CN105865772B - 一种受油机受油口组件运动模拟方法 - Google Patents

一种受油机受油口组件运动模拟方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种受油机受油口组件运动模拟方法。所述受油机受油口组件运动模拟方法包括：通过角驱动机构连接板组件，使板组件能够带动受油口具有转动自由度，并通过运动机构与所述板组件连接，使板组件能够在三维空间内运动；设定受油口组件目标位置；利用算法将设定的目标点位置分解为运动机构运动位置、受油口上下俯仰角度方向角目标值、受油口左右偏转角度方向角目标值和受油口顺逆时针横滚角度方向角目标值；同时或者差时驱动运动机构以及角驱动机构，从而使受油口达到所述目标点。本发明提供了一种受油机受油口组件运动模拟方法以及与其配套的受油机受油口组件运动模拟装置，从而形成了一整套完整的模拟体系。

Description

一种受油机受油口组件运动模拟方法
技术领域
本发明涉及飞机航行加油技术领域，特别是涉及一种受油机受油口组件运动模拟方法及受油机受油口组件运动模拟装置。
背景技术
在空中加油过程中，受油机的运动轨迹是：受油机飞近加油机进入到加油包线内，调整受油机的航姿角度，使加油接头能够顺畅的进入受油口内。同时，由于气流的作用，受油机在空中的位置始终处于一种起伏状态，因此还需要在加油过程中不断地调整受油机的航姿角度，以模拟出它的起伏状态，并摸索出受油机在多大的起伏范围内不影响加油过程的实施。
现有技术中还没有一种模拟方法来对上述过程进行模拟，从而无法验证以及调试上述过程。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种受油机受油口组件运动模拟方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种受油机受油口组件运动模拟方法，所述受油机受油口组件运动模拟方法用于模拟飞机在整个空中加油过程中受油口组件的运动轨迹；所述飞机的受油口组件的角度能够变化，且所述受油口组件与加油机的加油嘴之间的位置关系能够相对变化；所述受油口组件包括一个受油口以及与所述受油口固连的板组件；所述受油机受油口组件运动模拟方法包括：
步骤1：通过角驱动机构连接所述板组件，使所述板组件能够带动所述受油口具有转动自由度，并通过运动机构与所述板组件连接，使所述板组件能够在三维空间内运动；步骤2：设定受油口组件目标位置；步骤3：利用算法将设定的目标点位置分解为运动机构运动位置、受油口上下俯仰角度方向角目标值、受油口左右偏转角度方向角目标值和受油口顺逆时针横滚角度方向角目标值；步骤4：同时或者差时驱动运动机构以及角驱动机构，从而使所述受油口达到所述目标点。
优选地，所述受油机受油口组件运动模拟方法进一步包括：
步骤5：更改目标位置，并重复所述步骤2至步骤4；
步骤6：重复所述步骤5，直至飞机的整个空中加油过程结束。
本发明还提供了一种受油机受油口组件运动模拟装置，用于如上所述的受油机受油口组件运动模拟方法，所述受油机受油口组件运动模拟装置包括：角驱动机构，所述角驱动机构与所述板组件连接；运动机构，所述运动机构与所述板组件连接；其中，所述角驱动机构用于使所述板组件具有转动自由度；所述运动机构用于使所述板组件在长度方向、宽度方向以及高度方向上运动。
优选地，所述板组件包括第一板、与第一板连接的第二板、与第二板铰接的第三板以及与第三板铰接的第四板，所述受油口设置在所述第四板上；所述第一板与所述运动机构连接；所述第二板垂直于所述第一板的面设置，所述第三板垂直于所述第二板的面设置，且能够相对所述第二板旋转；所述第四板垂直于所述第三板的面设置，且能够相对所述第三板旋转以及翻转；所述角驱动机构包括：第一驱动缸，所述第一驱动缸的缸体设置在所述第一板上，活塞杆与所述第三板连接；第二驱动缸，所述第二驱动缸的缸体设置在所述第二板上，活塞杆与所述第四板连接；第三驱动缸，所述第三驱动缸的缸体设置在所述第二板上，活塞杆与所述第四板连接；其中，所述第一驱动缸用于控制所述第三板相对所述第二板旋转；所述第二驱动缸用于控制所述第四板相对所述第三板旋转；所述第三驱动缸用于控制所述第四板相对所述第三板翻转。
优选地，所述运动机构包括：高度驱动缸，所述高度驱动缸的缸体设置在所述受油机上，且能够相对所述受油机滑动，所述高度驱动缸的活塞杆与所述第一板连接；宽度驱动缸，所述宽度驱动缸的缸体设置在所述受油机上，所述宽度驱动缸的活塞杆与所述高度驱动缸连接；长度驱动缸，所述长度驱动缸的缸体设置在所述受油机上，所述长度驱动缸的活塞杆与所述高度驱动缸连接。
优选地，所述受油机受油口组件运动模拟装置进一步包括控制终端，所述控制终端分别与角驱动机构以及运动机构连接，从而控制角驱动机构以及运动机构工作。
本发明提供了一种受油机受油口组件运动模拟方法以及与其配套的受油机受油口组件运动模拟装置，从而形成了一整套完整的模拟体系，解决了现有技术中无法验证以及调试飞机在空中加油过程的问题。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的受油机受油口组件运动模拟方法的流程示意图。
图2是根据本发明一实施例的受油机受油口组件运动模拟装置的结构示意图。
附图标记
1 第一板 7 第二驱动缸
2 第二板 8 第三驱动缸
3 第三板 9 高度驱动缸
4 第四板 10 宽度驱动缸
5 受油口 11 长度驱动缸
6 第一驱动缸
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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装置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保护范围的限制。
图1是根据本发明一实施例的受油机受油口组件运动模拟方法的流程示意图。图2是根据本发明一实施例的受油机受油口组件运动模拟装置的结构示意图。
受油机受油口组件运动模拟方法用于模拟飞机在整个空中加油过程中受油口组件的运动轨迹。飞机的受油口组件的角度能够变化，且受油口组件与加油机的加油嘴之间的位置关系能够相对变化；受油口组件包括一个受油口以及与受油口固连的板组件。
图1所示的受油机受油口组件运动模拟方法包括如下步骤：
步骤1：通过角驱动机构连接所述板组件，使板组件能够带动受油口具有转动自由度，并通过运动机构与板组件连接，使板组件能够在三维空间内运动；
步骤2：设定受油口组件目标位置；
步骤3：利用算法将设定的目标点位置分解为运动机构运动位置、受油口上下俯仰角度方向角目标值、受油口左右偏转角度方向角目标值和受油口顺逆时针横滚角度方向角目标值；
步骤4：同时或者差时驱动运动机构以及角驱动机构，从而使受油口达到所述目标点。
在本实施例中，受油口上下俯仰角度方向角目标值包括受油口上俯仰角度方向角目标值以及下俯仰角度方向角目标值。
受油口左右偏转角度方向角目标值包括受油口左偏转角度方向角目标值以及右偏转角度方向角目标值。
受油口顺逆时针横滚角度方向角目标值包括受油口顺时针横滚角度方向角目标值以及逆时针横滚角度方向角目标值。
在本实施例中，采用同时驱动运动机构以及角驱动机构，从而使所油口达到目标点。
可以理解的是，在一个备选实施例中，采用差时驱动运动机构以及角驱动机构，从而使所油口达到目标点。
采用同时驱动的方式可以节省时间，而采用差时的方式更容易实现。
在本实施例中，受油机受油口组件运动模拟方法进一步包括：
步骤5：更改目标位置，并重复所述步骤2至步骤4；
步骤6：重复所述步骤5，直至飞机的整个空中加油过程结束。
可以理解的是，在整个过程中飞机一直保持运动状态，因此，受到气流或者其他影响，受油机与加油机的相对位置可能会出现误差，从而需要重新确定目标位置。
图2所示的受油机受油口组件运动模拟装置，用于如上所述的受油机受油口组件运动模拟方法，所述受油机受油口组件运动模拟装置包括角驱动机构以及运动机构，角驱动机构与板组件连接；运动机构与板组件连接；其中，角驱动机构用于使板组件具有转动自由度；运动机构用于使板组件在长度方向、宽度方向以及高度方向上运动。
具体地，在本实施例中，板组件包括第一板1、与第一板连接的第二板2、与第二板铰接的第三板3以及与第三板铰接的第四板4，受油口5设置在第四板4上；第一板1与运动机构连接；第二板2垂直于第一板1的面设置，第三板3垂直于第二板2的面设置，且能够相对第二板旋转；第四板4垂直于第三板3的面设置，且能够相对第三板旋转以及翻转；
在本实施例中，角驱动机构包括第一驱动缸6、第二驱动缸7以及第三驱动缸8，第一驱动缸6的缸体设置在所述第一板1上，活塞杆与第三板连接；第二驱动缸的缸体设置在所述第二板2上，活塞杆与第四板连接；第三驱动缸8的缸体设置在第二板2上，活塞杆与第四板4连接；其中，第一驱动缸6用于控制第三板3相对所述第二板旋转；第二驱动缸7用于控制第四板4相对第三板旋转；第三驱动缸8用于控制第四板4相对第三板翻转。
在本实施例中，通过第一驱动缸、第二驱动缸以及第三驱动缸，从而实现受油口自由转动。
参见图2在本实施例中，运动机构包括高度驱动缸9、宽度驱动缸10以及长度驱动缸11，高度驱动缸9的缸体设置在所述受油机上，且能够相对受油机滑动，高度驱动缸的活塞杆与第一板连接；宽度驱动缸10的缸体设置在受油机上，宽度驱动缸的活塞杆与高度驱动缸连接；长度驱动缸11的缸体设置在受油机上，长度驱动缸的活塞杆与高度驱动缸连接。
在本实施例中，通过高度驱动缸、长度驱动缸以及宽度驱动缸的运动，从而实现了板组件在三维空间(X轴、Y轴、Z轴三个方向)上的运动。
在本实施例中，受油机受油口组件运动模拟装置进一步包括控制终端，控制终端分别与角驱动机构以及运动机构连接，从而控制角驱动机构以及运动机构工作。可以理解的是，目标位置的输入以及算法的计算均通过该控制终端完成。
可以理解的是，在一个实施例中，该控制终端为电脑。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种受油机受油口组件运动模拟方法，所述受油机受油口组件运动模拟方法用于模拟飞机在整个空中加油过程中受油口组件的运动轨迹；所述飞机的受油口组件的角度能够变化，且所述受油口组件与加油机的加油嘴之间的位置关系能够相对变化；所述受油口组件包括一个受油口以及与所述受油口固连的板组件；所述板组件包括第一板(1)、与第一板连接的第二板(2)、与第二板铰接的第三板(3)以及与第三板铰接的第四板(4)，受油口(5)设置在所述第四板(4)上；
所述第一板(1)与所述运动机构连接；
所述第二板(2)垂直于所述第一板(1)的面设置，所述第三板(3)垂直于所述第二板(2)的面设置，且能够相对所述第二板旋转；所述第四板(4)垂直于所述第三板(3)的面设置，且能够相对所述第三板旋转以及翻转；
其特征在于，所述受油机受油口组件运动模拟方法包括：
步骤1：通过角驱动机构连接所述板组件，使所述板组件能够带动所述受油口具有转动自由度，并通过运动机构与所述板组件连接，使所述板组件能够在三维空间内运动；
步骤2：设定受油口组件目标位置；
步骤3：利用算法将设定的目标点位置分解为运动机构运动位置、受油口上下俯仰角度方向角目标值、受油口左右偏转角度方向角目标值和受油口顺逆时针横滚角度方向角目标值；
步骤4：同时或者差时驱动运动机构以及角驱动机构，从而使所述受油口达到所述目标点。
2.如权利要求1所述的受油机受油口组件运动模拟方法，其特征在于，所述受油机受油口组件运动模拟方法进一步包括：
步骤5：更改目标位置，并重复所述步骤2至步骤4；
步骤6：重复所述步骤5，直至飞机的整个空中加油过程结束。
3.一种受油机受油口组件运动模拟装置，用于如权利要求1或2所述的受油机受油口组件运动模拟方法，其特征在于，所述受油机受油口组件运动模拟装置包括：
角驱动机构，所述角驱动机构与所述板组件连接；
运动机构，所述运动机构与所述板组件连接；其中，
所述角驱动机构用于使所述板组件具有转动自由度；
所述运动机构用于使所述板组件在长度方向、宽度方向以及高度方向上运动；
所述板组件包括第一板(1)、与第一板连接的第二板(2)、与第二板铰接的第三板(3)以及与第三板铰接的第四板(4)，受油口(5)设置在所述第四板(4)上；
所述第一板(1)与所述运动机构连接；
所述第二板(2)垂直于所述第一板(1)的面设置，所述第三板(3)垂直于所述第二板(2)的面设置，且能够相对所述第二板旋转；所述第四板(4)垂直于所述第三板(3)的面设置，且能够相对所述第三板旋转以及翻转；
所述角驱动机构包括：
第一驱动缸(6)，所述第一驱动缸(6)的缸体设置在所述第一板(1)上，活塞杆与所述第三板连接；
第二驱动缸(7)，所述第二驱动缸的缸体设置在所述第二板(2)上，活塞杆与所述第四板连接；
第三驱动缸(8)，所述第三驱动缸(8)的缸体设置在所述第二板(2)上，活塞杆与所述第四板(4)连接；其中，
所述第一驱动缸(6)用于控制所述第三板(3)相对所述第二板旋转；
所述第二驱动缸(7)用于控制所述第四板(4)相对所述第三板旋转；
所述第三驱动缸(8)用于控制所述第四板(4)相对所述第三板翻转。
4.如权利要求3所述的受油机受油口组件运动模拟装置，其特征在于，所述运动机构包括：
高度驱动缸(9)，所述高度驱动缸(9)的缸体设置在所述受油机上，且能够相对所述受油机滑动，所述高度驱动缸的活塞杆与所述第一板连接；
宽度驱动缸(10)，所述宽度驱动缸(10)的缸体设置在所述受油机上，所述宽度驱动缸的活塞杆与所述高度驱动缸连接；
长度驱动缸(11)，所述长度驱动缸(11)的缸体设置在所述受油机上，所述长度驱动缸的活塞杆与所述高度驱动缸连接。
5.如权利要求4所述的受油机受油口组件运动模拟装置，其特征在于，所述受油机受油口组件运动模拟装置进一步包括控制终端，所述控制终端分别与角驱动机构以及运动机构连接，从而控制角驱动机构以及运动机构工作。
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