CN110092009A - 一种飞机智能电动挂弹车 - Google Patents
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Abstract
一种飞机智能电动挂弹车，手持遥控器通过无线网络和PLC模块组连接；安全触边安装在车体的四周外壁上，激光避障器、急停开关、照明灯、警示灯、起吊环安装在车体外壁上；四个工作轮组分别安装在车体的四个角上，前辅助轮组和后辅助轮组分别安装在车体的前端和后端；下框架固定在车体上端；前举升装置和后举升装置结构相同，且对称设置在下框架上；纵向外框的前、后梁分别和上框架的前、后梁固连；横移油缸的两个活塞杆耳板固定在横向外框上；第一至四托架从外向内依次设置；增加了现有挂弹/舱车多方向调节动作，更好的实现人机结合，精确操作。将托举调整平台各方向调节动作用遥控器的操作完成，实现飞机智能电动挂弹/舱车的智能控制。
Description
技术领域
本发明属于飞机保障设备技术领域，特别是涉及一种飞机智能电动挂弹车。
背景技术
飞机挂弹/舱车是飞机保障设备的必备装备。飞机挂弹/舱车在部队保证飞机作战状态的快速响应，完成训练作战任务起着非常重要的作用，对实现飞机导弹、干扰吊舱、过渡梁和雷达罩的挂装具有不可或缺的作用。而目前飞机挂弹/舱车的种类繁多，需要人力调节到挂装位置，而且调节范围受限，普遍自动化和智能化程度不高，装拆时间长，需要多名机务人员配合使用，给保障设备执行拆装任务时带来诸多不便，不适应部队未来作战发展的需要。随着航空事业的进步发展，对飞机保障设备的功能、性能指标要求都在不断的提高，需要研发更适合现代飞机装备的发展的飞机保障装备。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明目的是提供一种飞机智能电动挂弹车，实现某型飞机挂装多种型号导弹、导弹发射装置、各挂点过渡梁、吊舱和雷达罩等外挂物的要求，该设备智能化程度高，操作简便，安全可靠，减少人力调节挂装位置的时间，保证挂装物能够准确快速挂装，提升飞机保障设备人机协作能力，有效缩短飞机训练和作战响应时间。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种飞机智能电动挂弹车，包括行走车、举升机构、十字移动框架、俯仰横滚机构，其特征在于：
行走车，包括车体、多个激光避障器、多个急停开关、四个工作轮组、起吊环、安全触边、照明灯、多个警示灯、后辅助轮组、前辅助轮组、手持遥控器；
在车体内部安装有供电系统、PLC模块组、蜂鸣器、油泵；蜂鸣器和油泵电机的接线端子和PLC模块组对应的接线端子连接；手持遥控器通过无线网络和PLC模块组连接；安全触边安装在车体的四周外壁上，多个激光避障器、多个急停开关、照明灯、多个警示灯、起吊环安装在车体外壁上；四个工作轮组分别安装在车体的四个角上，前辅助轮组和后辅助轮组分别安装在车体的前端和后端；
举升机构，包括下框架、上框架、前举升装置和后举升装置；下框架固定在车体上端；
上框架设置在下框架上方；上框架的前梁和后梁为带有滑块的滑轨结构；
前举升装置，包括第一举升支臂、第二举升支臂、第三举升支臂和第四举升支臂；第一举升支臂和第二举升支臂的中间相互铰接，第二举升支臂的下端和下框架的前梁右侧铰接；第一举升支臂的下端滑块安装在下框架的前梁左侧滑槽内；第三举升支臂和第四举升支臂的中间互相铰接，第三举升支臂的下端和第一举升支臂的上端铰接，第四举升支臂的下端和第二举升支臂的上端铰接；第三举升支臂的上端滑块安装在上框架的前梁左侧滑槽内；第四举升支臂的上端和上框架的前梁右侧铰接；在第二举升支臂的内侧设置有举升油缸，举升油缸的缸体上的连接板和第二举升支臂的下端铰接，举升油缸的活塞杆上的连接板和第四举升支臂的下端铰接；
前举升装置和后举升装置结构相同，且对称设置在下框架的前端和后端；
十字移动框架，包括横向外框和纵向外框；纵向外框的左、右梁为滑道结构；纵向外框的前、后梁上的连接板分别和上框架的前、后梁的滑块固定连接；在上框架的右梁上固设有纵移油缸，纵移油缸的活塞杆固定安装在纵向外框上；在横向外框的左、右梁上分别设有滚轮；横向外框设置在纵向外框的上方；横向外框的左、右梁上的滚轮分别安装在纵向外框的左、右梁的滑道上；在纵向外框的左梁上固定安装有横移油缸；横移油缸为双作用油缸；横移油缸的两个活塞杆耳板固定在横向外框上；
俯仰横滚机构，包括第一托架、第二托架、第三托架和第四托架；第一托架、第二托架、第三托架为环形结构，第一托架、第二托架、第三托架、第四托架从外向内依次设置；第四托架的下端设有螺旋摆动油缸，螺旋摆动油缸的缸筒通过键和第四托架连接，螺旋摆动油缸的缸筒上套设有回转支撑并且和回转支撑的内圈固定连接，螺旋摆动油缸的活塞杆和回转支撑的外圈分别固定在横向外框上；在第一托架的外侧前、后、左、右侧分别设有带关节轴承的摆动油缸，在每个摆动油缸的两侧各设有一个支撑板，摆动油缸的缸体两端连接杆插入对应的支撑板内且铰接配合；每个支撑板固定在第三托架上；第三托架的下端通过螺钉固定在回转支撑的内圈上，第三托架上端和第四托架上端通过螺栓连接；在第一托架的上端位于摆动油缸的关节轴承处开设有关节轴承安装孔；摆动油缸的关节轴承设置在关节轴承安装孔内；在第一托架的左端和右端沿左右方向分别插入有第一销轴，第一销轴穿过对应摆动油缸的关节轴承内圈且固定连接；在第二托架和第三托架的左端和右端上沿左右方向分别插入有第二销轴；在第一托架和第二托架的前端和后端上沿前后方向插入有第三销轴，第三销轴穿过对应摆动油缸的关节轴承内圈且固定连接；在第一托架的上端固定设有托架横梁；在托架横梁和第一托架之间设有称重传感器，称重传感器的接线端子连接PLC模块组上对应的接线端子；举升油缸、螺旋摆动油缸、摆动油缸、横移油缸和纵移油缸通过多路换向阀和PLC模块组连接。
上述举升机构还包括自锁装置；自锁装置包括齿条和第一油缸；在前举升装置和后举升装置的第一举升支臂上插入有支臂连接轴；齿条一端上的连接环套设在支臂连接轴上且松动配合，另一端搭设在下框架的左梁上；第一油缸的活塞杆抵顶在齿条上；第一油缸外壁固定在下框架的左梁上；第一油缸通过多路换向阀和PLC模块组连接。
供电系统由温度传感器、风扇、加热单元和电池组成；温度传感器、风扇、加热单元和电池固设在车体内部且接线端子分别和PLC模块组的对应接线端子连接；在车体内安装电压电流传感器，电压电流传感器的接线端子和PLC模块组的对应接线端子连接，检测电池组中电池端电压，充放电电流，电池包总电压。
工作轮组，包括工作轮伺服电机、工作轮减速器、弹簧安装柱和麦克纳姆轮；工作轮伺服电机的动力输出轴和工作轮减速器的动力输入轴连接，工作轮减速器的动力输出轴和麦克纳姆轮连接；在弹簧安装柱上套设有减震弹簧；弹簧安装柱的上端凸台大于车体的连接板上的通孔，弹簧安装柱下端穿过车体的连接板上的通孔固定在工作轮减速器壳体上；减震弹簧上端抵顶在车体的连接板下端面上，下端抵顶在工作轮减速器壳体上；工作轮伺服电机通过电机控制器和PLC模块组的对应接口连接。
后辅助轮组，包括两个后辅助轮装置；两个后辅助轮装置对称安装在车体的后端左、右侧；后辅助轮装置包括后辅助轮油缸、两个第一导柱和后辅助轮；两个第一导柱的上端和后辅助轮油缸的壳体固设在车体的下端面上；后辅助轮的中心轴、两个第一导柱上套设的活动导套分别固定在后辅助轮油缸的活塞杆上；后辅助轮油缸通过电磁换向阀和PLC模块组连接。
前辅助轮组，包括两个前辅助轮装置和中间连接板；两个前辅助轮装置对称安装在车体的前端左、右侧；前辅助轮装置包括前辅助轮油缸、两个第二导柱和前辅助轮；两个第二导柱的上端和前辅助轮油缸的壳体固设在车体的下端面上；前辅助轮的中心轴、两个第二导柱上套设的活动导套分别固定在前辅助轮油缸的活塞杆上；在中间连接板的前端铰接有牵引杆；中间连接板通过中心立柱固定在车体的前端中心处；在中间连接板的左、右侧分别铰接有辅助轮连接杆；两个辅助轮连接杆另一端分别和两个前辅助轮油缸的活塞杆上的连接板铰接；前辅助轮油缸通过电磁换向阀和PLC模块组连接。
车体总成内安装有四轮驱动系统，驱动轮均为全向轮，通过控制伺服电机，实现飞机智能电动挂弹/舱车纵向移动、原地横向移动和斜向45°移动，并且能实现原地360°转动；在车体底端，内置自动升降前后辅助轮，通过控制前后辅助轮的液压系统，前后牵引辅助轮与地面接触，与牵引杆配合一起完成快速转场；在车体一处对角位置配有激光避障传感器、警示灯、安全触边，可实现整车全周范围内检测障碍物。举升机构和托举调整平台上都设置了电气控制系统和液压伺服系统，由遥控器控制举升机构的举升状态，调节托举调整平台升降、前后、左右、旋转，俯仰、横滚六个自由度方向。智能控制系统，通过PLC控制模块对各执行机构进行控制，控制系统包括四轮驱动控制系统、六自由度调整系统，对电池和车体的保护系统，托举调整平台柔性安装系统。液压控制系统利用伺服电动机旋转带动油泵输出压力油，经过换向阀、溢流阀、液压管路等，完成对托举调整平台内调节装置、牵引辅助轮和自锁装置的控制。
所述的车体总成安装有四轮驱动系统，每个车轮带有独立的伺服电机、减速机、减振机构和车轮体，车轮采用麦克纳姆轮。PLC模块发出指令给四轮驱动控制系统后，麦克纳姆轮驱动车体进行纵向移动、横向移动和斜向45°移动，并且能实现原地360°转动。
车体在非工作状态下，四轮驱动控制系统将伺服电机设置为断电抱闸状态，避免车辆失控。车体工作状态下，采用限制伺服电机转速的方法，控制车体行走速度，车速调节分为三档。工作状态下遥控器面板上选择行走模式，面板上的遥控手柄能够控制车体纵向移动、原地横向移动和斜向45°移动，并且能实现原地360°转动。
在车体总成底端，平行于驱动轮轴线位置，安装前辅助轮和后辅助轮。牵引辅助轮配有自动升降功能，通过遥控器按钮控制辅助轮的升降。前辅助轮带有转向机构，与牵引杆连接，能够跟随牵引杆进行转向移动。
所述的车体总成采用合金矩形钢架焊接制成，车体总成上平面安装有照明灯，可以在低可见光条件下正常工作。车身的一处对角线方向安装有警示灯，车身另一处对角线方向安装有激光避障传感器和急停按钮，用于车身全周范围内障碍物检测和紧急制动。当激光避障传感器检查到物体与车体距离超过设定的安全距离时，飞机智能电动挂弹舱/车自动停止移动。车体周边安装安全触边，安全触边内置压力传感器，防止激光避障传感器关闭时，车体与障碍物强力触碰，造成损失。
所述的举升机构，通过遥控器手柄操作举升油缸伸缩，完成升降运动，在举升机构底部带有自锁装置，防止液压系统失效造成举升机构突然下落。
所述的托举调整平台，包括十字移动框架、俯仰横滚机构和托架横梁。托举调整平台结构上增加了多种调节装置（包括螺旋摆动油缸、横移油缸、纵移油缸、俯仰横滚座和摆动油缸），通过遥控器上选择位移模式时，遥控手柄控制托举调整平台整体的横向纵向移动。通过遥控器上选择姿态模式时，遥控手柄控制螺旋摆动油缸和四组摆动油缸联动，使托架横梁进行±90°旋转、俯仰和横滚动作。
智能控制系统采用无线遥控器控制，无线遥控器上各操作键向PLC控制模块发出指令，PLC控制模块将指令转化为执行机构的动作指令；PLC控制模块也处理传感器发出的电信号，转换成执行机构的动作指令。PLC控制系统内包含四轮驱动控制系统、六自由度调整系统，对电池和车体的保护系统，托举调整平台柔性安装系统。
液压系统主要利用伺服电动机旋转带动双联齿轮泵输出压力油，通过电磁溢流阀、压力传感器、手动/电液多路换向阀和液压管路等，对各液压执行元件进行的控制。
本发明创造的有益效果在于：本发明创造采用上述结构，应用智能控制系统，增加了现有挂弹/舱车多方向调节动作，更好的实现人机结合，精确操作。运用PLC控制器编程控制液压动力系统，将托举调整平台各方向调节动作用遥控器的操作完成，实现飞机智能电动挂弹/舱车的智能控制。在较短时间内调整挂弹/舱车到与飞机挂点的对接位置。智能控制系统，设有多个控制模块，多角度保障人机安全，通过安装人员对遥控手柄的控制，使飞机智能电动挂弹/舱车迅速进入指定位置，减少人力操作，提高调整响应速度，解决飞机挂弹/舱车操作便捷性、智能性不足的问题。
附图说明
图1为本发明的工作状态结构图。
图2 为行走车结构图。
图3为工作轮组与前辅助轮组位置俯视图。
图4 为带自锁装置的举升机构结构图。
图5为自锁装置结构图。
图6为前辅助轮组结构图。
图7为智能控制系统控制框图。
图8为手持遥控器的面板示意图。
图9为操作界面。
图10为液压原理图。
图11为后辅助轮组的结构图。
图12为十字移动框架和俯仰横滚机构结构拆解图。
图13为俯仰横滚机构内部剖视图。
图14为十字移动框架和俯仰横滚机构仰视图。
图15为工作轮组结构图。
图16为举升机构结构图。
具体实施方式
一种飞机智能电动挂弹车，包括行走车1、举升机构2、十字移动框架3、俯仰横滚机构4，其特征在于：
行走车1，包括车体11、多个激光避障器12、多个急停开关13、四个工作轮组14、起吊环15、安全触边16、照明灯17、多个警示灯18、后辅助轮组19、前辅助轮组110、手持遥控器。
在车体11内部安装有供电系统、PLC模块组、蜂鸣器、油泵。蜂鸣器和油泵电机的接线端子和PLC模块组对应的接线端子连接。手持遥控器通过无线网络和PLC模块组连接。安全触边16安装在车体11的四周外壁上，多个激光避障器12、多个急停开关13、照明灯17、多个警示灯18、起吊环15安装在车体外壁上。四个工作轮组14分别安装在车体11的四个角上，前辅助轮组110和后辅助轮组19分别安装在车体11的前端和后端。
供电系统由温度传感器、风扇、加热单元和电池组成。温度传感器、风扇、加热单元和电池固设在车体11内部且接线端子分别和PLC模块组的对应接线端子连接。上述加热单元为加热棒。风扇连接PLC模块组控制系统，温度传感器连接PLC模块组控制系统，温度传感器检测电池温度过高时，温度传感器给PLC模块组反馈信号，PLC模块组接收信号并处理，控制风扇的启动，实现电池降温。温度传感器检测电池温度过低时，温度传感器给PLC模块组反馈信号，PLC模块组接收信号并处理，控制加热单元和风扇的启动，实现电池加热。在车体11内安装电压电流传感器，电压电流传感器的接线端子和PLC模块组的对应接线端子连接，检测电池组中电池端电压，充放电电流，电池包总电压。
工作轮组14，包括工作轮伺服电机141、工作轮减速器142、弹簧安装柱143和麦克纳姆轮144。工作轮伺服电机141的动力输出轴和工作轮减速器142的动力输入轴连接，工作轮减速器142的动力输出轴和麦克纳姆轮144连接。在弹簧安装柱143上套设有减震弹簧。弹簧安装柱143的上端凸台大于车体11的连接板上的通孔，弹簧安装柱143下端穿过车体11的连接板上的通孔固定在工作轮减速器142壳体上。减震弹簧上端抵顶在车体11的连接板下端面上，下端抵顶在工作轮减速器142壳体上。工作轮伺服电机141通过电机控制器和PLC模块组的对应接口连接。
后辅助轮组19，包括两个后辅助轮装置。两个后辅助轮装置对称安装在车体11的后端左、右侧。后辅助轮装置包括后辅助轮油缸191、两个第一导柱192和后辅助轮193。两个第一导柱192的上端和后辅助轮油缸191的壳体固设在车体11的下端面上。后辅助轮193的中心轴、两个第一导柱192上套设的活动导套分别固定在后辅助轮油缸191的活塞杆上。后辅助轮油缸191通过电磁换向阀和PLC模块组连接。
前辅助轮组110，包括两个前辅助轮装置和中间连接板1101。两个前辅助轮装置对称安装在车体11的前端左、右侧。前辅助轮装置包括前辅助轮油缸1102、两个第二导柱1103和前辅助轮1104。两个第二导柱1103的上端和前辅助轮油缸1102的壳体固设在车体11的下端面上。前辅助轮1104的中心轴、两个第二导柱1103上套设的活动导套分别固定在前辅助轮油缸1102的活塞杆上。在中间连接板1101的前端铰接有牵引杆1105。中间连接板1101通过中心立柱固定在车体11的前端中心处。在中间连接板1101的左、右侧分别铰接有辅助轮连接杆1106。两个辅助轮连接杆1106另一端分别和两个前辅助轮油缸1102的活塞杆上的连接板铰接。前辅助轮油缸1102通过电磁换向阀和PLC模块组连接。
举升机构2，包括下框架21、上框架22、前举升装置和后举升装置。下框架21固定在车体11上端。
下框架21、上框架22为矩形结构。上框架22设置在下框架21上方。上框架22的前梁和后梁为带有滑块的滑轨结构。
前举升装置，包括第一举升支臂23、第二举升支臂24、第三举升支臂25和第四举升支臂26。第一举升支臂23和第二举升支臂24的中间相互铰接，第二举升支臂24的下端和下框架21的前梁右侧铰接。第一举升支臂23的下端滑块安装在下框架21的前梁左侧滑槽内，可沿滑槽左右移动。第三举升支臂25和第四举升支臂26的中间互相铰接，第三举升支臂25的下端和第一举升支臂23的上端铰接，第四举升支臂26的下端和第二举升支臂24的上端铰接。第三举升支臂25的上端滑块安装在上框架22的前梁左侧滑槽内，可在滑槽内左右移动。第四举升支臂26的上端和上框架22的前梁右侧铰接。在第二举升支臂24的内侧设置有举升油缸27，举升油缸27的缸体上的连接板和第二举升支臂24的下端铰接，举升油缸27的活塞杆上的连接板和第四举升支臂26的下端铰接。
前举升装置和后举升装置结构相同，且对称设置在下框架21的前端和后端。
上述举升机构还包括自锁装置。自锁装置包括齿条210和第一油缸28。在前举升装置和后举升装置的第一举升支臂23上插入有支臂连接轴29。齿条210一端上的连接环套设在支臂连接轴29上且松动配合，另一端搭设在下框架21的左梁上。第一油缸28的活塞杆抵顶在齿条210上。第一油缸28外壁固定在下框架21的左梁上。第一油缸28通过多路换向阀和PLC模块组连接。
十字移动框架3，包括横向外框31和纵向外框32。纵向外框32的左、右梁为滑道结构。纵向外框32的前、后梁上的连接板分别和上框架22的前、后梁的滑块固定连接。在上框架22的右梁上固设有纵移油缸33，纵移油缸33的活塞杆固定安装在纵向外框32上。在横向外框31的左、右梁上分别设有滚轮34。横向外框31设置在纵向外框32的上方。横向外框31的左、右梁上的滚轮34分别安装在纵向外框32的左、右梁的滑道上。在纵向外框32的左梁上固定安装有横移油缸35。横移油缸35为双作用油缸。横移油缸35的两个活塞杆耳板固定在横向外框31上。
俯仰横滚机构4，包括第一托架41、第二托架42、第三托架43和第四托架44。第一托架41、第二托架42、第三托架43为环形结构，第一托架41、第二托架42、第三托架43、第四托架44从外向内依次设置。第四托架44的下端设有螺旋摆动油缸，螺旋摆动油缸的缸筒45通过键和第四托架44连接，螺旋摆动油缸的缸筒45上套设有回转支撑46并且和回转支撑46的内圈固定连接，螺旋摆动油缸的活塞杆47和回转支撑46的外圈分别固定在横向外框31上。在第一托架41的外侧前、后、左、右侧分别设有带关节轴承的摆动油缸48，在每个摆动油缸48的两侧各设有一个支撑板49，摆动油缸48的缸体两端连接杆插入对应的支撑板49内且铰接配合。每个支撑板49固定在第三托架43上。第三托架43的下端通过螺钉固定在回转支撑46的内圈上，第三托架43上端和第四托架44上端通过螺栓连接。在第一托架41的上端位于摆动油缸48的关节轴承处开设有关节轴承安装孔410。摆动油缸48的关节轴承设置在关节轴承安装孔410内。在第一托架41的左端和右端沿左右方向分别插入有第一销轴411，第一销轴411穿过对应摆动油缸的关节轴承内圈且固定连接。在第二托架42和第三托架43的左端和右端上沿左右方向分别插入有第二销轴412。在第一托架41和第二托架42的前端和后端上沿前后方向插入有第三销轴413，第三销轴413穿过对应摆动油缸48的关节轴承内圈且固定连接。在第一托架41的上端固定设有托架横梁414。在托架横梁414和第一托架41之间设有称重传感器，称重传感器的接线端子连接PLC模块组上对应的接线端子，检测调整平台与飞机悬挂架的接触力，接收传感器反馈信号给PLC模块组控制系统。举升油缸、螺旋摆动油缸、摆动油缸、横移油缸和纵移油缸通过多路换向阀和PLC模块组连接。PLC模块组连接继电器，继电器连接多路换向阀，继电器接受PLC模块组控制系统指令，控制多路换向阀，从而控制各油缸动作，实现托架横梁的俯仰横滚和升降。油泵给所有油缸供油，油泵电机是提供动力。
车体采用合金矩形钢架焊接制成，遥控器可控制照明灯开关。车体侧面安装起吊环，供起吊使用。
车体的一处对角线方向两端安装有两个警示灯，车体另一处对角线方向两端安装有两个激光避障传感器和两个急停开关。在车体行驶过程中，激光避障传感器检查到物体与车体距离超过设定的安全距离时，激光避障传感器发出反馈号，PLC控制程序执行驱动轮电机减速停止命令，使飞机智能电动挂弹舱/车停止移动。急停开关满足车体载人状态下紧急停车要求。
遥控器发出的移动指令，通过PLC控制系统，控制电机伺服系统驱动飞机智能电动挂弹/舱车纵向移动、原地横向移动和斜向45°移动，并且能实现原地360°转动。
牵引辅助轮，由后辅助轮和前辅助轮组成。固定在车体框架下方，平行于麦轮轴线位置。当需要智能电动挂弹/舱车转场时，液压油缸带动牵引辅助轮与地面接触，同时前辅助轮采用转向机构与牵引杆连接，随牵引杆移动方向柔性调整辅助轮移动方向，有效缩短车身转弯半径，减少牵引杆使用中横摆现象，减小车体移动的阻力。在智能电动挂弹/舱车工作状态下，遥控器遥控液压油缸，使牵引辅助轮升起，减少车体行进过程中的阻力。
举升机构配有安全保险装置，安装于举升机构举升横梁上，当举升油缸活塞杆拉伸时，液压系统控制自锁装置上自锁油缸回缩远离齿条，当举升油缸活塞杆停止运动时靠近齿条，与齿条锁紧，限制举升机构下降，有效控制系统失效时，托举机构突然下落。
通过智能控制系统指令，举升油缸活塞杆拉伸，举升机构将托举调整平台升起；托举调整平台不工作时，举升油缸活塞杆压缩，举升机构的叉架结构折叠，托举调整平台可隐藏于车体内。
多种调节机构接入电控部件，操作界面设置在位移模式下，手持遥控器控制十字移动框架和俯仰横滚机构沿直线导轨纵向移动；遥控手柄控制横移油缸伸缩时，使俯仰横滚机构相对于十字移动框架横向移动；手持遥控器控制螺旋摆动油缸产生旋转运动时，使俯仰横滚机构旋转，带动托架横梁±90°旋转运动。操作界面设置在姿态模式下手持遥控器控制调整平台，液压伺服系统驱动四组摆动油缸伸缩时，四组摆动油缸带动托盘）和托架横梁完成升降、俯仰和滚转方向运动，实现六个自由度调节功能。
纵向外框由外框连接板连接于上直线导轨上，直线导轨安装在举升横梁上，纵移油缸 一端由六角螺栓连接在举升横梁上，另一端固定在纵向外框上。液压伺服系统驱动纵移油缸的活塞杆伸缩时，十字移动框架和俯仰横滚机构在举升横梁内沿直线导轨方向纵向移动。
电控系统控制四组摆动油缸活塞杆同时升起或下降时，带动托盘和举升横梁同时进行升降；电控系统分别控制四组摆动油缸的伸缩动作，带动托盘和举升横梁进行俯仰、横滚方向的调节。
电动挂弹/舱车控制系统采用无线遥控器控制，无线遥控器上各操作键向PLC控制模块发出指令，PLC控制模块将指令转化为执行机构的动作指令；PLC控制模块也处理传感器发出的电信号，转换执行机构的动作指令。其中“使能”按钮要与遥控器面板上手持遥控器同时触发，车身才能移动，防止工作中出现误操作，避障按钮用来选择开关激光避障传感器，防止周围障碍物过多，无法近距离通过。
正常接通电源启动后，电动挂弹/舱车系统进入自检测状态，遥控器上的液晶屏显示系统检测中，如果出现异常，屏幕切换到信息查询界面，需要根据报警信息提示排除异常点后重新上电检测设备，如果问题没有解决，无法进入操作界面，有效避免故障设备违规使用造成损失。
在智能电动挂弹/舱车正常工作情况下，在操作界面给出车体速度和运动方向，根据麦克纳姆轮的运动特性，通过逻辑和数学运算，给电机驱动器控制发出信号，电机驱动器接收信号并处理，来控制四轮驱动系统中各轮转动方向和速度。操作人员可以在操作屏幕上选择行走模式（图9），进入行驶速度设置。一档速度响应误差小于1mm/s，有效增加在小空间内车体的操控精度。确定速度后，手持遥控器可控制智能电动挂弹/舱车行走方向，沿横向、纵向、斜向45°或零半径旋转运动，使智能电动挂弹/舱车实现运弹/舱，精准定位到挂装位置。
牵引辅助轮的动作，通过遥控器发出信号，由智能控制系统中PLC控制模块接收信号，并给液压系统发出指令，液压系统中执行元件进行动作，带动辅助轮升起（或下降），使麦轮抬离（或接触）地面，与配合牵引杆完成转场。
在智能电动挂弹/舱车正常工作情况下，在操作界面给出托举调整平台的姿态模式指令，如俯仰、横滚、升降微调，由PLC模块进行逻辑和数学运算后给出信号，控制四组摆动油缸联动来实现动作，调整精度小于1mm。
在智能电动挂弹/舱车正常工作情况下，在操作界面给出托举调整平台的旋转指令时，PLC模块进行逻辑和数学运算后给出信号，控制执行元件进行旋转，反馈信号在PLC控制模块和给定数据进行模糊运算，形成闭环，精确控制托举调整平台旋转角度。
3.智能保护控制系统
a）电池保护
智能保护控制是通过采集每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压/电流等信息，形成一个有效的控制系统，及时反馈电池组的荷电状态、工作状态等信息，有效的控制单体电池间、电池组间的均衡，防止电池发生过充电或过放电现象，对于有问题的电池可以第一时间发现并处理，保持整组电池运行的可靠性和高效性。
智能保护控制具有电量报警功能。在电量35%时发出一级声音报警，蜂鸣器提示；电量10%时发出二级声光报警，警示灯（2-8）闪烁，蜂鸣器提示。出现一级报警，应尽快充电，出现二级报警，应立刻充电，避免影响设备的正常工作。
智能保护控制系统能够接收温度传感器发出反馈信号，对充电放电时的温度进行反馈，反馈信号经过A/D转换器处理在PLC模块内与给定温度进行运算，再由PLC控制器发出指令，控制警示灯（2-8）和蜂鸣器动作，控制降温和自加热系统。
智能保护控制系统具有高低温声光报警功能，充电时，电池温度低于-10℃时，低温报警，车体内自加热系统启动，温度高于45℃时，高温报警，降温系统启动；放电时，电池温度低于-40℃时，低温报警，加热系统启动；温度高于65℃时，高温报警，降温系统启动。
车辆起动，自检初始化发生低温报警的时候，车辆操作系统锁定，不能人为进行相关操作，车辆自加热系统启动，加热棒和内部循环风扇开始工作，车内温度快速上升，低温报警解除，车辆可以正常使用。
车辆起动，自检初始化发生高温警报的时候，车辆操作系统锁定，不能人为进行相关操作，车辆降温系统启动，内部循环风扇开始工作，车内温度快速下降高温报警解除，车辆可以正常使用。
在遥控器界面内第五项“信息查询”，可看到电量和温度报警信息。
b）防撞保护
智能挂弹/舱车车体对角方向安装激光避障器，避障器开启状态下可检测车体与障碍物间距离。激光避障器可设定两级报警距离，当车体与障碍物距离小于一级报警距离时，传感器发出电信号经过智能保护控制系统处理，发出指令给PLC控制器，控制器启动声光报警指令，蜂鸣器工作，
当车体与障碍物距离小于二级报警距离，当车体与障碍物距离小于二级报警距离时，传感器发出电信号经过智能保护控制系统处理，发出指令给PLC控制器，声光报警启动同时四个麦轮电机抱闸，车体无法移动。
智能挂弹/舱车车体框架四周底部安装安全触边，当车体与其他物体接触形成一定的压力后，通过安全触边内的传感器反馈相应压力信号，车体行走系统断电，避免出现碰撞。
4.托举调整平台柔性安装系统
在托举调整平台内，俯仰横滚机构与托架横梁间安装有称重传感器，称重传感器的反馈信号经过A/D转换器处理，由智能保护系统接收并发出指令给PLC控制器，PLC控制器接收指令后，启动六自由度控制系统，控制举升油缸的动作。
当托举调整平台上升过程中与飞机悬挂架接触力过大时，称重传感器检测到接触力突变，举升油缸停止工作，确保托举调整平台工作状态飞机与悬挂物接触力的安全控制，防止接触力过大损坏飞机或悬挂物。
五、液压系统设计
智能电动挂弹/舱车的液压控制是利用伺服电动机旋转带动双联齿轮泵输出压力油，通过电磁溢流阀、压力传感器、手动/电液多路换向阀和液压管路等，对各液压执行元件进行的控制。挂弹/舱车主要动作主要有7个方面，和其对应的液压执行元件如下：
（1）自锁油缸由液压系统控制，实现托举调整平台下降锁紧。举升油缸拉伸时，液压系统自锁油缸带动活塞杆与齿条分离，举升油缸停止移动时，自锁油缸带动活塞杆与齿条锁紧；
（2）举升油缸，实现平台升降调整。举升油缸拉伸（或压缩），托举调整平台上升（或下降），能实现快速下降和点动下降；
（3）横移油缸，实现平台横向调节；
（4）纵移油缸，实现平台纵向调节；
（5）四组摆动油缸，依靠左缸的上升（或下降）和右缸的下降（或上升）实现的平台横滚；依靠液压原理图中前缸上升（或下降）和后缸下降（或上升）实现的平台俯仰；依靠四组摆动油缸同时升降实现的平台升降微调；
（6）前后辅助轮油缸，后辅助轮油缸升降实现前后牵引辅助轮升降；
（7）螺旋摆动油缸，±90°旋转实现平台±90°旋转。
液压系统各执行元件（液压油缸）的速度是通过改变伺服电动机的转速改变输出液压油的流量，无极连续可调。除自锁油缸外的液压油缸的动作是通过遥控器发出指令，PLC模块将指令转化为多路换向阀动作来实现。自锁油缸（5-1）的动作是由多路换向阀反馈信号给PLC模块，PLC模块接收信号并对自锁油缸进行控制。
供电系统
供电系统由锂电池和逆变器组成。飞机智能挂弹/舱车采用锂电池供电，电池包的安装固定设计成可快速拆装的模块化机构，在电池需要检修时，提高拆卸与更换电池的工作效率，减少维护人员的工作量。当电池电量不足时，可使用AC220V/380V电源对电池进行快速充电。同时智能电动挂弹/舱车带有电源线座，可直接接入AC220V/380V电源，驱动智能挂弹/舱车正常工作。
Claims (6)
1.一种飞机智能电动挂弹车，包括行走车(1)、举升机构(2)、十字移动框架(3)、俯仰横滚机构(4)，其特征在于：
行走车(1)，包括车体(11)、多个激光避障器(12)、多个急停开关(13)、四个工作轮组(14)、起吊环(15)、安全触边(16)、照明灯(17)、多个警示灯(18)、后辅助轮组(19)、前辅助轮组(110)、手持遥控器；
在车体(11)内部安装有供电系统、PLC模块组、蜂鸣器、油泵；蜂鸣器和油泵电机的接线端子和PLC模块组对应的接线端子连接；手持遥控器通过无线网络和PLC模块组连接；安全触边(16)安装在车体(11)的四周外壁上，多个激光避障器(12)、多个急停开关(13)、照明灯(17)、多个警示灯(18)、起吊环(15)安装在车体外壁上；四个工作轮组(14)分别安装在车体(11)的四个角上，前辅助轮组(110)和后辅助轮组(19)分别安装在车体(11)的前端和后端；
举升机构(2)，包括下框架(21)、上框架(22)、前举升装置和后举升装置；下框架(21)固定在车体(11)上端；
上框架(22)设置在下框架(21)上方；上框架(22)的前梁和后梁为带有滑块的滑轨结构；
前举升装置，包括第一举升支臂(23)、第二举升支臂(24)、第三举升支臂(25)和第四举升支臂(26)；第一举升支臂(23)和第二举升支臂(24)的中间相互铰接，第二举升支臂(24)的下端和下框架(21)的前梁右侧铰接；第一举升支臂(23)的下端滑块安装在下框架(21)的前梁左侧滑槽内；第三举升支臂(25)和第四举升支臂(26)的中间互相铰接，第三举升支臂(25)的下端和第一举升支臂(23)的上端铰接，第四举升支臂(26)的下端和第二举升支臂(24)的上端铰接；第三举升支臂(25)的上端滑块安装在上框架(22)的前梁左侧滑槽内；第四举升支臂(26)的上端和上框架(22)的前梁右侧铰接；在第二举升支臂(24)的内侧设置有举升油缸(27)，举升油缸(27)的缸体上的连接板和第二举升支臂(24)的下端铰接，举升油缸(27)的活塞杆上的连接板和第四举升支臂(26)的下端铰接；
前举升装置和后举升装置结构相同，且对称设置在下框架(21)的前端和后端；
十字移动框架(3)，包括横向外框(31)和纵向外框(32)；纵向外框(32)的左、右梁为滑道结构；纵向外框(32)的前、后梁上的连接板分别和上框架(22)的前、后梁的滑块固定连接；在上框架(22)的右梁上固设有纵移油缸(33)，纵移油缸(33)的活塞杆固定安装在纵向外框(32)上；在横向外框(31)的左、右梁上分别设有滚轮(34)；横向外框(31)设置在纵向外框(32)的上方；横向外框(31)的左、右梁上的滚轮(34)分别安装在纵向外框(32)的左、右梁的滑道上；在纵向外框(32)的左梁上固定安装有横移油缸(35)；横移油缸(35)为双作用油缸；横移油缸(35)的两个活塞杆耳板固定在横向外框(31)上；
俯仰横滚机构(4)，包括第一托架(41)、第二托架(42)、第三托架(43)和第四托架(44)；第一托架(41)、第二托架(42)、第三托架(43)为环形结构，第一托架(41)、第二托架(42)、第三托架(43)、第四托架(44)从外向内依次设置；第四托架(44)的下端设有螺旋摆动油缸，螺旋摆动油缸的缸筒(45)通过键和第四托架(44)连接，螺旋摆动油缸的缸筒(45)上套设有回转支撑(46)并且和回转支撑(46)的内圈固定连接，螺旋摆动油缸的活塞杆(47)和回转支撑(46)的外圈分别固定在横向外框(31)上；在第一托架(41)的外侧前、后、左、右侧分别设有带关节轴承的摆动油缸(48)，在每个摆动油缸(48)的两侧各设有一个支撑板(49)，摆动油缸(48)的缸体两端连接杆插入对应的支撑板(49)内且铰接配合；每个支撑板(49)固定在第三托架(43)上；第三托架(43)的下端通过螺钉固定在回转支撑(46)的内圈上，第三托架(43)上端和第四托架(44)上端通过螺栓连接；在第一托架(41)的上端位于摆动油缸(48)的关节轴承处开设有关节轴承安装孔(410)；摆动油缸(48)的关节轴承设置在关节轴承安装孔(410)内；在第一托架(41)的左端和右端沿左右方向分别插入有第一销轴(411)，第一销轴(411)穿过对应摆动油缸的关节轴承内圈且固定连接；在第二托架(42)和第三托架(43)的左端和右端上沿左右方向分别插入有第二销轴(412)；在第一托架(41)和第二托架(42)的前端和后端上沿前后方向插入有第三销轴(413)，第三销轴(413)穿过对应摆动油缸(48)的关节轴承内圈且固定连接；在第一托架(41)的上端固定设有托架横梁(414)；在托架横梁(414)和第一托架(41)之间设有称重传感器，称重传感器的接线端子连接PLC模块组上对应的接线端子；举升油缸、螺旋摆动油缸、摆动油缸、横移油缸和纵移油缸通过多路换向阀和PLC模块组连接。
2.根据权利要求1所述的一种飞机智能电动挂弹车，其特征在于：上述举升机构还包括自锁装置；自锁装置包括齿条(210)和第一油缸(28)；在前举升装置和后举升装置的第一举升支臂(23)上插入有支臂连接轴(29)；齿条(210)一端上的连接环套设在支臂连接轴(29)上且松动配合，另一端搭设在下框架(21)的左梁上；第一油缸(28)的活塞杆抵顶在齿条(210)上；第一油缸(28)外壁固定在下框架(21)的左梁上；第一油缸(28)通过多路换向阀和PLC模块组连接。
3.根据权利要求1所述的一种飞机智能电动挂弹车，其特征在于：供电系统由温度传感器、风扇、加热单元和电池组成；温度传感器、风扇、加热单元和电池固设在车体(11)内部且接线端子分别和PLC模块组的对应接线端子连接；在车体(11)内安装电压电流传感器，电压电流传感器的接线端子和PLC模块组的对应接线端子连接，检测电池组中电池端电压，充放电电流，电池包总电压。
4.根据权利要求1所述的一种飞机智能电动挂弹车，其特征在于：工作轮组(14)，包括工作轮伺服电机(141)、工作轮减速器(142)、弹簧安装柱(143)和麦克纳姆轮(144)；工作轮伺服电机(141)的动力输出轴和工作轮减速器(142)的动力输入轴连接，工作轮减速器(142)的动力输出轴和麦克纳姆轮(144)连接；在弹簧安装柱(143)上套设有减震弹簧；弹簧安装柱(143)的上端凸台大于车体(11)的连接板上的通孔，弹簧安装柱(143)下端穿过车体(11)的连接板上的通孔固定在工作轮减速器(142)壳体上；减震弹簧上端抵顶在车体(11)的连接板下端面上，下端抵顶在工作轮减速器(142)壳体上；工作轮伺服电机(141)通过电机控制器和PLC模块组的对应接口连接。
5.根据权利要求1所述的一种飞机智能电动挂弹车，其特征在于：后辅助轮组(19)，包括两个后辅助轮装置；两个后辅助轮装置对称安装在车体(11)的后端左、右侧；后辅助轮装置包括后辅助轮油缸(191)、两个第一导柱(192)和后辅助轮(193)；两个第一导柱(192)的上端和后辅助轮油缸(191)的壳体固设在车体(11)的下端面上；后辅助轮(193)的中心轴、两个第一导柱(192)上套设的活动导套分别固定在后辅助轮油缸(191)的活塞杆上；后辅助轮油缸(191)通过电磁换向阀和PLC模块组连接。
6.根据权利要求1所述的一种飞机智能电动挂弹车，其特征在于：前辅助轮组(110)，包括两个前辅助轮装置和中间连接板(1101)；两个前辅助轮装置对称安装在车体(11)的前端左、右侧；前辅助轮装置包括前辅助轮油缸(1102)、两个第二导柱(1103)和前辅助轮(1104)；两个第二导柱(1103)的上端和前辅助轮油缸(1102)的壳体固设在车体(11)的下端面上；前辅助轮(1104)的中心轴、两个第二导柱(1103)上套设的活动导套分别固定在前辅助轮油缸(1102)的活塞杆上；在中间连接板(1101)的前端铰接有牵引杆(1105)；中间连接板(1101)通过中心立柱固定在车体(11)的前端中心处；在中间连接板(1101)的左、右侧分别铰接有辅助轮连接杆(1106)；两个辅助轮连接杆(1106)另一端分别和两个前辅助轮油缸(1102)的活塞杆上的连接板铰接；前辅助轮油缸(1102)通过电磁换向阀和PLC模块组连接。
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