自动牵引舰载直升机的方法与流程

本发明涉及直升机技术领域，尤其涉及一种自动牵引舰载直升机的方法。

背景技术：

舰载直升机在动荡不定的起降平台上操作是非常困难的，尽管直升机本身性能能够胜任比较高的海情，但如果直升机不能在作战使命规定的条件下，从机库安全移到起降平台起飞，或者降落后安全转移至机库是没有任何意义的。舰载直升机的保障能力高低，直接影响舰载直升机作战能力和全舰综合作战效能的充分发挥。为了保障舰载直升机能够在各种复杂情况下，顺利的进行牵引转运作业，在舰载直升机牵引的过程中，保障人员需要根据当前的实际使用环境和具体情况，选择合适的观察操作位置，通过精确的操作来控制直升机的牵引过程，并在遇到紧急情况时能够快速将直升机锁死在某一位置，以避免冲撞、移动等突发情况。在舰载直升机牵引转运方面，目前我国多采用绞车牵引系统，实现直升机在甲板上的牵引作业，为将直升机牵引入库或者牵引直升机到指定作业区，需先将牵引装置连接上直升机，再解除系留索具，用牵引装置牵引直升机完成牵引作业，直到直升机被移到指定位置为止。该类系统的缺点是舰载直升机转运准备和转运过程中需要的舰面保障工作人员较多，自动化程度低，并且需要舰面工作人员到起降平台上进行操作，操纵比较困难，安全性较低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种自动牵引舰载直升机的方法，能够实现舰载直升机的自动牵引、转运。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，一种自动牵引舰载直升机的方法，该方法利用的控制设备包括：控制计算机、操作控制台、移动牵引控制盒、随动牵引控制盒、牵引装置，包括以下步骤：

S1、检查各个控制设备的状态，将各个控制设备相互连接组成控制回路；

S2、进行各个控制设备的自检并显示状态；

S3、根据牵引作业的需要，连接所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒；

S4、根据牵引作业的需要，选择控制方式；

S5、持续检查所述操作控制台、所述移动牵引控制盒、所述随动牵引控制盒的状态，按照控制位置切换逻辑切换控制位置；

S6、根据使用人员的输入，进行牵引控制。

根据一示例实施例，所述步骤S1还包括：

连接所述操作控制台与所述控制计算机的显示信号线缆，连接所述牵引装置的数据通信线缆与所述控制计算机，各个控制设备与所述控制计算机通过独立的通信信道进行数据通信，所述操作控制台、所述移动牵引控制盒、所述随动牵引控制盒通过独立的IO线缆与所述牵引装置连接。

根据一示例实施例，所述步骤S1还包括：使用统一的配电箱向各个控制设备供电。

根据一示例实施例，所述步骤S2还包括：

按下所述操作控制台上的供电按钮启动各个控制设备进行上电自检，各个控制设备将各自的状态持续地发送给所述控制计算机，当发现接收的状态异常或者不能接收到状态时，显示报警信息。

根据一示例实施例，所述步骤S3还包括：

根据牵引作业的需要，将所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒的数据通信线缆连接至甲板、所述牵引装置的连接件上，所述连接件连接所述控制计算机，所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒连接后，将自身状态持续地发送给所述控制计算机，所述控制计算机持续检查所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒的状态，当发现状态异常或者不能接收到所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒的状态时，显示报警信息。

根据一示例实施例，所述步骤S4还包括：

在外界环境不能保障甲板作业时，在所述操作控制台上拨动控制位置切换开关为内部控制，当需要进行精密操作或者需要在甲板机库旁进行牵引作业时，在所述操作控制台上拨动控制位置切换开关为外部控制；

当所述控制位置切换开关处于内部控制时，所述操作控制台根据所述操作控制台上的牵引控制摇杆被推动的程度，向所述控制计算机持续地发送牵引控制指令，所述牵引控制指令包括左右方向和前后方向的指令；

当所述控制位置切换开关处于外部控制时，若连接了所述移动牵引控制盒，则所述移动牵引控制盒根据所述牵引控制摇杆被前后推动的程度，向所述控制计算机持续地发送牵引控制指令，其中，当所述牵引控制摇杆前后的推动量过小时，所述移动牵引控制盒向所述控制计算机发送所述牵引控制指令的数据为零，当所述牵引控制摇杆前后的推动量过大时，所述移动牵引控制盒向所述控制计算机发送所述牵引控制指令数据为约定最大值；以及

当所述控制位置切换开关处于外部控制时，若连接了所述随动牵引控制盒，则所述随动牵引控制盒根据所述牵引控制摇杆被推动的程度，向所述控制计算机持续地发送所述牵引控制指令，其中，当所述牵引控制摇杆的推动量过小时，所述随动牵引控制盒向所述控制计算机发送所述牵引控制指令的数据为零，当所述牵引控制摇杆的推动量过大时，所述随动牵引控制盒向所述控制计算机发送所述牵引控制指令数据为约定最大值。

根据一示例实施例，所述步骤S5还包括：

检查用户输入的控制方式是否发生变化；

当接收到控制方式为内部控制时，所述控制计算机判断当前是否为所述操作控制台进行控制，若是则不进行后续处理，若不是则切换当前控制位置为所述操作控制台，处理所述操作控制台发送的牵引指令；

当接收到控制方式为外部控制时，所述控制计算机判断当前是否连接了所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒，若发现未连接任何控制盒或者连接了多个控制盒，则所述控制计算机提示无外部控制盒连接或者连接了多个控制盒，不再处理任一位置的牵引指令；以及

当正确连接了所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒时，所述控制计算机处理所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒发送的牵引指令。

根据一示例实施例，所述步骤S6还包括：

使用所述操作控制台控制时，当需要向机库内进行牵引时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“入库”的方向，当需要向机库外进行牵引时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“出库”的方向，当需要使直升机机头向左舷侧转向时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“左舷”的方向，当需要使直升机机头向右舷转向时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“右舷”的方向，所述操作控制台根据用户的输入，将所述牵引控制摇杆的推动量量化得出出入库移动速度值及左右转向值，发送给所述控制计算机，当所述牵引控制摇杆的推动量过小时，所述操作控制台向所述控制计算机发送的数据为零，当所述牵引控制摇杆的推动量过大时，所述操作控制台向所述控制计算机发送的数据为约定最大值；

使用所述移动牵引控制盒控制时，当需要向机库内进行牵引时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“入库”的方向，当需要向机库外进行牵引时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“出库”的方向，当需要使直升机机头向左舷侧转向时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“左舷”的方向，当需要使直升机机头向右舷转向时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“右舷”的方向，所述移动牵引控制盒根据用户的输入，将所述牵引控制摇杆的推动量量化得出出入库移动速度值及左右转向值，发送给所述控制计算机，当所述牵引控制摇杆的推动量过小时，所述移动牵引控制盒向所述控制计算机发送的数据为零，当所述牵引控制摇杆的推动量过大时，所述移动牵引控制盒向所述控制计算机发送的数据为约定最大值；

使用所述随动牵引控制盒控制时，当需要向机库内进行牵引时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“入库”的方向；当需要向机库外进行牵引时，用户拨动所述牵引控制摇杆至标识“出库”的方向，所述随动牵引控制盒根据用户的输入，将所述牵引控制摇杆的推动量量化得出出入库移动速度值，发送给所述控制计算机，当所述牵引控制摇杆的推动量过小时，所述随动牵引控制盒向所述控制计算机发送的数据为零，当所述牵引控制摇杆的推动量过大时，所述随动牵引控制盒向所述控制计算机发送的数据为约定最大值；

所述控制计算机接收当前控制位置的指令后，根据约定的格式进行数值转换，将所述出入库移动速度值转换为向所述牵引装置发送的出入库移动速度指令，将所述左右转向值转换为向所述牵引装置发送的转向控制指令，若接收到非当前控制位置的指令，不进行上述处理；以及

所述牵引装置接收到牵引指令后，根据所述出入库移动速度指令和所述转向控制指令控制自身运动，进而驱动与其紧密链接的直升机按照期望的方向、速度移动。

根据一示例实施例，还包括以下步骤：

S7、当检测到任意控制位置的急停控制指令被触发时，响应急停控制指令。

根据一示例实施例，所述步骤S7还包括：

所述控制计算机持续检查所述操作控制台、所述移动牵引控制盒和所述随动牵引控制盒的急停控制信号，当所述操作控制台、所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒上设置的急停控制按钮被按下时，所述操作控制台、所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒向所述控制计算机发送急停控制信号、向所述牵引装置发送硬件IO信号，所述控制计算机检测到所述急停控制信号，则向所述牵引装置发送急停指令，所述牵引装置接收到所述急停指令或者所述硬件IO信号后，进行急停动作，并将急停状态发送给所述控制计算机，所述控制计算机接收到所述急停状态后，在所述操作控制台上的显示器显示当前正在处于所述急停状态；以及

当紧急情况解除后，抬起所述急停按钮以解除所述急停状态，所述操作控制台、所述移动牵引控制盒或者所述随动牵引控制盒向所述控制计算机发送解除急停控制信号，当所述控制计算机检测到所述操作控制台、所述移动牵引控制盒和所述随动牵引控制盒的所述急停按钮均为抬起时，向所述牵引装置发送解除急停指令，所述牵引装置接收到所述解除急停指令后，进行解除急停动作，并将解除急停状态发送给所述控制计算机，所述控制计算机取消在所述操作控制台上的显示器显示当前处于所述急停状态。

本发明有益效果如下：

本发明的自动牵引舰载直升机的方法，利用控制计算机进行自动控制，在舰载直升机的转运准备和转运过程中实现自动牵引，不需要较多的舰面保障工作人员，自动化程度高，操作简便，安全性高。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明应用自动牵引舰载直升机的方法的控制设备组成示意图。

图2为本发明自动牵引舰载直升机的方法流程图。

图3为本发明牵引控制位置切换逻辑图。

图4为本发明牵引控制指令交互示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

如图1所示，应用自动牵引舰载直升机的方法的控制设备主要包括：控制计算机11、操作控制台12、移动牵引控制盒13、随动牵引控制盒14、牵引装置15等。

控制计算机11：负责各个控制设备的信息处理和状态监视，检查各个控制设备的状态，处理各个控制设备的控制指令和控制方式切换指令，向牵引装置15发送控制指令。

操作控制台12：安装在操控舱室内部，负责提供操作控制功能，可显示控制状态，可进行控制方式切换，并向使用人员提供急停、牵引控制的操作输入。主要在外部环境较恶劣时使用。

移动牵引控制盒13：安装在甲板面机库附近，负责在甲板上接收使用人员的操作，提供急停、牵引控制(纵向控制)的操作输入。主要在牵引出机库、保障特殊机型时使用。

随动牵引控制盒14：安装在牵引装置15上，负责向使用人员提供急停、牵引控制的操作输入。主要在牵引入机库或者需要进行较精密操作时使用。

牵引装置15：负责完成对舰载直升机的牵引。

图2为自动牵引舰载直升机的方法流程图。

如图2所示，自动牵引舰载直升机的方法包括以下步骤：

S1、检查各个控制设备的状态，将控制设备相互连接组成控制回路。

检查控制计算机11、操作控制台12、牵引装置15是否完好。将操作控制台12、牵引装置15的数据通信线缆与控制计算机11连接起来，牵引装置15的数据通信线缆可采用CAN BUS2.0B现场总线。连接操作控制台12与控制计算机11的显示信号线缆。在需要时，检查移动牵引控制盒13、随动牵引控制盒14是否完好。各个控制设备与控制计算机11可通过独立的通信信道进行数据通信，例如控制器局域网络(Controller Aera Network,CAN)通信信道，从而保证数据通信的独立与互不干扰。同时，对于急停控制指令，操作控制台12、移动牵引控制盒13、随动牵引控制盒14可通过独立的IO连接线缆与牵引装置15连接，以保证数据通信的可靠。

检查控制计算机11、操作控制台12、牵引装置15的供电是否正常，例如可使用统一的配电箱向各个控制设备供电。在需要时，检查移动牵引控制盒13、随动牵引控制盒14的供电是否正常。

S2、通过操作控制台12上的开关启动各个控制设备，进行自检并显示状态。

按下操作控制台12上的供电按钮，各个控制设备进行上电自检，将各自的状态持续地发送给控制计算机11，控制计算机11将各个控制设备的状态通过操作控制台12的显示器显示出来，并持续检查各个控制设备的状态，当发现接收的状态异常或者不能接收到其状态时，在显示器上显示报警信息。报警信息可为醒目的图形、文字，或者声音例如蜂鸣器等，以达到提醒用户注意的目的，本发明不以此为限。

S3、根据牵引作业的需要，控制计算机11连接移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14。

根据牵引作业的具体需要，将移动牵引控制盒13的数据通信线缆连接至甲板上，将随动牵引控制盒14的数据通信线缆连接至牵引装置15的连接件上，上述连接件连接控制计算机11，从而使移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14与控制计算机11相接，并能够与控制计算机11进行通信。移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14连接后，将自身状态持续地发送给控制计算机11，控制计算机11将移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14的状态通过操作控制台12的显示器显示出来，操作控制台12的显示器能够显示移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14的连接状态为连接。控制计算机11发现移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14连接后，开始持续检查连接设备的状态，当发现接收的状态异常或者不能接收到移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14的状态时，在显示器上显示报警信息。报警信息可为醒目的图形、文字，或者声音例如蜂鸣器等，以达到提醒用户注意的目的，本发明不以此为限。

S4、根据牵引作业的需要，选择控制方式。

根据牵引作业的需要，在外界环境(气候、温度、特殊情况等)不能保障甲板作业时，在操作控制台12上拨动控制位置切换开关为内部控制，即由操作控制台12控制，此种控制方式为系统启动时的默认控制方式。当需要进行精密操作或者需要在甲板机库旁进行牵引作业时，在操作控制台12上拨动控制位置切换开关为外部控制。

当控制位置切换开关处于内部控制时，操作控制台12根据操作控制台12上的牵引控制摇杆被推动的程度，向控制计算机11按照约定好的数据格式持续地发送牵引控制指令，上述牵引控制指令可包括左右方向和前后方向的指令。

当控制位置切换开关处于外部控制时，若连接了移动牵引控制盒13，则移动牵引控制盒13根据牵引控制摇杆被前后推动的程度，向控制计算机11按照约定好的数据格式持续地发送牵引控制指令。其中，当牵引控制摇杆的推动量过小时，则移动牵引控制盒13向控制计算机11发送牵引控制指令数据为零，当牵引控制摇杆的推动量过大时，则移动牵引控制盒13向控制计算机11发送牵引控制指令数据为约定最大值。

当控制位置切换开关处于外部控制时，若连接了随动牵引控制盒14，则随动牵引控制盒14根据牵引控制摇杆被推动的程度，向控制计算机11按照约定好的数据格式持续地发送牵引控制指令。其中，当牵引控制摇杆的推动量过小时，则随动牵引控制盒14向控制计算机11发送牵引控制指令数据为零；当牵引控制摇杆的推动量过大时，则随动牵引控制盒14向控制计算机11发送牵引控制指令数据为约定最大值。

S5、控制计算机11持续检查操作控制台12、移动牵引控制盒13、随动牵引控制盒14的状态，并按照图3所示的控制位置切换逻辑切换控制位置。

检查用户输入的控制方式是否发生变化。

当接收到控制方式为内部控制时，控制计算机11判断当前是否为操作控制台12控制，若是则不进行后续处理，若不是则切换当前控制位置为操作控制台12，开始处理操作控制台12发送过来的牵引指令，不再处理移动牵引控制盒13、随动牵引控制盒14的牵引指令。

当接收到控制方式为外部控制时，控制计算机11判断当前是否连接了移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14，若发现未连接任何控制盒或者连接了多个控制盒，则控制计算机11在显示器上显示无外部控制盒连接或者连接了多个控制盒，同时不再处理任一位置的牵引指令。当正确连接了移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14时，控制计算机11开始处理已连接的控制盒发送过来的牵引指令，不再处理操作控制台12和其他控制盒的牵引指令。

S6、根据使用人员的输入，进行牵引控制。

在进行牵引控制时，各个控制设备相互间的数据交互如图4所示。使用人员根据牵引作业的具体需要，进行相应操作，不断地对直升机进行牵引控制，使直升机以较低的速度安全、稳定地移动到指定的位置。

使用操作控制台12控制时：当需要向机库内进行牵引时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“入库”的方向，当需要向机库外进行牵引时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“出库”的方向；当需要使直升机机头向左舷侧转向时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“左舷”的方向，当需要使直升机机头向右舷转向时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“右舷”的方向。操作控制台12根据用户的输入，将牵引控制摇杆的推动量量化得出需要发送的出入(前后)库移动速度值及左右转向值，并将上述数值进行打包后通过独立的通信信道发送给控制计算机11。当牵引控制摇杆的推动量过小时，操作控制台12向控制计算机11发送的数据为零，当牵引控制摇杆的推动量过大时，操作控制台12向控制计算机11发送的数据为约定最大值。

使用移动牵引控制盒13控制时：当需要向机库内进行牵引时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“入库”的方向(前)，当需要向机库外进行牵引时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“出库”的方向(后)，当需要使直升机机头向左舷侧转向时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“左舷”的方向(左)，当需要使直升机机头向右舷转向时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“右舷”的方向(右)。移动牵引控制盒13根据用户的输入，将牵引控制摇杆的推动量量化得出需要发送的出入库(前后)移动速度值及左右转向值(带有方向指向的整数值，向右舷方向为正值)，并将上述指令进行打包后通过独立的通信信道发送给控制计算机11。当牵引控制摇杆的推动量过小时，移动牵引控制盒13向控制计算机11发送牵引控制指令数据为零，当牵引控制摇杆的推动量过大时，移动牵引控制盒13向控制计算机11发送牵引控制指令数据为约定最大值。

使用随动牵引控制盒14控制时：当需要向机库内进行牵引时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“入库”的方向(前)，当需要向机库外进行牵引时，用户拨动牵引控制摇杆至标识“出库”的方向(后)。随动牵引控制盒14根据用户的输入，将牵引控制摇杆的推动量量化得出需要发送的出入库(前后)移动速度值，并将上述指令进行打包后通过独立的通信信道发送给控制计算机11。当牵引控制摇杆的推动量过小时，随动牵引控制盒14向控制计算机11发送牵引控制指令数据为零，当牵引控制摇杆的推动量过大时，随动牵引控制盒14向控制计算机11发送牵引控制指令数据为约定最大值。

控制计算机11接收当前控制位置的指令后，根据约定的格式进行数值转换，将出入库移动速度值转换为向牵引装置15发送的出入库移动速度指令，该出入库移动速度指令可为带有方向指向的整数值，向入库方向为正值，等于0时表示停止移动。将左右转向值转换为向牵引装置发送的牵引装置转向控制指令，当左右转向值为正时，发送向右舷转向指令，当左右转向值为负时，发送向左舷转向指令，当左右转向值为0时，发送停止转向指令。得出上述数值后，将牵引指令按照与牵引装置15约定的格式发送至牵引装置15。若接收到非当前控制位置的指令，不进行上述处理。

牵引装置15接收到牵引指令后，得到出入库移动速度指令和转向控制指令，并根据指令控制自身运动，进而驱动与其紧密链接的直升机按照用户期望的方向、速度移动，以达到牵引直升机的目的。

S7、当检测到任意控制位置的急停控制指令被触发时，响应急停控制指令。

当用户在牵引作业过程中发现紧急情况，需要紧急停止牵引并将直升机锁死在当前位置时，可以在任意控制设备按下急停按钮来触发急停控制信号，以保证急停控制按钮在任意一个控制设备被触发时，任意控制设备都能使牵引作业紧急停止。控制计算机11在工作过程中持续检查操作控制台12、移动牵引控制盒13和随动牵引控制盒14的急停控制信号的状态，操作控制台12、移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14在急停控制按钮被按下时，操作控制台12、移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14向控制计算机11发送急停控制信号、向牵引装置15发送硬件IO信号。控制计算机11一旦检测到任意一个控制设备的急停控制信号被触发时，则立即向牵引装置15发送急停指令。牵引装置15接收到急停指令或者硬件IO信号后，立即进行刹车、急停动作，完成急停动作后，将急停状态发送给控制计算机11，控制计算机11接收到急停状态后，在操作控制台12上的显示器显示当前正在处于急停状态。

当用户认为当前紧急情况解除后，可将已按下的急停按钮抬起，来解除急停状态。在急停控制按钮被抬起时，操作控制台12、移动牵引控制盒13或者随动牵引控制盒14向控制计算机11发送解除急停控制信号。控制计算机11在急停状态时，仍然持续检查操作控制台12、移动牵引控制盒13和随动牵引控制盒14的急停控制信号的状态。当控制计算机11检测到操作控制台12、移动牵引控制盒13和随动牵引控制盒14的急停按钮均为抬起时，则向牵引装置15发送解除急停指令。牵引装置15接收到解除急停指令后，立即进行松开刹车、解除急停动作，完成后，将解除急停状态通发送给控制计算机11，控制计算机11取消在操作控制台上的显示器显示当前正在处于急停状态。

综上所述，本发明实施例提供了一种自动牵引舰载直升机的方法，利用控制计算机进行自动控制，在舰载直升机的转运准备和转运过程中实现自动牵引，不需要较多的舰面保障工作人员，自动化程度高，操作简便，安全性高。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。