本發(fā)明具體涉及一種小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置電氣控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來隨著航空工業(yè)的快速發(fā)展，形式多樣的飛機(jī)品種越來越多，小型飛機(jī)由于其體積小、靈活方便、價(jià)格低等特點(diǎn)，越來越受到人們的廣泛關(guān)注。發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的核心部件，在飛機(jī)生產(chǎn)裝配中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝和拆卸工作尤為復(fù)雜和重要。目前國(guó)內(nèi)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝大多采用機(jī)械及其液壓方式的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝車，機(jī)械及其液壓方式的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝車存在自動(dòng)度化程度低、操作繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，使用相當(dāng)不方便等問題，電動(dòng)方式的并不多見，且目前已有的電動(dòng)式安裝車的控制系統(tǒng)大多采用的電氣元件硬件連接方式，或是單片機(jī)的簡(jiǎn)單控制，存在故障率高、受干擾較大，同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過程存在不能實(shí)時(shí)的操作和可視化觀察，無法實(shí)現(xiàn)精確的定位和復(fù)雜姿態(tài)調(diào)整的控制，自動(dòng)化程度不高等一系列問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自動(dòng)化程度高、拆裝效率高、易于對(duì)接，姿態(tài)容易調(diào)整，在拆裝過程實(shí)時(shí)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)艙間隙的小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置電氣控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置電氣控制系統(tǒng)，小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置的機(jī)械部分包括行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和微調(diào)機(jī)構(gòu)三個(gè)部分，通過驅(qū)動(dòng)三個(gè)部分實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效拆裝；

所述的電氣控制系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器、通訊模塊、動(dòng)力單元、觸摸屏、激光測(cè)距模塊、壓力傳感器、數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)單元、行走伺服控制器、橫向微調(diào)伺服控制器、縱向微調(diào)伺服控制器、航向微調(diào)伺服控制器、升降伺服控制器、行走電機(jī)、升降電機(jī)、橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)、行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和微調(diào)機(jī)構(gòu)；

所述的動(dòng)力單元分別與可編程邏輯控制器、觸摸屏、數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)單元連接，提供動(dòng)力支持，動(dòng)力單元為觸摸屏和可編程邏輯控制器提供dc24v電源動(dòng)力供給，動(dòng)力單元為數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)單元提供dc12v電源動(dòng)力供給；

所述的可編程邏輯控制器分別與觸摸屏、激光測(cè)距模塊、壓力傳感器連接，可編程邏輯控制器與觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在觸摸屏上對(duì)行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和微調(diào)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度和目標(biāo)位置進(jìn)行設(shè)置，并對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示；可編程邏輯控制器對(duì)激光測(cè)距模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，保證系統(tǒng)與飛機(jī)位置定位；壓力傳感器實(shí)時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝載荷，并傳輸給可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器分析判斷是否超出規(guī)定的限度；

所述的通訊模塊與可編程邏輯控制器、伺服控制器連接，伺服控制器包括行走伺服控制器、升降伺服控制器、橫向微調(diào)伺服控制器、縱向微調(diào)伺服控制器和航向微調(diào)伺服控制器連接，可編程邏輯控制器通過通訊模塊將數(shù)據(jù)傳輸給伺服控制器，使其驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)；行走伺服控制器與行走電機(jī)連接，行走電機(jī)與行走機(jī)構(gòu)連接，通過行走電機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制；升降伺服控制器與升降電機(jī)連接，升降電機(jī)與升降機(jī)構(gòu)連接，通過可編程邏輯控制器對(duì)升降伺服控制器的發(fā)送數(shù)據(jù)指令，驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)，通過升降電機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)和控制；橫向微調(diào)伺服控制器與橫向微調(diào)電機(jī)連接，縱向微調(diào)伺服控制器與縱向微調(diào)電機(jī)連接，航向微調(diào)伺服控制器與航向微調(diào)電機(jī)連接，并將橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)與微調(diào)機(jī)構(gòu)連接，通過驅(qū)動(dòng)橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置微調(diào)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。

小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置電氣控制系統(tǒng)系統(tǒng)通過行走機(jī)構(gòu)、升級(jí)機(jī)構(gòu)、微調(diào)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)小型發(fā)動(dòng)機(jī)在安裝和拆卸過程中復(fù)雜姿態(tài)的微動(dòng)調(diào)整，并通過數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)單元對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝和拆卸的間隙觀察，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的操作和可視化觀察，精確的定位和復(fù)雜姿態(tài)調(diào)整的自動(dòng)化控制，該控制系統(tǒng)的行走電機(jī)、升降電機(jī)、橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)均采用伺服電機(jī)。

本發(fā)明的有益效果：本電氣控制系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)處理、伺服運(yùn)動(dòng)控制和電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置的自動(dòng)控制和精確定位；采用數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)克服了以往利用傳統(tǒng)多個(gè)人工觀察安裝間隙的不足，實(shí)現(xiàn)了小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過程的可視化觀察，減輕了人工操作的負(fù)擔(dān)；改變以往單片機(jī)的簡(jiǎn)單控制方式，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，以及提高了控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度和可靠性，大幅提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了智能的檢測(cè)和控制。

附圖說明

圖1是一種小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是一種小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置電氣控制系統(tǒng)的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例

該控制系統(tǒng)由可編程邏輯控制器、通訊模塊、動(dòng)力單元、觸摸屏、激光測(cè)距模塊、壓力傳感器、數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)單元、行走伺服控制器、升降伺服控制器、橫向微調(diào)伺服控制器、縱向微調(diào)伺服控制器、航向微調(diào)伺服控制器、行走電機(jī)、升降電機(jī)、橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、橫向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)、行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、微調(diào)機(jī)構(gòu)組等組成。

小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置包括底部行走機(jī)構(gòu)，中間部分的升降機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)機(jī)械連接，在升降機(jī)構(gòu)上部是微調(diào)機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)與微調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)械連接，構(gòu)成小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置的整體框架式機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置的水平行走，可實(shí)現(xiàn)指定位置的到達(dá)，通過升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝裝置的整體升高或降低，通過微調(diào)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)拆裝的微調(diào)整。通過觸摸屏對(duì)可編程邏輯控制器發(fā)出控制指令，并利用伺服控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、微調(diào)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)安裝與拆卸控制。

動(dòng)力單元為系統(tǒng)提供動(dòng)力，采用蓄電池方式輸出兩組電源，輸出dc24v為觸摸屏、可編程邏輯控制器提供動(dòng)力供給，動(dòng)力單元提供dc12v為數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)單元提供動(dòng)力供給。并采用ac220v對(duì)動(dòng)力單元進(jìn)行充電，進(jìn)行電源補(bǔ)給，滿足實(shí)際的使用需求。

可編程邏輯控制器分別連接觸摸屏、通訊模塊、激光測(cè)距模塊、壓力傳感器?？删幊踢壿嬁刂破髋溆幸蕴W(wǎng)接口與觸摸屏的通訊接口連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、并在控制器的右側(cè)配置底板與通訊模塊連接，同時(shí)擴(kuò)展了多個(gè)輸入輸出模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的采集與控制。

觸摸屏負(fù)責(zé)發(fā)出行走電機(jī)、升降電機(jī)、橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)的正傳命令、反轉(zhuǎn)命令、啟動(dòng)命令、停止命令速度參數(shù)設(shè)置、速度顯示及其狀態(tài)顯示。觸摸屏配有以太網(wǎng)通訊接口，便于與可編程邏輯控制器進(jìn)行總線連接和數(shù)據(jù)的交互，在觸摸屏上分別包括參數(shù)設(shè)置屏、自動(dòng)操作屏、手動(dòng)操作屏、維護(hù)操作屏、狀態(tài)顯示操作屏等畫面。

系統(tǒng)配置數(shù)字視頻監(jiān)測(cè)單元，視頻監(jiān)測(cè)單元由攝像頭、監(jiān)控器、顯示屏三部分組成。采用攝像頭對(duì)飛機(jī)的拆裝過程進(jìn)行視頻監(jiān)控，在飛機(jī)內(nèi)腔體側(cè)翼多個(gè)輔助窗口中安裝高清晰度微型攝像頭，通過監(jiān)控器處理視頻，并通過顯示屏觀察發(fā)動(dòng)機(jī)在安裝和拆卸過程，實(shí)時(shí)的觀察發(fā)動(dòng)機(jī)外廓與飛機(jī)結(jié)構(gòu)框之間的間隙，避免發(fā)動(dòng)機(jī)外廓與飛機(jī)結(jié)構(gòu)框發(fā)生碰撞。

通訊模塊安裝在可編程邏輯控制器的右側(cè)，通過通訊模塊上的rs485+和rs485-接線端子與行走伺服控制器、升降伺服控制器、橫向微調(diào)伺服控制器、縱向微調(diào)伺服控制器、航向微調(diào)伺服控制器連接，通訊模塊具有modbus-rtu通訊協(xié)議，同時(shí)將通訊模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸給可編程功能邏輯控制器進(jìn)行分析和處理。

激光測(cè)距傳感器與可編程邏輯控制連接，安裝在微調(diào)機(jī)構(gòu)的前部，通過激光測(cè)距傳感器進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝系統(tǒng)與飛機(jī)相對(duì)位置的定位。工作時(shí)激光測(cè)距傳感器發(fā)出一束紅色激光，投射在靶板上形成紅點(diǎn)，進(jìn)而測(cè)得相對(duì)距離并實(shí)時(shí)向可編程邏輯控制器發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，同時(shí)數(shù)據(jù)將在觸摸屏界面反饋，方便工作人員查看，激光測(cè)距傳感器有效距離為200mm到2000mm。

壓力傳感器與可編程邏輯控制連接，在微調(diào)機(jī)構(gòu)上安裝壓力傳感器，對(duì)支撐的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將信號(hào)傳送給可編程邏輯控制器進(jìn)行處理。當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的壓力值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警提示。保證發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝時(shí)載荷預(yù)先卸載，防止在拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)推力銷受到損傷。

行走伺服控制器與行走電機(jī)連接，行走電機(jī)與行走機(jī)構(gòu)連接，利用可編程邏輯控制器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)指令，行走電機(jī)進(jìn)行控制運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制；升降伺服控制器與升降電機(jī)連接，升降電機(jī)與升降機(jī)構(gòu)連接，通過可編程邏輯控制器對(duì)升降伺服控制器的發(fā)送數(shù)據(jù)指令，驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)，通過升降電機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小型發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)和控制；橫向微調(diào)伺服控制器與橫向微調(diào)電機(jī)連接，縱向微調(diào)伺服控制器與縱向微調(diào)電機(jī)連接，航向微調(diào)伺服控制器與航向微調(diào)電機(jī)連接，并將橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)與微調(diào)機(jī)構(gòu)連接，通過驅(qū)動(dòng)橫向微調(diào)電機(jī)、縱向微調(diào)電機(jī)、航向微調(diào)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝微調(diào)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。

控制系統(tǒng)工作時(shí)操作人員按操作說明使用，系統(tǒng)工作流程參見附圖2，連接電源正常工作后，通過觸摸屏發(fā)出控制指令使行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行，并利用激光測(cè)距傳感器檢測(cè)進(jìn)行相對(duì)位置的定位，定位完成過后，通過觸摸屏發(fā)出控制指令驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)運(yùn)行，到達(dá)指定位置后，利用壓力傳感器檢測(cè)微調(diào)機(jī)構(gòu)的支撐壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，無報(bào)警后，再通過觸摸屏發(fā)出控制指令驅(qū)動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)運(yùn)行，在對(duì)微調(diào)機(jī)構(gòu)調(diào)整過程中，同時(shí)利用數(shù)字視頻觀察拆裝間隙碰撞情況，微動(dòng)調(diào)整保證發(fā)動(dòng)機(jī)完好對(duì)接后，停止調(diào)整，完成小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝的整個(gè)過程，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的高效安裝。