紧在一起作为指向道（141）较大弧口的支持点，向上推动卡盘（145）向上倾斜卡滞托扶在解析头（32）和接触式探环（34）之间。