專利名稱：適用于飛機機身內部的自動化清潔系統和方法
技術領域：
本公開一般涉及用于清潔飛機的系統和方法，更具體地，涉及用于清潔飛機機身內部的自動化系統和方法。
背景技術：
在構造飛機的過程期間，例如商用飛機，底漆材料一般應用于機身內部的表面，以防腐蝕。為了在應用底漆之前最少化或消除機身內表面上的污染物和/或為了使底漆起作用，一般通過用水和清潔溶液洗滌機身內部的表面，然后用通風軟管風干機身內部的表面， 可以清潔機身內部的表面。要清潔的機身內表面一般可以在2000平方英尺到4000平方英尺的范圍內。當飛機正在被建造時，對于一年或多年這種清潔過程需要每三到四天進行一次。用于清潔機身內部的已知系統和方法一般包括手動系統和方法。一種已知的用于清潔飛機機身內部的上半部或上部的手動清潔方法包括四步法，該方法使用具有平臺的可移動托臺。已知的手動方法包括第一步，即第一操作員48手動地噴灑來自水龍帶50的水 52，以首先使飛機機身內部30的上半部或上部31的飛機機身內表面38濕(參考圖4)。已知的手動方法進一步包括第二步，即操作員手動地噴灑來自清潔溶液或清潔液體軟管的清潔溶液或清潔液體，例如清潔劑或肥皂，從而噴灑于飛機機身內部的潮濕表面。已知的手動方法還包括第三步，即操作員噴灑來自水龍帶的水沖洗掉清潔溶液或清潔液體。已知的手動方法還包括第四步，即第二操作員62手動地噴灑來自通風軟管64的壓縮空氣66吹干已經潮濕、洗滌、和沖洗過的飛機機身內部30的上半部或上部31的飛機機身內表面38(參考圖5)。然而，這種已知的手動方法是勞動密集型的，并且需要多達四個操作員或更多的操作員。而且，這種已知的手動方法是時間密集型的，并且對于完成包括濕潤、洗滌、沖洗、 和風干機身內部的一個清潔操作而言，需要二十四個小時或更多的時間。此外，這種手動方法可以導致操作員需要在潮濕表面上走動，例如由于噴灑水或清潔溶液而變潮濕的機身開著的地板表面。而且，這種已知的手動方法可能無法提供水、清潔溶液、和壓縮空氣完全地清潔覆蓋飛機機身內表面的上半部或上部，操作員可能錯過要覆蓋的區域，或操作員可能在應用水、清潔溶液、或壓縮空氣期間變得極其疲勞。此外，如果操作員在應用和噴灑水、清潔溶液、或壓縮空氣期間使用重復的劃臂動作，那么這種已知的手動方法可以產生操作員的工效學問題。最后，這種已知的手動方法可能需要使用單獨軟管用于分配水、清潔溶液、 和壓縮空氣，并且這種已知的手動方法可能無法提供固定器將軟管固定在地板上或是以抬高的方式固定避免在清潔過程期間產生對操作員而言的任何障礙物。因此，本領域中需要一種適用于清潔飛機機身內部的提供比已知的系統和方法更有優勢的自動化系統和方法
發明內容
滿足了對于清潔飛機機身內部的自動化系統和方法的需求。如下面的詳細說明書中所討論的，本系統和方法的實施例提供比現有系統和方法更加顯著的優勢。在本公開的實施例中，提供了適用于飛機機身內部的自動化清潔系統。該系統包含設計安裝/固定在要清潔的飛機機身內部的活動組件。該活動組件包含可移除追蹤組件、安裝在可移除組件追蹤組件上的自動化傳送機構、安裝在自動化傳送機構上的歧管和框架組件、以及連接歧管和框架組件的液體分配組件，液體分配組件用于將一種或多種液體分配到要清潔的飛機機身內表面。該系統進一步包含連接活動組件的液體管理系統，用于將一種或多種液體提供給液體分配組件。該系統進一步包含與活動組件和液體管理系統進行通信并且控制活動組件和液體管理系統的控制系統。在本公開的另一個實施例中，提供了適用于飛機機身內部的可以由單個操作員管理和操作的自動化清潔系統。該系統包含設計安裝在要清潔的飛機機身內部內的活動組件。該活動組件包含可以被連接到要清潔的飛機機身內部的地板或與要清潔的飛機機身內部的地板分離的可移除追蹤組件。活動組件進一步包含安裝在可移除追蹤組件上的空氣發動機/壓縮空氣發動機驅動的自動導向車，用于沿著要清潔的飛機機身內部的長度移動。 該活動組件進一步包含安裝在自動導向車上的撳鈕連同歧管和框架組件，并具有一個或多個氣動直線驅動裝置用于調節歧管和框架組件，從而適應要清潔的飛機機身內部的內直徑的任何變化。該活動組件進一步包含連接歧管和框架組件的用于將一種或多種液體分配到要清潔的飛機機身內表面的上部的液體分配組件。該系統進一步包含連接活動組件的液體管理系統，用于提供一種或多種液體給液體分配組件。該系統進一步包含用于調節歧管和框架組件的高度的運動控制器系統，從而適應要清潔的飛機機身內部的內直徑的任何變換。該系統進一步包含控制系統，控制系統與活動組件、液體管理系統、和運動控制器系統進行通信，并且控制活動組件、液體管理系統、和運動控制器系統。該系統進一步包含用于安全地關掉活動組件的輕擋板。在本公開的另一個實施例中，提供了用于清潔飛機機身內部的方法。該方法包含提供自動化清潔系統。該自動化清潔系統包含設計安裝在要清潔的飛機機身內部內的活動組件。該活動組件進一步包含可移除追蹤組件。該活動組件包含安裝在可移除追蹤組件上的自動化傳送機構。該活動組件進一步包含安裝在自動化傳送機構上的歧管和框架組件。 該活動組件進一步包含連接歧管和框架組件的用于將一種或多種液體分配到要清潔的飛機機身內表面的上部的液體分配系統。該系統進一步包含連接活動組件的用于提供一種或多種液體給液體分配組件的液體管理系統。該系統進一步包含與活動組件和液體管理系統通信并控制活動組件和液體管理系統的控制系統。該方法進一步包含將活動組件連接要清潔的飛機機身內部。該方法進一步包含利用自動化清潔系統在第一步(in a first pass) 沿著飛機機身內部的長度將水分配到要清潔的飛機機身內表面的基本整個上部。該方法進一步包含利用自動化清潔系統在第二步(in a second pass)沿著飛機機身內部的長度將清潔液體和水清洗同時分配到要清潔的飛機機身內表面的基本整個上部。該方法進一步包含利用自動化清潔系統在第三步(in a third pass)沿著飛機機身內部的長度分配壓縮空氣吹干要清潔的飛機機身內表面的基本整個上部。該方法進一步包含使得活動組件與已經清潔的飛機機身內部分離。已經討論的特征、功能、和優勢可以在本公開的各種實施例中獨立地實現，或是可以與其他實施例組合起來實現，參考下面的說明書和附圖可以理解進一步的細節。
連同附圖參考下面的詳細說明書可以更好地理解本公開，附圖示出了優選的和示例性的實施例，但是并不需要按照比例繪制，在附圖中圖1示出了可以使用自動化清潔系統和方法的一個實施例的示例性飛機的透視圖；圖2示出了現有的飛機機身內部的前透視圖；圖3示出了圖2的飛機機身內部的地板的頂部特寫透視圖；圖4示出了利用先前的手動方法清洗飛機機身內部的操作員的前透視圖；圖5示出了利用先前的手動方法使得飛機機身內部變干的另一個操作員的側面透視圖；圖6示出了本公開的自動化清潔系統的一個實施例的方框圖；圖7示出了本公開的自動化清潔系統的另一個實施例的方框圖；圖8示出了本公開的自動化清潔系統的另一個實施例的方框圖；圖9示出了本公開的自動化清潔系統的一個是實施例的透視圖；圖10示出了本公開的自動化清潔系統的另一個是實施例的透視圖；圖11示出了圖10的自動化清潔系統的氣動直線驅動裝置放大的特寫透視圖；圖12示出了圖10的自動化清潔系統的正視圖；圖13示出了與本公開的自動化清潔系統一起使用的示例性液體分配組件的前透視圖；圖14示出了與本公開的自動化清潔系統的一個實施例一起使用的示例性液體分配組件的噴灑類型/噴灑形式(spray pattern)的示例性實施例的特寫圖；圖15示出了本公開的自動化清潔系統的控制系統的一個實施例的方框圖；圖16示出了本公開的自動化清潔系統的液體管理系統的一個實施例的方框圖； 以及圖17示出了本公開的自動化清潔方法的實施例的流程圖。
具體實施例方式在下文中將參考附圖更詳細更全面地描述所公開的實施例，附圖中示出某些但不是全部的公開實施例。事實上，可以提供一些不同的實施例，并且不應當解釋為限制于此處所陳述的實施例。而是，提供這些實施例，以便于本公開更透徹和完全，并將本公開的范圍完全傳達給本領域的技術人員。現在參考附圖，圖1示出了可以使用自動化清潔系統70、71、73(參考圖6_圖8) 和方法300(參考圖17)的一個實施例的示例性飛機10的透視圖。飛機10包含機身12、 前端14、座艙16、可操作地連接機身12的機翼18、一個或多個推進單元20、尾部垂直穩定翼22、和一個或多個尾部水平穩定翼M。盡管圖1中所示的飛機10 —般是代表性的商務客機，但是此處所公開的自動化清潔系統70、71、73和方法300也可以用于清潔幾乎任何其他類型的飛機。更具體地，所公開的實施例的教導可以應用于清潔其他客機、貨運機、軍用飛機、和任何其他類型的飛機。也可以理解的是，根據本公開的系統、方法、和設備的可選實施例可以用于其他飛行器。圖2示出了正在建造和要清潔的現有飛機機身內部30的前透視圖。飛機機身內部30具有上半部或上部31、下半部或下部33 (參考圖9-圖10)、基本圓柱形的主體32、具有敞形結構的地板34、關閉的第一端部36、和打開的由操作員進入的第二端部37(參考圖 9-圖10)、自動化清潔系統70、71、73以及其他合適的設備和裝置。要清潔的飛機機身內表面38 —般可以是在2000平方英尺到4000平方英尺的范圍內。圖3示出了圖2的飛機機身內部30的地板34的頂部特寫透視圖。地板34具有開著的類似網格結構40，其中多個縱向或垂直桿42和多個橫向或水平桿44交叉。每個橫向或水平桿44可以包括在水平桿44的側部/橫向形成的多個開口 46。圖4示出了利用先前的手動方法清潔飛機機身內部30的第一操作員48的前透視圖。圖4示出了第一操作員48手動噴灑來自水龍帶50的水，以首先使飛機機身內表面38 潮濕。示出第一操作員48利用設計安裝在飛機機身內部30內的托臺組件M。托臺組件 54可以具有托臺平臺56，第一操作員48可以站立在托臺平臺56上并由托臺平臺56來支撐。托臺組件M可以進一步具有托臺框架58，其中多個照明器材60連接到托臺框架58。圖5示出了利用先前的手動方法使飛機機身內部30變干的第二操作員62的側面透視圖。圖5示出了第二操作員62手動噴灑來自通風軟管64的壓縮空氣66，從而吹干先前已經潮濕、洗滌、和沖洗的飛機機身內表面38的上半部或上部31 (參考圖5)。圖5示出了第二操作員62站立在飛機機身內部30的地板34上而不是利用托臺組件M和站立在托臺平臺56上。圖6示出了清潔飛機機身內部30的自動化清潔系統70的一個實施例的方框圖 (也參考圖2、圖9、和圖10)。圖7示出了本公開的自動化清潔系統71的另一個實施例的方框圖。圖8示出了本公開的自動化清潔系統73的另一個實施例的方框圖。圖9示出了本公開的自動化清潔系統73的一個實施例的透視圖。圖10示出了本公開的自動化清潔系統71的另一個實施例的透視圖。圖12示出了圖10的自動化清潔系統71的正視圖。飛機機身內部30包含由地板34分離的上半部或上部31和下半部或下部33 (參考圖9-圖10)。 優選地，利用自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300的一個實施例清潔飛機機身內部30的上半部或上部31。如圖6-圖8中所示，自動化清潔系統70包含設計安裝在要清潔的飛機機身內部 30內的活動組件72。活動組件72包含可移除追蹤組件74。該可移除追蹤組件74包含平行間隔開并且可以被連接到飛機機身內部30的地板34和與飛機機身內部30的地板34分離(參考圖3、圖9、和圖10)的第一軌道76和第二軌道78。第一軌道76和第二軌道78可以連接或固定到飛機機身內部30的地板34的橫向或水平桿44中的開口 46 (參考圖3)。 該可移除追蹤組件74優選地是模塊化的，并且第一軌道76和第二軌道78中每個均可以包含沿著飛機機身內部30的長度縱向地彼此連接在一起的一個或多個塊。優選地，第一軌道 76包含縱向連接在一起的兩個縱向塊，以及優選地，第二軌道78包含縱向連接在一起的兩個縱向塊。活動組件72進一步包含安裝在可移除追蹤組件74上的自動化傳送機構80。在一個實施例中，該自動化傳送機構80包含在可移除追蹤組件74上沿著要被清潔的飛機機身內部30往復移動的導向車82(參考圖7和圖10)。該導向車82優選地在設計安裝在第一軌道76和第二軌道78內的每個側面分別具有一個或多個車輪84。車輪84能夠使導向車 82沿著可移除追蹤組件74的第一軌道76和第二軌道78向前和向后移動。導向車82優選地是空氣發動機驅動的，具有的空氣發動機86被設計為將導向車82返回至原位置。空氣發動機86優選地是氣動空氣發動機，其驅動車輪84沿著第一軌道76和第二軌道78引導或推動導向車82。空氣發動機86可以具有使導向車82在可移除追蹤組件74上往復移動和使空氣反向的極限開關/限位開關88(參考圖10-圖11)，以便導向車82移回至原位置或初始位置。極限開關88可以用作使得運動的導向車82停止的電動停止裝置。在另一個實施例中，自動化傳送機構80包含托臺組件M的托臺平臺56 (參考圖8 和圖9)，其在可移除追蹤組件74上沿著要清潔的飛機機身內部30的長度往復地移動。托臺平臺56優選地具有設計分別安裝在第一軌道76和第二軌道78內的一個或多個車輪90。 車輪90能夠使托臺平臺56沿著可移除追蹤組件74的第一軌道76和第二軌道78向前和向后移動。托臺平臺56優選地是用空氣發動機92空氣發動機驅動的。空氣發動機92或氣動空氣發動機驅動車輪90沿著第一軌道76和第二軌道78引導或推動托臺平臺56。托臺組件M也可以具有其自己的可以作為可移除追蹤組件74的可移動軌道組。如圖6-圖8中所示，活動組件72進一步包含固定/安裝在自動化傳送機構80上的歧管和框架組件94。在一個實施例中，歧管和框架組件94包含重量輕的撳鈕連同歧管和框架組件(snap together manifold and assembly)96 (參考圖7和圖10)。優選地，歧管和框架組件94是由重量輕的陽極氧化鋁或其它合適的重量輕的陽極氧化金屬構成的。撳鈕連同歧管和框架組件96優選地包含一個或多個氣動直線驅動裝置98，用于調節撳鈕連同歧管和框架組件96的高度(h) 100或距離，從而適應要清潔的飛機機身內部30的內直徑 102(參考圖幻的任何改變，或適應改變飛機機身內部30的輪廓。氣動直線驅動裝置98可以包含空氣驅動的伸縮管，其可以來回伸縮從而使撳鈕連同歧管和框架組件96向上和向下或從側面向內側和向外移動。歧管和框架組件96優選地包含通過一個或多個可移動的連接元件108連接一個或多個框架結構106的一個或多個弓形歧管104。優選地，歧管和框架組件96包含分離框架弓形歧管，例如兩個弓形歧管104和兩個框架結構106。連接元件108可以包含銷110、螺栓、或其它合適的連接元件。每個弓形歧管104可以包含可以與連接裝置或配件連接在一起的一個或多個模塊化焊件112，其中接裝置或配件為諸如撳鈕配件、彈簧負載配件、螺釘、銷、螺栓、或其它合適的連接裝置或配件。一個或多個氣動直線驅動裝置98可以在不同連接點114(參考圖1)連接在弓形歧管104和框架結構106之間。 一個或多個氣動直線驅動裝置98可以用螺栓固定在連接點114。圖11示出了圖10的自動化清潔系統71的氣動直線驅動裝置98放大的特寫透視圖。特別地，弓形歧管104可以是沿著Z軸可調節的，從而適應飛機機身內部30的任何變化輪廓。如圖10中所示，框架結構 106可以包含可以與例如撳鈕配件、彈簧式配件、或其它合適的連接裝置或配件連接在一起的一個或多個模塊化焊件116。每個框架結構106可以進一步包含一個或多個分離軌道分離焊件118。在另一個實施例中，歧管和框架組件94包含托臺框架和歧管組件120(參考圖8、 圖9、和圖12)，具有與一個或多個氣動直線驅動裝置98 (參考圖1 一起使用的一個或多個可移除銷122(參考圖12)，用于調節托臺框架和歧管組件120的高度(h) IM或距離，從而適應要清潔的飛機機身內部30的內直徑102 (參考圖幻的任何變化，或適應改變飛機機身內部30的變化輪廓。可移除銷122可以包含螺釘、螺栓、或其他合適的連接元件。氣動直線驅動裝置98可以包含空氣驅動的伸縮管，其可以來回伸縮從而向上和向下或從側面向內和向外移動托臺框架和歧管組件120。托臺框架和歧管組件120優選地包含一個或多個弓形歧管104。優選地，托臺框架和歧管組件120包含兩個弓形歧管104。優選地，每個弓形歧管104是由重量輕的陽極氧化鋁或其他合適的重量輕的陽極氧化金屬構成。弓形歧管104可以包含一個或多個模塊化焊件112，其可以與連接裝置或配件連接在一起，例如撳鈕配件、彈簧式配件、或其它合適的連接裝置或配件。托臺框架和歧管組件120優選地包含具有托臺框架58和托臺平臺56 (也參考圖4)的托臺組件M，其中托臺框架58通過一個或多個可移動連接元件108連接每個弓形歧管104。連接元件108可以包含銷110、螺栓、或其他合適的連接元件。如圖6-圖8中所示，活動組件72進一步包含連接歧管和框架組件94的用于將一種或多種液體132分配到要清潔的飛機機身內表面38上的液體分配組件130。該液體分配組件130包含多個用于分配一種或多種液體132的噴灑噴嘴134。液體130可以包含諸如清潔水或循環水的水，諸如去垢劑、消毒劑、去污劑、多種用途的清潔劑的清潔液體，和其他合適的清潔液體，和壓縮空氣，或其他合適的液體。多個噴灑噴嘴134可以包含多個噴灑頭 136。優選地，噴灑頭136是擺動的，并且優選地，每個噴灑噴嘴134具有六個噴灑頭136。 噴灑噴嘴134和噴灑頭136均是優選地連接每個弓形歧管104。每個弓形歧管104可以優選地具有彼此等距離間隔開的九個擺動噴灑頭136。圖13示出了用于本公開的自動化清潔系統70、71、73的液體分配組件130的示例性液體分配設備138的前透視圖。液體分配設備138優選地包含推進器噴嘴140，其中框架142具有噴灑噴嘴134和噴灑頭136和一個或多個液體供給連接器144。從伊利諾斯州Aurora的ENZ USA公司可以獲得該推進器噴嘴 140。圖14示出了與本公開的自動化清潔系統70、71、73—起使用的示例性液體分配組件 130的噴流形式(spray patterns) 150的示例性實施例的特寫圖。如圖6-圖8中所示，自動化清潔系統70、71、73進一步包含液體管理系統150，其被連接到活動組件72用于提供一種或多種液體132給液體分配組件130。圖16示出了本公開的自動化清潔系統70、71、73的液體管理系統150的一個實施例的方框圖。如圖9、10、 和16中所示，液體管理系統150包含一個或多個快速斷開液體線路152，例如軟管，用于提供一種或多種液體132給液體分配組件130。如圖10中所示，液體線路152可以在頭頂上連接液體線路外罩151。如圖16中所示，液體線路152可以包含輸水管線(water line) 154、 清潔液體線路156、壓縮空氣線路158、或另一種合適的液體線路。液體線路152可以通過快速斷開裝置160被連接到液體分配組件130。快速斷開裝置160可以包含彈簧負載配件、 螺栓、螺釘、或另一種合適的快速斷開裝置。液體線路152或軟管可以容易且快速地從液體分配組件130斷開，并可以以抬高的方式存儲在抬高固定的定位器上的現有地板上方或可以存儲在固定在地板上的定位器上。該抬高固定或地板固定避免在清潔過程期間產生對操作員而言的任何障礙物。如圖9、10、和16中所示，液體管理系統150進一步包含連接到一個或多個液體線路152的一個或多個液體泵162，用于提供一種或多種液體132給一個或多個液體線路 152。如圖16中所示，液體泵162可以包含水泵164、清潔液體泵166、壓縮空氣泵168、或另一種合適的液體泵。如圖9、10、和16中所示，液體管理系統150進一步包含連接到一個或多個液體泵 162的一個或多個液體存儲容器172，用于提供一種或多種液體132給一個或多個液體泵 162。如圖16中所示，液體存儲容器172可以包含水存儲容器174、清潔液體存儲容器176、 壓縮空氣存儲容器178、或另一種合適的液體存儲容器。液體存儲容器172可以通過連接器元件170被連接到液體泵162。如圖9、10、和16中所示，液體管理系統150進一步包含連接到一個或多個液體泵 162的一個或多個液體流動閥180，用于調節從液體存儲容器172到液體線路152的一種或多種液體132的流動。如圖16中所示，液體流動閥180可以包含水流動閥182、清潔液體流動閥184、壓縮空氣流動閥186、或另一種合適的液體流動閥。如圖9、10、和16中所示，液體管理系統150進一步包含連接到一個或多個液體泵 162的一個或多個液體壓力閥188，用于調節從液體存儲容器172到液體線路152的一種或多種液體132的壓力。如圖16中所示，液體壓力閥188可以包含水壓力閥190、清潔液體壓力閥192、壓縮空氣壓力閥194、或另一種合適的液體壓力閥。液體泵162可以通過一個或多個液體流動閥180和一個或多個液體壓力閥188被連接到液體線路152。自動化清潔系統70進一步包含控制系統200，該控制系統200與活動組件72和液體管理系統150通信并控制活動組件72和液體管理系統150。控制系統200也與定位在靠近控制系統200或在另一個位置的設施個人電腦(PCS) 202和其他合適的現場設備進行通信。控制系統200包含用于提供能量給控制系統200的能量源204。能量源204優選地是電源。控制系統200進一步包含覆蓋可編程邏輯控制器(PLC) 208的控制箱206。PLC 208 同時實施自動化和遠程的手動控制行為。PLC 208監控一般位于飛機機身內部30外的地平面的液體泵162和液體存儲容器172。PLC 208監控各種水、清潔液體、和壓縮空氣參數，控制所選擇的液體流動閥180、液體壓力閥188、空氣發動機86、92、和極限開關88操作，并且執行指定的互鎖功能和報警功能。PLC 208監控、顯示、和控制所選擇的系統參數和用于弄濕、清潔液體/肥皂、沖洗和空氣干燥循環的過程加上用于調整高度的機身內直徑的系統運動控制器。PLC 208包含PLC硬件系統210和PLC軟件系統212。PLC硬件系統210包含具有至少內置的第一通信端口 216和內置的第二通信端口 218的計算機處理器214。計算機處理器214可以包含Modicum Quantum PLC。第一通信端口 216可以包含以太網TCP/IP(傳輸控制協議/互聯網協議)端口 220。第二通信端口可以包含Modbus串行通信端口 222。 PLC 208利用Modbus串行通信端口 222和協議與設施PCS 202和自動化傳送機構80 (例如導向車82)進行通信。PLC硬件系統210進一步包含遠程輸入/輸出(I/O)系統224。 I/O系統2 可以包含多個遠程輸入/輸出模塊226，例如Modicum Momentum離散-輸入 (DI)、離散-輸出(DO)、模擬-輸入(AL)通信適配器。PLC硬件系統210進一步包含一個或多個以太網通信適配器228。以太網通信適配器2 可以包含位于遠程I/O模塊226中的Momentum以太網TCP/IP通信適配器230。PLC硬件系統210進一步包含優選地定位在覆蓋PLC 208的控制箱206中的總線(device net)通信適配器232。PLC 208利用總線通信適配器232和協議與空氣發動機86、92和氣動直線驅動裝置98進行通信。PLC軟件系統212可以包含用于編程PLC 208的軟件，例如從伊利諾斯州I^alatine的"Telemecanique/Schneider Electric Industries SAS 獲得的現用概念版本 2· 6 軟件(off-the-shelf Concept version 2.6software)。控制系統200可以進一步包含人機界面(HMI)系統234，該人機界面系統234包含多個HMI控制器236。HMI控制器236可以由操作員通過選擇HMI控制器或發送信息至 PLC 208的按鈕激活，從而發起下一個自動化序列。這允許手動停止點分離自動化序列。序列細節可以包括定時器、定時延遲、和設定點。HMI系統234進一步包含HMI軟件238。HMI 軟件238用于編程HMI觸摸屏面板(未示出)。HMI 238可以包含現用軟件，例如從伊利諾斯州 Palatine 的 khneider Electric Industries SAS 獲得的 Vi jeo Designer 軟件，用于編程HMI觸摸屏面板。觸摸屏可以包含概述過程屏、警報總結屏、過程序列屏、或其他合適的觸摸屏。空氣發動機86和極限開關88利用PLC 208和觸摸屏面板使得導向車82在可移除追蹤組件74上往復移動，PLC 208和觸摸屏面板是通過諸如開關、集線器、和到遠程 I/O模塊226、空氣發動機86和氣動直線驅動裝置98的電纜的連接部件(未示出)互相連接的。諸如互鎖運動傳感器裝置242和極限開關88或電動停止(E-stop)的硬連線互鎖裝置和諸如輕擋板252的存在性檢測裝置250，可以由PLC 208控制或可以是不受PLC 208 控制的孤立裝置。額外組的繼電器觸點244或傳感器可以用于傳送硬連線互鎖裝置，例如互鎖運動傳感器裝置對2，以為了設置任何安全警報或其他運動或傳感器裝置。如圖7、8、10和12中所示，自動化清潔系統71、73可以進一步包含可以受控制系統200控制的運動控制器系統M0。該運動控制器系統240可以包含一個或多個連接到飛機機身內部30的一部分的互鎖運動傳感器裝置242和一個或多個連接到活動組件并且優選地連接到弓形歧管104的一部分的繼電器觸點或傳感器M4。當活動組件72接近互鎖運動傳感器裝置242時，互鎖運動傳感器裝置242檢測在活動組件72，優選地在弓形歧管104 上的繼電器觸點或傳感器M4，并調整歧管和框架組件94的高度或距離，從而適應要清潔的飛機機身內部30的內直徑的任何變化，或是從而適應要清潔的飛機機身內部30的變化輪廓。如圖7、8、10和12中所示，自動化清潔系統71、73可以進一步包含連接到飛機機身內部30的上半部或上部31的相對邊/相對兩側的存在性檢測裝置250，用于安全地關閉活動組件72。優選地，存在性檢測裝置250包含輕擋板252，當活動組件72接近輕擋板 252時，輕擋板252關閉活動組件72或使活動組件72停止。輕擋板252可以包含橫跨從在飛機機身內部30的上半部或上部31的一邊上的一個存在性檢測裝置250到飛機機身內部 30的上半部或上部31的相對邊上的另一個存在性檢測裝置MO的距離的桿(未示出)。優選地，自動化清潔系統70、71、73可以由操作控制系統和其他控制器的單個操作員管理和操作。優選地，與對于一次清潔操作手動清潔需要二十四小時的全過程清潔時間相比較而言，自動化清潔系統70、71、73減少了對于活動組件72沿著飛機機身內部30的長度的三步(用水弄濕/清洗、清潔液洗滌/水洗、和風干)的一次清潔操作的全過程清潔時間。可替換地，自動化清潔系統70、71、73可以減少對于活動組件72沿著飛機機身內部 30的長度的四步(用水弄濕/清洗、清潔液體洗滌、水洗、和風干)的一次清潔操作的全過程清潔時間。優選地，通過提供與手動清潔相比較而言更大的飛機機身內部30的清潔覆蓋區域，該自動化清潔系統70、71、73使飛機機身內部30的清潔的整體質量得到提高。
在如圖7、10和11中所示的本公開的另一個實施例中，提供了可以由單個操作員管理和操作的用于清潔飛機機身內部30的自動化清潔系統71。該自動化清潔系統71包含設計安裝在要清潔的飛機機身內部30內的活動組件72。該活動組件72包含可移除追蹤組件74，其可以連接到要清潔的飛機機身內部30的地板34和與要清潔的飛機機身內部 30的地板34分離。活動組件72進一步包含自動化的傳送機構80，其包含安裝在可移除追蹤組件74上的空氣發動機驅動的自動化導向車82，用于沿著要清潔的飛機機身內部30的長度移動。活動組件74進一步包含歧管和框架組件94，其包含安裝在自動化傳送機構80 上的撳鈕連同歧管和框架組件96，該自動化傳送機構80包含自動化的導向車82和具有一個或多個氣動直線驅動裝置98，用于調整撳鈕連同歧管和框架組件96的高度100或距離， 從而適應要清潔的飛機機身內部30的內直徑102(參考圖幻的任何變化。該活動組件72 進一步包含連接到歧管和框架組件94的液體分配組件130，用于將一種或多種液體132分配到要清潔的飛機機身內部30的上半部或上部31，其中歧管和框架組件94包含撳鈕連同歧管和框架組件96。該自動化的清潔系統71進一步包含液體管理系統150，其連接到活動組件72用于提供一種或多種液體132給液體分配組件130。該自動化清潔系統71進一步包含運動控制器系統M0，用于調節包含撳鈕連同歧管和框架組件96的歧管和框架組件94 的高度100或距離，從而適應要清潔的飛機機身內部30的內直徑102的任何變化。該自動化的清潔系統71進一步包含的控制系統200，其與活動組件72、液體管理系統150、和運動控制器系統240通信并控制活動組件72、液體管理系統150、和運動控制器系統M0。該自動化的清潔系統71進一步包含優選地以輕擋板形式的用于安全地關閉活動組件72的存在性檢測裝置250。在本公開的另一個實施例中，提供了用于清潔飛機機身內部的方法300。圖17示出了本公開的自動化清潔方法300的實施例的流程圖。方法300包含如上面所討論的提供自動化清潔系統70、71或73(參考圖6-圖8)的步驟302。自動化的清潔系統70、71、73包含設計安裝在要清潔的飛機機身內部30內的活動組件72。活動組件72進一步包含如上所述的可移除追蹤組件74。該活動組件72進一步包含如上所述的安裝在可移除追蹤組件74 上的自動化傳送機構80。該活動組件72進一步包含如上所述的安裝在自動化傳送機構80 上的歧管和框架組件94。該活動組件72進一步包含如上所述的連接到歧管和框架組件94 的液體分配組件130，用于將一種或多種液體132分配到要清潔的飛機機身內表面38的上半部或上部31。自動化清潔系統70、71、73進一步包含如上所述的連接到活動組件72的液體管理系統150(參考圖16)，用于提供一種或多種液體132給液體分配組件130。自動化清潔系統70、71、73進一步包含如上所述的與活動組件72和液體管理系統150進行通信并控制活動組件和液體管理系統150的控制系統200(參考圖15)。方法300進一步包含步驟304，步驟304將活動組件72連接到要清潔的飛機機身內部30。活動組件72的可移除追蹤組件74的第一軌道76和第二軌道78可以連接或固定到飛機機身內部30的地板34的橫向或水平桿44中的開口 46 (參考圖幻。可移除追蹤組件74優選地是模塊化的，并且第一軌道76和第二軌道78中的每個軌道均可以包含縱向沿著飛機機身內部30的長度彼此縱向連接在一起的一個或多個塊。方法300進一步包含步驟306，步驟306利用自動化清潔系統70、71、73在第一步沿著飛機機身內部30的長度將水分配到飛機機身內表面38的基本整個上半部或上部31。方法300進一步包含步驟308，步驟308利用自動化清潔系統70、71、73在第二步沿著飛機機身內部30的長度將清潔液體和清水同時或連續地在同一步分配到飛機機身內表面38的基本整個上半部或上部31。方法300進一步包含步驟310，步驟310利用自動化清潔系統 70,71,73在第三步沿著飛機機身內部30的長度分配壓縮空氣，從而吹干飛機機身內表面 38的基本整個上半部或上部31。方法300進一步包含步驟312，步驟312使活動組件72與已經清潔過的飛機機身內部30分離。通過提供與手動清潔相比較而言更大的飛機機身內部30的上半部或上部31的清潔覆蓋區域，該自動化清潔系統70、71、73使得飛機機身內部 30的上半部或上部的清潔的總質量得到提高。與對于一次清潔操作手動清潔需要二十四個小時的全過程清潔時間相比較而言，該自動化清潔方法300優選地減少了對于活動組件 72沿著飛機機身內部30的長度的三步(three passes)的一次清潔操作的全過程清潔時間。可替換地，該自動化清潔方法300減少了對于活動組件72沿著飛機機身內部30的長度的四步的一次清潔操作的全過程清潔時間。四步方法可以包括在第一步沿著飛機機身內部30的長度將水分配到飛機機身內表面38的基本整個上半部或上部31，在第二步沿著飛機機身內部30的長度將清潔液體分配到飛機機身內表面38的基本整個上半部或上部31， 在第三步沿著飛機機身內部30的長度將清水分配到飛機機身內表面38的基本整個上半部或上部31，以及在第四步沿著飛機機身內部30分配壓縮空氣吹干飛機機身內表面38的基本整個上半部或上部31。通過提供與手動清潔相比較而言更大的飛機機身內部30的上半部或上部31的清潔覆蓋區域，該自動化清潔方法300優選地使得飛機機身內部30的上半部或上部31的總清潔質量得到提高。自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300的實施例提供了用于清潔商用飛機和其他類型飛機的機身內部的自動化清潔系統，例如在將底漆涂到飛機機身內表面上之前，為了消除或最小化飛機機身內表面上的污染物或其他不期望的物質，或為了使底漆開始起作用。該自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300可以適用于與現有的托臺組件M合作，或可以作為孤立的和單獨的系統。該自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300可以使用重量比較輕的可移動弓形歧管104，并且在某些實施例中，是重量比較輕的框架結構106，其可以容易地分開從而從工作區域移除。可以單獨地用作孤立結構的自動化清潔系統71的實施例可以提供簡單的設置和從飛機機身內部30完全移除，可以提供充分的噴灑覆蓋性能，可以是重量輕的具有焊接鋁歧管和框架組件94，可以是空氣驅動的，可以具有連接到氣動直線驅動裝置98的可調節弓形歧管104，其中弓形歧管104在ζ軸可調節從而適應飛機機身內部30的變化輪廓，可以提供輕擋板252用于安全地關閉，可以提供抬高的或固定在地板的液體線路(例如空氣軟管和水龍帶)，可以由一個操作員管理，可以是每個弓形歧管104具有九個擺動噴灑頭136和每個噴灑噴嘴Π4具有六個噴灑頭136，可以具有在液體泵162設定的液體流速和液體壓力，可以具有也可以用作具有壓縮空氣的吹干功能的噴灑噴嘴134，以及可以提供用于水控制或循環水選擇的密封裝置(containment)。可以適用于現有的托臺組件M的自動化清潔系統73的實施例可以是具有可移除銷122和氣動直線驅動裝置98而高度可調節的，可以是空氣發動機驅動的，可以是具有一個或多個可移動弓形歧管104而重量輕的，可以由一個操作員管理，可以是每個弓形歧管 104具有九個擺動噴灑頭136和每個噴灑噴嘴134具有六個噴灑頭136，可以具有在液體泵162設定的液體流速和液體壓力，可以具有可以用作具有壓縮空氣的吹干功能的噴灑噴嘴 134，以及可以提供用于水控制或循環水選擇的密封裝置(containment)。此外，自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300可以減少工藝流程時間， 并能夠通過三步或四步而不是利用已知的體力勞動方法花費二十四個小時的總時間清潔飛機的飛機機身內表面38的整個或基本整個上半部或上部31。因此，可以節省時間和可以降低生產成本。該自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300自動化地進行清潔過程，并消除了需要四個或更多操作員完成的手動清潔方法。此處所公開的自動化清潔系統 70、71、73和自動化清潔方法300可以由一個操作員管理。因而，可以降低勞動力成本和生產成本。而且，該自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300可以提供全面覆蓋地清潔飛機機身內表面38的所有或基本所有上半部或上部31。因而，清潔過程的質量得到了提高。該自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300優選地使用擺動噴灑頭136，擺動噴灑頭136優選地安裝在弓形歧管104，當自動化傳送機構80(例如導向車82)沿著飛機機身內部30的長度移動時噴灑頭向上噴灑。弄濕飛機機身內表面38之后優選地是清潔液體和清水，然后是干燥循環，所有的步驟均是通過具有附加的噴灑噴嘴134的水和空氣弓形歧管104進行的。相同的噴灑噴嘴134可以用于水、清潔液體和/或壓縮空氣。因此，噴灑噴嘴134也可以用作使用壓縮空氣的吹干功能。此外，該自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300可以消除操作員在清潔過程期間不得不在飛機機身內部30的地板34的潮濕表面上走動，以及因為操作員不再需要用軟管手動清潔，所以可以消除操作員的任何人體工程學問題，并且因此消除了應用和噴灑水、清潔液體、和/或空氣期間使用的重復的臂運動。最后，當未使用用于分配水、清潔液體、和空氣的液體線路152時，該自動化清潔系統70、71、73和自動化清潔方法300提供了液體線路的抬高存儲固定或地板固定，這可以消除或最小化在清潔過程期間產生任何障礙物。本公開所屬領域的技術人員在接受前述的說明書和相關附圖中顯示的教義后將想到關于本公開的許多改進和本公開的其他實施例。此處所述的實施例是說明性的，并不是為了限制或詳盡說明。盡管此處使用了特定的術語，但是這些術語僅用于一般意義和描述性的意義，而不是為了起限制作用。
權利要求
1.一種用于飛機機身內部的自動化清潔系統，所述系統包含活動組件，其被設計安裝在要清潔的飛機機身內部，所述活動組件包含 可移除追蹤組件；安裝在所述可移除追蹤組件上的自動化傳送機構； 安裝在所述自動化傳送機構上的歧管和框架組件；和連接到所述歧管和框架組件的液體分配組件，用于將一種或多種液體分配到要清潔的飛機機身內表面上；液體管理系統，其被連接到所述活動組件用于提供一種或多種液體給所述液體分配組件；以及控制系統，其與所述活動組件和所述液體管理系統進行通信并控制所述活動組件和所述液體管理系統。
2.根據權利要求1所述的系統，進一步包含用于安全地關閉所述活動組件的存在性檢測裝置。
3.根據權利要求1所述的系統，進一步包含受所述控制系統控制的運動控制器系統， 用于調整所述歧管和框架組件的高度，從而適應要清潔的飛機機身內部的內直徑的任何變化。
4.根據權利要求1所述的系統，其中所述可移除追蹤組件包含彼此平行間隔開的第一軌道和第二軌道，并且所述第一軌道和第二軌道能夠連接到所述飛機機身內部的地板和與所述飛機機身內部的地板分離。
5.根據權利要求1所述的系統，其中所述自動化傳送機構包含沿著要清潔的飛機機身內部的長度在所述可移除追蹤組件上移動的導向車。
6.根據權利要求1所述的系統，其中所述自動化傳送機構包含沿著要清潔的飛機機身內部的長度在所述可移除追蹤組件上移動的托臺平臺。
7.一種清潔飛機機身內部的方法，所述方法包含 提供自動化清潔系統，包含設計安裝在要清潔的飛機機身內部的活動組件，所述活動組件包含 可移除追蹤組件；安裝在所述可移除追蹤組件上的自動化傳送機構； 安裝在所述自動化傳送機構上的歧管和框架組件；和連接到所述歧管和框架組件的液體分配組件，用于將一種或多種液體分配到要清潔的飛機機身內表面的上部；液體管理系統，其被連接到所述活動組件用于提供所述一種或多種液體給所述液體分配組件；以及控制系統，其與所述活動組件和所述液體管理系統進行通信并控制所述活動組件和所述液體管理系統；將所述活動組件連接到要清潔的飛機機身內部；利用所述自動化清潔系統在第一步沿著飛機機身內部的長度將水分配到要清潔的飛機機身內表面的基本整個上部；利用所述自動化清潔系統在第二步沿著飛機機身內部的長度將清潔液體和清水分配到要清潔的飛機機身內表面的基本整個上部；利用所述自動化清潔系統在第三步沿著飛機機身內部的長度分配壓縮空氣從而吹干要清潔的飛機機身內表面的基本整個上部；以及使得所述活動組件與已經清潔過的所述飛機機身內部分離。
全文摘要
本公開在一個實施例中提供了適用于飛機機身內部的自動化清潔系統。所述系統包含設計安裝在要清潔的飛機機身內部內的活動組件。所述活動組件包含可移除追蹤組件、安裝在所述可移除追蹤組件上的自動化傳送機構、安裝在所述自動化傳送機構上的歧管和框架組件、和連接到所述歧管和框架組件的用于將一種或多種液體分配給要清潔的飛機機身內表面的液體分配組件。所述系統進一步包括連接到所述活動組件以提供一種或多種液體給所述液體分配組件的液體管理系統。所述系統進一步包含與所述活動組件和所述液體管理系統進行通信并控制所述活動組件和所述液體管理系統的控制系統。
文檔編號B64F5/00GK102556364SQ201110433910
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者R·尼斯, T·S·蒂凡尼 申請人:波音公司