CN103471693A

CN103471693A - 一种通用飞机自动称重系统及其控制方法

Info

Publication number: CN103471693A
Application number: CN2013104435351A
Authority: CN
Inventors: 高兰宁; 韩永良
Original assignee: SOUTH CHINA MANUFACTURING BASE OF CHINA AVIATION INDUSTRY GENERAL AIRCRAFT CO LTD
Current assignee: SOUTH CHINA MANUFACTURING BASE OF CHINA AVIATION INDUSTRY GENERAL AIRCRAFT CO LTD; South China Aircraft Industry Co Ltd of China Aviation Industry General Aircraft Co Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: CN103471693B

Abstract

本发明涉及一种通用飞机自动称重系统及其控制方法，该系统包括主控计算机和与主控计算机连接的纵横倾斜检测器、前支点重量检测器、左后支点重量检测器、右后支点重量检测器、前支电液伺服千斤顶组件、左后支电液伺服千斤顶组件和右后支电液伺服千斤顶组件，以及与各组成部件电性连接的电源组件；前支点重量检测器、左后支点重量检测器、右后支点重量检测器分别设于前支点电液伺服千斤顶组件、左后支点电液伺服千斤顶组件和右后支点电液伺服千斤顶组件的顶部或底部。这样，即可实现飞机自动校平和自动称重，准确、快速计算出飞机重量和重心，防止人为差错、误差，降低人工成本，操作方便、效率高，且结构简单，实施难度小，计算精确度有保障。

Description

一种通用飞机自动称重系统及其控制方法

技术领域

本发明属于飞机称重设备技术领域，特别涉及一种通用飞机自动称重系统及其控制方法。

背景技术

目前,国内飞机的重心计算和重量测量主要通过各自独立的方法进行,即用三个(个别有四个)千斤顶顶起飞机,用水准仪测量飞机的水平状态,如不在水平状态,利用水准仪与千斤顶配合将飞机顶水平,然后通过三个电子秤读出各自测量的重量,三个电子秤读出的重量之和就是飞机的重量,然后利用飞机的重心计算公式人工或利用电脑半人工计算出飞机的纵向和横向重心(固定翼飞机不用计算横向重心)。整个重心计算和重量测量都需要人工参与，容易发生人为差错、误差问题，而且称重过程复杂，操作极不方便，耗时长、效率低，人工成本也比较高。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可容易将飞机迅速校水平，准确、快速地计算出飞机的重量、重心等数据，实现飞机自动校平和自动称重功能，有效防止人为差错、误差，人工成本低，操作方便、效率高，而且结构简单，实施难度小，计算精确度有保障的通用飞机自动称重系统及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种通用飞机自动称重系统，包括有内置有微处理器的主控计算机、纵横倾斜检测器、前支点重量检测器、左后支点重量检测器、右后支点重量检测器、前支电液伺服千斤顶组件、左后支电液伺服千斤顶组件和右后支电液伺服千斤顶组件以及电源组件；所述纵横倾斜检测器、前支点重量检测器、左后支点重量检测器、右后支点重量检测器、前支点电液伺服千斤顶组件、左后支点电液伺服千斤顶组件和右后支点电液伺服千斤顶组件均与所述主控计算机导通连接，所述电源组件与各组成部件电性连接；而且所述前支点重量检测器、左后支点重量检测器、右后支点重量检测器分别设于所述前支点电液伺服千斤顶组件、左后支点电液伺服千斤顶组件和右后支点电液伺服千斤顶组件的顶部或底部。

进一步地，所述前支点电液伺服千斤顶组件、左后支点电液伺服千斤顶组件和右后支点电液伺服千斤顶组件分别主要由相互导通连接的前支点步进电机和前支点电液伺服千斤顶、左后支点步进电机和左后支点电液伺服千斤顶、右后支点步进电机和右后支点电液伺服千斤顶组成，且所述前支点步进电机、左后支点步进电机和右后支点步进电机均与所述微处理器导通连接；所述前支点重量检测器、左后支点重量检测器、右后支点重量检测器分别设于所述前支点电液伺服千斤顶、左后支点电液伺服千斤顶和右后支点电液伺服千斤顶的顶部或底部。

进一步地，所述前支点重量检测器、左后支点重量检测器和右后支点重量检测器上分别设有前支点仪表放大电路、左后支点仪表放大电路和右后支点仪表放大电路，所述前支点仪表放大电路、左后支点仪表放大电路和右后支点仪表放大电路的输出端与所述微处理器导通连接。

进一步地，所述纵横倾斜检测器为双轴水平传感器，所述前支点重量检测器、左后支点重量检测器和右后支点重量检测器均为标准压力传感器。

进一步地，所述纵横倾斜检测器为M系列双轴水平传感器。

进一步地，所述电源组件为24VDC恒压电源器。

进一步地，所述自动称重系统还包括有USB电源通信接口电路模块，所述USB电源通信接口电路模块与所述微处理器导通连接。

进一步地，所述微处理器是STM32F103C8T6处理器，其第10引脚和第11引脚分别所述纵横倾斜检测器的Y轴和X轴倾斜信号输出端连接，第12引脚、第13引脚和第14引脚分别与所述前支点仪表放大电路、左后支点仪表放大电路和右后支点仪表放大电路的输出端连接，第18引脚、第19引脚和第20引脚均与所述前支点步进电机连接，第39引脚、第40引脚和第41引脚均与所述左后支点步进电机连接，第42引脚、第43引脚和第45引脚均与所述右后支点步进电机连接，第25引脚、第32引脚和第33引脚均与所述USB电源通信接口电路模块连接。

一种基于本发明所述通用飞机自动称重系统的控制方法，包括有以下步骤：

a.将纵横倾斜检测器放置在飞机座舱地板上，实时检测飞机的俯仰和横滚倾斜信号；

b.微处理器根据该倾斜信号驱动前支点步进电机、左后支点步进电机和右后支点步进电机，以控制前支点电液伺服千斤顶、左后支点电液伺服千斤顶和右后支点电液伺服千斤顶向上顶起，实现飞机校平；

c.微处理器读取前支点重量检测器、左后支点重量检测器、右后支点重量检测器的重量信号，以及前支点电液伺服千斤顶、左后支点电液伺服千斤顶和右后支点电液伺服千斤顶的当前位置，计算出飞机的重量、重心等数据；

d. 微处理器驱动前支点步进电机、左后支点步进电机和右后支点步进电机，以控制前支点电液伺服千斤顶、左后支点电液伺服千斤顶和右后支点电液伺服千斤顶平稳下降、落地，称重结束。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述技术方案，即可容易将飞机迅速校水平，准确、快速地计算出飞机的重量、重心等数据，实现飞机自动校平和自动称重功能，防止了人工称重过程中的人为差错、称重过程复杂、飞机校平误差不稳定、人工成本比较高的难题，操作方便、效率高，而且结构简单，实施难度小，计算精确度有保障。

另外，设置的USB电源通信接口电路模块可与上位机或下位机进行通信，实现电脑与称重系统的人际接口画面、监控、实际控制和报表输出。

附图说明

图1是本发明所述一种通用飞机自动称重系统实施例的结构原理示意图；

图2是本发明所述一种通用飞机自动称重系统实施例中纵横倾斜检测器的结构电路示意图；

图3是本发明所述一种通用飞机自动称重系统实施例中前支点重量检测器的结构电路示意图；

图4是本发明所述一种通用飞机自动称重系统实施例中左后支点重量检测器的结构电路示意图；

图5是本发明所述一种通用飞机自动称重系统实施例中右后支点重量检测器的结构电路示意图；

图6是本发明所述一种通用飞机自动称重系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图6中所示：

本发明实施例所述的一种通用飞机自动称重系统，包括有内置有微处理器11的主控计算机1、纵横倾斜检测器2、前支点重量检测器3、左后支点重量检测器4、右后支点重量检测器5、前支电液伺服千斤顶组件6、左后支电液伺服千斤顶组件7和右后支电液伺服千斤顶组件8以及电源组件9；所述纵横倾斜检测器2、前支点重量检测器3、左后支点重量检测器4、右后支点重量检测器5、前支点电液伺服千斤顶组件6、左后支点电液伺服千斤顶组件7和右后支点电液伺服千斤顶组件8均与主控计算机1导通连接，所述电源组件9与各组成部件电性连接；而且前支点重量检测器3、左后支点重量检测器4、右后支点重量检测器5分别设于前支点电液伺服千斤顶组件6、左后支点电液伺服千斤顶组件7和右后支点电液伺服千斤顶组件8的顶部或底部。具体结构为：所述纵横倾斜检测器2为双轴水平传感器，如M系列双轴水平传感器（MV-2A-30双轴水平传感器）；所述前支点电液伺服千斤顶组件6、左后支点电液伺服千斤顶组件7和右后支点电液伺服千斤顶组件8分别主要由相互导通连接的前支点步进电机61和前支点电液伺服千斤顶62、左后支点步进电机71和左后支点电液伺服千斤顶72、右后支点步进电机81和右后支点电液伺服千斤顶82组成，且前支点步进电机61、左后支点步进电机71和右后支点步进电机81均与微处理器11导通连接；所述前支点重量检测器3、左后支点重量检测器4、右后支点重量检测器5均为标准压力传感器，并分别设于前支点电液伺服千斤顶62、左后支点电液伺服千斤顶72和右后支点电液伺服千斤顶82的顶部或底部；而且前支点重量检测器3、左后支点重量检测器4和右后支点重量检测器5上分别设有前支点仪表放大电路31、左后支点仪表放大电路41和右后支点仪表放大电路51，所述前支点仪表放大电路31、左后支点仪表放大电路41和右后支点仪表放大电路51的输出端与微处理器11导通连接；所述电源组件9为24VDC恒压电源器；所述微处理器11是STM32F103C8T6处理器，其第10引脚和第11引脚分别纵横倾斜检测器2的Y轴和X轴倾斜信号输出端连接，第12引脚、第13引脚和第14引脚分别与前支点仪表放大电路31、左后支点仪表放大电路41和右后支点仪表放大电路51的输出端连接，第18引脚、第19引脚和第20引脚均与前支点步进电机61连接，第39引脚、第40引脚和第41引脚均与左后支点步进电机71连接，第42引脚、第43引脚和第45引脚均与右后支点步进电机81连接。

本发明所述的通用飞机自动称重系统的控制方法包括：首先，可将纵横倾斜检测器2放置在飞机座舱地板（该地板与飞机的水平基准面平行）上，实时检测飞机的俯仰和横滚倾斜信号，分别代表飞机的横向和纵向倾斜状态，并输送给微处理器11；然后，微处理器11根据该倾斜信号驱动前支点步进电机61、左后支点步进电机71和右后支点步进电机81，以控制前支点电液伺服千斤顶62、左后支点电液伺服千斤顶72和右后支点电液伺服千斤顶82向上顶起，实现飞机校平；接着，微处理器11读取前支点重量检测器3、左后支点重量检测器4、右后支点重量检测器5的重量信号，以及前支点电液伺服千斤顶62、左后支点电液伺服千斤顶72和右后支点电液伺服千斤顶82的当前位置，计算出飞机的重量、重心等数据，并可打印输出称重结果；最后，微处理器11驱动前支点步进电机61、左后支点步进电机71和右后支点步进电机81，以控制前支点电液伺服千斤顶62、左后支点电液伺服千斤顶72和右后支点电液伺服千斤顶82平稳下降、落地，称重结束。

这样，通过该系统即可容易将飞机迅速校水平，准确、快速地计算出飞机的重量、重心等数据，实现飞机自动校平和自动称重功能，与传统飞机称重方法相比，创新了飞机称重方法，防止了人工称重过程中的人为差错、称重过程复杂、飞机校平误差不稳定、人工成本比较高的难题，操作方便、效率高，而且结构简单，实施难度小，同时采用STM32F103C8T6处理器可直接处理信号，无需额外设置信号放大电路，结构更简化,以及前支点电液伺服千斤顶组件6、左后支点电液伺服千斤顶组件7和右后支点电液伺服千斤顶组件8的顶升力矩大、行程长、控制自如，计算出飞机的重量、重心等数据精确度更有保障。

作为本发明一优选实施方案，所述自动称重系统还包括有USB电源通信接口电路模块10，所述USB电源通信接口电路模块10与微处理器11导通连接，具体为：所述微处理器11的第25引脚、第32引脚和第33引脚均与USB电源通信接口电路模块10连接。通过USB电源通信接口电路模块10即可与上位机或下位机进行通信，实现电脑与称重系统的人际接口画面、监控、实际控制和报表输出。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种通用飞机自动称重系统，其特征在于：包括有内置有微处理器（11）的主控计算机（1）、纵横倾斜检测器（2）、前支点重量检测器（3）、左后支点重量检测器（4）、右后支点重量检测器（5）、前支电液伺服千斤顶组件（6）、左后支电液伺服千斤顶组件（7）和右后支电液伺服千斤顶组件（8）以及电源组件（9）；所述纵横倾斜检测器（2）、前支点重量检测器（3）、左后支点重量检测器（4）、右后支点重量检测器（5）、前支点电液伺服千斤顶组件（6）、左后支点电液伺服千斤顶组件（7）和右后支点电液伺服千斤顶组件（8）均与所述主控计算机（1）导通连接，所述电源组件（9）与各组成部件电性连接；而且所述前支点重量检测器（3）、左后支点重量检测器（4）、右后支点重量检测器（5）分别设于所述前支点电液伺服千斤顶组件（6）、左后支点电液伺服千斤顶组件（7）和右后支点电液伺服千斤顶组件（8）的顶部或底部。

2.根据权利要求1所述的通用飞机自动称重系统，其特征在于：所述前支点电液伺服千斤顶组件（6）、左后支点电液伺服千斤顶组件（7）和右后支点电液伺服千斤顶组件（8）分别主要由相互导通连接的前支点步进电机（61）和前支点电液伺服千斤顶（62）、左后支点步进电机（71）和左后支点电液伺服千斤顶（72）、右后支点步进电机（81）和右后支点电液伺服千斤顶（82）组成，且所述前支点步进电机（61）、左后支点步进电机（71）和右后支点步进电机（81）均与所述微处理器（11）导通连接；所述前支点重量检测器（3）、左后支点重量检测器（4）、右后支点重量检测器（5）分别设于所述前支点电液伺服千斤顶（62）、左后支点电液伺服千斤顶（72）和右后支点电液伺服千斤顶（82）的顶部或底部。

3.根据权利要求2所述的通用飞机自动称重系统，其特征在于：所述前支点重量检测器（3）、左后支点重量检测器（4）和右后支点重量检测器（5）上分别设有前支点仪表放大电路（31）、左后支点仪表放大电路（41）和右后支点仪表放大电路（51），所述前支点仪表放大电路（31）、左后支点仪表放大电路（41）和右后支点仪表放大电路（51）的输出端与所述微处理器（11）导通连接。

4.根据权利要求2或3所述的通用飞机自动称重系统，其特征在于：所述纵横倾斜检测器（2）为双轴水平传感器，所述前支点重量检测器（3）、左后支点重量检测器（4）和右后支点重量检测器（5）均为标准压力传感器。

5.根据权利要求4所述的通用飞机自动称重系统，其特征在于：所述纵横倾斜检测器（2）为M系列双轴水平传感器。

6.根据权利要求5所述的通用飞机自动称重系统，其特征在于：所述电源组件（9）为24VDC恒压电源器。

7.根据权利要求4所述的通用飞机自动称重系统，其特征在于：所述自动称重系统还包括有USB电源通信接口电路模块（10），所述USB电源通信接口电路模块（10）与所述微处理器（11）导通连接。

8.根据权利要求7所述的通用飞机自动称重系统，其特征在于：所述微处理器（11）是STM32F103C8T6处理器，其第10引脚和第11引脚分别所述纵横倾斜检测器（2）的Y轴和X轴倾斜信号输出端连接，第12引脚、第13引脚和第14引脚分别与所述前支点仪表放大电路（31）、左后支点仪表放大电路（41）和右后支点仪表放大电路（51）的输出端连接，第18引脚、第19引脚和第20引脚均与所述前支点步进电机（61）连接，第39引脚、第40引脚和第41引脚均与所述左后支点步进电机（71）连接，第42引脚、第43引脚和第45引脚均与所述右后支点步进电机（81）连接，第25引脚、第32引脚和第33引脚均与所述USB电源通信接口电路模块（10）连接。

9.一种基于本发明所述通用飞机自动称重系统的控制方法，其特征在于，包括有以下步骤：

a.将纵横倾斜检测器（2）放置在飞机座舱地板上，实时检测飞机的俯仰和横滚倾斜信号；

b.微处理器（11）根据该倾斜信号驱动前支点步进电机（61）、左后支点步进电机（71）和右后支点步进电机（81），以控制前支点电液伺服千斤顶（62）、左后支点电液伺服千斤顶（72）和右后支点电液伺服千斤顶（82）向上顶起，实现飞机校平；

c.微处理器（11）读取前支点重量检测器（3）、左后支点重量检测器（4）、右后支点重量检测器（5）的重量信号，以及前支点电液伺服千斤顶（62）、左后支点电液伺服千斤顶（72）和右后支点电液伺服千斤顶（82）的当前位置，计算出飞机的重量、重心等数据；

d. 微处理器（11）驱动前支点步进电机（61）、左后支点步进电机（71）和右后支点步进电机（81），以控制前支点电液伺服千斤顶（62）、左后支点电液伺服千斤顶（72）和右后支点电液伺服千斤顶（82）平稳下降、落地，称重结束。