CN113189901A - 一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统及方法，系统包括三个电动顶升装置（1）和智能控制子系统，每个电动顶升装置（1）均与智能控制子系统通过无线通信方式连接；所述电动顶升装置（1）包括底盘（8）、支撑臂（5）、全向轮组（9）、辅助支撑（7）、电动推缸（4）、适配球头（3）、动力电池组（14）；所述智能控制子系统包括激光雷达（10）、图像采集摄像头（12）、陀螺仪（11）、称重传感器（13）、智能控制终端（2）和控制器。本发明将智能行走定位、智能姿态调整和智能升降调节等功能一体化集成，无需其他辅助设备，提高了整机顶升效率及安全性，降低了设备安装人员的劳动强度。

Description

一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统及方法

技术领域

本发明涉及飞机维护设备技术领域，尤其涉及一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统及方法。

背景技术

随着航空工业的蓬勃发展，飞机地面保障设备种类越来越多，对设备的功能和性能要求越来越高，飞机的更换起落架等现场维护保养工作时需要将整机顶升脱离地面，目前我国大部分机场均采用人工拖动千斤顶，人工操作千斤顶将整机升降等一系列传统的人工辅助机械进行顶升作业。如专利申请号为CN201910215954.7，提出了一种飞机智能电动机械顶升装置，通过各种传感设备，实现飞机的智能化电动机械顶升，然而其同步精度差，操作复杂，用户体验差；又如专利申请号为CN201810761964.6，提出了一种飞机用同步顶升主千斤顶精确控制系统及控制方法，通过控制器、驱动器等电控设备以实现飞机同步顶升，从而减轻机务人员劳动强度；然而，该方案的飞机顶升自动化程度并不高，在飞机开始维修前的设备准备上，仍需要人工操作，并根据工作人员的经验来放置顶升设备，如果放置位置不够精准，将容易造成飞机倾斜，从而发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，包括三个电动顶升装置和智能控制子系统，每个电动顶升装置均与智能控制子系统通过无线通信方式连接，通过智能控制子系统远程控制三个电动顶升装置，完成顶升装置的行走、定位和飞机的顶升。

进一步的，所述电动顶升装置包括底盘、支撑臂、全向轮组、辅助支撑、电动推缸、适配球头、动力电池组，所述底盘呈等边三角形状，其三个角落下方均安装有全向轮组，其中心上方内嵌有电动推缸；所述电动推缸通过三个端点连接于底盘与推缸外壁的支撑臂支撑固定；所述底盘上方均匀布置三个辅助支撑；所述适配球头设置于电动推缸顶部；所述动力电池组安装于底盘内部，通过电源线为整个装置提供电源。

进一步的，所述全向轮组采用伺服电机驱动90°全向轮组，其上安装有带4组弹簧的减震机构。

进一步的，所述辅助支撑为伺服电机驱动螺旋升降机构。

进一步的，所述电动顶升装置还包括手动升降机构，所述手动升降机构设置于底盘上方，并与电动推缸连接。

进一步的，所述智能控制子系统包括激光雷达、图像采集摄像头、陀螺仪、称重传感器、智能控制终端和控制器；所述智能控制终端连接图像采集摄像头、激光雷达、称重传感器、陀螺仪和控制器；所述控制器连接辅助支撑、电动推缸和全向轮组；智能控制终端接收并处理图像采集摄像头、激光雷达、称重传感器和陀螺仪采集的数据，并通过控制器控制电动顶升装置的运动和顶升。

进一步的，所述图像采集摄像头安装于适配球头内部；所述陀螺仪布置于底座上；所述激光雷达在电动顶升装置底部均匀布置6个；上部布置2个。

一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统的顶升方法，包括以下步骤：

智能控制子系统控制电动顶升装置避障行走：电动顶升装置前后左右运动时，数据采集处理系统实时采集激光雷达数据和图像采集摄像头数据，控制器通过数据采集处理系统的数据做出判断，并调节其运动，控制电动顶升装置提前避开障碍；电动顶升装置初步运动至工作位置时，控制器根据图像采集摄像头数据，通过算法计算出位置偏差，调整控制全向轮组运动；

智能控制子系统控制电动顶升装置自动调姿：电动顶升装置到达工作位置，智能控制终端收集陀螺仪和电动推缸内置电机编码器的实时反馈数据，控制器实时调节三个辅助支撑的伸出行程，根据三点一面原理使电机顶升装置姿态平衡；

智能控制子系统控制电动顶升装置自动顶升：整个飞机布置三台电动顶升装置，机头一台，机身两台；电动顶升装置到位且姿态稳定平衡后，控制器控制电动推缸升降，智能控制终端实时采集线位移传感器反馈信息，调节电动推缸运动；

智能控制子系统控制电动顶升装置同步顶升：三台电动顶升装置同步开始运动时，控制器实时根据线位移传感器和称重传感器的反馈信息，实时控制调节每台电动顶升装置的升降速度和行程。

本发明的有益效果：本发明将智能行走定位、智能姿态调整和智能升降调节等功能一体化集成，无需其他辅助设备或操作人员高强的工作，提高了整机顶升效率，降低了设备安装人员的劳动强度，同时也提高了整机升降的安全性。

附图说明

图1是顶升装置布局示意图。

图2是顶升装置结构正视示意图。

图3是顶升装置结构俯视示意图。

图4是顶升装置全向轮组示意图。

附图说明：1—电动顶升装置，2—智能控制终端，3—适配球头，4—电动推缸，5—支撑臂，6—手动升降机构，7—辅助支撑，8—底盘，9—全向轮组，10—激光雷达，11—陀螺仪，12—图像采集摄像头，13—称重传感器，14—动力电池组。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本实施例中，如图1、图2和图3所示，一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，包括三个电动顶升装置1和智能控制子系统，每个电动顶升装置1均与智能控制子系统通过无线通信方式连接，通过智能控制子系统远程控制三个电动顶升装置1，完成顶升装置的行走、定位和飞机的顶升；然后智能控制子系统依据安装于顶升装置的传感器反馈信息，远程控制调节顶升装置的辅助支撑7，保证顶升装置姿态平衡；最后，远程控制调节三套顶升装置升降，将整个飞机完全顶升，同时根据三套顶升装置传感器反馈数据实时调节，避免整个飞机顶升时倾覆失稳。

其中，所述电动顶升装置1包括底盘8、支撑臂5、全向轮组9、辅助支撑7、电动推缸4、适配球头3、动力电池组14，所述底盘8呈等边三角形状，其三个角落下方均安装有全向轮组9，其中心上方内嵌有电动推缸4；所述电动推缸4通过三个端点连接于底盘8与推缸外壁的支撑臂5支撑固定；所述底盘8上方均匀布置三个辅助支撑7；所述适配球头3设置于电动推缸4顶部；所述动力电池组14安装于底盘8内部，通过电源线为整个装置提供电源。

其中，如图4所示，所述全向轮组9采用伺服电机驱动90°全向轮组9，其上安装有带4组弹簧的减震机构；避免整个顶升装置运动颠簸。

其中，所述辅助支撑7为伺服电机驱动螺旋升降机构。

其中，所述电动顶升装置1还包括手动升降机构6，所述手动升降机构6设置于底盘8上方，并与电动推缸4连接。

其中，所述智能控制子系统包括激光雷达10、图像采集摄像头12、陀螺仪11、称重传感器13、智能控制终端2和控制器；所述智能控制终端2连接图像采集摄像头12、激光雷达10、称重传感器13、陀螺仪11和控制器；所述控制器连接辅助支撑7、电动推缸4和全向轮组9；智能控制终端2接收并处理图像采集摄像头12、激光雷达10、称重传感器13和陀螺仪11采集的数据，并通过控制器控制电动顶升装置1的运动和顶升。

其中，所述图像采集摄像头12安装于适配球头3内部；所述陀螺仪11布置于底座上；所述激光雷达10在电动顶升装置1底部均匀布置6个，上部布置2个。

一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统的顶升方法，包括以下步骤：

智能控制子系统控制电动顶升装置1避障行走：电动顶升装置1前后左右运动时，智能控制终端2实时采集激光雷达10数据和图像采集摄像头12数据，控制器通过智能控制终端2对数据做出的判断，调节其运动，控制电动顶升装置1提前避开障碍；电动顶升装置1初步运动至工作位置时，控制器根据图像采集摄像头12数据，通过算法计算出位置偏差，调整控制全向轮组9运动，实现电动顶升装置1的精定位；

智能控制子系统控制电动顶升装置1自动调姿：电动顶升装置1到达工作位置，智能控制终端2收集陀螺仪11和电动推缸4内置电机编码器的实时反馈数据，控制器实时调节三个辅助支撑7的伸出行程，根据“三点一面”原理使电机顶升装置姿态平衡，间接保证整个飞机的姿态；

智能控制子系统控制电动顶升装置1自动顶升：整个飞机布置三台电动顶升装置1，机头一台，机身两台；电动顶升装置1到位且姿态稳定平衡后，控制器控制电动推缸4升降，智能控制终端2实时采集线位移传感器反馈信息，调节电动推缸4运动；

智能控制子系统控制电动顶升装置1同步顶升：三台电动顶升装置1同步开始运动时，控制器实时根据线位移传感器和称重传感器13的反馈信息，实时控制调节每台电动顶升装置1的升降速度和行程，根据“三点一面”原理保证整个飞机姿态平稳，避免整个飞机失稳倾覆。

本发明通过将智能行走定位、智能姿态调整和智能升降调节等功能一体化集成，无需其他辅助设备或操作人员高强的工作，提高了整机顶升效率，降低了设备安装人员的劳动强度，同时也提高了整机升降的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，其特征在于，包括三个电动顶升装置（1）和智能控制子系统，每个电动顶升装置（1）均与智能控制子系统通过无线通信方式连接，通过智能控制子系统远程控制三个电动顶升装置（1），完成顶升装置的行走、定位和飞机的顶升。

2.根据权利要求1所述的一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，其特征在于，所述电动顶升装置（1）包括底盘（8）、支撑臂（5）、全向轮组（9）、辅助支撑（7）、电动推缸（4）、适配球头（3）、动力电池组（14），所述底盘（8）呈等边三角形状，其三个角落下方均安装有全向轮组（9），其中心上方内嵌有电动推缸（4）；所述电动推缸（4）通过三个端点连接于底盘（8）与推缸外壁的支撑臂（5）支撑固定；所述底盘（8）上方均匀布置三个辅助支撑（7）；所述适配球头（3）设置于电动推缸（4）顶部；所述动力电池组（14）安装于底盘（8）内部，通过电源线为整个装置提供电源。

3.根据权利要求2所述的一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，其特征在于，所述全向轮组（9）采用伺服电机驱动90°全向轮组（9），其上安装有带4组弹簧的减震机构。

4.根据权利要求2所述的一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，其特征在于，所述辅助支撑（7）为伺服电机驱动螺旋升降机构。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，其特征在于，所述电动顶升装置（1）还包括手动升降机构（6），所述手动升降机构（6）设置于底盘（8）上方，并与电动推缸（4）连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，其特征在于，所述智能控制子系统包括激光雷达（10）、图像采集摄像头（12）、陀螺仪（11）、称重传感器（13）、智能控制终端（2）和控制器；所述智能控制终端（2）连接图像采集摄像头（12）、激光雷达（10）、称重传感器（13）、陀螺仪（11）和控制器；所述控制器连接辅助支撑（7）、电动推缸（4）和全向轮组（9）；智能控制终端（2）接收并处理图像采集摄像头（12）、激光雷达（10）、称重传感器（13）和陀螺仪（11）采集的数据，并通过控制器控制电动顶升装置（1）的运动和顶升。

7.根据权利要求6所述的一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统，其特征在于，所述图像采集摄像头（12）安装于适配球头（3）内部；所述陀螺仪（11）布置于底座上；所述激光雷达（10）在电动顶升装置（1）底部均匀布置6个；上部布置2个。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于飞机的高精度高集成化重型智能顶升系统的顶升方法，其特征在于，包括以下步骤：

智能控制子系统控制电动顶升装置（1）避障行走：电动顶升装置（1）前后左右运动时，数据采集处理系统实时采集激光雷达（10）数据和图像采集摄像头（12）数据，控制器通过数据采集处理系统的数据做出判断，并调节其运动，控制电动顶升装置（1）提前避开障碍；电动顶升装置（1）初步运动至工作位置时，控制器根据图像采集摄像头（12）数据，通过算法计算出位置偏差，调整控制全向轮组（9）运动；

智能控制子系统控制电动顶升装置（1）自动调姿：电动顶升装置（1）到达工作位置，智能控制终端（2）收集陀螺仪（11）和电动推缸（4）内置电机编码器的实时反馈数据，控制器实时调节三个辅助支撑（7）的伸出行程，根据三点一面原理使电机顶升装置姿态平衡；

智能控制子系统控制电动顶升装置（1）自动顶升：整个飞机布置三台电动顶升装置（1），机头一台，机身两台；电动顶升装置（1）到位且姿态稳定平衡后，控制器控制电动推缸（4）升降，智能控制终端（2）实时采集线位移传感器反馈信息，调节电动推缸（4）运动；

智能控制子系统控制电动顶升装置（1）同步顶升：三台电动顶升装置（1）同步开始运动时，控制器实时根据线位移传感器和称重传感器（13）的反馈信息，实时控制调节每台电动顶升装置（1）的升降速度和行程。

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