CN117490762A - 飞机狭小空间环境模型构型系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新型飞机调试技术领域，涉及一种飞机狭小空间环境模型构型系统。通过整个环境模型构型系统的构建，实现对飞机系统管路安装区域的环境监测，通过中央处理计算机以及各检查部件的配合使用，实现控制信号与反馈信息的交联，最大程度对全系统进行监测与控制，同时，通过中央处理计算机中的系统急停部件设计，可以使系统在任一指标超过预设允许范围值的情况下，自动将系统停止工作，提高安全性；安装空间图像、热量、气体含量、湿度等信息的实时监测，可以在系统管路装配过程中提供安装区域的全部需求信息，是操作者可以直观的观察到狭小工作区域的环境信息，便于操作者作业，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明属于新型飞机调试技术领域，涉及一种飞机狭小空间环境模型构型系统。
背景技术
新型飞机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由机载计算机完全地或间歇地自主地操作。飞机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，飞机分为侦察机和靶机。民用方面，飞机加行业应用，是飞机真正的刚需；在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了飞机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展飞机技术。
无论是无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇还是无人直升机，都具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，其中体积小的特点导致飞机内部空间狭小，各舱区内部的各系统部件布局紧凑，在进行各系统部件装配及调试过程中，存在着相互遮挡操作者视线以及光线不足的情况，使操作者在进行装调工作时，无法对安装空间进行全景观察，从而无法保证安装质量。
现有解决上述问题的方法只有将最小型的手电筒或其他照明设备防止在安装空间下端或侧端，将光线照射舱区，操作者根据仅有光线进行系统管路等相关部件的装调工作。上述方法存在着光线照射不足，无法将整个舱区的每个区域照亮的缺点；同时在操作者将手伸入狭小舱区工作时，无法观察到舱区内情况，只能通过盲安装形式进行安装，待安装完成后再进行检查的无法保证安装质量的缺点。
因此，需要一种飞机狭小空间环境模型构型系统，应用于飞机狭小空间的环境模型构型，对空间内的系统部件图像、温度、气体含量等信息进行采集，并将采集的数据传输至中央处理计算机分析处理，同时可以实现环境模型的持续构型，为操作者在狭小空间的相关装调工作提供可视图像信息。
发明内容
为解决上述问题，实现在飞机狭小空间内进行系统管路等部件的安装及调试工作，为操作者在狭小空间的相关装调工作提供可视图像信息，本发明提供了一种飞机狭小空间环境模型构型系统。
本发明的技术方案如下：
一种飞机狭小空间环境模型构型系统，包括可拆卸快充电源、中央处理计算机、摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置、信息显示设备、存储部件和信息输出装置。
所述的可拆卸快充电源连接中央处理计算机，为中央处理计算机供电；所述的中央处理计算机与摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置、信息显示设备和存储部件连接，为各部件供电以及采集摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置检测到得外部图像、热量、气体含量等信息并分析处理，将处理后的信息传输至信息显示设备并接收信息显示设备的操作指令，将采集及分析的数据输送至存储部件进行存储；存储部件连接信息显示设备以及信息输出装置，用于调取存储数据以及数据输出，各部件具体功能如下：
所述的可拆卸快充电源连接中央处理计算机，用于向中央处理计算机中的电源转换部件输送电流及电压，可拆卸快充电源具有快充及可拆卸功能，可连接外部电源实时供电，也可利用自身电量储备供电，还可以在无外部电源且自身没电的情况下，从设备上拆下更换备用电源实现供电功能。
所述的中央处理计算机包括电源转换部件、控制模块、数据接收部件、数据处理器、数据传输部件和系统急停部件。电源转换部件为控制模块供电；控制模块接收数据处理器分析处理得到的电信号，并根据电信号判定各项指标是否合格，同时将判断后的结果反馈至数据处理器，若在判定过程中发现影响系统安全或产品质量的预设严重问题，控制模块直接控制系统急停部件中止整个系统的全部工作；数据接收部件用于接收摄像装置、热成像采集装置和气体含量检测装置采集的数据，并将数据传输至数据处理器，经数据处理器处理后的数据再传输至数据传输部件，经数据传输部件传输至存储部件。
所述的摄像装置包括摄录设备与图像信息传输组件，摄录设备用于采集安装区域的图像信息，可以以录像或者拍摄形式将安装区域环境记录下来；图像信息传输组件与摄录设备连接，将摄录设备拍摄到的图像信息传输至中央处理计算机，供中央处理计算机分析处理图像信息数据。
所述的热成像采集装置包括热成像设备与热量信息传输组件，热成像设备用于采集安装区域的热量信息，主要采集系统管路与相关成品的热量；热量信息传输组件与热成像设备连接，将热成像设备采集到的热量信息传输至中央处理计算机，供中央处理计算机分析处理热量数据。
所述的气体含量检测装置包括气体检测设备与气体含量信息传输组件，气体检测设备用于采集安装区域的气体含量信息，主要采集安装区域内的氮气含量、氦气含量与气体湿度；气体含量信息传输组件与气体检测设备连接，将气体检测设备采集到的气体含量信息传输至中央处理计算机，供中央处理计算机分析处理气体含量数据。
所述的信息显示设备包括显示屏和信息解析装置，信息解析装置用于接收中央处理计算机输出的电信号，通过信息解析装置，将电信号分类处理，用于接收数据包并将数据包解码为HDMI格式的图像信号和AV格式的图像信号，在显示屏上显示对应的图像，包含三大模块：第一模块为安装区域环境显示模块，位于显示屏左侧，可以实时显示空间环境；第二模块为环境状态模块，可以实时显示安装区域的温度、湿度、氮气含量以及氦气含量信息；第三模块为系统状态模块，可以显示系统工作实时电压、电流。同时提供系统自检测功能按键，可以点击后使系统进行自检测工作，自检测结束后，结果输出“合格”或“不合格”。同时，也可通过在显示屏上点击操作按钮，经过信息解析装置处理，将操作指令传递至中央处理计算机使系统进行相关工作。
所述的存储部件用于储存中央处理计算机接收处理后的全部信息，与信息显示设备及信息输出装置连接，实现存储信息的调取显示和输出。
所述的信息输出装置包括数据整合装置和文件输出装置，数据整合装置将存储部件存储的数据转化为数字信号以及文字信号，再由文件输出装置打印输出，供调试人员分析使用以及检验人员的产品质量留档。
其中，中央处理计算机中设置系统自检测判定程序，具体方法如下：系统自检测涉及系统内全部部件，每个部件的电气连接原理相同，均设置传感器用于电信号的传输，自检测过程中具体根据各传感器自身属性参数以及实际电流进行判定，具体公式如下：
其中，Wmn表示电信号模拟量；Kg为传感器固定系数；Iq为实际电流值；Rg为传感器电阻值；Vg为传感器纠偏电压值。
信息传递至中央处理计算机后，中央处理计算机收集到的多通道传输的数据总量模型如下：
X＝X1+X2+…+Xn-1+Xn
其中，X为中央处理计算机数据总量，X1、X2…Xn-1、Xn分别为不同通道的数据量。
通道数据量取决于其单根线路数据量和线路总数，模型为：
其中，X为通道数据量；Sa为通道的单条线路数据量；N为通道线路总数。
其中，Ka为通道固定参数系数；St为通道单条线路在t时刻下的数据量，St为电信号模拟量Wmn的累积，模型如下：
其中，Wmn,t为t时刻下的通道对应的电信号模拟量，Kgt为t时刻下的通道对应的传感器固定系数；Iqt为t时刻下的通道对应的传感器实际电流值；Rgt为t时刻下的通道对应的传感器电阻值；Vgt为t时刻下的通道对应的传感器纠偏电压值。
结合上述推导模型公式，可得到通道数据量与实际电流量、传感器的对应模型公式：
故中央处理计算机收集到的多通道传输的数据总量模型可处理为：
其中，Ka1、Ka2…Kan-1、Kan分别为n个通道固定参数系数，N1、N2…Nn-1、Nn分别为n个通道线路总数； 分别为t时刻下的n个通道对应的传感器固定系数； 分别为t时刻下的n个通道对应的传感器实际电流值； 分别为t时刻下的n个通道对应的传感器电阻值； 分别为t时刻下的n个通道对应的传感器纠偏电压值。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用独特的设计思路，通过整个环境模型构型系统的构建，实现对飞机系统管路安装区域的环境监测，通过中央处理计算机以及各检查部件的配合使用，实现控制信号与反馈信息的交联，最大程度对全系统进行监测与控制，同时，通过中央处理计算机中的系统急停部件设计，可以使系统在任一指标超过预设允许范围值的情况下，自动将系统停止工作，提高安全性；
(2)本发明设计了对安装空间图像、热量、气体含量、湿度等信息的实时监测，可以在系统管路装配过程中提供安装区域的全部需求信息，是操作者可以直观的观察到狭小工作区域的环境信息，便于操作者作业，提高工作效率；
(3)通过显示屏的功能分区显示设计，三个显示板块分别显示安装区域环境、环境状态以及系统状态，操作者及检验人员可以通过不同板块实时获取需求的信息，并依此对飞机状态进行判定；
(4)本发明设计了系统自检测功能，在系统工作前进行自检测，待合格后再进行相关工作，避免系统内设备出现故障影响检测结果，能够避免返工作业以及节省工作过程中的故障排查时间；
(5)本发明设置的信息输出装置能实现文件输出，在有需求的情况下，可直接输出数据供调试人员分析使用以及检验人员的产品质量留档，此种方式节省原有的信息输出手续办理时间以及流程审批，实时输出信息，大幅度提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的系统架构图。
图2为本发明的中央计算机的组成图。
图3为本发明的系统详细组成图。
图4为本发明的显示屏画面。
具体实施方式
以下结合附图进一步解释本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明的一种飞机狭小空间环境模型构型系统，包括可拆卸快充电源、中央处理计算机、摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置、信息显示设备、存储部件和信息输出装置。
如图2所示，中央处理计算机包括电源转换部件、控制模块、数据接收部件、数据处理器、数据传输部件和系统急停部件。
如图3所示，摄像装置包括摄录设备与图像信息传输组件；热成像采集装置包括热成像设备与热量信息传输组件；气体含量检测装置包括气体检测设备与气体含量信息传输组件；信息显示设备包括显示屏和信息解析装置；信息输出装置包括数据整合装置和文件输出装置。其中，显示屏的画面如图4所示。
其中，本实施例以六通道为例，系统自检测判定程序，具体方法如下：系统自检测涉及系统内全部部件，每个部件的电气连接原理相同，均设置传感器用于电信号的传输，自检测过程中具体根据各传感器自身属性参数以及实际电流进行判定，具体公式如下：
其中，Wmn表示电信号模拟量；Kg为传感器固定系数；Iq为传感器实际电流值；Rg为传感器电阻值；Vg为传感器纠偏电压值。
信息传递至中央处理计算机后，中央处理计算机收集到的多通道传输的数据总量模型如下：
X＝X1+X2+X3+X4+X5+X6
其中，X为中央处理计算机数据总量，X1至X6分别为6个通道的数据量。
以第一通道为例，其数据量取决于其单根线路数据量和线路总数，模型为：
其中，X1为第一通道数据量；为第一通道即信息接收装置的单条线路数据量；n为第一通道线路总数。
其中，Ka为信息接收装置固定参数系数；为第一通道单条线路在t时刻下的数据量，/>为电信号模拟量/>的累积，模型如下：
结合上述推导模型公式，可得到第一通道数据量与实际电流量、传感器的对应模型公式：
故中央处理计算机收集到的6个通道传输的数据总量模型可处理为：
中央处理计算机会接收到系统6个通道同时发送的信息，在此情况下，中央处理计算机如何判别分析接收到的信息来源尤为重要，若不能准确的分析判定，则会导致信息传输不畅，指令无法实现的现象，故在中央处理计算机中设定判定模型，不同装置对应的单根线路数据量做不同的数值范围判定，中中央处理计算机根据采集到的单根线路数据量进行判定数据通道来源，模型如下：
通道1：范围为(0,1)；
通道2：范围为(2,8)；
通道3：范围为(9,64)；
通道4：范围为(65,256)；
通道5：范围为(257,1024)；
通道6：范围为(1025,4096)。
以某型飞机狭小空间环境模型构型为例，其通道1采集数值为0.5；通道2采集数值为6；通道3采集数值为63；通道4采集数值为270，则系统报警，提示操作者停止工作；
以某型飞机狭小空间环境模型构型为例，其通道1采集数值为0.5；通道2采集数值为6；通道3采集数值为63；通道4采集数值为230；通道5采集数值为800；通道6采集数值为2520，检测数值均正常，可正常工作，不报警。
具体使用步骤如下：
(1)将摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置安装到系统管路安装工作区域内，并将上述部件与中央处理计算机连接；
(2)检查可拆卸快充电源是否安装在系统内，启动电源，使系统工作；
(3)系统上电后，点击显示屏上的“自检测”按钮，进行系统自检测，若检测完成后结果输出为“合格”，则执行下一步操作；若检测完成后结果输出为“不合格”，则将系统下电并排除故障，完成后再上电进行自检测，直至检测结果输出“合格”；
(4)操作者进行安装作业时，使用位于显示屏左侧的安装区域环境显示模块，实时观察空间环境，配合对系统管路的装配作业；
(5)检验人员通过显示屏环境状态模块的查看，对安装区域的温度、湿度、氮气含量以及氦气含量信息进行读取，实时检测安装环境信息，判断是否符合装配作业的必要环境需求；
(6)设备维护人员通过显示屏系统状态模块查看系统状态，包含系统内部电压、电流，可以根据实时监测值对系统工作状态进行监控，若发现问题及时处理；
(7)若调试人员有分析使用需求或检验人员由产品质量留档需求，则通过信息输出装置进行数据的输出；
(8)系统使用结束后，将系统下电关闭，可以将可拆卸快充电源拆卸充电，也可在不拆下的情况下，使用电源线连接可拆卸快充电源后进行充电。
Claims (5)
1.一种飞机狭小空间环境模型构型系统，其特征在于，所述的飞机狭小空间环境模型构型系统包括可拆卸快充电源、中央处理计算机、摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置、信息显示设备、存储部件和信息输出装置；
所述的可拆卸快充电源连接中央处理计算机，为中央处理计算机供电；所述的中央处理计算机与摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置、信息显示设备和存储部件连接，为各部件供电以及采集摄像装置、热成像采集装置、气体含量检测装置检测到得外部图像、热量、气体含量等信息并分析处理，将处理后的信息传输至信息显示设备并接收信息显示设备的操作指令，将采集及分析的数据输送至存储部件进行存储；存储部件连接信息显示设备以及信息输出装置，用于调取存储数据以及数据输出，各部件具体功能如下：
所述的可拆卸快充电源连接中央处理计算机，用于向中央处理计算机中的电源转换部件输送电流及电压；
所述的中央处理计算机包括电源转换部件、控制模块、数据接收部件、数据处理器、数据传输部件和系统急停部件；电源转换部件为控制模块供电；控制模块接收数据处理器分析处理得到的电信号，并根据电信号判定各项指标是否合格，同时将判断后的结果反馈至数据处理器，若在判定过程中发现影响系统安全或产品质量的预设严重问题，控制模块直接控制系统急停部件中止整个系统的全部工作；数据接收部件用于接收摄像装置、热成像采集装置和气体含量检测装置采集的数据，并将数据传输至数据处理器，经数据处理器处理后的数据再传输至数据传输部件，经数据传输部件传输至存储部件；
所述的摄像装置包括摄录设备与图像信息传输组件，摄录设备用于采集安装区域的图像信息；图像信息传输组件与摄录设备连接，将摄录设备拍摄到的图像信息传输至中央处理计算机，供中央处理计算机分析处理图像信息数据；
所述的热成像采集装置包括热成像设备与热量信息传输组件，热成像设备用于采集安装区域的热量信息，采集系统管路与相关成品的热量；热量信息传输组件与热成像设备连接，将热成像设备采集到的热量信息传输至中央处理计算机，供中央处理计算机分析处理热量数据；
所述的气体含量检测装置包括气体检测设备与气体含量信息传输组件，气体检测设备用于采集安装区域的气体含量信息，采集安装区域内的氮气含量、氦气含量与气体湿度；气体含量信息传输组件与气体检测设备连接，将气体检测设备采集到的气体含量信息传输至中央处理计算机，供中央处理计算机分析处理气体含量数据；
所述的信息显示设备包括显示屏和信息解析装置，信息解析装置用于接收中央处理计算机输出的电信号，通过信息解析装置，将电信号分类处理，用于接收数据包并将数据包解码为HDMI格式的图像信号和AV格式的图像信号，在显示屏上显示对应的图像；
所述的存储部件用于储存中央处理计算机接收处理后的全部信息，与信息显示设备及信息输出装置连接，实现存储信息的调取显示和输出；
所述的信息输出装置包括数据整合装置和文件输出装置，数据整合装置将存储部件存储的数据转化为数字信号以及文字信号，再由文件输出装置打印输出，供调试人员分析使用以及检验人员的产品质量留档。
2.根据权利要求1所述的一种飞机狭小空间环境模型构型系统，其特征在于，所述的可拆卸快充电源具有快充及可拆卸功能，连接外部电源实时供电，或利用自身电量储备供电，在无外部电源且自身没电的情况下，从设备上拆下更换备用电源实现供电功能。
3.根据权利要求1所述的一种飞机狭小空间环境模型构型系统，其特征在于，所述的摄录设备以录像或者拍摄形式将安装区域环境记录下来。
4.根据权利要求1所述的一种飞机狭小空间环境模型构型系统，其特征在于，所述的显示屏包含三大模块：第一模块为安装区域环境显示模块，位于显示屏左侧，实时显示空间环境；第二模块为环境状态模块，实时显示安装区域的温度、湿度、氮气含量以及氦气含量信息；第三模块为系统状态模块，显示系统工作实时电压、电流；同时提供系统自检测功能按键，点击后使系统进行自检测工作，自检测结束后，结果输出“合格”或“不合格”；同时，可通过在显示屏上点击操作按钮，经过信息解析装置处理，将操作指令传递至中央处理计算机使系统进行相关工作。
5.根据权利要求1所述的一种飞机狭小空间环境模型构型系统，其特征在于，其中，中央处理计算机中设置系统自检测判定程序，具体方法如下：系统自检测涉及系统内全部部件，每个部件的电气连接原理相同，均设置传感器用于电信号的传输，自检测过程中具体根据各传感器自身属性参数以及实际电流进行判定，具体公式如下：
其中，Wmn表示电信号模拟量；Kg为传感器固定系数；Iq为实际电流值；Rg为传感器电阻值；Vg为传感器纠偏电压值；
信息传递至中央处理计算机后，中央处理计算机收集到的多通道传输的数据总量模型如下：
X＝X1+X2+…+Xn-1+Xn
其中，X为中央处理计算机数据总量，X1、X2…Xn-1、Xn分别为不同通道的数据量；
通道数据量取决于其单根线路数据量和线路总数，模型为：
其中，X为通道数据量；Sa为通道的单条线路数据量；N为通道线路总数；
其中，Ka为通道固定参数系数；St为通道单条线路在t时刻下的数据量，St为电信号模拟量Wmn的累积，模型如下：
其中，Wmn,t为t时刻下的通道对应的电信号模拟量，Kgt为t时刻下的通道对应的传感器固定系数；Iqt为t时刻下的通道对应的传感器实际电流值；Rgt为t时刻下的通道对应的传感器电阻值；Vgt为t时刻下的通道对应的传感器纠偏电压值；
结合上述推导模型公式，可得到通道数据量与实际电流量、传感器的对应模型公式：
故中央处理计算机收集到的多通道传输的数据总量模型可处理为：
其中，Ka1、Ka2…Kan-1、Kan分别为n个通道固定参数系数，N1、N2…Nn-1、Nn分别为n个通道线路总数；分别为t时刻下的n个通道对应的传感器固定系数；分别为t时刻下的n个通道对应的传感器实际电流值；分别为t时刻下的n个通道对应的传感器电阻值；分别为t时刻下的n个通道对应的传感器纠偏电压值。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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