CN108267969B - 一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法 - Google Patents

一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法，系统包括飞机组成系统机体模型、传感器模块和控制系统；方法包括设定飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、拆装点操作次序和标准力值；根据设定的编号、拆装点操作次序和标准力值，结合传感器模块获取的监控信号，判断学员的维修操作是否正确。本发明飞机组成系统机体模型的制造或购买的设备成本较低；再者，飞机组成系统机体模型的零部件易于更换且价格低廉；另外，本发明能够对学员的每一步操作进行实时监控，并及时终止学员的错误维修操作，有助于学员养成良好的工作习惯和掌握正确的方法，提高了教学效果。本发明可广泛应用于民航维修实训教学技术领域。

Description

一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及民航维修实训教学技术领域，尤其是一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法。
背景技术
在民航飞机维修专业的实训教学过程中，需要为学生提供大量的实操训练，而作为实操教学设备，我们一般采用真实的航空发动机或退役的民航飞机作为教学训练设备，这样可以真实再现维修场景，非常有利于学员对飞机组成系统的学习。但是由于这些航空设备价格昂贵，且采购渠道不多，而学生们的操作熟练程度又层次不齐，经常造成设备损坏，大大增加了设备维修成本；另外，由于每个老师所带学生数量较多，无法做到对每个学生的实际操作过程进行监控和指导，而学生的错误操作若得不到及时制止，则设备损坏的概率更大，教学效果也很差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种成本低且教学效果好的飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法。
本发明所采取的第一个技术方案是：
一种飞机组成系统维修实训监控系统，包括：
飞机组成系统机体模型，用于搭载实物系统部件模型进行飞机组成系统维修仿真实训；
传感器模块，用于实时获取学员维修操作的拆卸或安装次序信号以及相应部件的各安装点操作力值信号；
控制系统，用于根据传感器模块获取的学员维修操作的信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示信号；反之，则发出操作错误的信息提示信号并终止学员的维修操作。
进一步，所述控制系统包括：
数据输入模块，用于更改或添加部件的编号、操作次序、标准操作力值以及密码信息；
控制器主板，用于根据数据输入模块和传感器模块的处理结果，确定学员的维修操作是否正确，并生成相应的反馈信号；
数据输出模块，用于根据控制器主板生成的反馈信号进行数据输出；
所述控制器主板分别与数据输出模块、数据输入模块和传感器模块连接。
进一步，所述数据输入模块包括：
拆卸设置单元，用于设定部件的编号和部件拆卸的标准次序；
安装设置单元，用于设定部件的编号和部件安装的标准次序；
密码设置单元，用于进行密码权限设置、密码修改以及密码创建；
所述拆卸设置单元、安装设置单元和密码设置单元均与控制器主板连接。
进一步，所述数据输出模块包括：
通讯单元，用于将飞机维修仿真实训过程中的所有信息上传至云端服务器；
报警语音单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出语音报警提醒；
报警灯光单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出灯光报警提醒；
所述通讯单元、报警语音单元和报警灯光单元均与控制器主板连接。
进一步，所述传感器模块包括：
力值传感器，用于获取相应部件维修过程中的力值信号；
部件控制板，用于整合力值传感器获取的力值信号；
所述部件控制板分别与力值传感器和控制器主板连接。
进一步，所述飞机组成系统机体模型包括飞机零部件模型、用于连接飞机零部件的管路模型以及线路模型。
本发明所采取的第二个技术方案是：
一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法，包括以下步骤：
设定飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、拆装点操作次序和标准力值；
根据设定的编号、拆装点操作次序和标准力值，结合传感器模块获取的监控信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作。
进一步，所述设定飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、拆装点操作次序和标准力值这一步骤，包括以下步骤：
输入需要添加或更改的部件编号；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作数；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作次序；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作力值。
进一步，所述根据设定的编号、拆装点操作次序和标准力值，结合传感器模块获取的监控信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作这一步骤，包括以下步骤：
输入学员信息和对应的维修部件编号；
通过传感器模块实时获取学员的操作信号，若学员的操作信号满足设定的标准，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作；
判断学员操作的时间间隔是否超过设定值，若是，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作；反之，则不做处理。
进一步，飞机维修仿真实训过程中同时在线的学员人数为1个或2个。
本发明的有益效果是：本发明一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法，通过飞机组成系统机体模型来进行飞机组成系统维修仿真实训，与采用真实飞机或发动机的维修仿真实训方式相比，本发明中飞机组成系统机体模型的制造或购买的设备成本较低；再者，飞机组成系统机体模型的零部件易于更换且价格低廉，更是降低了设备维修成本；另外，本发明能够实时监控学员的每一步操作，并及时终止学员的错误维修操作，在降低设备维修成本的同时还有助于学员养成良好的工作习惯和掌握正确的方法，在提高学习兴趣的基础上提高了教学效果。
附图说明
图1为本发明控制系统的整体结构框图；
图2为本发明一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法的步骤流程图。
具体实施方式
一种飞机组成系统维修实训监控系统，包括：
飞机组成系统机体模型，用于搭载实物系统部件模型进行飞机组成系统维修仿真实训；
传感器模块，用于实时获取学员维修操作的拆卸或安装次序信号以及相应部件的各安装点操作力值信号；
控制系统，用于根据传感器模块获取的学员维修操作的信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示信号；反之，则发出操作错误的信息提示信号并终止学员的维修操作。
其中，飞机组成系统包括飞行控制系统、发动机系统、通信系统和仪表系统等，飞机组成系统机体模型是按照与真实飞机相应系统结构按1：1的比例进行制造。
学员维修操作的信号包括学员维修操作的拆装次序信号以及相应部件的各安装点操作力值信号。
终止学员的维修操作是指系统自动恢复到初始化状态(即删除对应的学生信息)，此时，学员需要重新输入学生信息以及待维修的部件信息后才能在本发明的实训系统上继续进行实训操作，本发明通过及时终止学员的错误操作，在降低设备维修成本的同时还有助于学员养成良好的工作习惯和掌握正确的维修操作方法，提高了教学效果。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述控制系统包括：
数据输入模块，用于更改或添加部件的编号、操作次序、标准操作力值以及密码信息；
控制器主板，用于根据数据输入模块和传感器模块的处理结果，确定学员的维修操作是否正确，并生成相应的反馈信号；
数据输出模块，用于根据控制器主板生成的反馈信号进行数据输出；
所述控制器主板分别与数据输出模块、数据输入模块和传感器模块连接。
其中，反馈信号包括操作正确的信息提示信号和操作错误的信息提示信号。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述数据输入模块包括：
拆卸设置单元，用于设定部件的编号和部件拆卸的标准次序；
安装设置单元，用于设定部件的编号和部件安装的标准次序；
密码设置单元，用于进行密码权限设置、密码修改以及密码创建；
所述拆卸设置单元、安装设置单元和密码设置单元均与控制器主板连接。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述数据输出模块包括：
通讯单元，用于将飞机维修仿真实训过程中的所有信息上传至云端服务器；
报警语音单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出语音报警提醒；
报警灯光单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出灯光报警提醒；
所述通讯单元、报警语音单元和报警灯光单元均与控制器主板连接。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述传感器模块包括：
力值传感器，用于获取相应部件维修过程中的力值信号；
部件控制板，用于整合力值传感器获取的力值信号；
所述部件控制板分别与力值传感器和控制器主板连接。
进一步作为优选的实施方式，所述飞机组成系统机体模型包括飞机零部件模型、用于连接飞机零部件的管路模型以及线路模型。
其中，飞机零部件模型、管路模型以及线路模型上均设有对应的力值传感器。
参照图2，本发明一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法，包括以下步骤：
设定飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、拆装点操作次序和标准力值；
根据设定的编号、拆装点操作次序和标准力值，结合传感器模块获取的监控信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作。
进一步作为优选的实施方式，所述设定飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、拆装点操作次序和标准力值这一步骤，包括以下步骤：
输入需要添加或更改的部件编号；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作数；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作次序；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作力值。
进一步作为优选的实施方式，所述根据设定的编号、拆装点操作次序和标准力值，结合传感器模块获取的监控信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作这一步骤，包括以下步骤：
输入学员信息和对应的维修部件编号；
通过传感器模块实时获取学员的操作信号，若学员的操作信号满足设定的标准，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作；
判断学员操作的时间间隔是否超过设定值，若是，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作；反之，则不做处理。
进一步作为优选的实施方式，飞机维修仿真实训过程中同时在线的学员人数为1个或2个。
其中，本发明的飞机维修仿真实训系统可同时让2位学员进行实训，且每位学员可对1个部件进行实训操作。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
实施例一
针对现有民航飞机维修的实训成本高且教学效果差的问题，本发明提出了一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法。相较于真实的飞机或发动机，本发明飞机组成系统机体模型的制造或购买的设备成本较低；再者，飞机组成系统机体模型的零部件易于更换且价格低廉，更是降低了设备维修成本；另外，本发明能够实时监控学员的每一步操作，并及时终止学员的错误维修操作，在降低设备维修成本的同时还有助于学员养成良好的工作习惯和掌握正确的方法，提高了教学效果。
参照图1，本发明一种飞机组成系统维修实训监控系统包括飞机组成系统机体模型、传感器模块和控制系统。控制系统包括数据输入模块、控制器主板和数据输出模块。数据输入模块包括拆卸设置单元、安装设置单元和密码设置单元；数据输出模块包括通讯单元、报警语音单元和报警灯光单元；传感器模块包括部件控制板和力值传感器。
其中，飞机组成系统机体模型，用于搭载实物系统部件模型进行飞机组成系统维修仿真实训；
传感器模块，用于实时获取学员维修操作的拆卸或安装次序信号以及相应部件的各安装点操作力值信号；
控制系统，用于根据传感器模块获取的学员维修操作的信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示信号；反之，则发出操作错误的信息提示信号并终止学员的维修操作；
数据输入模块，用于更改或添加部件的编号、操作次序、标准操作力值以及密码信息；
控制器主板，用于根据数据输入模块和传感器模块的处理结果，确定学员的维修操作是否正确，并生成相应的反馈信号；
数据输出模块，用于根据控制器主板生成的反馈信号进行数据输出；
拆卸设置单元，用于设定部件的编号和部件拆卸的标准次序；
安装设置单元，用于设定部件的编号和部件安装的标准次序；
密码设置单元，用于进行密码权限设置、密码修改以及密码创建；
力值传感器，用于获取相应部件维修过程中的力值信号；
部件控制板，用于整合力值传感器获取的力值信号；
其中，本实施例中的控制器主板可控制16个部件控制板，而每个控制板又可监控15个力值传感器。
通讯单元，用于将飞机维修仿真实训过程中的所有信息上传至云端服务器；
报警语音单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出语音报警提醒；
报警灯光单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出灯光报警提醒。
本发明一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法具体包括以下步骤：
S1、系统初始化过程：根据实际监控情况，系统管理人员通过登录密码进入系统后台，设置飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、操作数、拆装次序和标准力值，以及设置密码信息(包括密码权限设置、密码修改以及密码创建)等系统维护工作。
其中，设置部件拆装次序的具体过程是：输入一个端口号(即对应的部件编号)并确认端口号无误，然后输入下一个端口号并确认，直至完成所有端口号次序的输入，系统自动提示对输入的次序进行最终确认。
S2、监控过程：学员输入学生信息和对应的部件编号进入实训，系统实时监控学员的实训操作过程，当学员每操作一次正确步骤，报警语音单元就会发出“*号部件操作正确”(*代表部件编号)的提示音，同时，报警灯光单元的绿光亮，当学员正确完成所有实训操作时，报警语音单元会发出“*号部件成功完成操作，恭喜你”的提示音，同时，系统向指定手机发出短信通知。当学员的实训操作出现错误(包括操作次序有误和操作力值有误等)，报警语音单元会连续发出两次“操作错误，请停止操作”的提示音，且报警灯光单元的红灯亮，同时，系统向指定手机发出短信通知，系统恢复到初始状态(即系统暂未输入学生信息和部件信息的状态)，以便进行下一次操作。
另外，系统在监控过程中还会实时判断学员的操作间隔时长，若操作间隔时长超过5分钟，系统将取消当前部件的设置并恢复到初始状态，同时，报警语音单元发出“*号部件操作失败”的提示音。
以民航波音737飞机上所装典型的CFM56系列发动机为例，通过制造与真实部件完全一样的滑油燃油热交换器，包括4条管路连接点和6个部件连接点，所述10个连接点上均安装了力值传感器，当操作人员按照系统设定的次序操作每一个连接点上的安装螺帽时，本发明的系统能够按照既定的报警控制信号输出语音提示信息以及灯光提示信息，而当操作人员的操作次序出现错误时，本发明的系统也能顺利输出提示错误的语音信息和灯光提示信息。
综上所述，本发明一种飞机组成系统维修实训监控系统及其实现方法具有以下优点：
1)、相较于真实的飞机或发动机，本发明飞机组成系统机体模型的制造或购买的设备成本较低，且飞机组成系统机体模型的零部件易于更换、价格低廉，更是降低了设备维修成本。
2)、本发明的实训过程与在真实飞机系统上或发动机本体上的训练环境高度相似，所能达到的训练目的和效果也完全相同，有利于提高学生的训练积极性和学习兴趣。
3)、本发明的控制系统能够实时监控学员的每一步操作，并及时终止学员的错误操作，在降低设备维修成本的同时还有助于学员养成良好的工作习惯和掌握正确的方法，提高了教学效果。
4)、针对学生千差万别的操作水平，对于易损坏的部件操作点，零部件易于更换，从而有利于设备始终处于完好状态，使实训教学始终保持可持续进行的高效率状态。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种飞机组成系统维修实训监控系统，其特征在于：包括：
飞机组成系统机体模型，用于搭载实物系统部件模型进行飞机组成系统维修仿真实训；
传感器模块，用于实时获取学员维修操作的拆卸或安装次序信号以及相应部件的各安装点操作力值信号；
控制系统，用于根据传感器模块获取的学员维修操作的信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示信号；反之，则发出操作错误的信息提示信号并终止学员的维修操作；
所述控制系统包括：
数据输入模块，用于更改或添加部件的编号、操作次序、标准操作力值以及密码信息；
控制器主板，用于根据数据输入模块和传感器模块的处理结果，确定学员的维修操作是否正确，并生成相应的反馈信号；
数据输出模块，用于根据控制器主板生成的反馈信号进行数据输出；
所述控制器主板分别与数据输出模块、数据输入模块和传感器模块连接；
所述数据输入模块包括：
拆卸设置单元，用于设定部件的编号和部件拆卸的标准次序；
安装设置单元，用于设定部件的编号和部件安装的标准次序；
密码设置单元，用于进行密码权限设置、密码修改以及密码创建；
所述拆卸设置单元、安装设置单元和密码设置单元均与控制器主板连接。
2.根据权利要求1所述的一种飞机组成系统维修实训监控系统，其特征在于：所述数据输出模块包括：
通讯单元，用于将飞机维修仿真实训过程中的所有信息上传至云端服务器；
报警语音单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出语音报警提醒；
报警灯光单元，用于根据控制器主板生成的反馈信号，发出灯光报警提醒；
所述通讯单元、报警语音单元和报警灯光单元均与控制器主板连接。
3.根据权利要求1所述的一种飞机组成系统维修实训监控系统，其特征在于：所述传感器模块包括：
力值传感器，用于获取相应部件维修过程中的力值信号；
部件控制板，用于整合力值传感器获取的力值信号；
所述部件控制板分别与力值传感器和控制器主板连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种飞机组成系统维修实训监控系统，其特征在于：所述飞机组成系统机体模型包括飞机零部件模型、用于连接飞机零部件的管路模型以及线路模型。
5.一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
设定飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、拆装点操作次序和标准力值；
根据设定的编号、拆装点操作次序和标准力值，结合传感器模块获取的监控信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作。
6.根据权利要求5所述的一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法，其特征在于：所述设定飞机组成系统机体模型中每个部件的编号、拆装点操作次序和标准力值这一步骤，包括以下步骤：
输入需要添加或更改的部件编号；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作数；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作次序；
输入需要添加或更改的部件拆装点操作力值。
7.根据权利要求5所述的一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法，其特征在于：所述根据设定的编号、拆装点操作次序和标准力值，结合传感器模块获取的监控信号，判断学员的维修操作是否正确，若是，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作这一步骤，包括以下步骤：
输入学员信息和对应的维修部件编号；
通过传感器模块实时获取学员的操作信号，若学员的操作信号满足设定的标准，则发出操作正确的信息提示；反之，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作；
判断学员操作的时间间隔是否超过设定值，若是，则发出操作错误的信息提示并终止学员的维修操作；反之，则不做处理。
8.根据权利要求5-7任一项所述的一种飞机组成系统维修实训监控系统的实现方法，其特征在于：飞机维修仿真实训过程中同时在线的学员人数为1个或2个。
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