CN106628231A - 无杆飞机牵引车抱轮顶升机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能与机轮自适应运动的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，包括：抱轮机构、升降机构和连接机构；所述抱轮机构和连接机构分设在升降机构两侧，抱轮机构能抱紧夹持机轮，连接机构能将抱轮机构和升降机构连接在飞机牵引车的车底主框架上并随动，升降机构能将抱轮机构进行顶升和下降；所述抱轮机构在Z轴方向上具有平移自由度；所述发明解决现有牵引车的自身结构缺陷以及作业过程中的安全隐患问题，实现牵引车与机轮的自适应运动，能够实现稳定作业和安全作业，且广泛适用于不同型号尺寸的机轮及不同作业环境条件，方便快捷实现牵引车的保障作业。

Description

无杆飞机牵引车抱轮顶升机构

技术领域

本发明属于飞机智能牵引设备技术领域，尤其是涉及一种能与机轮自适应运动无杆飞机牵引车抱轮顶升机构。

背景技术

现有的无杆牵引车对接飞机时，举升机构采用单杆球铰举升，此过程中容易造成飞机前起落架垂线与重心不重合而产生附加扭矩，不仅对车体本身的使用寿命造成影响，更严重的会影响飞机起落架的主体结构；并且，现有的无杆牵引车的举升机构和夹持机构的动力装置分布较分散，控制系统的集成性不好，复杂程度增加；现有的无杆牵引车缺少自动匹配机轮尺寸的功能，即不能夹持不同直径的机轮，且抱轮机构约束力不够，牵引过程中机轮很容发生跳动，导致机轮跳出抱轮机构，摆脱无杆飞机牵引车而容易引起事故；牵引车在转弯过程中，抱轮机构与机轮容易发生侧滑的危险，且抱轮机构抱紧举升时存在抱夹状态不稳定，机轮中心不稳定，进而极易引发安全事故。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，解决现有牵引车的自身结构缺陷以及作业过程中的安全隐患问题，实现牵引车与机轮的自适应运动，能够实现稳定作业和安全作业，且广泛适用于不同型号尺寸的机轮及不同作业环境条件，方便快捷实现牵引车的保障作业。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明中部分术语的定义：

自由度，在本发明的刚体连接中，设定空间XYZ正交三轴向坐标系，X轴上有平移自由度和转动自由度，Y轴上有平移自由度和转动自由度，Z轴上有平移自由度和转动自由度；具体的在本发明中，设定水平面内正交于车辆直向行进方向为X轴，竖直面内正交于车辆行进方向为Y轴，车辆直向行进方向为Z轴；

自适应运动，在本发明的刚体连接中，多个连接机构之间的协调设计和动作，互相适应各自的运动，在转动、倾斜、升降等过程中无附加力矩的产生，保证各部分结构的安全性。

一种无杆飞机牵引车，包括：

框架结构，作为牵引车各机构和系统的刚性支撑结构；

抱轮顶升机构，以挠性方式连接在框架结构上，对机轮进行抱紧、升降和转向，且所述抱轮顶升系统内部各机构之间的连接能自适应运动；

行走系统，设置在框架结构上且对整车结构进行驱动和转向，且抱轮顶升机构与框架结构、行走系统能自适应运动；

动力系统，设置在框架结构上，其中，动力系统还包括供电系统和液压系统，所述供电系统为行走系统和控制系统提供电力，液压系统为抱轮顶升机构的动作部件提供动力；

控制系统，对抱轮顶升机构、行走系统和动力系统进行控制和反馈；

其中，所述抱轮顶升机构与框架结构之间还设有导向组件，导向组件用于抱轮顶升机构中的升降部件的滑动和导向，实现稳定自适应运动。

其中，抱轮顶升机构，包括：抱轮机构、升降机构以及用于连接抱轮顶升机构与框架机构的连接机构；所述抱轮机构和连接机构分设在升降机构两侧，抱轮机构能抱紧夹持机轮，连接机构能将抱轮机构和升降机构连接在飞机牵引车的车底主框架上并随动，升降机构能将抱轮机构进行顶升和下降；

所述抱轮机构在Z轴方向上具有平移自由度；

所述升降机构在Z轴方向上具有转动自由度、Y轴方向上具有平移自由度；

所述连接机构在XYZ正交三轴上具有转动自由度、Y轴方向上具有平移自由度；

在Z轴方向上，升降机构的转动中心轴线与连接机构的转动中心轴线重合；

进一步的，抱轮顶升机构，包括主框架组件、滑梁组件、主横梁组件、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸、第五液压缸、第六液压缸、第七液压缸、第八液压缸、左压抓、右压抓、铲斗、开关门、锁钩、主框架后连接座、液压缸导向组件以及若干用于限制液压缸行程的传感器；此处的各个液压缸也可采用任何能实现直线运动的部组件替代；

主框架组件，主要由若干滑板调整组件和主框架结构件构成；滑板调整组件包括安装板和摩擦调整片；主框架结构件，主要由左套管、右套管、三角加强结构、前支撑立板、后支撑立板、压抓安装板构成，组成具有封闭结构的整体结构件，可有效提高主框架结构件的整体刚度；前支撑立板连接孔和后支撑立板连接孔共轴，共轴轴线垂直于前支撑立板和后支撑立板；

主横梁组件，通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件的前支撑立板连接孔和后支撑立板连接孔连接，使主框架组件和主横梁组件实现绕轴线的相对转动；主横梁组件，两端分别通过具有一个转动自由度的铰链连接第一液压缸和第二液压缸的活塞杆，第一液压缸和第二液压缸的缸筒分别通过具有三个转动自由度的铰链连接液压缸安装座和液压缸安装座液压缸安装座和液压缸安装座通过螺栓连接车底主框架；

主框架组件，通过销轴连接主框架后连接座，此处销轴可以是圆形截面、方形截面、多边形截面等各种可想象的截面形状使之实现，销轴轴线方向可为任意方向，优选地采用垂直于轴线；

主框架后连接座，通过具有三个转动自由度的铰链连接第三液压缸的活塞杆，第三液压缸的缸筒通过具有一个转动自由度的铰链连接液压缸安装座，液压缸安装座通过螺栓连接车底主框架；

所述飞机牵引车转动时，主框架组件会随着飞机牵引车自适应的转动，以避免对所搭载的飞机起落架产生附加扭矩；为实现主框架组件的自适应转动，主横梁组件转动中心轴(线)与主框架后连接座和第三液压缸活塞杆铰接的具有三个转动自由度的铰链沿牵引车行进方向的轴线共轴；

第一液压缸和第二液压缸，采用同步运动实现对主横梁组件和由主横梁组件带动的主框架的同步顶升和下降功能；第一液压缸和第二液压缸的极限位置通过限位传感器实现，限位传感器可采用接近开关、限位开关等市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用限位开关；

第三液压缸，运动极限位置通过限位传感器限制，限位传感器可采用接近开关、限位开关等市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用限位开关；

其中，滑梁组件，主要由左滑梁、右滑梁和连接横梁构成；滑梁组件呈“U”字型或可想像的近似形状，滑梁组件通过具有一个平移自由度的移动副实现在主框架组件内沿Z轴方向的相对滑动，此处的移动副是通过由左滑梁、左套管和若干滑板调整组件组成的一个移动副与由右滑梁、右套管和滑板调整组件组成的一个移动副共同组成；滑板调整组件可实现滑梁组件和主框架组件沿X轴和Y轴方向间距的调整；摩擦调整片可采用尼龙实现，也可采用其他具有等价功能的材料或器件使之实现；

滑梁组件，通过第八液压缸提供的驱动力实现在主框架组件内的相对滑动，第八液压缸的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件连接，第八液压缸的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与后支撑立板连接；滑梁组件通过限位传感器限制其运动的极限位置；

第八液压缸，通过压力传感器控制滑梁组件施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器可安装于第八液压缸上，也可安装于控制泵站上，优选地安装于第八液压缸上；

开关门，通过具有一个转动自由度的铰链与左滑梁铰接，实现开关门与滑梁组件绕竖直轴相对转动；

开关门，通过第四液压缸提供的直线运动实现与滑梁组件间的相对转动；第四液压缸的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与开关门连接，第四液压缸的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件连接；开关门通过限位传感器限制其运动的极限位置；

锁钩，通过具有一个转动自由度的铰链与右滑梁铰接，实现锁钩与滑梁组件绕竖直轴线相对转动；

锁钩，通过第五液压缸提供的直线运动实现与滑梁组件间的相对转动；第五液压缸的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与开关门连接，第五液压缸的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件连接；锁钩通过限位传感器限制其运动的极限位置；

左压抓，通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件连接；左压抓通过第六液压缸提供的直线运动实现与主框架组件绕水平内的垂直行进方向的轴相对转动；

第六液压缸的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与左压抓连接，第六液压缸的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与三角加强结构连接；左压抓与飞机轮胎接触面的形状与飞机轮胎形状相同，保证压紧时紧密贴合；左压抓通过限位传感器限制其转动的极限位置；第六液压缸通过压力传感器控制左压抓施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器可安装于第六液压缸上，也可安装于控制泵站上，优选地安装于第六液压缸上；

右压抓，通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件连接；左压抓通过第七液压缸提供的直线运动实现与主框架组件间绕轴线的相对转动；

第七液压缸，第七液压缸的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与右压抓连接，第七液压缸的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与三角加强结构连接；右压抓与飞机轮胎接触面的形状与飞机轮胎形状相同，保证压紧时紧密贴合；右压抓通过限位传感器限制其转动的极限位置；第七液压缸通过压力传感器控制右压抓施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器可安装于第七液压缸上，也可安装于控制泵站上，优选地安装于第七液压缸上；

铲斗，通过一个具有转动自由度的铰轴与主框架组件连接，铲斗通过底面和背面与主框架组件定位，防止受力后铲斗向前倾覆时脱出；

还包括：液压缸导向组件，所述液压缸导向组件包括导向滑块组件和导向滑板组件；导向滑块组件通过螺钉与主横梁组件连接，导向滑板组件通过螺钉与车底主框架连接，导向滑块组件与导向滑板组件相互贴合且可相对滑动；导向滑块组件摩擦面可采用尼龙或其它具有耐磨性能的材料使之实现；

液压缸导向组件，限制主横梁组件在水平面内沿垂直于牵引车行进方向的移动，避免抱轮顶升机构在水平面内沿垂直于牵引车行进方向的倾倒；液压缸导向组件用于实现抱轮顶升机构进行顶升和下降工作流程时的滑动和导向功能；

进一步的，其中动力系统包括电力系统和液压系统，所述电力系统为行走系统和控制系统提供源动力，液压系统为抱轮顶升系统提供源动力；

进一步的，所述抱轮顶升系统与框架系统之间还设有辅助限位部件，用于抱轮顶升系统的滑动和导向，实现稳定自适应运动；

进一步的，所述框架机构，包括：

车底主框架，车底主框架包括驱动轮组件、转向轮组件、U型框架，车底主框架主体架构的U型框架内部设有提供抱轮顶升机构连接的机械接口，能够将抱轮顶升机构固定于车底主框架内部，为抱轮顶升机构的动作提供支撑载体；

进一步的，车底主框架呈U型结构，U型框架内部若干个面提供对应数量的安装面，优选三个面提供三处与抱轮顶升机构连接的安装面，作为抱轮顶升机构的安装平台，保证抱轮顶升机构与车底主框架相对运动，当抱轮顶升机构的升降运动的液压缸行程全为零时，车底主框架相对地面水平；

其中，车底主框架的U型结构开口前端为两同轴安装的固定座，固定座为驱动轮和驱动电机、驱动减速器、传动轴的安装提供接口；车底主框架的后端两侧分布有与转向轮组件连接的安装板，方便转向轮组件快速安装和拆卸；其中，驱动轮包括实心钢制轮毂以及轮毂外侧挂高硬度聚氨酯，驱动轮既能提供大承载能力，又能与地面之间形成较大的附着力；

进一步的，所述行走系统，包括：

转向轮组件包括转向轮固定座、传动部件安装板、转向电机、减速器、传动轴、驱动齿轮、转盘轴承、脚轮转接固定座、脚轮、角度编码器、角度编码器固定法兰、连轴器、传动轴承、测角小齿轮、角度限位条及接近开关等。

转盘轴承为外齿式转盘轴承，包括内圈和外圈齿轮；转向轮固定座一端与车底主框架的后端两侧的安装板螺接固定，转向轮固定座另一端通过螺钉将传动部件安装板、转盘轴承内圈固连在一起，转盘轴承外圈齿轮、脚轮转接固定座、脚轮通过螺钉固连在一起；

驱动齿轮位于传动部件安装板一侧，与转盘轴承处于同一平面，驱动齿轮与转盘轴承外圈齿轮啮合。

转向电机、减速器、传动轴、驱动齿轮同轴安装，通过减速器法兰固定于传动部件安装板上，驱动齿轮由转向电机经减速器、传动轴传动驱动。

还包括，角度编码器、角度编码器固定法兰、连轴器、传动轴承、测角小齿轮同轴安装，通过角度编码器固定法兰固定于传动部件安装板上；测角小齿轮与转盘轴承处于同一平面内且与转盘轴承外圈齿轮啮合；

通过转向电机驱动减速器、传动轴、驱动齿轮转动，从而带动转盘轴承外圈齿轮转动，转盘轴承外圈齿轮通过脚轮转接固定座最终带动脚轮转动，从而实现转向轮组件的主动转向功能；转盘轴承外圈齿轮转动带动测角小齿轮转动，角度编码器实时检测测角小齿轮、转盘轴承外圈齿轮和脚轮的转向角度；

角度限位条螺接在转盘轴承外圈上，随转盘轴承外圈一块转动；接近开关共两个，安装于传动部件安装板上，分别对应限制角度限位条的旋转角度，从而最终限制脚轮的转向角度；

通过转向电机的驱动转向功能、角度编码器的测角功能、接近开关的转角限位功能以及控制转向算法能够顺畅地完成转向轮组件的主动转向功能；

还包括：驱动轮组件，分设在车底主框架的前方两个角，每一驱动轮组件包括驱动轮、传动轴、驱动电机和驱动减速器组成；每一驱动轮均通过传动轴与电机、减速器连接，驱动轮组件采用轮毂电机结构的也在本发明专利的保护范围之内，轮毂电机将驱动轮、电机、减速器在结构上进行了融合，成为一体式结构；

其中，转向轮组件，分设在车底主框架的后方两个角，转向轮组件分主动驱动转向轮和被动万向脚轮两种结构，两种转向轮均在本发明专利的保护范围之内；

进一步的，所述动力系统，包括：

供电系统，供电系统置于车底主框架两侧，为牵引车各分系统供电；供电系统可以为蓄电池组，蓄电池组由多块蓄电池通过串并联的方式得到牵引车所需要的供电电压，蓄电池组放置于车底主框架两侧的蓄电池支撑框架上方，通过蓄电池组为牵引车驱动行走转向系统、液压系统和控制系统供电；供电系统与控制系统、各电机以及充放电装置电连接；供电系统优选的设置于底主框架的后部；

液压系统，液压系统置于车底主框架后部中间位置，为牵引车的液压缸提供动力；

进一步的，所述控制系统，置于车底主框架后部，控制系统用于实现牵引车行走、转向、锁紧、抱轮、顶升等动作的控制、过程中的状态显示、故障报警等功能；

所述车底主框架侧面设有对供电系统的起机械支撑作用的蓄电池支撑框架；车底主框架后部设有对液压系统和控制系统的起机械支撑作用的液压系统支撑框架和控制系统支撑框架；液压系统通过液压系统底板与液压系统支撑框架上连接板固定在一起；

液压系统中包括油箱、电机、液压泵、控制阀组、液压管路及接头等，液压分系统通过液压缸驱动抱轮顶升机构，实现对前起机轮的锁紧、顶升、抱轮等动作和功能；液压系统支撑框架通过液压系统支撑框架侧连接板和液压系统支撑框架背连接板与U型框架进行螺接固定，为液压系统提供支撑；

其中，车底主框架的后部为控制系统支撑框架，控制系统支撑框架通过控制系统支撑框架侧连接板与U型框架进行螺接固定，为控制系统提供支撑；

控制系统内集成有驱动器、控制板卡、充放电装置及接口，控制板卡内集成有控制电路，控制系统分别与各电机以及充放电装置电连接；控制系统优选的设置于底主框架的后部；

其中，具体的，所述液压缸导向组件，包括导向滑块组件、导向滑板组件和固定在滑块组件上的与导向滑板组件接触的导向滑块；导向滑块的滑块摩擦面与导向滑板的滑板摩擦面贴合和滑动；所述导向滑块组件包括用于可拆卸固定的主横梁安装部和用于固定导向滑块的滑块安装部；所述滑板组件包括用于可拆卸固定的直角支撑座和用于与导向滑块接触的导向滑板；具体的，所述导向滑块的水平横截面呈L形，且L形的一个展臂固接在滑块安装部上且与斜调整部接触，另一个展臂与竖直调整部接触；所述的导向滑块与滑块安装部固定的展臂上还开有至少一个槽孔，且槽孔成长条状，长条状的槽孔的长度方向和竖直方向呈一定角度，且与斜调整部的倾斜角度相同，优选的，呈锐角；所述滑块安装部上设有螺纹孔，且螺纹孔与槽孔对应设置；所述螺纹孔上装有螺栓结构，且螺栓结构能自由穿过槽孔；所述具有槽孔的导向滑块的展臂为梯形结构，且梯形结构展臂上部尺寸长于下部尺寸；所述滑块安装部与导向滑块的梯形结构展臂的斜端面处设有凸出于梯形结构展臂的斜调整部；所述滑块安装部呈梯形结构，且滑块安装部的长底尺寸大于导向滑块的长底尺寸，滑块安装部的小底尺寸大于导向滑块的小底尺寸；通过让导向滑块沿斜调整部滑动可调整滑块摩擦面与滑板摩擦面之间的间隙，可方便滑块摩擦面或滑板摩擦面磨损后的间隙调整，保证导向滑块和导向滑板的紧密接触，还可避免导向滑块和导向滑板间微小间隙造成主横梁组件倾倒引起的冲击力；进一步的，所述导向滑块组件和接触部件互相接触的摩擦面采用尼龙或其它具有耐磨性能的材料制成；

具体的，开关门、锁钩和滑梁组件形成开关门组件，所述滑梁组件呈U形结构，滑梁组件的U形口的左滑梁与开关门的一端铰接，且开关门的铰接端由设置在滑梁组件上的第四液压缸控制开启和关闭；进一步的，所述滑梁组件与开关门铰接端，即左滑梁，还设有第四液压缸安装座，第四液压缸的固定端固定在第四液压缸安装座上，第四液压缸的活动端与开关门铰接；进一步的，所述第四液压缸安装座还设有开关门支撑臂，所述开关门支撑臂插在开关门的一端且以铰接的方式连接；进一步的，所述开关门支撑臂上设有开关门安装孔，开关门的铰接端设有支撑臂安装孔，所述开关门安装孔与支撑臂安装孔配合形成铰接结构；进一步的，所述开关门的铰接端设有用于避让开关门支撑臂的避让口结构；进一步的，所述开关门通过设置在其铰接端上的开关门铰接柱与第四液压缸的活动端铰接的，且开关门铰接柱设置在支撑臂安装孔外侧，能实现第四液压缸的活动端联动开关门进行开启和关闭；进一步的，所述开关门呈U形结构，且开关门的U形口与滑梁组件的U形口在关闭状态时能对接；

进一步的，所述滑梁组件的U型口的另一支结构臂(右滑梁)上设有锁紧机构，用于锁紧关闭状态的开关门；进一步的，所述锁紧机构包括第五液压缸和锁钩，所述第五液压缸安装在滑梁组件锁紧侧的结构臂上，所述锁钩铰接在第五液压缸的活动端；所述锁钩能对开关门进行锁紧保护；进一步的，所述锁紧机构还包括：用作第五液压缸安装和锁钩铰接的第五液压缸安装座；所述第五液压缸安装座固接在滑梁组件锁紧端的结构臂上；进一步的，所述第五液压缸安装座包括用于铰接锁钩的锁钩安装臂；进一步的，所述锁钩安装臂的一角上开有通孔结构，且通孔结构偏置于滑梁组件的U形口的内侧的一角，所述锁钩上设有配合于锁钩安装臂的通孔结构的下锁钩柱；进一步的，所述锁钩上还设有上锁钩柱，上锁钩柱铰接于第五液压缸的活动端；进一步的，所述上锁钩柱与下锁钩柱分设在锁钩的两个平面内，且上锁钩柱与下锁钩柱轴线互相错开，第五液压缸的活动端带动锁钩绕着下锁钩柱进行转动，实现锁钩与开关门的锁紧和松开；进一步的，所述第五液压缸安装座上还设有用于辅助支撑开关门的开关门支撑臂；所述开关门支撑臂与锁钩安装臂相对且平行设置，两者之间的平行距离空间能容纳开关的锁紧端部分；进一步的，所述开关门上的锁紧端上设有开关门锁紧柱，所述开关门锁紧柱配合锁钩实现锁紧工作；

进一步的，上述飞机牵引车，还包括：

行驶照明灯、频闪灯、安全警示蜂鸣器和急停开关；

行驶照明灯优先放置于车体外壳的四个角处，方便在夜间抱轮顶升机构完成对前起轮胎的抱轮、锁紧、顶升操作，方便在夜间进行牵引转场。行驶照明灯与牵引车供电系统相连。频闪灯和安全警示蜂鸣器优先放置于车体外壳上表面，牵引车在运行操作时，频闪灯和安全警示蜂鸣器对周围人员起到警示作用。急停开关用于牵引车在失控或者危险状况下的急停操作，急停开关优先放置于外壳上方；

防撞开关优先放置于车体外壳侧面的四个角上，防撞开关与车体控制系统相连，当牵引车运行到与周围障碍物距离较近时，防撞开关将感应到障碍物并限制车体继续向前运行；

吊环共四个或更多，优先放置于车体外壳上表面四个角上，用于完成牵引车的起吊及运输捆绑；

以上各具有一个转动自由度的铰链的连接可采用销轴与滚动轴承构成的转动副实现，也可采用其他具有滚动或耐磨的等价结构使之实现；

以上各限位传感器可采用接近开关、限位开关等市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用接近开关；

以上各压力传感器可采用市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用油压传感器；

本发明中所述的抱轮顶升机构的实施过程如下：

1.初始状态：抱轮顶升机构的初始状态为第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸完全缩回，左压抓和右压抓完全打开，滑梁组件处于完全伸出，锁钩松开、开关门打开，整个抱轮顶升机构的底面处于几乎接近地面的位置；

2.抱紧状态：无杆飞机牵引车将抱轮顶升机构开口对准轮胎，并行进至轮胎与铲斗接触位置，关闭开关门并锁紧锁钩，收缩滑梁组件直至将轮胎横向抱紧，推动左压抓和右压抓直至将轮胎纵向抱紧；

3.顶升状态：同步驱动第一液压缸和第二液压缸对主框架顶升，直至达到行程上极限，然后驱动第三液压缸直至达到行程上极限。

释放过程为上述过程的逆过程；

上述结构，具有负载能力高、结构安全可靠紧凑、有助于车体扁平化、夹持稳定且制造与装配工艺优良等优点；

从牵引车作业的全程对其运行过程和原理说明：

夹紧：在开关门关闭和锁钩锁紧后，通过驱动第八液压缸带动滑梁组件滑动，借助开关门抱紧面和铲斗抱紧面实现对飞机轮的抱紧，开关门抱紧面和铲斗抱紧面共同形成与轮胎轮廓相吻合的面接触，第八液压缸提供夹紧力，实现对轮胎径向的抱紧，防止轮胎发生移动现象；

压紧：第六液压缸驱动左压抓压紧一侧轮胎并提供压紧力，第七液压缸驱动右压抓压紧另一侧轮胎并提供压紧力，实现对轮胎在竖直方向的抱紧，以防止轮胎发生跳动现象；

顶升：第一液压缸和第二液压缸同步运动实现对主框架组件的顶升，第三液压缸单独运动实现对主框架组件的顶升，第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸共同完成对主框架组件的完全顶升，避免在牵引车行驶过程中主框架组件与地面间发生碰撞；

倾斜：第一液压缸和第二液压缸对抱轮顶升机构同步顶升且第三液压缸不动时，第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸会随主框架组件的倾斜而随动倾斜；第三液压缸主框架组件顶升且第一液压缸和第二液压缸不动时，第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸会随主框架组件的倾斜而随动倾斜；

行进与转向：主要由上述两个驱动轮组件和两个转向轮组件构成，两个驱动轮组件为车体行走提供驱动力，两个转向轮组件为车体转弯提供转向角度；通过行走系统轮系可以实现牵引车行走、转弯、原地顺时针旋转及原地逆时针旋转等功能；

具体的，结合空间正交三轴向坐标说明牵引车的行进运动与转弯：

所述控制系统的控制电路通过控制两个驱动轮组件的驱动电机的转向和转速，以及两个转向轮组件的转向电机的转向和转速，实现牵引车运动及转弯动作：

前进：两个转向轮组件摆至初始零位(即两个转向轮轴线与两个驱动轮轴线平行)，两个驱动轮绕牵引车的水平内的垂直行进方向的轴同时逆时针驱动(即绕车体前进方向滚动)，此时牵引车将沿前进方向行走；

后退：两个转向轮组件摆至初始零位(两个转向轮轴线与两个驱动轮轴线平行)，两个驱动轮绕牵引车的水平内的垂直行进方向的轴同时顺时针驱动(即绕车体后退方向滚动)，此时牵引车将沿后退方向行走；

逆时针旋转：控制两个转向轮组件的转向电机的转向，使脚轮的轴线延长线相交于两个驱动轮轴线连线的中点，同时，驱动轮组件中左前方驱动轮绕牵引车的水平内的垂直行进方向的轴逆时针驱动(即绕车体前进方向滚动)，另一驱动轮组件中右前方驱动轮绕牵引车轴线顺时针驱动(即绕车体后退方向滚动)，此时牵引车将沿轴线逆时针旋转；

顺时针旋转：控制两个转向轮组件的转向电机的转向，使脚轮的轴线延长线相交于两个驱动轮轴线连线的中点，同时，驱动轮组件中左前方驱动轮绕牵引车轴线顺时针驱动(即绕车体后退方向滚动)，另一驱动轮组件中右前方驱动轮绕牵引车轴线逆时针驱动(即绕车体前进方向滚动)，此时牵引车将沿轴线顺时针旋转；

转弯：牵引车进行转弯时，控制系统的控制电路按照已有的成熟的阿克曼算法控制两个驱动轮组件的驱动电机转向和转速，从而实现牵引车能够平滑顺利地进行转弯；

所述无杆飞机牵引车的驱动轮组件的转动轴线与车体的转动轴线垂直相交；当无杆飞机牵引车绕转动轴线转动时，主框架组件会随轮胎倾斜而自适应的绕转动轴线转动，以保证倾斜的轮胎保持特定的倾斜姿态移动，可避免飞机起落架受到牵引转弯过程中引起的附加转矩；

所述的液压缸导向组件用以限制抱轮顶升机构沿轴线方向的倾倒，同时保证第一液压缸和第二液压缸在顶升和下降过程中的滑动与导向；

所述牵引车包括无线遥控系统，配备无线手柄，无线遥控系统(带有安全防水外壳)与民航各机场以及飞机内部设备之间的频率均不会产生干扰；将操作人员数量由传统牵引车的至少需要四人降低到仅剩一人，在有效减少操作人员的数量的同时节省了操作时间；

所述牵引车还具备主动循迹模块及主动循迹功能，能够借助视觉导引技术，实现牵引车自主循迹功能，为未来机场调度自动化奠定基础；

所述牵引车还包括自动接驳模块及功能，采用一键操作实现牵引车与机轮的自动接驳，无需其他固定工具。

相对于现有技术，本发明所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构具有以下优势：

本发明的抱轮顶升机构解决了现有牵引车抱轮顶升机构的结构缺陷，提高了作业稳定和安全性，实现了抱轮顶升机构与牵引车的自适应运动，能适应多种尺寸规格的飞机机轮，针对不同机型及机轮爆胎事故(机轮共轴但尺寸不同)，可实现对不同尺寸机轮的抱紧功能，扩展了其应用范围；

本发明的抱轮顶升机构广泛适用于水泥地面、沥青地面、石头地面、环氧树脂地面及其他常见硬质地面，方便快捷实现牵引车的保障作业。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明去除外壳后的结构示意图；

图3是本发明去除外壳后的俯视示意图；

图4是本发明的车底主框架的结构示意图；

图5a是本发明的抱轮顶升机构的正向结构示意图；

图5b是本发明的抱轮顶升机构的背向结构示意图；

图5c是本发明的主框架正向结构示意图；

图5d是本发明的主框架侧向剖面示意图；

图5e是本发明的抱轮顶升机构轴线示意图；

图5f是本发明的主框架自适应转动示意图；

图5g是本发明的抱轮顶升机构的顶升和下降过程示意图；

图6是本发明的转向轮组件的结构示意图；

图7是本发明的转向轮组件的主视图；

图8是本发明的转向轮组件的俯视图；

图9是本发明的转向轮组件的左视图；

图10是本发明的转向轮组件测角装置图；

图11是本发明的U型框架的结构示意图；

图12是本发明的蓄电池支撑框架的结构示意图；

图13是本发明的液压系统支撑框架的结构示意图；

图14是本发明的控制系统支撑框架的结构示意图；

图15是本发明的液压系统的结构示意图；

图16是本发明的开关门示意图；

图17a是本发明的液压缸导向组件示意图；

图17b是本发明的液压缸导向组件侧向示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明中的部分术语的定义：

1、自由度，在本发明的刚体连接中，设定空间XYZ正交三轴向坐标系，X轴上有平移自由度和转动自由度，Y轴上有平移自由度和转动自由度，Z轴上有平移自由度和转动自由度；具体的在本发明中，设定水平面内正交于车辆直向行进方向为X轴，竖直面内正交于车辆行进方向为Y轴，车辆直向行进方向为Z轴；如图2中所示，192所示方向代表X轴，191所示方向代表Y轴，190所示方向代表Z轴；图5c中所示，194所示方向代表X轴，195所示方向代表Y轴，193所示方向代表Z轴；图5e中所示，196所示方向为Z轴,117a所示方向为Y轴；后文中的液压缸件与固定座或运动端的连接也会提及所定义的转动自由度和/或平移自由度；

2、自适应运动，在本发明的刚体连接中，多个连接机构之间的协调设计和动作，互相适应各自的运动，在转动、倾斜、升降等过程中无附加力矩的产生，保证各部分结构的安全性；具体的在本发明中，车体的运动与机轮的运动通过连接件之间在相应的正交轴上的协调动作，使机轮无附加转矩的行进和转向；如图5e和图5f所示，无杆飞机牵引车绕Z轴转动时，主框架组件101会随着无杆飞机牵引车转动，绕Z轴自适应转动，以避免对所搭载的飞机起落架产生附加扭矩；轴线193和轴线196的共轴设计使得主框架组件101绕轴线193的自适应转动；

具体结合附图进行说明：

无杆飞机牵引车，包括：

如图2示，车底主框架200，车底主框架200包括驱动轮组件201、转向轮组件202、U型框架203，车底主框架200主体架构的U型框架203内部设有提供抱轮顶升机构100连接的机械接口，能够将抱轮顶升机构100固定于车底主框架200内部，为抱轮顶升机构100的动作提供支撑载体；

其中，如图11所示，具体的，车底主框架200呈U型结构，U型框架203内部若干个面提供对应数量的抱轮顶升机构安装面，优选三个面与抱轮顶升机构连接的安装面，作为抱轮顶升机构的安装平台，保证抱轮顶升机构与车底主框架相对运动，当抱轮顶升机构的升降运动的液压缸行程全为零时，车底主框架200相对地面水平；

其中，具体的，车底主框架200的U型结构开口前端(201所指处)为两同轴安装的固定座203b，固定座为驱动轮201a和驱动电机201c、驱动减速器201d、传动轴的安装提供接口；车底主框架200的后端两侧分布有与转向轮组件连接的安装板203a，方便转向轮组件快速安装和拆卸；其中，如图3和图4所示，驱动轮201a包括实心钢制轮毂以及轮毂外侧挂高硬度聚氨酯，驱动轮201a既能提供大承载能力，又能与地面之间形成较大的附着力；

其中，如图6至图10所示，转向轮组件202；

包括转向轮固定座202a、传动部件安装板202b、转向电机202c、减速器202d、传动轴202e(如图9所示)、驱动齿轮202f、转盘轴承202g、脚轮转接固定座202h、脚轮202i、角度编码器202j、角度编码器固定法兰202k、连轴器202l、传动轴承202m、测角小齿轮202n、角度限位条202o及接近开关202p等；

转盘轴承202g为外齿式转盘轴承，包括内圈和外圈齿轮；转向轮固定座202a一端与车底主框架200的后端两侧的安装板203a螺接固定，转向轮固定座202a另一端通过螺钉将传动部件安装板202b、转盘轴承202g内圈固连在一起，转盘轴承202g外圈齿轮、脚轮转接固定座202h、脚轮202i通过螺钉固连在一起；

驱动齿轮202f位于传动部件安装板202b一侧，与转盘轴承202g处于同一平面，驱动齿轮202f与转盘轴承202g外圈齿轮啮合；

转向电机202c、减速器202d、传动轴202e、驱动齿轮202f同轴安装，通过减速器202d法兰固定于传动部件安装板202b上。驱动齿轮202f由转向电机202c经减速器202d、传动轴202e传动驱动；

如图10所示，角度编码器202j、角度编码器固定法兰202k、连轴器202l、传动轴承202m、测角小齿轮202n同轴安装，通过角度编码器固定法兰202k固定于传动部件安装板202b上；测角小齿轮202n与转盘轴承202g处于同一平面内且与转盘轴承202g外圈齿轮啮合；

通过转向电机202c驱动减速器202d、传动轴202e、驱动齿轮202f转动，从而带动转盘轴承202g外圈齿轮转动，转盘轴承202g外圈齿轮通过脚轮转接固定座202h最终带动脚轮202i转动，从而实现转向轮组件202的主动转向功能；转盘轴承202g外圈齿轮转动带动测角小齿轮202n转动，角度编码器202j实时检测测角小齿轮202n、转盘轴承202g外圈齿轮和脚轮202i的转向角度；

角度限位条202o螺接在转盘轴承202g外圈上(图8所示)，随转盘轴承202g外圈一块转动；接近开关202p共两个，安装于传动部件安装板202b上，分别对应限制角度限位条202o的旋转角度，从而最终限制脚轮202i的转向角度；

通过转向电机202c的驱动转向功能、角度编码器202j的测角功能、接近开关202p的转角限位功能以及控制转向算法能够顺畅地完成转向轮组件202的主动转向功能；

如图3和4所示，驱动轮组件201，分设在车底主框架200的前方两个角，每一驱动轮组件201包括驱动轮201a、传动轴201b、驱动电机201c和驱动减速器201d组成；每一驱动轮均201a通过传动轴201b与电机201c、减速器201d连接，驱动轮组件201采用轮毂电机结构的也在本发明专利的保护范围之内，轮毂电机将驱动轮、电机、减速器在结构上进行了融合，成为一体式结构；

如图3所示，转向轮组件202，分设在车底主框架200的后方两个角，转向轮组件202分主动驱动转向轮和被动万向脚轮两种结构，两种转向轮均在本发明专利的保护范围之内；

供电系统300，供电系统300置于车底主框架200两侧，为牵引车各分系统供电；如图2和图3所示，供电系统300可以为蓄电池组301，蓄电池组301由多块蓄电池301a通过串并联的方式得到牵引车所需要的供电电压，蓄电池组301放置于车底主框架200两侧的蓄电池支撑框架204(图4和图12所示)上方，通过蓄电池组301为牵引车驱动行走转向系统、液压系统400和控制系统500供电；供电系统300与控制系统500、各电机以及充放电装置电连接；供电系统300优选的设置于底主框架200的后部；

液压系统400，液压系统400置于车底主框架200后部中间位置，为牵引车的液压缸提供动力；

控制系统500，控制系统500置于车底主框架200后部，控制系统500用于实现牵引车行走、转向、锁紧、抱轮、顶升等动作的控制、过程中的状态显示、故障报警等功能；

所述车底主框架200侧面设有对供电系统300的起机械支撑作用的蓄电池支撑框架204；车底主框架200后部设有对液压系统400和控制系统500的起机械支撑作用的液压系统支撑框架205和控制系统支撑框架206；液压系统400通过液压系统底板407与液压系统支撑框架205上连接板205c固定在一起；

如图15所示，液压系统400中包括油箱401、电机402、液压泵403、控制阀组404、液压管路405及接头406等，液压分系统通过液压缸驱动抱轮顶升机构，实现对前起机轮的锁紧、顶升、抱轮等动作和功能；如图4和图13所示，液压系统支撑框架205通过液压系统支撑框架侧连接板205a和液压系统支撑框架背连接板205b与U型框架203进行螺接固定，为液压系统400提供支撑；

如图4和图14所示，其中，车底主框架200的后部为控制系统支撑框架206，控制系统支撑框架206通过控制系统支撑框架侧连接板206a与U型框架203进行螺接固定，为控制系统500提供支撑；

如图2和图3所示，控制系统500内集成有驱动器、控制板卡、充放电装置及接口，控制板卡内集成有控制电路，控制系统500分别与各电机以及充放电装置电连接；控制系统500优选的设置于底主框架200的后部；

如图2、图3、图5a和图5b所示，抱轮顶升机构100，包括主框架组件101、滑梁组件102、主横梁组件103、第一液压缸104、第二液压缸105、第三液压缸106、第四液压缸107、第五液压缸108、第六液压缸109、第七液压缸110、第八液压缸111、左压抓112、右压抓113、铲斗114、开关门115、锁钩116、主框架后连接座117、液压缸导向组件118以及若干用于限制液压缸行程的传感器；此处的各个液压缸也可采用任何能实现直线运动的部组件替代；

主框架组件101，主要由若干滑板调整组件101a和主框架结构件119构成；滑板调整组件101a包括安装板101b和摩擦调整片101c；主框架结构件119，主要由左套管119a、右套管119b、三角加强结构119c、前支撑立板119d、后支撑立板119e、压抓安装板119f构成，组成具有封闭结构的整体结构件，可有效提高主框架结构件119的整体刚度；前支撑立板连接孔119g和后支撑立板连接孔119h共轴于轴线193，轴线193垂直于前支撑立板119d和后支撑立板119e(图5c和图5d示)；

主横梁组件103，通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件101的前支撑立板连接孔119g和后支撑立板连接孔119h连接，使主框架组件101和主横梁组件103实现绕轴线193的相对转动(图5f示)；主横梁组件103，两端分别通过具有一个转动自由度的铰链连接第一液压缸104和第二液压缸105的活塞杆，第一液压缸104和第二液压缸105的缸筒分别通过具有三个转动自由度的铰链连接液压缸安装座104a和液压缸安装座105a，液压缸安装座104a和液压缸安装座105a通过螺栓连接车底主框架200；

主框架组件101，通过销轴连接主框架后连接座117，此处销轴可以是圆形截面、方形截面、多边形截面等各种可想象的截面形状使之实现，销轴轴线117a方向可为任意方向，优选地采用垂直于轴线193；

主框架后连接座117，通过具有三个转动自由度的铰链连接第三液压缸106的活塞杆，第三液压缸106的缸筒通过具有一个转动自由度的铰链连接液压缸安装座106a(图5b示)，液压缸安装座106a通过螺栓连接车底主框架200；

所述飞机牵引车绕轴线191转动时，主框架组件101会随着飞机牵引车转动，绕轴线193自适应的转动，以避免对所搭载的飞机起落架产生附加扭矩；为实现主框架组件101绕轴线193的自适应转动，轴线193和轴线196共轴(图5e和图5f示)；

液压缸导向组件118，包括导向滑块组件118a和导向滑板组件118b；导向滑块组件118a通过螺钉与主横梁组件103连接，导向滑板组件118b通过螺钉与车底主框架200连接，导向滑块组件118a与导向滑板组件118b相互贴合且可相对滑动；导向滑块组件118a摩擦面可采用尼龙或其它具有耐磨性能的材料使之实现；

液压缸导向组件118，限制主横梁组件103沿轴线192方向的移动，避免抱轮顶升机构100沿轴线192方向的倾倒；液压缸导向组件118用于实现抱轮顶升机构100进行顶升和下降工作流程时的滑动和导向功能(图5g示)；

本发明所述的液压缸导向组件118用以限制抱轮顶升机构100沿轴线194方向的倾倒，同时保证第一液压缸104和第二液压缸105在顶升和下降过程中的滑动与导向；

其中，具体的如图17a和17b所示，所述液压缸导向组件118，包括导向滑块组件118a、导向滑板组件118b和固定在滑块组件118a上的与导向滑板组件118b接触的导向滑块118ab；导向滑块118ab的滑块摩擦面118ab2与导向滑板118b1的滑板摩擦面118b11贴合和滑动；所述导向滑块组件118a包括用于可拆卸固定的主横梁安装部118a1和用于固定导向滑块118ab的滑块安装部118a2；所述滑板组件118b包括用于可拆卸固定的直角支撑座118b2和用于与导向滑块118ab接触的导向滑板118b1；具体的，所述导向滑块118ab的水平横截面呈L形，且L形的一个展臂固接在滑块安装部118a2上且与斜调整部118a22接触，另一个展臂与竖直调整部118a21接触；所述的导向滑块118ab与滑块安装部118a2固定的展臂上还开有至少一个槽孔118ab1，且槽孔118ab1成长条状，长条状的槽孔118ab1的长度方向和竖直方向呈一定角度，且与斜调整部118a22的倾斜角度相同，优选的，呈锐角；所述滑块安装部118a2上设有螺纹孔，且螺纹孔与槽孔对应设置；所述螺纹孔上装有螺栓结构，且螺栓结构能自由穿过槽孔118ab1；所述具有槽孔118ab1的导向滑块118ab的展臂为梯形结构，且梯形结构展臂上部尺寸长于下部尺寸；所述滑块安装部118a2与导向滑块118ab的梯形结构展臂的斜端面处设有凸出于梯形结构展臂的斜调整部118a22；所述滑块安装部118a2呈梯形结构，且滑块安装部118a2的长底尺寸大于导向滑块118ab的长底尺寸，滑块安装部118a2的小底尺寸大于导向滑块118ab的小底尺寸；通过让导向滑块118ab沿斜调整部118a22滑动可调整滑块摩擦面118ab2与滑板摩擦面118b11之间的间隙，可方便滑块摩擦面118ab2或滑板摩擦面118b11磨损后的间隙调整，保证导向滑块118ab和导向滑板118b1的紧密接触，还可避免导向滑块118ab和导向滑板118b1间微小间隙造成主横梁组件103倾倒引起的冲击力；

第一液压缸104和第二液压缸105，采用同步运动实现对主横梁组件103和由主横梁组件103带动的主框架101的同步顶升和下降功能；第一液压缸104和第二液压缸105的极限位置通过限位传感器103a实现，限位传感器103a可采用接近开关、限位开关等市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用限位开关；

第三液压缸106，运动极限位置通过限位传感器106b限制，限位传感器106b可采用接近开关、限位开关等市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用限位开关；

如图5a、5b和16所示，滑梁组件102，主要由左滑梁102a、右滑梁102b和连接横梁102c构成；滑梁组件102呈“U”字型或可想像的近似形状，滑梁组件102通过具有一个平移自由度的移动副实现在主框架组件101内沿轴线193方向的相对滑动，此处的移动副是通过由左滑梁102a、左套管119a和若干滑板调整组件101a组成的一个移动副与由右滑梁102b、右套管119b和滑板调整组件101a组成的一个移动副共同组成；滑板调整组件101a可实现滑梁组件102和主框架组件101沿轴线194和轴线195方向间距的调整；摩擦调整片101c可采用尼龙实现，也可采用其他具有等价功能的材料或器件使之实现；

滑梁组件102，通过第八液压缸111提供的驱动力实现在主框架组件101内的相对滑动，第八液压缸111的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件102连接，第八液压缸111的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与后支撑立板119e连接；滑梁组件102通过限位传感器111a限制其运动的极限位置；

第八液压缸111，通过压力传感器111b控制滑梁组件102施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器111b可安装于第八液压缸111上，也可安装于控制泵站上，优选地安装于第八液压缸111上；

开关门115，通过具有一个转动自由度的铰链与左滑梁102a铰接，实现开关门115与滑梁组件102间绕轴线191间的相对转动；

开关门115，通过第四液压缸107提供的直线运动实现与滑梁组件102间的相对转动；第四液压缸107的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与开关门115连接，第四液压缸107的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件102连接；开关门115通过限位传感器115a限制其运动的极限位置。

如图5a所示，锁钩116，通过具有一个转动自由度的铰链与右滑梁102b铰接，实现锁钩116与滑梁组件102间绕轴线191间的相对转动；

锁钩116，通过第五液压缸108提供的直线运动实现与滑梁组件102间的相对转动；第五液压缸108的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与开关门115连接，第五液压缸108的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件102连接；锁钩116通过限位传感器116a限制其运动的极限位置；

如图16所示，其中，滑梁组件102和开关门115形成开关门组件，所述滑梁组件102呈U形结构，滑梁组件102的U形口的左滑梁与开关门115的一端铰接，且开关门115的铰接端由设置在滑梁组件102上的第四液压缸107控制开启和关闭；所述滑梁组件102与开关门115铰接端还设有第四液压缸安装座1070，第四液压缸107的固定端固定在第四液压缸安装座1070上，第四液压缸107的活动端与开关门115铰接；所述第四液压缸安装座1070还设有开关门支撑臂10701，所述开关门支撑臂10701插在开关门115的一端且与以铰接的方式连接；所述开关门支撑臂10701上设有开关门安装孔10702，开关门115的铰接端设有支撑臂安装孔11501，所述开关门安装孔10702与支撑臂安装孔11501配合形成铰接结构；所述开关门115的铰接端设有用于避让开关门支撑臂10701的避让口结构；所述开关门115通过设置在其铰接端上的开关门铰接柱11507与第四液压缸107的活动端铰接的，且开关门铰接柱11507设置在支撑臂安装孔11501外侧，能实现第四液压缸107的活动端联动开关门115进行开启和关闭；所述开关门115呈U形结构，且开关门115的U形口与滑梁组件102的U形口在关闭状态时能对接；

其中，所述滑梁组件102的U型口的右滑梁上设有锁紧机构，用于锁紧关闭状态的开关门115；所述锁紧机构包括第五液压缸108和锁钩116，所述第五液压缸108安装在滑梁组件102锁紧侧的结构臂上，所述锁钩116铰接在第五液压缸108的活动端；所述锁钩116能对开关门115进行锁紧保护；所述锁紧机构还包括：用作第五液压缸108安装和锁钩116铰接的第五液压缸安装座1080；所述第五液压缸安装座1080固接在滑梁组件102锁紧端的结构臂上；所述第五液压缸安装座1080包括用于铰接锁钩116的锁钩安装臂10801；所述锁钩安装臂10801的一角上开有通孔结构，且通孔结构偏置于滑梁组件102的U形口的内侧的一角，所述锁钩116上设有配合于锁钩安装臂10801的通孔结构的下锁钩柱11601；所述锁钩116上还设有上锁钩柱11608，上锁钩柱11608铰接于第五液压缸108的活动端；所述上锁钩柱11608与下锁钩柱11601分设在锁钩116的两个平面内，且上锁钩柱11608与下锁钩柱11601轴线互相错开，第五液压缸108的活动端带动锁钩116绕着下锁钩柱11601进行转动，实现锁钩116与开关门115的锁紧和松开；所述第五液压缸安装座1080上还设有用于辅助支撑开关门115的开关门支撑臂10802；所述开关门支撑臂10802与锁钩安装臂10801相对且平行设置，两者之间的平行距离空间能容纳开关门115的锁紧端部分；所述开关门115上的锁紧端上设有开关门锁紧柱11502，所述开关门锁紧柱11502配合锁钩116实现锁紧工作；

如图5a和5b所示，左压抓112，通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件101连接；左压抓112通过第六液压缸109提供的直线运动实现与主框架组件101间绕轴线192的相对转动；

右压抓113，通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件101连接；左压抓113通过第七液压缸110提供的直线运动实现与主框架组件101间绕轴线192的相对转动；

如图5b所示，第六液压缸109的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与左压抓112连接，第六液压缸109的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与三角加强结构119c连接；左压抓112与飞机轮胎接触面112a的形状与飞机轮胎形状相同，保证压紧时紧密贴合；左压抓112通过限位传感器112b限制其转动的极限位置；第六液压缸109通过压力传感器112c控制左压抓112施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器112c可安装于第六液压缸109上，也可安装于控制泵站上，优选地安装于第六液压缸109上；

第七液压缸110，第七液压缸的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与右压抓113连接，第七液压缸110的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与三角加强结构119c连接；右压抓113与飞机轮胎接触面113a的形状与飞机轮胎形状相同，保证压紧时紧密贴合；右压抓113通过限位传感器113b限制其转动的极限位置；第七液压缸110通过压力传感器113c控制右压抓113施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器113c可安装于第七液压缸110上，也可安装于控制泵站上，优选地安装于第七液压缸110上；

如图5a所示，铲斗114，通过一个具有转动自由度的铰轴与主框架组件101连接，铲斗114通过底面和背面与主框架组件101定位，防止受力后铲斗114向前倾覆时脱出。

如图1所示，本发明的飞机牵引车，还包括：

行驶照明灯601、频闪灯602、安全警示蜂鸣器603和急停开关606；

行驶照明灯601优先放置于车体外壳600的四个角处，方便在夜间抱轮顶升机构100 完成对前起轮胎的抱轮、锁紧、顶升操作，方便在夜间进行牵引转场。行驶照明灯601与牵引车供电系统300相连。频闪灯602和安全警示蜂鸣器603优先放置于车体外壳600上表面，牵引车在运行操作时，频闪灯602和安全警示蜂鸣器603对周围人员起到警示作用。急停开关606用于牵引车在失控或者危险状况下的急停操作，急停开关606优先放置于外壳600上方；

防撞开关604优先放置于车体外壳600侧面的四个角上，防撞开关604与车体控制系统500相连，当牵引车运行到与周围障碍物距离较近时，防撞开关604将感应到障碍物并限制车体继续向前运行。

吊环605共四个，优先放置于车体外壳600上表面四个角上，用于完成牵引车的起吊及运输捆绑。

以上各具有一个转动自由度的铰链的连接可采用销轴与滚动轴承构成的转动副实现，也可采用其他具有滚动或耐磨的等价结构使之实现；

以上各限位传感器(111a、115a、116a等)可采用接近开关、限位开关等市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用接近开关；

以上各压力传感器可采用市面上存在的传感器，也可采用其它具有等价功能的器件使之实现，优选地采用油压传感器；

本发明中所述的抱轮顶升机构的实施过程如下：

1.初始状态：抱轮顶升机构的初始状态为第一液压缸104、第二液压缸105和第三液压缸106完全缩回，左压抓112和右压抓113完全打开，滑梁组件102处于完全伸出，锁钩116松开、开关门115打开，整个抱轮顶升机构的底面处于几乎接近底面的位置；

2.抱紧状态：无杆飞机牵引车1将抱轮顶升机构开口对准轮胎，并行进至轮胎与铲斗114接触位置，关闭开关门115并锁紧锁钩116，收缩滑梁组件102直至将轮胎横向抱紧，推动左压抓112和右压抓113直至将轮胎纵向抱紧；

3.顶升状态：同步驱动第一液压缸和第二液压缸对主框架101顶升，直至达到行程上极限，然后驱动第三液压缸直至达到行程上极限。

释放过程为上述过程的逆过程；

上述结构，具有负载能力高、结构安全可靠紧凑、有助于车体扁平化、夹持稳定且制造与装配工艺优良等优点；

所述飞机牵引车具体的运行过程和原理：

夹紧：在开关门115关闭和锁钩116锁紧后，通过驱动第八液压缸111带动滑梁组件102滑动，借助开关门抱紧面170和铲斗抱紧面171实现对飞机轮的抱紧，开关门抱紧面170和铲斗抱紧面171共同形成与轮胎轮廓相吻合的面接触，第八液压缸111提供夹紧力，实现对轮胎径向的抱紧，防止轮胎发生移动现象；

压紧：第六液压缸109驱动左压抓112压紧一侧轮胎并提供压紧力，第七液压缸110驱动右压抓113压紧另一侧轮胎并提供压紧力，实现对轮胎在竖直方向的抱紧，以防止轮胎发生跳动现象；

顶升：第一液压缸104和第二液压缸105同步运动实现对主框架组件101的顶升，第三液压缸106单独运动实现对主框架组件101的顶升，第一液压缸104、第二液压缸105和第三液压缸106共同完成对主框架组件101的完全顶升，避免在运行过程中主框架组件101与地面间发生碰撞(图5g所示，顶升和下降过程中第一液压缸104、第二液压缸105和第三液压缸106的配合过程)；

倾斜：第一液压缸104和第二液压缸105对抱轮顶升机构100同步顶升且第三液压缸106不动时，第一液压缸104、第二液压缸105和第三液压缸106会随主框架组件101的倾斜而随动倾斜；第三液压缸106主框架组件101顶升且第一液压缸104和第二液压缸105不动时，第一液压缸104、第二液压缸105和第三液压缸106会随主框架组件101的倾斜而随动倾斜(图5g所示，在牵引车转向过程中第一液压缸104、第二液压缸105和第三液压缸106随主框架组件101自适应运动，避免附加力矩的产生)；

行进与转向：主要由上述两个驱动轮组件201和两个转向轮组件202构成，两个驱动轮组件201为车体行走提供驱动力，两个转向轮组件202为车体转弯提供转向角度；通过行走系统轮系可以实现牵引车行走、转弯、原地顺时针旋转及原地逆时针旋转等功能；

详细的行进与转向说明，本发明的控制系统500的控制电路通过控制两个驱动轮组件201的驱动电机201a的转向和转速，以及两个转向轮组件202的转向电机202c的转向和转速，实现牵引车运动及转弯动作：

前进：两个转向轮组件202摆至初始零位(即两个转向轮轴线与两个驱动轮轴线平行)，两个驱动轮201a绕牵引车轴线192同时逆时针驱动(即绕车体前进方向滚动)，此时牵引车将沿前进方向行走；

后退：两个转向轮组件202摆至初始零位(两个转向轮轴线与两个驱动轮轴线平行)，两个驱动轮201a绕牵引车轴线192(图2示)同时顺时针驱动(即绕车体后退方向滚动)，此时牵引车将沿后退方向行走；

逆时针旋转：控制两个转向轮组件202的转向电机202c的转向，使脚轮202h的轴线延长线相交于两个驱动轮201a轴线连线的中点，同时，驱动轮组件201中左前方驱动轮201a绕牵引车轴线192逆时针驱动(即绕车体前进方向滚动)，另一驱动轮组件201中右前方驱动轮201a绕牵引车轴线192顺时针驱动(即绕车体后退方向滚动)，此时牵引车将沿轴线191(图2示)逆时针旋转；

顺时针旋转：控制两个转向轮组件202的转向电机202c的转向，使脚轮202h的轴线延长线相交于两个驱动轮201a轴线连线的中点，同时，驱动轮组件201中左前方驱动轮201a绕牵引车轴线192顺时针驱动(即绕车体后退方向滚动)，另一驱动轮组件201中右前方驱动轮201a绕牵引车轴线192逆时针驱动(即绕车体前进方向滚动)，此时牵引车将沿轴线191顺时针旋转；

转弯：牵引车进行转弯时，控制系统500的控制电路按照阿克曼算法控制两个驱动轮组件201的驱动电机201a转向和转速，从而实现牵引车能够平滑顺利地进行转弯；

本发明所述的无杆飞机牵引车1的驱动轮组件201的转动轴线192与车体的转动轴线191垂直相交；当无杆飞机牵引车1绕转动轴线191转动时，主框架组件101会随轮胎倾斜而自适应的绕转动轴线190转动，以保证倾斜的轮胎保持特定的倾斜姿态移动，可避免飞机起落架受到牵引转弯过程中引起的附加转矩。

本发明的牵引车与传统有拖杆飞机牵引车比较具有小半径转弯功能，在将飞机前起落架接驳抬起的基础上，实现了以牵引车代替前起落架的功能，有效的降低了飞机牵引过程中的转弯半径；

本发明的牵引车还包括自动接驳模块及功能，采用一键操作实现牵引车与机轮的自动接驳，无需其他固定工具；

本发明的牵引车能适应多种尺寸规格的飞机机轮，针对不同机型及机轮爆胎事故(机轮共轴但尺寸不同)，可实现对不同尺寸机轮的抱紧功能，扩展了其应用范围；

本发明的牵引车广泛适用于水泥地面、沥青地面、石头地面、环氧树脂地面及其他常见硬质地面；

本发明的牵引车在满足承载要求的前提下，采用了扁平化设计，在车体高度方向上进行了压缩，与有杆牵引车和其它无杆牵引车相比，本发明的牵引车可以深入机腹以下，通过正向或反向牵引，在实现飞机在机库内的紧凑摆放的前提下，无需考虑为牵引车预留出退出路径，有效节省机库的空间；本发明的飞机牵引车相比于其他国外飞机牵引车而言没有驾驶室，视野好方便操作，同时节省劳动成本和时间成本；

本发明提供的无杆飞机牵引车在满足扁平化设计的前提下，能够适应多种尺寸规格的飞机机轮，具有小转弯半径、自动接驳和主动循迹等功能，既能提供飞机入库、摆放、停放、出库，又能实现飞机在硬化路面上的牵引转场，也能适应飞机在硬化路面上爆胎后的抱轮救援工作；本发明提供的无杆飞机牵引车将广泛用于民航市场，飞机总装市场、军用航空市场领域。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，包括：抱轮机构、升降机构和连接机构；所述抱轮机构和连接机构分设在升降机构两侧，抱轮机构能抱紧夹持机轮，连接机构能将抱轮机构和升降机构连接在飞机牵引车的车底主框架(200)上并随动，升降机构能将抱轮机构进行顶升和下降；

所述抱轮机构在Z轴方向上具有平移自由度；

所述升降机构在Z轴方向上具有转动自由度、Y轴方向上具有平移自由度；

所述连接机构在XYZ正交三轴上具有转动自由度、Y轴方向上具有平移自由度；

在Z轴方向上，升降机构的转动中心轴线与连接机构的转动中心轴线重合。

2.如权利要求1所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，所述抱轮顶升机构(100)，包括主框架组件(101)、滑梁组件(102)、主横梁组件(103)、第三液压缸(106)、第八液压缸(111)、主框架后连接座(117)以及若干用于限制液压缸行程的传感器；

主框架组件(101)通过销轴连接主框架后连接座(117)，所述销轴为圆形截面或方形截面或多边形截面体，销轴轴线(117a)方向为任意方向；

滑梁组件(102)通过第八液压缸(111)提供的驱动力实现在主框架组件(101)内的相对滑动，滑梁组件(102)通过限位传感器(111a)限制其运动的极限位置；

主横梁组件(103)通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件(101)的前支撑立板连接孔(119g)和后支撑立板连接孔(119h)连接，使主框架组件(101)和主横梁组件(103)实现绕轴线(193)的相对转动；

主框架后连接座(117)通过具有三个转动自由度的铰链连接第三液压缸(106)的活塞杆，第三液压缸(106)的缸筒通过具有一个转动自由度的铰链连接液压缸安装座(106a)，液压缸安装座(106a)通过螺栓连接车底主框架(200)；

第三液压缸(106)的运动极限位置通过限位传感器(106b)限制，限位传感器(106b)采用接近开关或限位开关；

第八液压缸(111)通过压力传感器(111b)控制滑梁组件(102)施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器(111b)安装于第八液压缸(111)上，或安装于控制泵站上。

3.如权利要求2所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，主框架组件(101)，主要由若干滑板调整组件(101a)和主框架结构件(119)构成；滑板调整组件(101a)包括安装板(101b)和摩擦调整片(101c)；主框架结构件(119)，主要由左套管(119a)、右套管(119b)、三角加强结构(119c)、前支撑立板(119d)、后支撑立板(119e)、压抓安装板(119f)构成，组成具有封闭结构的整体结构件，可有效提高主框架结构件(119)的整体刚度；前支撑立板连接孔(119g)和后支撑立板连接孔(119h)共轴于轴线(193)，轴线(193)垂直于前支撑立板(119d)和后支撑立板(119e)；

主框架组件(101)的会绕轴线(193)自适应于飞机牵引车绕轴线(191)转动而转动，自适应的转动，以避免对所搭载的飞机起落架产生附加扭矩；为实现主框架组件(101)绕轴线(193)的自适应转动，轴线(193)和轴线(196)共轴。

4.如权利要求2所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，第八液压缸(111)的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件(102)连接，第八液压缸(111)的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与后支撑立板(119e)连接。

5.如权利要求2所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，还包括第一液压缸(104)和第二液压缸(105)；所述主横梁组件(103)两端分别通过具有一个转动自由度的铰链连接第一液压缸(104)和第二液压缸(105)的活塞杆，第一液压缸(104)和第二液压缸(105)的缸筒分别通过具有三个转动自由度的铰链连接液压缸安装座(104a)和液压缸安装座(105a)，液压缸安装座(104a)和液压缸安装座(105a)通过螺栓连接车底主框架(200)；

第一液压缸(104)和第二液压缸(105)，采用同步运动实现对主横梁组件(103)和由主横梁组件(103)带动的主框架(101)的同步顶升和下降功能；第一液压缸(104)和第二液压缸(105)的极限位置通过限位传感器(103a)实现，限位传感器(103a)采用接近开关或限位开关。

6.如权利要求2所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，还包括：第六液压缸(109)、第七液压缸(110)、左压抓(112)、右压抓(113)；

第六液压缸(109)的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与左压抓(112)连接，第六液压缸(109)的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与三角加强结构(119c)连接；左压抓(112)与飞机轮胎接触面(112a)的形状与飞机轮胎形状相同，保证压紧时紧密贴合；左压抓(112)通过限位传感器(112b)限制其转动的极限位置；第六液压缸(109)通过压力传感器(112c)控制左压抓(112)施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器(112c)安装于第六液压缸(109)上，或安装于控制泵站上；

第七液压缸(110)的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与右压抓(113)连接，第七液压缸(110)的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与三角加强结构(119c)连接；右压抓(113)与飞机轮胎接触面(113a)的形状与飞机轮胎形状相同，保证压紧时紧密贴合；右压抓(113)通过限位传感器(113b)限制其转动的极限位置；第七液压缸(110)通过压力传感器(113c)控制右压抓(113)施加在轮胎上的夹紧力，压力传感器(113c)安装于第七液压缸(110)上，或安装于控制泵站上；

左压抓(112)通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件(101)连接；左压抓(112)通过第六液压缸(109)提供的直线运动实现与主框架组件(101)间绕轴线(192)的相对转动；

右压抓(113)通过具有一个转动自由度的铰链与主框架组件(101)连接；左压抓(113)通过第七液压缸(110)提供的直线运动实现与主框架组件(101)间绕轴线(192)的相对转动。

7.如权利要求2所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，还包括铲斗(114)，所述铲斗(114)通过一个具有转动自由度的铰轴与主框架组件(101)连接，铲斗(114)通过底面和背面与主框架组件(101)定位，防止受力后铲斗(114)向前倾覆时脱出滑梁组件(102)，主要由左滑梁(102a)、右滑梁(102b)和连接横梁(102c)构成；滑梁组件(102)呈U字型，滑梁组件(102)通过具有一个平移自由度的移动副实现在主框架组件(101)内沿轴线(193)方向的相对滑动，此处的移动副是通过由左滑梁(102a)、左套管(119a)和若干滑板调整组件(101a)组成的一个移动副与由右滑梁(102b)、右套管(119b)和滑板调整组件(101a)组成的一个移动副共同组成；滑板调整组件(101a)可实现滑梁组件(102)和主框架组件(101)沿轴线(194)和轴线(195)方向间距的调整；摩擦调整片(101c)采用尼龙实现。

8.如权利要求2所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，还包括液压缸导向组件(118)，所述液压缸导向组件(118)限制主横梁组件(103)沿轴线(192)方向的移动，避免抱轮顶升机构(100)沿轴线(192)方向的倾倒；液压缸导向组件(118)用于实现抱轮顶升机构(100)进行顶升和下降工作流程时的滑动和导向功能。

9.如权利要求8所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，所述液压缸导向组件(118)，包括导向滑块组件(118a)和导向滑板组件(118b)；导向滑块组件(118a)通过螺钉与主横梁组件(103)连接，导向滑板组件(118b)通过螺钉与车底主框架(200)连接，导向滑块组件(118a)与导向滑板组件(118b)相互贴合且可相对滑动；导向滑块组件(118a)摩擦面采用尼龙材料使之实现。

10.如权利要求2所述的无杆飞机牵引车抱轮顶升机构，其特征在于，还包括：第四液压缸(107)、第五液压缸(108)、开关门(115)和锁钩(116)；

开关门(115)通过具有一个转动自由度的铰链与左滑梁(102a)铰接，实现开关门(115)与滑梁组件(102)绕轴线(191)相对转动；

开关门(115)通过第四液压缸(107)提供的直线运动实现与滑梁组件102间的相对转动；第四液压缸(107)的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与开关门(115)连接，第四液压缸(107)的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件(102)连接；开关门(115)通过限位传感器(115a)限制其运动的极限位置；

锁钩(116)通过具有一个转动自由度的铰链与右滑梁(102b)铰接，实现锁钩(116)与滑梁组件(102)绕轴线(191)相对转动；

锁钩(116)通过第五液压缸(108)提供的直线运动实现与滑梁组件(102)间的相对转动；第五液压缸(108)的活塞杆通过具有三个转动自由度的铰链与开关门(115)连接，第五液压缸(108)的缸筒通过具有三个转动自由度的铰链与滑梁组件(102)连接；锁钩(116)通过限位传感器(116a)限制其运动的极限位置。