CN108383029A - 一种智能型吊舱运输挂卸设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型吊舱运输挂卸设备，包括车体、牵引杆、四条升降撑腿、叉剪升降机构、姿态调整支架、吊舱托架和视觉定位装置，牵引杆安装在车体前部，四条升降撑腿对称安装在车体的两侧；叉剪升降机构安装在车体的平台上，由两个液压油缸驱动；拉线编码器安装在车体的平台上，拉线端连接在叉剪升降机构的上平台上；姿态调整支架为底框架、前后移动框架、左右移动框架和旋转框架构成的四框架结构，底框架安装在叉剪升降机构的上平台上；左右移动框架经第二滑块安装在前后移动框架的滑轨上；旋转框架经转盘安装在左右移动框架上。本发明智能化程度较高，操作方便，挂载速度较快。

Description

一种智能型吊舱运输挂卸设备

技术领域

本发明涉及军用设备领域，具体是一种智能型吊舱运输挂卸设备。

背景技术

吊舱运输挂卸设备是运输、挂载、拆卸某型号吊舱的关键设备，其主要用途是从存储仓库带着吊舱转运至机场并接近飞机机翼挂架，完成向飞机挂载吊舱，并能从飞机挂 架卸下吊舱的任务。它装挂的设备具有外形尺寸复杂、质量大、挂位点低、作业空间小 等特点。因此，运输挂卸设备必须具有机动挂载和转场运输的功能。

目前国内现有的运输挂卸设备存在智能化不足的缺点，需要操作人员肉眼观察吊架 的位置来操控设备挂载吊舱，需要多人相互配合，不断手动调整吊舱与吊架的相对位置。 这类设备的缺点是需要的操作人员多，且效率低。

因此，设计一种操作方便且挂载速度快的运输挂载设备成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能型吊舱运输挂卸设备，能够快速实现吊舱自动挂载。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种智能型吊舱运输挂卸设备，包括车体、牵引杆、四条升降撑腿、叉剪升降机构、姿态调整支架、吊舱托架和视觉定位装 置，所述牵引杆安装在车体前部，可以通过牵引杆连接拖车；四条升降撑腿对称安装 在车体的两侧，由带刹车的伺服电机驱动实现升降运动；升降撑腿的上下两端安装有 接近开关；叉剪升降机构安装在车体的平台上，由两个液压油缸驱动；拉线编码器安 装在车体的平台上，拉线端连接在叉剪升降机构的上平台上，用于测量上平台升降的 高度；姿态调整支架为底框架、前后移动框架、左右移动框架和旋转框架构成的四框 架结构，底框架安装在叉剪升降机构的上平台上，前后移动框架经第一滑块安装在底 框架的滑轨上，由前后移动推杆驱动，可实现前后移动；左右移动框架经第二滑块安 装在前后移动框架的滑轨上，由左右移动推杆驱动，可实现左右移动；旋转框架经转 盘安装在左右移动框架上，由旋转推杆驱动，可实现旋转运动；所述吊舱托架共有前 后两个，通过第三滑块安装在旋转框架的滑轨上，可前后移动调整两个吊舱托架之间 的距离，所述第三滑块上设有紧固螺钉，用于将吊舱托架固定在所需位置；视觉定位 装置由两个工业相机、测距传感器和长条形安装板构成；安装板的底部开有两个孔， 孔的大小和相对位置由吊舱的两个吊耳的大小和相对位置确定，可以使定位装置正好 安放到两个吊耳上；两个工业相机分别安装在两个孔的正上方，工业相机的视轴与孔 的中心重合；测距传感器安装在两个相机的中点位置。

优选地，所述车体是电动车，具有自驱动能力；所述操作牵引杆上设有控制车体自行移动的按键。

优选地，所述前后移动推杆、左右移动推杆和旋转推杆均为电动推杆，由电机驱动，每个推杆上安装有两个限位开关。

优选地，所述吊舱托架采用绑带的形式承托吊舱

优选地，所述测距传感器为超声波测距传感器。

优选地，还包括一控制机箱，用于负责控制机器视觉定位装置工作，获取挂钩的坐标信息，负责控制叉剪升降机构、升降撑腿、姿态调整支架动作，负责获取设备上各类 传感器的数据，确定设备的状态；控制机箱与视觉定位装置的处理器通信，获取吊钩的 坐标信息；控制机箱与升降撑腿、前后移动推杆、左右移动推杆和旋转推杆的电机连接， 驱动电机转动并获取电机位置；控制机箱与液压油缸的驱动器连接，控制叉剪升降机构 升降；控制机箱还与各处的传感器连接，用于获取它们的传感信息。

优选地，所述控制机箱由安装在箱体中的PLC控制器及扩展模块、人机界面、七个电机驱动器和若干个电缆连接器构成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

智能化程度较高，操作方便，挂载速度较快。车体具有自驱动能力，单人操作就可以完成小范围的位置移动；长距离的移动可通过拖车牵引，提高了效率。采用活动式的 机器视觉定位装置，需要定位时安上，定位完成后卸下，解决了固定式定位装置无法垂 直于吊钩平面拍摄、对焦不准确、视线易被遮挡等问题，提高了定位精度。通过伸缩撑 腿、姿态调整支架、叉剪升降机构的配合，能够实现吊舱六自由度的姿态调整，可以实 现各种复杂条件下的挂载。吊舱托架采用绑带形式，且可前后移动，能够托举多种不同 型号的吊舱。该设备上每个具有运动能力的机构上都安装有位置检测传感器和限位开 关，使控制系统能够准确获取各运动机构当前的位置，并确保运动机构在限定的安全范 围内移动。

附图说明

图1为本发明实施例一个具体实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中的姿态调整支架结构示意图；

图3为本发明实施例中的视觉定位装置的示意图；

图4为本发明实施例中的控制机箱的组成示意图。

图中：1-车体，2-牵引杆，3-电动升降撑腿，4-叉剪升降机构，5-姿态调整支架， 6-吊舱托架，7-视觉定位装置，8-控制机箱，41-拉线编码器，42-液压油缸，51-底框 架，52-前后移动框架，53-左右移动框架，54-旋转框架，55-前后移动推杆，56-左右 移动推杆，57-旋转推杆，71-工业相机，72-超声测距传感器，81-PLC控制器及扩展模 块，82-人机界面，83-电机驱动器，84-箱体。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于 本发明的保护范围。

如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种智能型吊舱运输挂卸设备，包括车体1、牵引杆2，四条升降撑腿3，叉剪升降机构4、姿态调整支架5、吊舱托架6、视觉定 位装置7和控制机箱8，所述牵引杆2安装在车体1前部，可以通过牵引杆连接拖车； 四条升降撑腿3对称安装在车体1的两侧，由带刹车的伺服电机驱动实现升降运动；升 降撑腿3的上下两端安装有接近开关；叉剪升降机构4安装在车体1的平台上，由两个 液压油缸42驱动；拉线编码器41安装在车体1的平台上，拉线端连接在叉剪升降机构 4的上平台上，用于测量上平台升降的高度；姿态调整支架5为底框架51、前后移动框 架52、左右移动框架53和旋转框架54构成的四框架结构，底框架51安装在叉剪升降 机构4的上平台上，前后移动框架52经第一滑块安装在底框架51的滑轨上，由前后移 动推杆55驱动，可实现前后移动；左右移动框架53经第二滑块安装在前后移动框架52 的滑轨上，由左右移动推杆56驱动，可实现左右移动；旋转框架54经转盘安装在左右 移动框架53上，由旋转推杆57驱动，可实现旋转运动；所述前后移动推杆55、左右移 动推杆56和旋转推杆57均为电动推杆，由电机驱动，每个推杆上安装有两个限位开 关，所述吊舱托架6共有前后两个，通过第三滑块安装在旋转框架54的滑轨上，可前 后移动调整两个吊舱托架6之间的距离，所述第三滑块上设有紧固螺钉，用于将吊舱托 架6固定在所需位置；吊舱托架6采用绑带的形式承托吊舱；视觉定位装置7由两个工 业相机71、测距传感器72和长条形安装板73构成；安装板73的底部开有两个孔，孔的大小和相对位置由吊舱的两个吊耳的大小和相对位置确定，可以使定位装置7正好安 放到两个吊耳上；两个工业相机71分别安装在两个孔的正上方，工业相机71的视轴与 孔的中心重合；测距传感器72安装在两个相机71的中点位置。

控制机箱8由安装在箱体84中的PLC控制器及扩展模块81、人机界面82、七个电 机驱动器83和若干个电缆连接器构成；控制机箱8与视觉定位装置7的处理器通信， 获取吊钩的坐标信息；控制机箱8与升降撑腿3、前后移动推杆55、左右移动推杆56 和旋转推杆57的电机连接，驱动电机转动并获取电机位置；控制机箱8与液压油缸42 的驱动器连接，控制叉剪升降机构4升降；控制机箱8还与各处的传感器连接，用于获 取它们的传感信息

所述车体1是电动车，具有自驱动能力；所述操作牵引杆上设有控制车体1自行移动的按键。所述测距传感器为超声波测距传感器。

结合图1-图4，一种吊舱运输挂卸的操作方法如下：(1)把吊舱放置到设备的托架6上，用绑带绑紧；(2)将牵引杆2连接到拖车上，由拖车把装有吊舱的设备牵引到机 翼挂架的下方，然后脱开拖车，由操作员操作牵引杆2，控制设备进行粗定位，使吊舱 的两个吊耳大致在挂钩的下方；(3)停下车体1，通过人机界面82控制升降撑腿3伸出， 直到整个设备完全由升降撑腿3支撑；(4)将机器视觉定位装置7安放到吊舱的顶部， 使定位装置7下面的两个孔套在吊舱的两个吊耳上；(5)通过人机界面82，指示定位装 置7对挂钩进行识别和定位：首先，控制器81控制叉剪升降机构上升，使挂钩落在相 机71的焦距处，这里的距离由测距传感器72测得；然后，相机71拍照并将图片传输 给处理器；处理器对两幅图片进行处理，识别其中的吊钩，并给出吊钩的坐标值；最后， 处理器将两个吊钩的坐标值发送给控制器81，定位完成；(6)将定位装置7从吊舱上取 下，通过人机界面82指示设备进行吊舱挂载；(7)控制器81根据两个吊钩的坐标和吊 耳距挂钩的距离，规划出吊舱的运动轨迹，并通过姿态调整支架5、叉剪升降机构4和 撑腿3的组合运动，将吊舱自动挂载到吊架下；(8)将吊耳与挂钩连接稳固后，松开托 架6上的绑带，使姿态调整支架5、叉剪升降机构4、撑腿3恢复初始位置，挂载完成。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特 定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种智能型吊舱运输挂卸设备，其特征在于，包括车体、牵引杆、四条升降撑腿、叉剪升降机构、姿态调整支架、吊舱托架和视觉定位装置，所述牵引杆安装在车体前部，四条升降撑腿对称安装在车体的两侧，由带刹车的伺服电机驱动实现升降运动；升降撑腿的上下两端安装有接近开关；叉剪升降机构安装在车体的平台上，由两个液压油缸驱动；拉线编码器安装在车体的平台上，拉线端连接在叉剪升降机构的上平台上，用于测量上平台升降的高度；姿态调整支架为底框架、前后移动框架、左右移动框架和旋转框架构成的四框架结构，底框架安装在叉剪升降机构的上平台上，前后移动框架经第一滑块安装在底框架的滑轨上，由前后移动推杆驱动，可实现前后移动；左右移动框架经第二滑块安装在前后移动框架的滑轨上，由左右移动推杆驱动，可实现左右移动；旋转框架经转盘安装在左右移动框架上，由旋转推杆驱动，可实现旋转运动；所述吊舱托架共有前后两个，通过第三滑块安装在旋转框架的滑轨上，可前后移动调整两个吊舱托架之间的距离，所述第三滑块上设有紧固螺钉，用于将吊舱托架固定在所需位置；视觉定位装置由两个工业相机、测距传感器和长条形安装板构成；安装板的底部开有两个孔，孔的大小和相对位置由吊舱的两个吊耳的大小和相对位置确定，可以使定位装置正好安放到两个吊耳上；两个工业相机分别安装在两个孔的正上方，工业相机的视轴与孔的中心重合；测距传感器安装在两个相机的中点位置。

2.如权利要求1所述的一种智能型吊舱运输挂卸设备，其特征在于，所述车体是电动车，具有自驱动能力；所述操作牵引杆上设有控制车体自行移动的按键。

3.如权利要求1所述的一种智能型吊舱运输挂卸设备，其特征在于，所述前后移动推杆、左右移动推杆和旋转推杆均为电动推杆，由电机驱动，每个推杆上安装有两个限位开关。

4.如权利要求1所述的一种智能型吊舱运输挂卸设备，其特征在于，所述吊舱托架采用绑带的形式承托吊舱。

5.如权利要求1所述的一种智能型吊舱运输挂卸设备，其特征在于，所述测距传感器为超声波测距传感器。

6.如权利要求1所述的一种智能型吊舱运输挂卸设备，其特征在于，还包括一控制机箱，控制机箱与视觉定位装置的处理器通信，获取吊钩的坐标信息；控制机箱与升降撑腿、前后移动推杆、左右移动推杆和旋转推杆的电机连接，驱动电机转动并获取电机位置；控制机箱与液压油缸的驱动器连接，控制叉剪升降机构升降；控制机箱还与各处的传感器连接，用于获取它们的传感信息。

7.如权利要求6所述的一种智能型吊舱运输挂卸设备，其特征在于，所述控制机箱由安装在箱体中的PLC控制器及扩展模块、人机界面、七个电机驱动器和若干个电缆连接器构成。