CN103224033B - 一种基于测量距离的变形元件 - Google Patents

Abstract

一种基于测量距离的变形元件，包括硬质框架、柔性框架和可伸缩地板段，可伸缩地板段利用第一致动器实现其在地板层中的伸缩，柔性框架的高度大于硬质框架的高度，硬质框架利用自身开设的滑槽与地板外侧部上的滑轴相配合并借助于第三致动器从而实现硬质框架可以相对于地板上下移动一段距离，柔性框架不直接连接于地板层；硬质框架和柔性框架之间连接有多个第二致动器，多个第二致动器中的一个借助于可拆卸支架不可枢转地再次被固定地连接于硬质框架；柔性框架两侧分支以及可伸缩部前端还分别设置有测距仪，对接框架的硬质框架通过收放机构以及蓄能装置连接于遮篷装置的门形框架。利用本发明的对接框架，提高了登机桥的密封性和安全性。

Description

一种基于测量距离的变形元件

技术领域

本发明涉及一种基于测量距离的变形元件，具体涉及一种用于遮篷装置的对接框架，尤其涉及一种在与飞机对接之前就能够自适应地具有与飞机表面弧度吻合的外形的对接框架。

背景技术

飞机登机桥是一款现代客机惯常使用的机场设备，它们被用作登机的入口，可供乘客从航站楼进入客机内部。这种登机桥通常在其端部都具有一个遮篷装置，它跨接于登机桥与飞机之间的空间中，从而可以保护登机人员不受到恶劣气候条件的影响。

专利文献CN100355628C公开了一种飞机乘客航梯或飞机登机桥密封装置，包括一张紧在一连接地板上方的遮篷，其中所述遮篷在其一开口端上具有一柔性框架，在其另一端处设置在一用来固定在飞机乘客航梯或飞机登机桥上的门形框架上，其中所述柔性框架在所述遮篷伸出时贴合在飞机外壳上，并且其中设有一用于所述遮篷的操纵装置，以展开或合拢所述遮篷，其中所述操纵装置包括卷绕装置和由蓄能装置、多连杆构成的制动致动机构。专利文献CN100528688C公开了一种遮蓬装置，用于飞机的登机桥，包括柔性框架，设置在该遮蓬装置的一开口端，用于在该遮蓬装置展开时贴合到该飞机的外壳；门形框架，设置在该遮篷装置的另一开口端，用于连接到该登机桥；可展开的折篷，跨接在该柔性框架和该门形框架之间，并连接到该柔性跨接和该门形框架的顶部和两侧，还包括至少两个彼此独立的操纵机构，用于驱动该遮蓬装置展开和／或合拢，所述操纵机构由卷绕装置和单个蓄能装置构成。专利文献CN101910001A公开了一种用于移动式登机桥的吻接装置，包括：充气部，其附接到所述移动式登机桥的遮蓬的端部并且能够注入空气；和缓冲材料，其设置在所述充气部内，并且所述缓冲材料即使在从所述充气部中排出空气时仍保持固定形状。专利文献US5267368A公开了一种登机桥遮篷装置，其使用致动器推动可折叠对接框架实现与飞机舱门的对接。

因此可以看出，现有技术在实现遮篷装置与机身对接时通常都采用了蓄能装置，例如气弹簧等和卷绕装置配合使用，或者液压致动器，文献CN100355628C还使用了多个连杆或悬臂结构；而为了尽可能使得对接框架紧密贴合机身，且减少遮篷装置对于飞机机身外壳可能造成的伤害，现有技术中的对接框架还多采用柔性框架，尤其文献CN101910001A还都采用带有缓冲材料的充气装置。但是，现今的飞机彼此之间的差异都较大，其外轮廓的曲率变化也都较大，特别是机首过渡区域内有时还存在很大的弯角，使得现有的登机桥遮篷装置很难精确地贴合到飞机外壳上，进而留存缝隙。这些缝隙在恶劣条件下是极为不利的，特别是雨雪天气，很容易导致水分进入飞机内部或淋湿旅客，还可能在登机桥或机身内部造成湿滑风险。前述文献中通过蓄能装置或致动器，例如气弹簧、液压致动器推动对接柔性框架的顶部，使遮篷装置贴合到机身外壳，由于此种情况下，对接框架是被动的被推压到机身上，一方面致动结构较为复杂，另一方面柔性框架在面对多种机身曲率时，通常也难以十分紧密地贴合到机身外壳上。况且，为了实现紧密贴合，气弹簧、液压致动器一般也需要提供较大推力，因此难免对机身外壳造成损害。

文献CN202379091U公开了一种登机桥接机测距传感装置，包括安装在接机口端部的缓冲胶管，所述缓冲胶管上安装有测距传感装置，所述缓冲胶管的一侧上开有探测孔，所述测距传感装置的传感器探头与所述探测孔正对设置。其主要用于反应缓冲胶管的变形程度，并及时通知控制系统发出制动信号，防止对机身造成较大冲击。但是它所采用的展开结构仍属于常规的现有技术，其也无法解决上述问题。文献CN101287649B公开了一种将登机桥自动对接到舱门上的方法，其采用激光测距仪和计算机控制装置实现登机桥与飞机舱门的自动对接。上述两篇文献对于激光测距仪的使用方法仍然比较单一。

因此，现有技术中的遮篷装置普遍存在下列缺陷：由于蓄能装置或致动器施力点单一，柔性框架难以适应各种飞机表面曲率，灵活性和密封性都较差；而为了将柔性框架紧密地贴合机身外壳，通常施加的力都比较大，容易损害机身外壳，另外由于蓄能装置或致动器通常在遮篷装置触及机身外壳后才开始工作，因此容易因为自身故障或系统失误造成过载，严重损害机身外壳；缺乏乘客登机过程实时检测和警报装置，存在安全隐患。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种用于遮篷装置的对接框架，尤其涉及一种包括在与飞机对接之前就能够自适应地具有与飞机表面弧度吻合的外形的对接框架。其包括硬质框架、柔性框架和可伸缩地板段，可伸缩地板段利用第一致动器实现其在地板层中的伸缩，柔性框架的高度大于硬质框架的高度，硬质框架利用自身开设的滑槽与地板外侧部上的滑轴相配合并借助于第三致动器从而实现硬质框架可以相对于地板上下移动一段距离，柔性框架不直接连接于地板层；硬质框架和柔性框架之间连接有多个第二致动器，多个第二致动器中的一个借助于可拆卸支架不可枢转地再次被固定地连接于硬质框架；柔性框架两侧分支以及可伸缩部前端还分别设置有测距仪，对接框架的硬质框架通过收放机构以及蓄能装置连接于遮篷装置的门形框架。

优选地，柔性框架由塑料制成。

优选地，所述测距仪为激光测距仪或超声波测距仪、红外线测距仪。

优选地，门形框架和柔性框架之间连接有遮篷。

根据本发明的对接框架具有如下优点：（1）由于本发明利用多个测距仪和致动器来变形柔性框架，因此能够很好地适应各种不同的飞机表面曲率，且能够具备很好的密封性；（2）由于本发明的对接框架在触及机身外壳之前已经完成变形，因此能够防止致动器由于自身故障或系统失误而过载；（3）本发明所采用的测距传感器能够实时检测对接情况，并发出警报，因此更加安全。

附图说明

图1是根据本发明的连接于门形框架的对接框架的纵向截面图；

图2示意性地模拟了本发明中的遮篷装置的柔性框架的变形方式。

具体实施方式

参照附图1，其中显示了根据本发明的遮篷装置1，该遮篷装置1包括门形框架2和对接框架3，对接框架3直接用于实现遮篷装置1与飞机机身外壳的对接。对接框架3包括硬质框架4以及将会与机身外壳直接接触的柔性框架5，柔性框架5由柔性材料制成，但该材料的延展性较差，例如塑料。柔性框架四周还可进一步地包括缓冲材料、充气垫或弹性可变性管等等。柔性框架在高度上要长于硬质框架，本发明中的这种柔性框架是极为有利的，因为其具有较大长度，因此即使变形后仍能够为乘客提供很好的空间，当然较为宽大的柔性框架也更有利于对接。遮篷装置还进一步包括地板层6，其中该地板层是一种可伸缩式地板，其包括一可伸缩部11，该可伸缩部利用例如处于地板层内部的致动器，例如液压致动器12实现伸缩运动，该液压致动器12可是设置于地板层中间位置的一个，也可以是分别设置于两端的两个，当然也可以是其他数量。门形框架2固定连接于地板层6。硬质框架4两侧分支底部的内侧面上开设有滑槽，地板层6前端外侧部上则设置有滑轴，硬质框架4借助于滑槽和遮篷装置1的地板层6前端外侧部上的滑轴进行配合，从而实现硬质框架4可以相对于地板层进行上下一定幅度的移动，从而调节对接框架的高度；此处的移动可以例如借助于安装在硬质框架附近的液压致动器15来实现。并且门形框架2和硬质框架6之间使用蓄能装置和回收卷绕机构8，蓄能装置例如可以是气弹簧7。在每一侧上，硬质框架4和柔性框架5之间连接有多个致动器（为了能够适应各种机身表面曲率，在成本能够接受范围内，致动器的数量优选为越多越好），例如液压致动器9，出于简化考虑，在本实施例中，此处的液压致动器的数目为5个。这5个致动器优选地分散地分布在柔性框架的每一侧上，但多个致动器中优选地至少有2个分别设置在柔性框架的每一侧分支的顶端，以利于柔性框架与机身外壳的贴合。也就是说，本发明中的柔性框架是脱离于地板层的，其完全通过硬质框架和致动器进行支撑，这种结构对于柔性框架的变形是极为有利的。致动器一端与柔性框架5进行铰接，而另一端则与硬质框架4铰接，但是靠近中间（优选为硬质框架四分之一到四分之三高度范围内）的一个致动器，例如如图1中所示的那样，其借助于可拆卸的固定支架14而被再次地固定连接于硬质框架4，这样整个柔性框架才不会上下移动；当然，直接将该致动器固定连接于硬质框架也是可以的，但是借助于可拆卸固定支架连接，则有利于更换不同长度的支架来调节柔性框架相对于硬质框架的上下高度。柔性框架两侧分支上还分别设置有多个测距传感器10，该测距仪可以例如是超声波测距仪、红外线测距仪或者是激光测距仪，本实施例中优先选择激光测距仪。测距仪在柔性框架上的安装可以采用众所周知的常规手段，例如可采用支架的形式安装在柔性框架上，而且该激光测距仪也可以设置于柔性框架上的开孔之中。测距仪优选地分散分布在柔性框架的纵向高度上，当然，为了测量准确，它们应该处于同一条竖直线上。地板层可伸缩部的前端也设置有测距仪13。柔性框架上的测距仪数量可以与致动器数量相同也可以不同。优选地，除了柔性框架的端部，测距仪安装位置与致动器在柔性框架上的铰接点尽量错开，这样就不会对柔性框架造成过多的损害，同时有利于测距仪的使用。

柔性框架和门形框架之间的空间的外围四周铺设有遮篷。遮篷装置1还包括设置在门形框架2后侧上部的控制器（未示出），用于接收激光测距仪所获取的信号并且控制液压致动器9和卷绕机构8的操作，另外还控制器还控制一个报警装置。因此该控制器能够具有如下功能：当由于乘客登机引起登机桥相对于飞机外壳震颤，进而导致登机桥对接框架脱离机身外壳较大距离（例如是10厘米）时发出警报告诫乘客暂缓行动，并再次启动卷绕装置释放蓄能装置或者启动液压致动器，直至激光测距仪能测量到距离重新进入安全范围（解除警报）。

下面详细地介绍一下本发明中的遮篷装置1的操纵方法。

首先，在遮篷装置与机身外壳接触之前，在登机桥使用初期，打开遮篷装置上的激光测距仪测量硬质框架距离飞机机身的距离，在登机桥垂直朝向飞机前进（可利用设置于柔性框架上的同一水平线上的两个测距仪，如果它们两个测量的距离相等，说明登机桥正垂直朝向飞机前进），而在接近所要对接的飞机一定距离时，该距离（由于飞机表面呈弧线形，因此各个激光测距仪测量的数据有所不同，此处的距离可以是柔性框架上的激光测距仪中的任一个测量到的数据，优选为中间附近的致动器所测量的数据）可以是0.5-5米之间的任一选定值时，优选1米，暂时停止登机桥靠近飞机的运动，控制器根据各激光测距仪测量到的距离值控制各致动器进行各自的伸缩以变形柔性框架。在这一步骤中还需注意的是核对位于柔性框架顶部或底部的测距仪测量到的数据是否为畸形的过大数据，也就是说，如果登机桥或者对接框架在最初调试中没有与所要对接的舱门处于同一个高度上，那么很有可能位于柔性框架顶部或者底部的测量仪所发出的光线或信号处于空出的舱门范围内而进入内部，此时也说明对接框架在高度上没有与舱门很好的对齐，此时可以借助于致动器15来调节对接框架的高度，直至顶部或底部测距仪测量到的数据进入正常范围，当然为了保险起见，此时仍可以继续移动一小段距离。另外，此处操作也可以采用人工操作的方式。在调节好对接框架高度之后，再进行柔性框架的变形处理。

参照附图2，其示意性地模拟了本发明中的遮篷装置的柔性框架的变形方式。首先利用柔性框架上的测距仪所测量到的距离机身的距离，经由控制器模拟生成所要对接的机身外壳表面弧度，如标记101所示；然后向对接框架平移该弧度曲线直至该弧线与柔性框架上固定点相交位置，该固定点即不可枢转的那个致动器与柔性框架的连接点。

因此根据柔性框架分支的长度（由于其伸展性差，此处忽略伸展长度）可以得知变形后的柔性框架应如标记102所示那样。进而变形后，（模拟的硬质框架106保持不动）相关致动器的伸长或回缩长度就可以计算得出。随后控制器按照前述计算量来致动本发明的液压致动器即可实现变形后的柔性框架能够具有与所要结合的机身外壳相同的弧度。该图中的标记103、104、105分别代表模拟中的柔性框架、初始位置的致动器和伸缩后的致动器。该过程中，不可枢转的那个致动器保持不伸缩。另外，为了能够更加精确地确保柔性框架的变形，本发明还可以在致动器（不包括不可枢转的那个致动器）与硬质框架之间设置辅助致动器（未示出），由于模拟致动器104在框架变形过程中的偏转角度可以按照上述方法计算得出，因此可以使用辅助致动器按照所计算的角度来偏转柔性框架和硬质框架之间的致动器。所述计算过程可由控制器完成，而相关数学计算方法都是所属领域的公知常识。

这一过程中，框架两侧可以分别独立操作，也就是说柔性框架两侧的变形在需要时可以是不同的，这对于舱门周边出现较大的转角时是非常有利的，因此本发明在对接过程中具有十分突出的灵活性。而且本发明中的致动器在对接之前就完成了致动，因此不会由于自身的故障或因控制系统失误而出现过载。

在此之后，即继续控制登机桥前进，并在逐渐接近飞机机身时（根据测距仪所测量到的距离与预期值的比较）减慢登机桥前进速度，直至柔性框架贴合于机身外壳时（根据激光测距仪测量距离与预期值的比较，该值与测距仪安装位置相关）即制动登机桥。之后，根据地板层前端可伸缩部的测距仪13，控制致动器12伸长地板段11，直至该地板段与机身贴合。

然后控制器控制卷绕机构释放蓄能装置，使其将对接框架紧密地压合于机身外壳，由于本发明中的柔性框架由致动器操纵变形，因此本发明中的蓄能装置无需向现有技术中那样施加较大的推力，因此也就降低了遮篷装置对机身外壳造成伤害的风险。

在乘客登机过程中，由于外部条件或者是乘客的重量挤压导致遮篷装置相对于机身外壳发生偏斜或脱离，由于激光测距仪能测量到距离的变化，因此如果柔性框架与机身外壳的距离达到一个预定阈值（例如是10厘米）的话，控制器能够据此控制报警装置发出警报，并再次启动卷绕装置释放蓄能装置或者启动液压致动器，直至激光测距仪能测量到距离重新进入安全范围。

由于本发明中的接合框架在贴合机身外壳之前就具有了机身外壳的表面弧度，因此能够改善了密封性能，同时减小了对机身蒙皮造成损害的风险。另外还具有警报和重新修正贴合程度的优点。以上未作详细说明的都是所属领域的公知常识。

本领域技术人员可以根据本发明公开的内容和所掌握的本领域技术对本发明内容做出替换或变型，但是这些替换或变型都不应视为脱离本发明构思的，这些替换或变型均在本发明要求保护的权利范围内。

Claims (3)

1.一种用于遮篷装置的对接框架，包括硬质框架(4)、柔性框架(5)和可伸缩地板段(11)，其特征在于可伸缩地板段(11)利用第一致动器(12)实现其在地板层(6)中的伸缩，柔性框架的高度大于硬质框架的高度，硬质框架(4)利用自身开设的滑槽与地板(6)外侧部上的滑轴相配合并借助于第三致动器(15)从而实现硬质框架可以相对于地板上下移动一段距离，柔性框架(5)不直接连接于地板层；硬质框架(4)和柔性框架(5)之间连接有多个第二致动器(9)，多个第二致动器中的一个借助于可拆卸支架(14)不可枢转地再次被固定地连接于硬质框架；柔性框架两侧分支以及可伸缩部(11)前端还分别设置有测距仪，对接框架的硬质框架通过收放机构以及蓄能装置连接于遮篷装置的门形框架。

2.根据权利要求1所述的对接框架，其特征在于柔性框架由塑料制成。

3.根据权利要求1或2所述的对接框架，其特征在于所述测距仪为激光测距仪或超声波测距仪、红外线测距仪。