【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于智能裝備，具體涉及一種四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
1、在很多情況下，飛機(jī)不能依靠自身動力進(jìn)行滑行，例如倒車出港、動力發(fā)生故障或是在機(jī)庫等狹小空間內(nèi)移動等情況。目前，針對這些情況下的飛機(jī)移動大多是依靠飛機(jī)牽引車來實(shí)現(xiàn)。
2、傳統(tǒng)的飛機(jī)牽引車多是通過牽引桿與飛機(jī)機(jī)輪連接后進(jìn)行牽引作業(yè)，近幾年國內(nèi)外主流的產(chǎn)品均開始取消牽引桿，采用牽引車自帶的抱輪機(jī)構(gòu)將飛機(jī)機(jī)輪抱住并舉起離開地面后進(jìn)行牽引作業(yè)。由于無桿飛機(jī)牽引車剩去了牽引桿，使?fàn)恳鳂I(yè)時的轉(zhuǎn)彎半徑有效減小，提高了在狹小空間進(jìn)行飛機(jī)牽引作業(yè)的靈活性。無桿牽引車在對飛機(jī)機(jī)輪進(jìn)行抱舉時，首先需要與飛機(jī)機(jī)輪完成較為精準(zhǔn)的對接，以避免牽引車偏載對飛機(jī)造成損傷，此過程一般較難操作以致耗時較多。特別是在艦船等海上移動平臺上對飛機(jī)進(jìn)行牽引時，牽引車的轉(zhuǎn)彎半徑越小，運(yùn)動越靈活，機(jī)輪對接越精準(zhǔn)快捷，越能提高飛機(jī)的停置和出動效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于此，本專利技術(shù)提供一種四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)和方法，以提升飛機(jī)停置和出動效率。
2、具體方案如下：
3、一種四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)，包括車輪、人機(jī)交互設(shè)備、車輛控制器和機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)，每個車輪處均設(shè)置有電機(jī)組和電機(jī)驅(qū)動器組，所述電機(jī)組和電機(jī)驅(qū)動器組電連接，所述電機(jī)驅(qū)動器組、機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)和人機(jī)交互設(shè)備均與車輛控制器電連接。
4、所述車輛控制器包括信息管理模塊和運(yùn)動控制模塊，所述
5、所述人機(jī)交互設(shè)備包括人機(jī)界面和遙控組件，所述遙控組件包括遙控器和遙控接收器，所述遙控器通過有線或無線與遙控接收器通信連接，所述遙控接收器通過can與車輛控制器電連接，所述車輛控制器通過can與人機(jī)界面電連接，所述人機(jī)界面為觸摸顯示屏。
6、所述機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)包括機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元、攝像機(jī)和抱輪機(jī)構(gòu)，所述攝像機(jī)正對抱輪機(jī)構(gòu)，所述攝像機(jī)和機(jī)輪輔助引導(dǎo)控制單元can通信連接，所述機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元與車輛控制器can通信連接，所述人機(jī)界面與機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元can通信連接。
7、所述車輛控制系統(tǒng)中還包括電池組，所述電機(jī)驅(qū)動器組、車輛控制器和攝像機(jī)均與電池組電連接。
8、所述電機(jī)驅(qū)動器組包括行走控制器和轉(zhuǎn)向控制器，所述電機(jī)組包括轉(zhuǎn)向電機(jī)和行走電機(jī)，所述行走控制器與行走電機(jī)電連接，所述行走電機(jī)與車輪中心軸固定連接，所述轉(zhuǎn)向控制器與轉(zhuǎn)向電機(jī)電連接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)固定與車輪輪側(cè)，所述車輪上設(shè)置有齒輪組，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)通過齒輪組驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向。
9、所述行走電機(jī)內(nèi)設(shè)置有增量式編碼器，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)內(nèi)設(shè)置有絕對值編碼器，所述增量式編碼器通過行走控制器與車輛控制器電連接，所述絕對值編碼器通過轉(zhuǎn)向控制器與車輛控制器電連接。
10、四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制方法，包括如下步驟：
11、步驟：通過人機(jī)界面選擇此次所要牽引飛機(jī)的機(jī)型，車輛控制器內(nèi)的信息管理模塊會根據(jù)所設(shè)定的機(jī)型參數(shù)，進(jìn)行控制參數(shù)的計算與調(diào)整；
12、步驟：打開車輛遙控器，遙控牽引車前往作業(yè)區(qū)域，根據(jù)行駛路況，通過遙控器上的運(yùn)動模式選擇開關(guān)，切換合適的車輛運(yùn)動模式；
13、步驟：車輛遙控器輸出的車輛速度、轉(zhuǎn)角和運(yùn)動模式，并發(fā)送給車輛控制器，車輛控制器的信息管理模塊匯總后以指令下發(fā)給運(yùn)動控制模塊作為輸入，運(yùn)動控制模塊根據(jù)車輛運(yùn)動模式調(diào)用相應(yīng)的運(yùn)動學(xué)模型函數(shù)，解算出四輪轉(zhuǎn)速和四輪轉(zhuǎn)角，并分配給相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動器；電機(jī)驅(qū)動器根據(jù)設(shè)定的速度控制模式和位置控制模式，分別輸出相應(yīng)的控制力矩給行走電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)；
14、步驟：通過遙控器開啟對接輔助系統(tǒng)，根據(jù)人機(jī)界面顯示的機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)畫面，操作遙控器控制車輛完成與機(jī)輪的對接，并通過抱輪機(jī)構(gòu)將機(jī)輪抱起。
15、所述對接輔助引導(dǎo)畫面包括實(shí)時圖像、靜態(tài)輔助線和動態(tài)輔助線，實(shí)時圖像為經(jīng)數(shù)據(jù)處理修正后的抱輪機(jī)構(gòu)前方圖像，靜態(tài)輔助線包括第一靜態(tài)輔助線、第二靜態(tài)輔助線和第三靜態(tài)輔助線，三條靜態(tài)輔助線始終與車體縱向平行的輔助線，第二靜態(tài)輔助線與車體縱向中軸線重合，以標(biāo)識出飛機(jī)機(jī)輪對中位置，第一靜態(tài)輔助線和第三靜態(tài)輔助線與抱輪機(jī)構(gòu)兩側(cè)開擋內(nèi)沿重合并向外延伸，以標(biāo)識出機(jī)輪對接的可通行區(qū)域，所述動態(tài)輔助線為兩條，兩條動態(tài)輔助線標(biāo)識兩個前側(cè)車輪的動態(tài)運(yùn)動軌跡。
16、步驟中，車輛完成與機(jī)輪對接還包括轉(zhuǎn)彎找準(zhǔn)方法和直行對準(zhǔn)方法，
17、所述轉(zhuǎn)彎找準(zhǔn)方法為，操作遙控器控制車輛前行，并不斷調(diào)整轉(zhuǎn)向角度，使機(jī)輪進(jìn)入畫面中的兩條動態(tài)輔助線內(nèi)中間，直至牽引車的車身與機(jī)輪平行。
18、所述直行對準(zhǔn)方法為，操控車輛向前行駛，使得第二靜態(tài)輔助線對準(zhǔn)機(jī)輪中心，接近機(jī)輪時，使得車輪不觸碰第一靜態(tài)輔助線或第三靜態(tài)輔助線
19、本專利技術(shù)公開了一種四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)和方法，包括車輪、人機(jī)交互設(shè)備、車輛控制器和機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)飛機(jī)牽引車的全向運(yùn)動控制和機(jī)輪對接的輔助引導(dǎo)功能，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)飛機(jī)牽引作業(yè)效率和安全性的提升，特別是針對機(jī)庫、艦船等狹小空間內(nèi)的應(yīng)用場景，對于提高飛機(jī)的停置和出動效率大有益處。
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1.一種四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)，其特征在于：包括車輪（7）、人機(jī)交互設(shè)備（1）、車輛控制器（10）和機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)（18），每個車輪（7）處均設(shè)置有電機(jī)組和電機(jī)驅(qū)動器組（4），所述電機(jī)組和電機(jī)驅(qū)動器組（4）電連接，所述電機(jī)驅(qū)動器組（4）、機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)（18）和人機(jī)交互設(shè)備（1）均與車輛控制器（10）電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)，其特征在于：所述車輛控制器（10）包括信息管理模塊（14）和運(yùn)動控制模塊（15），所述信息管理模塊（14）和運(yùn)動控制模塊（15）電連接，所述信息管理模塊（14）用于飛機(jī)機(jī)型參數(shù)的設(shè)定以及控制參數(shù)的計算與調(diào)整，所述運(yùn)動控制模塊（15）用于飛機(jī)牽引車速度的分配和車輪（7）轉(zhuǎn)角的分配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車輛控制系統(tǒng)，其特征在于：所述人機(jī)交互設(shè)備（1）包括人機(jī)界面（2）和遙控組件，所述遙控組件包括遙控器（3）和遙控接收器（9），所述遙控器（3）通過有線或無線與遙控接收器（9）通信連接，所述遙控接收器（9）通過CAN與車輛控制器（10
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)（18）包括機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元（11）、攝像機(jī)（12）和抱輪機(jī)構(gòu)（13），所述攝像機(jī)（12）正對抱輪機(jī)構(gòu)（13），所述攝像機(jī)（12）和機(jī)輪輔助引導(dǎo)控制單元（11）CAN通信連接，所述機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元（11）與車輛控制器（10）CAN通信連接，所述人機(jī)界面（2）與機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元（11）CAN通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車輛控制系統(tǒng)，其特征在于：所述車輛控制系統(tǒng)中還包括電池組（8），所述電機(jī)驅(qū)動器組（4）、車輛控制器（10）和攝像機(jī)（12）均與電池組（8）電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車輛控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電機(jī)驅(qū)動器組（4）包括行走控制器（16）和轉(zhuǎn)向控制器（17），所述電機(jī)組包括轉(zhuǎn)向電機(jī)（5）和行走電機(jī)（6），所述行走控制器（16）與行走電機(jī)（6）電連接，所述行走電機(jī)（6）與車輪（7）中心軸固定連接，所述轉(zhuǎn)向控制器（17）與轉(zhuǎn)向電機(jī)（5）電連接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)（5）固定與車輪（7）輪側(cè)，所述車輪（7）上設(shè)置有齒輪組，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)（5）通過齒輪組驅(qū)動車輪（7）轉(zhuǎn)向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車輛控制系統(tǒng)，其特征在于：所述行走電機(jī)（6）內(nèi)設(shè)置有增量式編碼器，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)（5）內(nèi)設(shè)置有絕對值編碼器，所述增量式編碼器通過行走控制器（16）與車輛控制器（10）電連接，所述絕對值編碼器通過轉(zhuǎn)向控制器（17）與車輛控制器（10）電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制方法，其特征在于：包括如下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利8所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制方法，其特征在于：所述對接輔助引導(dǎo)畫面包括實(shí)時圖像（25）、靜態(tài)輔助線和動態(tài)輔助線(20)，實(shí)時圖像為經(jīng)數(shù)據(jù)處理修正后的抱輪機(jī)構(gòu)（13）前方圖像，靜態(tài)輔助線包括第一靜態(tài)輔助線（21）、第二靜態(tài)輔助線（22）和第三靜態(tài)輔助線（23），三條靜態(tài)輔助線始終與車體縱向平行的輔助線，第二靜態(tài)輔助線（22）與車體縱向中軸線重合，以標(biāo)識出飛機(jī)機(jī)輪對中位置，第一靜態(tài)輔助線（21）和第三靜態(tài)輔助線（23）與抱輪機(jī)構(gòu)（13）兩側(cè)開擋內(nèi)沿重合并向外延伸，以標(biāo)識出機(jī)輪對接的可通行區(qū)域，所述動態(tài)輔助線（20）為兩條，兩條動態(tài)輔助線標(biāo)識兩個前側(cè)車輪的動態(tài)運(yùn)動軌跡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制方法，其特征在于：步驟4中，車輛完成與機(jī)輪對接還包括轉(zhuǎn)彎找準(zhǔn)方法和直行對準(zhǔn)方法，
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)，其特征在于：包括車輪（7）、人機(jī)交互設(shè)備（1）、車輛控制器（10）和機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)（18），每個車輪（7）處均設(shè)置有電機(jī)組和電機(jī)驅(qū)動器組（4），所述電機(jī)組和電機(jī)驅(qū)動器組（4）電連接，所述電機(jī)驅(qū)動器組（4）、機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)（18）和人機(jī)交互設(shè)備（1）均與車輛控制器（10）電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)，其特征在于：所述車輛控制器（10）包括信息管理模塊（14）和運(yùn)動控制模塊（15），所述信息管理模塊（14）和運(yùn)動控制模塊（15）電連接，所述信息管理模塊（14）用于飛機(jī)機(jī)型參數(shù)的設(shè)定以及控制參數(shù)的計算與調(diào)整，所述運(yùn)動控制模塊（15）用于飛機(jī)牽引車速度的分配和車輪（7）轉(zhuǎn)角的分配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車輛控制系統(tǒng)，其特征在于：所述人機(jī)交互設(shè)備（1）包括人機(jī)界面（2）和遙控組件，所述遙控組件包括遙控器（3）和遙控接收器（9），所述遙控器（3）通過有線或無線與遙控接收器（9）通信連接，所述遙控接收器（9）通過can與車輛控制器（10）電連接，所述車輛控制器（10）通過can與人機(jī)界面（2）電連接，所述人機(jī)界面（2）為觸摸顯示屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車控制系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)系統(tǒng)（18）包括機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元（11）、攝像機(jī)（12）和抱輪機(jī)構(gòu)（13），所述攝像機(jī)（12）正對抱輪機(jī)構(gòu)（13），所述攝像機(jī)（12）和機(jī)輪輔助引導(dǎo)控制單元（11）can通信連接，所述機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元（11）與車輛控制器（10）can通信連接，所述人機(jī)界面（2）與機(jī)輪對接輔助引導(dǎo)控制單元（11）can通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向的飛機(jī)牽引車輛控制系統(tǒng)，其特征在于：所述車輛控制系統(tǒng)中還包括電池組（8），所述電機(jī)驅(qū)動器組（4）、車輛控制器（...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王姣龍，趙建波，李劍飛，鄭博天，高治華，劉建偉，劉歡，張鳴揚(yáng)，
申請(專利權(quán))人：中國船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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