一種直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及直升機(jī)絞車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 直升機(jī)絞車是一種在直升機(jī)懸停時(shí)，用來將機(jī)上人員或貨物絞送到地面和將地面 人員或貨物絞上直升機(jī)的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于空中救援中。絞車鋼纜纏繞于鼓輪上，通過控制 鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而控制絞車鋼纜的收放。
[0003] 現(xiàn)有的直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)是根據(jù)絞車鋼纜釋放或回收的長度來控制負(fù)載升降 的速度。具體的，鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪機(jī)構(gòu)下壓壓板，鼓輪每轉(zhuǎn)動(dòng)1周，凸輪機(jī) 構(gòu)下壓壓板1次，計(jì)數(shù)器做1次計(jì)數(shù)，鋼纜長度檢測裝置通過對(duì)鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)來檢測鋼 纜收放長度。當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)預(yù)設(shè)的闊值時(shí)，說明鼓輪已轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的圈數(shù)，相應(yīng)的，絞車鋼纜 已經(jīng)釋放或回收預(yù)設(shè)的長度，此時(shí)，鋼纜長度檢測裝置觸發(fā)行程開關(guān)向絞車控制器發(fā)送信 號(hào)，使絞車控制器控制電機(jī)減速或停機(jī)，從而控制負(fù)載升降的速度。
[0004] 現(xiàn)有的直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)僅依賴于鋼纜長度檢測裝置控制負(fù)載升降，存在一定 的安全隱患。一旦鋼纜長度檢測裝置故障、失效，輕則導(dǎo)致直升機(jī)絞車無法使用，嚴(yán)重的，貝U 會(huì)導(dǎo)致直升機(jī)絞車失控，使得絞車鋼纜和負(fù)載從鼓輪上滑脫、墜落，或者，負(fù)載沖頂，由此帶 來人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失等嚴(yán)重后果。
[0005] 另外，直升機(jī)絞車大多應(yīng)用于野外救援等場合，而野外環(huán)境復(fù)雜，負(fù)載在升降過程 中，絞車鋼纜容易與周圍的障礙物（例如樹枝等）纏繞。在送種情況下，通常依賴于操作員 的經(jīng)驗(yàn)決定是控制負(fù)載繼續(xù)上升或下降，還是停機(jī)。
[0006] 當(dāng)絞車鋼纜與障礙物之間纏繞較為松散時(shí)，按照原有的速度控制負(fù)載繼續(xù)上升或 下降，負(fù)載能夠擺脫障礙物的纏繞繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，若操作員判斷有誤，指示直升機(jī)絞車停機(jī)，會(huì) 影響直升機(jī)絞車作業(yè)的效率；當(dāng)絞車鋼纜與障礙物之間纏繞較為緊密時(shí)，障礙物的阻力過 大，就需要控制直升機(jī)絞車停機(jī)，待障礙物清除后，再繼續(xù)作業(yè)，若此時(shí)操作員判斷有誤，繼 續(xù)控制負(fù)載保持現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)趨勢，則會(huì)導(dǎo)致絞車鋼纜的張力大幅增加，容易出現(xiàn)絞車鋼纜 斷裂的情況。
[0007] 此外，天氣、環(huán)境等因素會(huì)對(duì)操作員的判斷產(chǎn)生很大的影響，而且，操作員的經(jīng)驗(yàn) 參差不齊，無法保證判斷的正確。
[0008] 因此，亟需一種直升機(jī)絞車控制方案，W解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)，用W兼 顧負(fù)載重量和鋼纜收放長度的影響，解決現(xiàn)有的直升機(jī)絞車控制方案可靠性差的問題，提 高直升機(jī)絞車的自動(dòng)化程度。
[0010] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：
[0011] 本發(fā)明提供一種直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)，包括：電機(jī)、電機(jī)控制器、用于檢測電機(jī)轉(zhuǎn) 速的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測裝置、用于檢測鋼纜收放長度的鋼纜長度檢測裝置和包括主控制單元的 絞車控制器，電機(jī)與電機(jī)控制器相連，主控制單元分別與電機(jī)控制器和電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測裝置 相連，主控制單元能夠接收用戶發(fā)送的電機(jī)轉(zhuǎn)速期望值和電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測裝置發(fā)送的電機(jī)轉(zhuǎn) 速檢測值；所述系統(tǒng)還包括用于檢測負(fù)載重量的負(fù)載重量檢測裝置；
[0012] 主控制單元用于，獲取當(dāng)前的負(fù)載重量檢測值和過載量、W及當(dāng)前的鋼纜收放長 度檢測值和鋼纜收放長度比；當(dāng)預(yù)設(shè)的主控制周期到達(dá)時(shí)，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速期望值、當(dāng)前的負(fù) 載重量檢測值和過載量、當(dāng)前的鋼纜收放長度檢測值和鋼纜收放長度比、W及當(dāng)前的電機(jī) 轉(zhuǎn)速檢測值，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值，并將計(jì)算出的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值發(fā)送給電機(jī)控制器，W使 電機(jī)控制器根據(jù)該電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值控制電機(jī)運(yùn)行；其中，過載量是根據(jù)預(yù)設(shè)的第一闊值和 當(dāng)前的負(fù)載重量檢測值計(jì)算得到的；鋼纜收放長度比是根據(jù)預(yù)設(shè)的鋼纜總長度和當(dāng)前的鋼 纜收放長度檢測值計(jì)算得到的。
[0013] 本發(fā)明利用負(fù)載重量檢測裝置檢測負(fù)載重量，絞車控制器的主控制單元根據(jù)當(dāng)前 的負(fù)載重量和過載量、當(dāng)前的鋼纜收放長度和鋼纜收放長度比、當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)速和用戶輸 入的電機(jī)轉(zhuǎn)速期望值，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值，并根據(jù)該電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值控制直升機(jī)絞車的 電機(jī)運(yùn)行；本方案兼顧負(fù)載重量和鋼纜收放長度對(duì)直升機(jī)絞車安全性的影響，整個(gè)控制過 程無需人工手動(dòng)干預(yù)，能夠提高自動(dòng)化程度，并增強(qiáng)直升機(jī)絞車的安全性。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)自檢流程示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制方法中第一從控制單元的控制流程 示意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制方法中第二從控制單元的控制流程 示意圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制方法中第H從控制單元的控制流程 示意圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制方法中主控制單元的控制流程示意 圖；
[0020] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制方法中主控制單元計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速控 制值的流程示意圖之一；
[0021] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制方法中主控制單元計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速控 制值的流程示意圖之二。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯 然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施 例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬 于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該直 升機(jī)絞車系統(tǒng)包括；絞車控制器I、鋼纜長度檢測裝置2、電機(jī)控制器3、電機(jī)4、和電機(jī)轉(zhuǎn)速 檢測裝置5,絞車控制器1包括主控制單元10。鋼纜長度檢測裝置2可W設(shè)置于直升機(jī)絞 車殼體上（非接觸式檢測），能夠檢測鋼纜回收或釋放的長度。電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測裝置5可W設(shè) 置于電機(jī)4的電機(jī)軸的尾端，能夠檢測電機(jī)4的電機(jī)轉(zhuǎn)速，即電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角速度，電機(jī)轉(zhuǎn)速 檢測裝置5可W選用旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)現(xiàn)。
[0024] 電機(jī)4與電機(jī)控制器3相連，主控制單元10分別與電機(jī)控制器3和電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測 裝置5相連，主控制單元10能夠接收用戶發(fā)送的電機(jī)轉(zhuǎn)速期望值和電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測裝置5發(fā) 送的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測值，并能夠向電機(jī)控制器3發(fā)送控制指令，W便根據(jù)控制指令中攜帶的 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值，通過控制電機(jī)控制器3控制電機(jī)4的運(yùn)行。
[0025] 優(yōu)選的，該直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)還可W包括操作手柄6,操作手柄6與絞車控制器 的主控制單元10相連，用戶能夠通過操作手柄6向主控制單元10輸入電機(jī)轉(zhuǎn)速期望值。
[0026] 該直升機(jī)絞車控制系統(tǒng)還包括負(fù)載重量檢測裝置7,負(fù)載重量檢測裝置7可W設(shè) 置于絞車內(nèi)部，能夠檢測負(fù)載重量。
[0027] 主控制單元10用于，獲取當(dāng)前的負(fù)載重量檢測值和過載量、W及當(dāng)前的鋼纜收放 長度檢測值和鋼纜收放長度比；當(dāng)預(yù)設(shè)的主控制周期到達(dá)時(shí)，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速期望值、當(dāng)前的 負(fù)載重量檢測值和過載量、當(dāng)前的鋼纜收放長度檢測值和鋼纜收放長度比、W及當(dāng)前的電 機(jī)轉(zhuǎn)速檢測值，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值，并將計(jì)算出的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值發(fā)送給電機(jī)控制器，W 使電機(jī)控制器根據(jù)該電機(jī)轉(zhuǎn)速控制值控制電機(jī)運(yùn)行。
[0028] 其中，過載量可W根據(jù)預(yù)設(shè)的第一闊值和當(dāng)前的負(fù)載重量檢測值計(jì)算得到，鋼纜 收放長度比可W根據(jù)預(yù)設(shè)的鋼纜總長度和當(dāng)前的鋼纜收放長度檢測值計(jì)算得到。
[0029] 優(yōu)選的，絞車控制器1還可W包括；第一從控制單元11和第二從控制單元12。
[0030] 第一從控制單元11內(nèi)可W預(yù)設(shè)有第一控制周期和第一闊值。優(yōu)選的，第一控制周 期的設(shè)置范圍可W為10微砂一10毫砂，第一闊值為電機(jī)4所承受的過載量的最大值，優(yōu)選 的，第一闊值可W為300%。當(dāng)過載量達(dá)到或超過第一闊值時(shí)，第一從控制單元11控制電機(jī) 4停機(jī)；當(dāng)過載量小于第一闊值時(shí)，由主控制單元10控制電機(jī)4的運(yùn)行。
[0031] 第二從控制單元12內(nèi)可W預(yù)設(shè)有第二控制周期和鋼纜總長度。優(yōu)選的，第二控制 周期的設(shè)置范圍可W為10微砂一10毫砂。
[0032] 第一從控制單元11分別與負(fù)載重量檢測裝置7和主控制單元10相連，能夠在接 收到主控制單元10發(fā)送的負(fù)載重量檢測裝置啟動(dòng)控制指令時(shí)，控制負(fù)載重量檢測裝置7啟 動(dòng)，并接收負(fù)載重量檢測裝置7發(fā)送的負(fù)載重量檢測值。當(dāng)預(yù)設(shè)的第一控制周期到達(dá)時(shí)，第 一從控制單元11能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的第一闊值和當(dāng)前的負(fù)載重量檢測值計(jì)算過載量，并將當(dāng) 前的負(fù)載重量檢測值和過載量發(fā)送給主控制單元10。計(jì)算過載量的具體實(shí)現(xiàn)方式在后續(xù)再 詳細(xì)描述。
[0033] 進(jìn)一步的，第一從控制單元11還用于，在計(jì)算出過載量之后、將當(dāng)前的負(fù)載重量 檢測值和過載量發(fā)送給主控制單元10之前，將過載量與第一闊值相比較，當(dāng)過載量大于或 等于第一闊值時(shí)，向電機(jī)控制器3發(fā)送電機(jī)停機(jī)控制指令，W使電機(jī)控制器3控制電機(jī)4停 機(jī)。
[0034] 第一從控制單元11具體用于，當(dāng)過載量小于第一闊值時(shí)，將當(dāng)前的負(fù)載重量檢測 值和過載量發(fā)送給主控制單元10。
[0035] 第二從控制單元12分別與鋼纜長度檢測裝置2和主控制單元10相連，能夠在接 收到主控制單元10發(fā)送的鋼纜長度檢測裝置啟動(dòng)控制指令時(shí)，控制鋼纜長度檢測裝置2啟 動(dòng)，并接收鋼纜長度檢測裝置2發(fā)送的鋼纜收放長度檢測值。當(dāng)預(yù)設(shè)的第二控制周期到達(dá) 時(shí)，第二從控制單元12能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的鋼纜總長度和當(dāng)前的鋼纜收放長度檢測值計(jì)算鋼 纜收放長度比，并將當(dāng)前的鋼纜收放長度檢測值和鋼纜收放長度比發(fā)送給主控制單元10。 計(jì)算鋼纜收放長度比的具體實(shí)現(xiàn)方式在后續(xù)再詳細(xì)描述。
[0036] 第二從控制單元12還用于，在計(jì)算出鋼纜收放長度比之后、將當(dāng)前的鋼纜收放 長度檢測值和鋼纜收放長度比發(fā)送給主控制單元10之前，判斷鋼纜收放長度比是否等于 100%或0,當(dāng)鋼纜收放長度比等于100%或0時(shí)，向電機(jī)控制器3發(fā)送電機(jī)停機(jī)控制指令， W使電機(jī)控制器3控制電機(jī)4停