一种无杆牵引车自动感知制动系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种无杆牵引车自动感知制动系统及方法。本发明专利技术的无杆牵引车自动感知制动系统通过升举夹持机构前后挡板上安装的压力传感器来检测飞机前起落架机轮与无杆牵引车之间的作用力，通过控制模块接收分析作用力的大小和变化情况，判断飞机制动动作，进而通过车轮制动器，驱动牵引车机轮制动，完成牵引车跟随飞机制动。本发明专利技术系统可以实现飞机驾驶员同时操作飞机和牵引车制动，完成地面牵引系统的制动动作，从而提高地面牵引的制动效率与制动安全性。动安全性。动安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种无杆牵引车自动感知制动系统及方法


[0001]本专利技术涉及机械工程、航空地面装备领域，更具体的，涉及一种无杆牵引车自动感知制动系统及方法。

技术介绍

[0002]无杆牵引车应用于飞机地面牵引作业，代替飞机发动机动力完成飞机地面移动，现有地面牵引的制动动作通过牵引车制动来完成，这样的制动方式存在以下问题：1、牵引车驾驶员视野有限，不能有效检测到飞机周围环境变化。2、飞机制动力由牵引车提供并通过夹持升举装置作用于前起落架，给前起落架带来安全隐患。若由飞行员控制飞机制动则可以解决上述问题，但现有技术条件下飞行员无法控制牵引车的制动。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种无杆牵引车自动感知制动系统及方法，能够自动感知飞机制动动作并控制无杆牵引车制动，解决飞机制动带来的前起落架载荷问题，同时解决制动操作权限归属的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0005]一种无杆牵引车自动感知制动系统，包括控制模块1、传感单元、用于夹抱飞机前起落架机轮14的升举夹持机构6以及无杆牵引车的车轮制动器4和车轮驱动电机。
[0006]所述升举夹持机构6包括液压缸7、基座8、前挡板9、旋转装置10、液压臂11、后挡板12和抱轮台13。
[0007]所述抱轮台13安装在无杆牵引车2上，所述基座8能够绕牵引车垂向转动地安装在抱轮台13的前部，一对液压缸7通过一竖直固接板水平地固接在基座8上，每个液压缸7的伸缩杆端均固接有一与飞机前起落架机轮14的前部接触的前挡板9；两个旋转装置10以无杆牵引车的纵轴线为对称轴左右对称地固接在基座8上；两个相互对称的液压臂11的缸体端分别安装在两个旋转装置10上，旋转装置10通过旋转轴和齿轮齿条结构驱动液压臂11相对于旋转装置10旋转和位置移动；每个液压臂11的伸缩杆端均固接有一与飞机前起落架机轮14的后部接触的后挡板12。
[0008]通过旋转装置10控制液压臂11的旋转和位置移动，锁止或释放飞机前起落架机轮14横向位移；通过液压臂11的伸缩杆的伸出或收缩，使后挡板12完成释放飞机前起落架机轮14或夹抱飞机前起落架机轮14的动作；通过液压缸7伸出或收缩伸缩杆，驱动前挡板9完成松开或压紧飞机前起落架机轮14的动作。
[0009]所述传感单元包括角度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；所述角度传感器安装在基座8与抱轮台13之间，用于实时识别飞机是否转弯；所述第一压力传感器安装在前挡板9上，用于实时检测飞机制动过程中是否突然中止制动动作；所述第二压力传感器安装在后挡板12上，用于实时检测飞机制动动作。
[0010]所述控制模块1包括嵌入式微控制器、驱动控制器和信号接收器15；所述嵌入式微
控制器采用ARM作为主控芯片，通过信号接收器15与角度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器连接；所述驱动控制器分别与嵌入式微控制器、车轮驱动电机和车轮制动器4连接；所述嵌入式微控制器根据角度传感器检测的数据判断飞机转角状态，根据第一压力传感器检测的数据判断飞机是否有加速动作或制动过程中停止制动，根据第二压力传感器检测的数据判断飞机是否有制动动作；当检测到飞机直线制动时，嵌入式微控制器根据第二压力传感器检测的压力值大小通过驱动控制器控制无杆牵引车的四个车轮的车轮驱动电机的转速和车轮制动器4控制车轮制动盘5的制动力矩的大小；当检测到飞机弯道制动时，嵌入式微控制器根据角度传感器检测的转角大小和第二压力传感器检测的压力值大小通过驱动控制器控制无杆牵引车弯道内外侧车轮驱动电机的转速和车轮制动器4控制车轮制动盘5的制动力矩的大小，以保障起落架载荷安全性，从而实现直线和转弯工况下的稳定制动。
[0011]所述旋转装置10包括旋转架、旋转轴16、滑块17、从动直齿轮18、主动直齿轮19、主动斜齿轮20、从动斜齿轮21和传动齿轮22；所述液压臂11的缸体端上沿其轴线并列设有齿条23和滑轨24。
[0012]所述旋转架固接在基座8上；所述旋转轴16水平地安装在旋转架上。旋转轴16包括内轴和外轴。所述滑块17固接在旋转轴16的外轴的外侧端，并能够在液压臂11的滑轨24内滑动。所述传动齿轮22固接在旋转轴16的内轴的外侧端，并与液压臂11的齿条23的相互啮合。所述从动直齿轮18固接在旋转轴16的内轴的内侧端，并与主动直齿轮19相互啮合。所述从动斜齿轮21固接在旋转轴16的外轴的内侧端，并与主动斜齿轮20相互啮合。
[0013]主动直齿轮19通过从动直齿轮18带动旋转轴16的内轴转动，传动齿轮22与齿条23相互配合将转动转化为液压臂11的平动；主动斜齿轮20通过从动斜齿轮21带动旋转轴16的外轴转动，通过滑块17带动液压臂11转动。
[0014]一种所述的无杆牵引车自动感知制动系统的自动感知制动方法，包括如下步骤：
[0015]S1、无杆牵引车2通过升举夹持机构6夹抱飞机前起落架机轮14，开始地面牵引作业；角度传感器实时识别飞机是否转弯；第一压力传感器实时检测飞机制动过程中是否突然终止制动动作；第二压力传感器实时检测飞机制动动作；
[0016]S2、当检测到飞机直线制动时，嵌入式微控制器根据第二压力传感器检测的压力值大小通过驱动控制器，断开无杆牵引车2的四个车轮3的车轮驱动电机，并控制车轮制动器4压紧车轮制动盘5的制动力矩大小，完成直线工况下的稳定制动；
[0017]当检测到飞机弯道制动时，嵌入式微控制器根据角度传感器检测的转角大小和第二压力传感器检测的压力值大小通过驱动控制器，分别控制无杆牵引车2弯道内侧和外侧车轮驱动电机的转速以及车轮制动器4压紧车轮制动盘5的制动力矩大小，完成转弯工况下的稳定制动；
[0018]如果飞机在制动过程中突然中止制动动作，嵌入式微控制器根据第一压力传感器的压力值大小通过驱动控制器，控制车轮制动器4松开车轮制动盘5并重新连接无杆牵引车2的四个车轮的车轮驱动电机，回到正常牵引作业状态。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0020]本专利技术的无杆牵引车自动感知制动系统通过升举夹持机构前后挡板上安装的压力传感器来检测飞机前起落架机轮与无杆牵引车之间的作用力，通过控制模块接收分析作
用力的大小和变化情况，判断飞机制动动作，进而通过车轮制动器，驱动牵引车机轮制动，完成牵引车跟随飞机制动。本专利技术系统可以实现飞机驾驶员同时操作飞机和牵引车制动，完成地面牵引系统的制动动作，从而提高地面牵引的制动效率与制动安全性。该系统可适用于无人式无杆牵引车。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的无杆牵引车自动感知制动系统的结构示意图；
[0022]图2为升举夹持机构6的结构示意图；
[0023]图3为升举夹持机构6的进轮状态示意图；
[0024]图4为升举夹持机构6的抱轮状态示意图；
[0025]图5为无杆牵引车2的作业状态示意图；
[0026]图6为旋转装置10和液压臂11的外侧示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无杆牵引车自动感知制动系统，其特征在于，包括控制模块(1)、传感单元、用于夹抱飞机前起落架机轮(14)的升举夹持机构(6)以及无杆牵引车的车轮制动器(4)和车轮驱动电机；所述升举夹持机构(6)包括液压缸(7)、基座(8)、前挡板(9)、旋转装置(10)、液压臂(11)、后挡板(12)和抱轮台(13)；所述抱轮台(13)安装在无杆牵引车(2)上，所述基座(8)能够绕牵引车垂向转动地安装在抱轮台(13)的前部，一对液压缸(7)通过一竖直固接板水平地固接在基座(8)上，每个液压缸(7)的伸缩杆端均固接有一与飞机前起落架机轮(14)的前部接触的前挡板(9)；两个旋转装置(10)以无杆牵引车的纵轴线为对称轴左右对称地固接在基座(8)上；两个相互对称的液压臂(11)的缸体端分别安装在两个旋转装置(10)上，旋转装置(10)通过旋转轴和齿轮齿条结构驱动液压臂(11)相对于旋转装置(10)旋转和位置移动；每个液压臂(11)的伸缩杆端均固接有一与飞机前起落架机轮(14)的后部接触的后挡板(12)；通过旋转装置(10)控制液压臂(11)的旋转和位置移动，锁止或释放飞机前起落架机轮(14)横向位移；通过液压臂(11)的伸缩杆的伸出或收缩，使后挡板(12)完成释放飞机前起落架机轮(14)或夹抱飞机前起落架机轮(14)的动作；通过液压缸(7)伸出或收缩伸缩杆，驱动前挡板(9)完成松开或压紧飞机前起落架机轮(14)的动作；所述传感单元包括角度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；所述角度传感器安装在基座(8)与抱轮台(13)之间，用于实时识别飞机是否转弯；所述第一压力传感器安装在前挡板(9)上，用于实时检测飞机制动过程中是否突然中止制动动作；所述第二压力传感器安装在后挡板(12)上，用于实时检测飞机制动动作；所述控制模块(1)包括嵌入式微控制器、驱动控制器和信号接收器(15)；所述嵌入式微控制器采用ARM作为主控芯片，通过信号接收器(15)与角度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器连接；所述驱动控制器分别与嵌入式微控制器、车轮驱动电机和车轮制动器(4)连接；所述嵌入式微控制器根据角度传感器检测的数据判断飞机转角状态，根据第一压力传感器检测的数据判断飞机是否有加速动作或制动过程中停止制动，根据第二压力传感器检测的数据判断飞机是否有制动动作；当检测到飞机直线制动时，嵌入式微控制器根据第二压力传感器检测的压力值大小通过驱动控制器控制无杆牵引车的四个车轮的车轮驱动电机的转速和车轮制动器(4)控制车轮制动盘(5)的制动力矩的大小；当检测到飞机弯道制动时，嵌入式微控制器根据角度传感器检测的转角大小和第二压力传感器检测的压力值大小通过驱动控制器控...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙艳坤，睢乐，张威，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：