CN208037918U - 用于飞机升降的多工位同步升降控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，它包括多套带有独立液压站的飞机千斤顶，每个飞机千斤顶上都设置有位移传感器，所有液压站都分别通过信号电缆和控制电缆与电气控制台相连，所述电气控制台上连接有手持控制仪；每套独立液压站和相应的飞机千斤顶之间通过千斤顶液压系统相连，并同步控制飞机千斤顶的升降动作；所述千斤顶液压系统与电气控制系统相连，并控制千斤顶液压系统的动作。通过此控制系统目的是在使用千斤顶升降飞机过程中，控制飞机姿态、高差变化等，控制飞机升降过程中与千斤顶接触力值变化，减少升降过程对飞机结构损坏。

Description

用于飞机升降的多工位同步升降控制系统

技术领域

本实用新型属于飞机检修维护装置领域，尤其涉及一种用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，适用于飞机总装调试及后续维护保养工作中飞机的升降控制。

背景技术

运-XX飞机研制项目是国家“十二五”重点科研项目，是具有完全自主知识产权的大型飞机。

针对该机型特点，对其总装调试及后续维护保养工作所使用的工装设备——千斤顶，提出了新的要求，即要求在使用千斤顶顶升和降下飞机的过程中精准控制飞机姿态、高差变化等因素，达到飞机多点同步垂直升降及调平等要求。

传统控制方式是采用人工对飞机状态的监控来实现。目前，国内还没有能够同步精准控制顶升及调平飞机的重载千斤顶，并且国外尚无技术引进。

国内液压缸同步控制技术有两类：

一是阀控技术，采用电磁开关类控制液压缸运行或停止，该类对负载物体结构有冲击，易损坏机体结构。

二是泵控技术，该技术通过变频器改变泵的流量，来控制液压缸运行速度，从而控制同步；该技术仅能控制单级双作用液压缸升降或控制单级单作用液压缸伸出。依靠负载自重压缩千斤顶的过程不受控，且多级变截面、变载液压缸不受控。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，通过此控制系统目的是在使用千斤顶升降飞机过程中，控制飞机姿态、高差变化等，控制飞机升降过程中与千斤顶接触力值变化，减少升降过程对飞机结构损坏。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，它包括多套带有独立液压站的飞机千斤顶，每个飞机千斤顶上都设置有位移传感器，所有液压站都分别通过信号电缆和控制电缆与电气控制台相连，所述电气控制台上连接有手持控制仪；每套独立液压站和相应的飞机千斤顶之间通过千斤顶液压系统相连，并同步控制飞机千斤顶的升降动作；

所述千斤顶液压系统与电气控制系统相连，并控制千斤顶液压系统的动作。

每套所述千斤顶液压系统都包括油箱组件，所述油箱组件的出油管并联有手动泵和电动泵，所述电动泵与电机相连；所述手动泵和电动泵的出油口分别安装有第一单向阀和第二单向阀；所述第一单向阀和第二单向阀的出油口并联有第一安全溢流阀和油滤；所述油滤之后的管路上并联有一号二位二通电磁阀和手动换向阀；所述一号二位二通电磁阀之后的管路上依次连接有压力补偿器和比例伺服阀，所述比例伺服阀的其中一个出油口与飞机千斤顶的进油口相连，另一个出油口通过二号二位二通电磁阀与飞机千斤顶的另一个进油口相连；所述手动换向阀之后的管路上通过节流截止阀与飞机千斤顶的进油管路相连；

所述第一安全溢流阀之后的管路上安装有第三单向阀，所述第三单向阀的出油口与飞机千斤顶的进油口相连；

所述位移传感器通过信号线与电气控制台内部的电气控制系统相连。

所述第一单向阀和第一安全溢流阀之间的管路上设置有压力表；在第二单向阀和油滤之间的管路上设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器通过信号线与电气控制台内部的电气控制系统相连。

所述二号二位二通电磁阀和飞机千斤顶的进油口之间的管路上设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器通过信号线与电气控制台内部的电气控制系统相连。

所述电机采用变频电机，并通过变频器与电气控制台内部的电气控制系统相连。

所述飞机千斤顶采用双级双作用油缸；所述油箱组件带低液位检测装置和温度检测装置；所述第一安全溢流阀设置整个千斤顶液压系统的压力值，并设定系统压力达到额定工作压力的105%~110%时溢流卸荷。

所述电气控制系统包括PLC控制器，所述PLC控制器的信号输入端通过信号线分别与位移传感器、电气控制台的操作面板、手持控制仪、第一压力传感器和第二压力传感器相连；所述PLC控制器的信号输出端通过信号线与千斤顶液压系统的变频器、比例伺服阀以及多个电磁阀相连；比例伺服阀以及变频器分别与PLC控制器之间构成反馈调节。

所述位移传感器选用拉线式绝对值位移编码器，并准确测量飞机千斤顶的活塞伸出位移。

所述带有独立液压站的飞机千斤顶至少为三套。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过研制飞机千斤顶同步控制系统，可以解决人工监控带来的不稳定、不可靠因素，使飞机顶升和下降过程安全可靠，减少人为差错带来的飞机结构损伤，同时可以减轻飞机千斤顶顶升和下降飞机操作的劳动强度，减少操作人员数量，提高工作效率。

2、飞机千斤顶采用双级双作用油缸，在保证千斤顶最低、最高高度的同时，解决了千斤顶空载时不易下落的问题。

3、采用泵控与阀控相结合的控制方式，在保证电动泵的效率的同时，对千斤顶启动、停止加速度和升降速度进行控制，控制精度高，并能有效避免冲击造成机体结构损害。

4、采用位置反馈、速度反馈的双反馈控制、进行分段同步运算，自动捕捉双级缸变级拐点，提高拐点控制精度。

5、为提高千斤顶顶升初始和降顶结束阶段同步控制精度，将负载纳入控制算法，避免负载变化带来的同步误差。

6、采用独立安装的绝对值型位移传感器，可在整个升降操作阶段实时监测载荷、位置和姿态。

7、由于传统阀控系统中，依靠调节比例伺服阀芯开度大小调节飞机千斤顶的供油量，定量泵排出的多余流量会造成压力激升，达到系统安全阀的开启压力，溢流回油箱，造成系统发热。本实用新型中在比例伺服阀前设置有压力补偿器，其原理在于保障比例伺服阀前压力与出口压力差为设定值，在保证比例伺服阀的供油压力、流量的基础上，电动泵排出的多余流量通过该压力补偿器溢流回油箱，大大减少压力损失，系统发热量也大为减少。

8、通过增加变频器、选用变频电机，由于本装置中运用的定量泵，在微调操作中，千斤顶设定为最低速，比例伺服阀阀芯开度非常小，泵排出的大量多余流量，存在供油过量的问题，多余的油液溢流回油箱，造成一定系统发热；与此同时，过大流量也不利于比例伺服阀调节流量。因此增加变频器，同时选用变频电机，在微调操作时，可通过改变变频器输出，降低电动泵的出口流量，做到按需供油，直接驱动千斤顶，降低系统的压力、流量损失。

9、本装置中在千斤顶供油末端设置二号二位二通电磁阀，该阀为球阀结构，保压性能出色，通过控制该阀的开关，可实现千斤顶在任意位置带载停留，管路无泄漏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的系统整体结构示意图。

图2为本实用新型的液压控制系统原理图。

图3为本实用新型的电气控制系统原理图。

图4为本实用新型的工作过程流程图。

图中：1液压站、2飞机千斤顶、3位移传感器、4电气控制台、5手持控制仪、6节流截止阀、7第二安全溢流阀、8手动换向阀、9第三单向阀、10压力补偿器、11压力表、12油箱组件、13手动泵、14第一单向阀、15电动泵、16电机、17第一压力传感器、18第二单向阀、19第一安全溢流阀、20油滤、21一号二位二通电磁阀、22比例伺服阀、23二号二位二通电磁阀、24第二压力传感器、25PLC控制器、26变频器、27操作面板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

参见图1-3，用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，它包括多套带有独立液压站1的飞机千斤顶2，每个飞机千斤顶2上都设置有位移传感器3，所有液压站1都分别通过信号电缆和控制电缆与电气控制台4相连，所述电气控制台4上连接有手持控制仪5；每套独立液压站1和相应的飞机千斤顶2之间通过千斤顶液压系统相连，并同步控制飞机千斤顶2的升降动作；所述千斤顶液压系统与电气控制系统相连，并控制千斤顶液压系统的动作。通过采用上述的控制系统，工作过程中，通过电气控制系统控制千斤顶液压系统，进而通过千斤顶液压系统控制飞机千斤顶2的同步顶升和作业，保证了飞机多点同步垂直升降机调平，保证了顶升的安全性。

进一步的，每套所述千斤顶液压系统都包括油箱组件12，所述油箱组件12的出油管并联有手动泵13和电动泵15，所述电动泵15与电机16相连；所述手动泵13和电动泵15的出油口分别安装有第一单向阀14和第二单向阀18；所述第一单向阀14和第二单向阀18的出油口并联有第一安全溢流阀19和油滤20；所述油滤20之后的管路上并联有一号二位二通电磁阀21和手动换向阀8；所述一号二位二通电磁阀21之后的管路上依次连接有压力补偿器10和比例伺服阀22，所述比例伺服阀22的其中一个出油口与飞机千斤顶2的进油口相连，另一个出油口通过二号二位二通电磁阀23与飞机千斤顶2的另一个进油口相连；所述手动换向阀8之后的管路上通过节流截止阀6与飞机千斤顶2的进油管路相连；所述第一安全溢流阀19之后的管路上安装有第三单向阀9，所述第三单向阀9的出油口与飞机千斤顶2的进油口相连；所述位移传感器3通过信号线与电气控制台4内部的电气控制系统相连。

进一步的，所述第一单向阀14和第一安全溢流阀19之间的管路上设置有压力表11；在第二单向阀18和油滤20之间的管路上设置有第一压力传感器17，所述第一压力传感器17通过信号线与电气控制台4内部的电气控制系统相连。

进一步的，所述二号二位二通电磁阀23和飞机千斤顶2的进油口之间的管路上设置有第二压力传感器24，所述第二压力传感器24通过信号线与电气控制台4内部的电气控制系统相连。

如图4：通过采用上述的千斤顶液压系统，其在工作过程中可以通过手动或者自动的控制方式实现飞机千斤顶的顶升，其具体的工作过程和原理为：

飞机千斤顶手动顶升操作：

现场指挥人员发出千斤顶顶2升命令后，操作人员将手动换向阀8扳至上升位，打开节流截止阀6，人工操作手动泵13给千斤顶供油，使千斤顶2顶升，顶升到位后，关闭节流截止阀6，将手动换向阀8板至中位，系统油路锁死，此时千斤顶2处于封闭保压状态。

飞机千斤顶受载手动下落操作：

现场指挥人员发出千斤顶2下落命令后，操作人员将手动换向阀8扳至下降位，根据需要缓慢调节节流截止阀6的开度大小调节回油的流量，控制千斤顶2稳步受载下落。

千斤顶空载手动下落操作：

现场指挥人员发出千斤顶2下落命令后，操作人员将手动换向阀8扳至下降位，打开节流截止阀6，人工操作手动泵13，千斤顶2下落到位后，关闭节流截止阀6，将手动换向阀8板至中位；

飞机千斤顶电控顶升操作：

现场指挥人员发出千斤顶顶升命令后，操作人员通过操作电气控制台4面板或手持控制仪5启动电动泵15给系统供油，系统开启一号二位二通电磁阀21、二号二位二通电磁阀23，系统依据设定的千斤顶顶升速度调节比例伺服阀22的阀芯位置和电机16的转速，系统液压油经电动泵15开启第二单向阀18，通过油滤20，一号二位二通电磁阀21，比例伺服阀22、压力补偿器10、二号二位二通电磁阀23到达千斤顶2的下腔，推动千斤顶2的活塞杆上升。在三顶同步顶升过程中，PLC控制器通过采集第一压力传感器17、第二压力传感器24和绝对值拉线式位移传感器3的信号，计算比较各千斤顶的位置、速度、输出力，自动计算并通过控制比例伺服阀22的阀芯位置和电机16的转速来控制流量和压力，电动泵15多余的油液经过压力补偿器10流回油箱。顶升到位后，系统关闭二号二位二通电磁阀23，切断千斤顶供油油路，此时千斤顶处于封闭保压状态。

飞机千斤顶受载电控下落操作：

现场指挥人员发出千斤顶下落命令后，操作人员通过操作控制台4面板或手持控制仪5，开启一号二位二通电磁阀21、二号二位二通电磁阀23，系统依据设定的千斤顶速度调节比例伺服阀22的阀芯位置，千斤顶下腔液压油经二号二位二通电磁阀23、比例伺服阀22、压力补偿器10流回油箱，千斤顶受载下落。下落过程中，PLC控制器通过采集第一压力传感器17、第二压力传感器24和绝对值拉线式位移传感器3的信号，计算比较各千斤顶的位置、速度、输出力，自动计算并调节比例伺服阀22阀芯开度大小控制流量，下落到位后，系统关闭二位二通电磁阀23。

飞机千斤顶空载电控下落操作：

现场指挥人员发出千斤顶下落命令后，操作人员通过操作控制台4面板或手持控制仪5，开启一号二位二通电磁阀21、二号二位二通电磁阀23，系统依据设定的千斤顶速度调节比例伺服阀22的阀芯位置，液压油经一号二位二通电磁阀21、压力补偿器10、比例伺服阀22到千斤顶上腔，推动千斤顶作动筒下落。

进一步的，所述电机16采用变频电机，并通过变频器26与电气控制台4内部的电气控制系统相连。由于本装置中运用的定量泵，在微调操作中，千斤顶设定为最低速，比例伺服阀阀芯开度非常小，泵排出的大量多余流量，存在供油过量的问题，多余的油液溢流回油箱，造成一定系统发热；与此同时，过大流量也不利于比例伺服阀调节流量。因此增加变频器，同时选用变频电机，在微调操作时，可通过改变变频器输出，降低电动泵的出口流量，做到按需供油，直接驱动千斤顶，降低系统的压力、流量损失。

进一步的，所述飞机千斤顶2采用双级双作用油缸；所述油箱组件12带低液位检测装置和温度检测装置；所述第一安全溢流阀19设置整个千斤顶液压系统的压力值，并设定系统压力达到额定工作压力的105%~110%时溢流卸荷。

进一步的，所述电气控制系统包括PLC控制器25，所述PLC控制器25的信号输入端通过信号线分别与位移传感器3、电气控制台4的操作面板27、手持控制仪5、第一压力传感器17和第二压力传感器24相连；所述PLC控制器25的信号输出端通过信号线与千斤顶液压系统的变频器26、比例伺服阀22以及多个电磁阀相连；比例伺服阀22以及变频器26分别与PLC控制器25之间构成反馈调节。

进一步的，所述位移传感器3选用拉线式绝对值位移编码器，并准确测量飞机千斤顶2的活塞伸出位移。可在整个升降操作阶段实时监测载荷、位置和姿态。

进一步的，所述带有独立液压站1的飞机千斤顶2至少为三套。

由于传统阀控系统中，依靠调节比例伺服阀芯开度大小调节千斤顶的供油量，定量泵排出的多余流量会造成压力激升，达到系统安全阀的开启压力，溢流回油箱，造成系统发热。本方案在比例伺服阀22前设置有压力补偿器10，其原理在于保障比例伺服阀前压力与出口压力差为设定值，在保证比例伺服阀22的供油压力、流量的基础上，电动泵15排出的多余流量通过该压力补偿器溢流回油箱，大大减少压力损失，系统发热量也大为减少。

本装置中在千斤顶供油末端设置二号二位二通电磁阀23，该阀为球阀结构，保压性能出色，通过控制该阀的开关，可实现千斤顶在任意位置带载停留，管路无泄漏。

本实用新型工作过程为：

S1：机务准备，按照安全操作规程做好飞机顶升前的准备工作；

S2：入位操作，放下飞机千斤顶轮子，将飞机千斤顶推至千斤顶支撑点附近，不断移动飞机千斤顶使其顶窝对准飞机千斤顶支撑点，收起飞机千斤顶轮子，支撑盘着地，手动或电动操作使飞机千斤顶顶升，直至飞机千斤顶顶窝与飞机千斤顶支撑点可靠接触并产生一定的接触力；

S3：调平操作，根据调平需要对各个飞机千斤顶设置相应的顶升距离，启动系统，经过一次或多次调平后，使飞机处于水平状态，设置各飞机千斤顶的位移零点，之后的同步操作以此零点为参考进行；

S4：同步顶升操作，设置同步顶升的相关参数，启动系统，PLC控制器接收比例伺服阀阀芯位置、位移传感器、压力传感器等反馈信号并实时计算后，向变频器和比例伺服阀输出控制信号，控制电机转速和比例伺服阀阀芯开口，通过控制流经比例伺服阀的流量控制千斤顶顶升速度，进而控制飞机千斤顶各支撑点同步顶升；

S5：同步顶升结束后，若飞机需要在当前高度保持较长时间，则必须锁紧保险螺母，卸去液压系统压力，由保险螺母承载飞机重量；

S6：同步下落操作，若保险螺母处于锁紧状态，必须先进行同步顶升操作，直至各顶保险螺母可自由转动，再进入同步下落操作界面，设置相关参数，启动系统，PLC控制器接收伺服阀阀芯位置、位移传感器、压力传感器等反馈信号并实时计算后，向比例伺服阀输出控制信号，控制比例伺服阀阀芯开口，通过控制流经比例伺服阀的流量控制千斤顶下落速度，进而控制飞机千斤顶各支撑点同步下落；

S7：飞机千斤顶离位，确认飞机千斤顶上无负载且千斤顶作动筒液压缸全部降下后，放下千斤顶轮子，收起支撑盘至极限位置，整理电缆，将飞机千斤顶和电气控制台推至合适的位置存放。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：它包括多套带有独立液压站（1）的飞机千斤顶（2），每个飞机千斤顶（2）上都设置有位移传感器（3），所有液压站（1）都分别通过信号电缆和控制电缆与电气控制台（4）相连，所述电气控制台（4）上连接有手持控制仪（5）；每套独立液压站（1）和相应的飞机千斤顶（2）之间通过千斤顶液压系统相连，并同步控制飞机千斤顶（2）的升降动作；

所述千斤顶液压系统与电气控制系统相连，并控制千斤顶液压系统的动作。

2.根据权利要求1所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：每套所述千斤顶液压系统都包括油箱组件（12），所述油箱组件（12）的出油管并联有手动泵（13）和电动泵（15），所述电动泵（15）与电机（16）相连；所述手动泵（13）和电动泵（15）的出油口分别安装有第一单向阀（14）和第二单向阀（18）；所述第一单向阀（14）和第二单向阀（18）的出油口并联有第一安全溢流阀（19）和油滤（20）；所述油滤（20）之后的管路上并联有一号二位二通电磁阀（21）和手动换向阀（8）；所述一号二位二通电磁阀（21）之后的管路上依次连接有压力补偿器（10）和比例伺服阀（22），所述比例伺服阀（22）的其中一个出油口与飞机千斤顶（2）的进油口相连，另一个出油口通过二号二位二通电磁阀（23）与飞机千斤顶（2）的另一个进油口相连；所述手动换向阀（8）之后的管路上通过节流截止阀（6）与飞机千斤顶（2）的进油管路相连；所述位移传感器（3）通过信号线与电气控制台（4）内部的电气控制系统相连。

3.根据权利要求2所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述第一安全溢流阀（19）之后的管路上安装有第三单向阀（9），所述第三单向阀（9）的出油口与飞机千斤顶（2）的进油口相连。

4.根据权利要求2所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述第一单向阀（14）和第一安全溢流阀（19）之间的管路上设置有压力表（11）；在第二单向阀（18）和油滤（20）之间的管路上设置有第一压力传感器（17），所述第一压力传感器（17）通过信号线与电气控制台（4）内部的电气控制系统相连。

5.根据权利要求2所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述二号二位二通电磁阀（23）和飞机千斤顶（2）的进油口之间的管路上设置有第二压力传感器（24），所述第二压力传感器（24）通过信号线与电气控制台（4）内部的电气控制系统相连。

6.根据权利要求2所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述电机（16）采用变频电机，并通过变频器（26）与电气控制台（4）内部的电气控制系统相连。

7.根据权利要求2所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述飞机千斤顶（2）采用双级双作用油缸；所述油箱组件（12）带低液位检测装置和温度检测装置；所述第一安全溢流阀（19）设置整个千斤顶液压系统的压力值，并设定系统压力达到额定工作压力的105%~110%时溢流卸荷。

8.根据权利要求1所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述电气控制系统包括PLC控制器（25），所述PLC控制器（25）的信号输入端通过信号线分别与位移传感器（3）、电气控制台（4）的操作面板（27）、手持控制仪（5）、第一压力传感器（17）和第二压力传感器（24）相连；所述PLC控制器（25）的信号输出端通过信号线与千斤顶液压系统的变频器（26）、比例伺服阀（22）以及多个电磁阀相连；比例伺服阀（22）以及变频器（26）分别与PLC控制器（25）之间构成反馈调节。

9.根据权利要求1所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述位移传感器（3）选用拉线式绝对值位移编码器，并准确测量飞机千斤顶（2）的活塞伸出位移。

10.根据权利要求1所述用于飞机升降的多工位同步升降控制系统，其特征在于：所述带有独立液压站（1）的飞机千斤顶（2）至少为三套。