一种直升机绞车控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种直升机绞车控制系统，利用负载重量检测装置检测负载重量，绞车控制器的主控制单元根据当前的负载重量和过载量、当前的钢缆收放长度和钢缆收放长度比、当前的电机转速和用户输入的电机转速期望值，计算电机转速控制值，并根据该电机转速控制值控制直升机绞车的电机运行；本方案兼顾负载重量和钢缆收放长度对直升机绞车安全性的影响，整个控制过程无需人工手动干预，能够提高自动化程度，并增强直升机绞车的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直升机绞车
，具体涉及一种直升机绞车控制系统。
技术介绍
直升机绞车是一种在直升机悬停时，用来将机上人员或货物绞送到地面和将地面人员或货物绞上直升机的设备，广泛应用于空中救援中。绞车钢缆缠绕于鼓轮上，通过控制鼓轮转动从而控制绞车钢缆的收放。现有的直升机绞车控制系统是根据绞车钢缆释放或回收的长度来控制负载升降的速度。具体的，鼓轮转动带动齿轮组转动，使凸轮机构下压压板，鼓轮每转动1周，凸轮机构下压压板1次，计数器做1次计数，钢缆长度检测装置通过对鼓轮转动圈数计数来检测钢缆收放长度。当计数器到达预设的阈值时，说明鼓轮已转动相应的圈数，相应的，绞车钢缆已经释放或回收预设的长度，此时，钢缆长度检测装置触发行程开关向绞车控制器发送信号，使绞车控制器控制电机减速或停机，从而控制负载升降的速度。现有的直升机绞车控制系统仅依赖于钢缆长度检测装置控制负载升降，存在一定的安全隐患。一旦钢缆长度检测装置故障、失效，轻则导致直升机绞车无法使用，严重的，则会导致直升机绞车失控，使得绞车钢缆和负载从鼓轮上滑脱、坠落，或者，负载冲顶，由此带来人员伤亡、财产损失等严重后果。另外，直升机绞车大多应用于野外救援等场合，而野外环境复杂，负载在升降过程中，绞车钢缆容易与周围的障碍物(例如树枝等)缠绕。在这种情况下，通常依赖于操作员的经验决定是控制负载继续上升或下降，还是停机。当绞车钢缆与障碍物之间缠绕较为松散时，按照原有的速度控制负载继续上升或下降，负载能够摆脱障碍物的缠绕继续运动，若操作员判断有误，指示直升机绞车停机，会影响直升机绞车作业的效率；当绞车钢缆与障碍物之间缠绕较为紧密时，障碍物的阻力过大，就需要控制直升机绞车停机，待障碍物清除后，再继续作业，若此时操作员判断有误，继续控制负载保持现有的运动趋势，则会导致绞车钢缆的张力大幅增加，容易出现绞车钢缆断裂的情况。此外，天气、环境等因素会对操作员的判断产生很大的影响，而且，操作员的经验参差不齐，无法保证判断的正确。因此，亟需一种直升机绞车控制方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供一种直升机绞车控制系统，用以兼顾负载重量和钢缆收放长度的影响，解决现有的直升机绞车控制方案可靠性差的问题，提高直升机绞车的自动化程度。本专利技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案：本专利技术提供一种直升机绞车控制系统，包括：电机、电机控制器、用于检测电机转速的电机转速检测装置、用于检测钢缆收放长度的钢缆长度检测装置和包括主控制单元的绞车控制器，电机与电机控制器相连，主控制单元分别与电机控制器和电机转速检测装置相连，主控制单元能够接收用户发送的电机转速期望值和电机转速检测装置发送的电机转速检测值；所述系统还包括用于检测负载重量的负载重量检测装置；主控制单元用于，获取当前的负载重量检测值和过载量、以及当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比；当预设的主控制周期到达时，根据电机转速期望值、当前的负载重量检测值和过载量、当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比、以及当前的电机转速检测值，计算电机转速控制值，并将计算出的电机转速控制值发送给电机控制器，以使电机控制器根据该电机转速控制值控制电机运行；其中，过载量是根据预设的第一阈值和当前的负载重量检测值计算得到的；钢缆收放长度比是根据预设的钢缆总长度和当前的钢缆收放长度检测值计算得到的。本专利技术利用负载重量检测装置检测负载重量，绞车控制器的主控制单元根据当前的负载重量和过载量、当前的钢缆收放长度和钢缆收放长度比、当前的电机转速和用户输入的电机转速期望值，计算电机转速控制值，并根据该电机转速控制值控制直升机绞车的电机运行；本方案兼顾负载重量和钢缆收放长度对直升机绞车安全性的影响，整个控制过程无需人工手动干预，能够提高自动化程度，并增强直升机绞车的安全性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制系统自检流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制方法中第一从控制单元的控制流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制方法中第二从控制单元的控制流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制方法中第三从控制单元的控制流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制方法中主控制单元的控制流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制方法中主控制单元计算电机转速控制值的流程示意图之一；图8为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制方法中主控制单元计算电机转速控制值的流程示意图之二。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的直升机绞车控制系统的结构示意图，如图1所示，该直升机绞车系统包括：绞车控制器1、钢缆长度检测装置2、电机控制器3、电机4、和电机转速检测装置5，绞车控制器1包括主控制单元10。钢缆长度检测装置2可以设置于直升机绞车壳体上(非接触式检测)，能够检测钢缆回收或释放的长度。电机转速检测装置5可以设置于电机4的电机轴的尾端，能够检测电机4的电机转速，即电机旋转的角速度，电机转速检测装置5可以选用旋转变压器实现。电机4与电机控制器3相连，主控制单元10分别与电机控制器3和电机转速检测装置5相连，主控制单元10能够接收用户发送的电机转速期望值和电机转速检测装置5发送的电机转速检测值，并能够向电机控制器3发送控制指令，以便根据控制指令中携带的电机转速控制值，通过控制电机控制器3控制电机4的运行。优选的，该直升机绞车控制系统还可以包括操作手柄6，操作手柄6与绞车控制器的主控制单元10相连，用户能够通过操作手柄6向主控制单元10输入电机转速期望值。该直升机绞车控制系统还包括负载重量检测装置7，负载重量检测装置7可以设置于绞车内部，能够检测负载重量。主控制单元10用于，获取当前的负载重量检测值和过载量、以及当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比；当预设的主控制周期到达时，根据电机转速期望值、当前的负载重量检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直升机绞车控制系统，包括：电机、电机控制器、用于检测电机转速的电机转速检测装置、用于检测钢缆收放长度的钢缆长度检测装置和包括主控制单元的绞车控制器，电机与电机控制器相连，主控制单元分别与电机控制器和电机转速检测装置相连，主控制单元能够接收用户发送的电机转速期望值和电机转速检测装置发送的电机转速检测值；其特征在于，所述系统还包括用于检测负载重量的负载重量检测装置；主控制单元用于，获取当前的负载重量检测值和过载量、以及当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比；当预设的主控制周期到达时，根据电机转速期望值、当前的负载重量检测值和过载量、当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比、以及当前的电机转速检测值，计算电机转速控制值，并将计算出的电机转速控制值发送给电机控制器，以使电机控制器根据该电机转速控制值控制电机运行；其中，过载量是根据预设的第一阈值和当前的负载重量检测值计算得到的；钢缆收放长度比是根据预设的钢缆总长度和当前的钢缆收放长度检测值计算得到的。

【技术特征摘要】
1.一种直升机绞车控制系统，包括：电机、电机控制器、用
于检测电机转速的电机转速检测装置、用于检测钢缆收放长度的
钢缆长度检测装置和包括主控制单元的绞车控制器，电机与电机
控制器相连，主控制单元分别与电机控制器和电机转速检测装置
相连，主控制单元能够接收用户发送的电机转速期望值和电机转
速检测装置发送的电机转速检测值；其特征在于，所述系统还包
括用于检测负载重量的负载重量检测装置；
主控制单元用于，获取当前的负载重量检测值和过载量、以
及当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比；当预设的主控
制周期到达时，根据电机转速期望值、当前的负载重量检测值和
过载量、当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比、以及当
前的电机转速检测值，计算电机转速控制值，并将计算出的电机
转速控制值发送给电机控制器，以使电机控制器根据该电机转速
控制值控制电机运行；其中，过载量是根据预设的第一阈值和当
前的负载重量检测值计算得到的；钢缆收放长度比是根据预设的
钢缆总长度和当前的钢缆收放长度检测值计算得到的。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述绞车控制器
还包括：第一从控制单元和第二从控制单元；
第一从控制单元分别与负载重量检测装置和主控制单元相
连，用于在接收到主控制单元发送的负载重量检测装置启动控制
指令时，控制负载重量检测装置启动，并接收负载重量检测装置
发送的负载重量检测值；当预设的第一控制周期到达时，根据预
设的第一阈值和当前的负载重量检测值计算过载量，并将当前的
负载重量检测值和过载量发送给主控制单元；
第二从控制单元分别与钢缆长度检测装置和主控制单元相
连，用于在接收到主控制单元发送的钢缆长度检测装置启动控制
指令时，控制钢缆长度检测装置启动，并接收钢缆长度检测装置

\t发送的钢缆收放长度检测值；当预设的第二控制周期到达时，根
据预设的钢缆总长度和当前的钢缆收放长度检测值计算钢缆收放
长度比，并将当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比发送
给主控制单元；
主控制单元具体用于，接收第一从控制单元发送的负载重量
检测值和过载量，并接收第二从控制单元发送的钢缆收放长度检
测值和钢缆收放长度比。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，主控制单元具体
用于，当主控制周期到达时，判断是否接收到第一从控制单元发
送的负载重量检测值和过载量；当接收到第一从控制单元发送的
负载重量检测值和过载量时，根据预设的过载量与第一权值的对
应关系以及接收到的当前的过载量，确定第一权值，并判断是否
接收到第二从控制单元发送的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长
度比；当接收到第二从控制单元发送的钢缆收放长度检测值和钢
缆收放长度比时，根据预设的钢缆收放长度比与第二权值的对应
关系以及接收到的当前的钢缆收放长度比，确定第二权值，并根
据所述第一权值、第二权值、电机转速期望值、当前的负载重量
检测值和当前的钢缆收放长度检测值，计算电机转速理论值，以
及，根据所述电机转速理论值和当前的电机转速检测值，计算电
机转速控制值。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，主控制单元还用
于，记录电机运行的时间；以及，当判断出已接收到第二从控制
单元发送的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比时，判断是否
接收到电机转速检测装置发送的电机转速检测值；若未接收到电
机转速检测装置发送的电机转速检测值，则根据电机运行的时间
和当前的钢缆收放长度检测值，计算电机转速；若接收到电机转
速检测装置发送的电机转速检测值，则根据预设的钢缆收放长度
比与第二权值的对应关系以及接收到的当前的钢缆收放长度比，

\t确定第二权值。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述绞车控制器
还包括第三从控制单元，所述系统还包括多个用于检测多个预设
的钢缆收放位置的钢缆位置检测装置；当钢缆回收或释放到预设
的位置时，相应的钢缆位置检测装置能够向第三从控制单元发送
位置检测信号，第三从控制单元内预设有钢缆收放长度与各钢缆
位置检测装置的位置检测信号的对应关系；
第三从控制单元分别与主控制单元和各钢缆位置检测装置相

【专利技术属性】
技术研发人员：张振，李勇，郭庆华，
申请(专利权)人：北京金顺帆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11