一种飞机空中硬式加油自动控制对接方法
【专利摘要】本发明公开了一种飞机空中硬式加油自动控制对接方法。所述方法包括分别建立第一坐标系、第二坐标系以及第三坐标系；控制受油机受油口运动到加油包线内的对接位置，将受油机受油口的位置坐标转换成第一坐标系内位置坐标；将受油机受油口在第一坐标系内的位置坐标作为加油机加油杆加油接头的目标位置，驱动加油机加油杆加油接头向目标位置运动；在加油机加油杆加油接头到达目标位置时驱动受油机受油口进行方向角调整，使受油机受油口正对加油机加油杆加油接头；当受油机受油口正对加油机加油杆加油接头时驱动加油机加油杆伸长，使加油机加油杆加油接头进入受油机受油口进行加油。解决了现有技术中没有进行加油机以及受油机的地面模拟试验的问题。
【专利说明】
一种飞机空中硬式加油自动控制对接方法
技术领域
[0001] 本发明涉及飞机空中加油技术领域，特别是涉及一种飞机空中硬式加油自动控制 对接方法。
【背景技术】
[0002] 在在空中加油过程中，加油机加油杆和受油机受油口是相对运动的两个物体，他 们拥有各自的运动轨迹和运动范围，同时，由于气流的作用，它们始终处于一种起伏状态， 这更是增加了对接的难度。
[0003] 现有技术中，没有进行加油机以及受油机的地面模拟试验。
[0004] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种飞机空中硬式加油自动控制对接方法来克服或至少 减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种飞机空中硬式加油自动控制对接方法，飞机空 中硬式加油包括受油机以及加油机，受油机上设置有受油机受油口运动模拟装置，加油机 上设置有加油机加油杆加油接头运动模拟装置，受油机受油口运动模拟装置与加油机加油 杆加油接头运动模拟装置相互对接实现硬式加油，所述飞机空中硬式加油自动控制对接方 法包括:步骤1:以加油机加油杆运动万向节为原点建立第一坐标系；步骤2:以受油机受油 口的水平左右运动重点、竖直上下运动最低点、与水平前后运动距离加油机加油杆万向节 距离最近点三者交点为原点建立第二坐标系;步骤3:以受油机受油口中心点为原点建立第 三坐标系；步骤4:控制受油机受油口运动到加油包线内的任一对接位置，并将受油机受油 口的位置坐标转换成第一坐标系内的位置坐标;步骤5:将受油机受油口在第一坐标系内的 位置坐标作为加油机加油杆加油接头的目标位置，驱动加油机加油杆加油接头向目标位置 运动；步骤6:在加油机加油杆加油接头到达目标位置时，驱动受油机受油口进行方向角调 整，使受油机受油口正对加油机加油杆加油接头;步骤7:当受油机受油口正对加油机加油 杆加油接头时，驱动加油机加油杆伸长，使加油机加油杆加油接头进入受油机受油口并锁 紧，进行加油。
[0007] 优选地，当所述步骤7中的加油机加油杆加油接头与受油机受油口脱离时，重复所 述步骤4至所述步骤7。
[0008] 优选地，所述步骤1中的第一坐标系具体为:第一坐标系以加油机加油杆运动万向 节中心为原点，以与地面平行过原点向右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延 伸为Y轴正方向，以与地面平行过原点与X轴正方向顺时针夹角90°为Z轴正方向建立。
[0009] 优选地，所述步骤2中的第二坐标系具体为以受油机受油口水平左右运动中点、与 竖直上下运动最低点、与水平前后运动距离加油机加油杆万向节距离最近点三者交点为原 点，以与地面平行过原点向右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延伸为Y轴正 方向，以与地面平行过原点与X轴正方向顺时针夹角90°为Z轴正方向建立。
[0010] 优选地，所述步骤3中的第三坐标系具体为以受油机受油口中心点为坐标原点，以 与地面平行过原点向右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延伸为Y轴正方向， 以与地面平行过原点与X轴正方向逆时针夹角90°为Z轴正方向。
[0011] 本发明提供了一种飞机空中硬式加油自动控制对接方法，从而用于模拟加油机加 油杆加油接头和受油机受油口在空中的自动对接，解决了现有技术中没有进行加油机以及 受油机的地面模拟试验的问题。
【附图说明】
[0012] 图1是根据本发明一实施例的飞机空中硬式加油自动控制对接方法的流程示意 图。
[0013] 图2是图1所示的飞机空中硬式加油自动控制对接方法的坐标示意图。
[0014] 附图标记
【具体实施方式】
[0016]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类 似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用 于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下 面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0017]在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护 范围的限制。
[0018] 图1是根据本发明一实施例的飞机空中硬式加油自动控制对接方法的流程示意 图。图2是图1所示的飞机空中硬式加油自动控制对接方法的坐标示意图。
[0019] 飞机空中硬式加油包括受油机以及加油机，受油机上设置有受油机受油口运动模 拟装置，加油机上设置有加油机加油杆加油接头运动模拟装置，受油机受油口运动模拟装 置与加油机加油杆加油接头运动模拟装置相互对接实现硬式加油。
[0020] 如图1所示的飞机空中硬式加油自动控制对接方法包括：
[0021 ]步骤1:以加油机加油杆运动万向节为原点建立第一坐标系1;
[0022]步骤2:以受油机受油口的水平左右运动重点、竖直上下运动最低点、与水平前后 运动距离加油机加油杆万向节距离最近点三者交点为原点建立第二坐标系2;
[0023] 步骤3:以受油机受油口中心点为原点建立第三坐标系3;
[0024] 步骤4:控制受油机受油口运动到加油包线内的任一对接位置，并将受油机受油口 的位置坐标转换成第一坐标系内的位置坐标;举例来说，将受油机受油口的位置在第一坐 标系内首先将它看做一个点，那么他在第一坐标系的坐标可以用(x，y，z)表示，而受油口在 第三坐标系下的坐标是已知的（通过线位移传感器测得），同时，第三坐标系的原点在第一 坐标系的位置是固定的，然后利用投影法，可将受油机受油口的位置换算到第一坐标系。
[0025] 步骤5:将受油机受油口在第一坐标系1内的位置坐标作为加油机加油杆加油接头 的目标位置，驱动加油机加油杆加油接头向目标位置运动；
[0026] 步骤6:在加油机加油杆加油接头到达目标位置时，驱动受油机受油口进行方向角 调整，使受油机受油口正对加油机加油杆加油接头；
[0027] 步骤7:当受油机受油口正对加油机加油杆加油接头时，驱动加油机加油杆伸长， 使加油机加油杆加油接头进入受油机受油口并锁紧，进行加油。
[0028] 有利的是，在本实施例中，当步骤7中的加油机加油杆加油接头与受油机受油口脱 离时，重复步骤4至所述步骤7。
[0029] 在本实施例中，步骤1中的第一坐标系具体为:第一坐标系以加油机加油杆运动万 向节中心为原点，以与地面平行过原点向右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上 延伸为Y轴正方向，以与地面平行过原点与X轴正方向顺时针夹角90°为Z轴正方向建立。
[0030] 在本实施例中，第一坐标系为自动对接控制的主坐标系，它通过1、α、β、γ来表征 加油机加油杆的加油接头和受油机受油口在坐标系内Oi的位置，其中：1为加油机加油杆的 加油接头和受油机受油口距离原点的距离、α为加油机加油杆的加油接头和受油机受油口 与Z轴方向的夹角(俯仰角度）、β为加油机加油杆的加油接头和受油机受油口与X轴方向的 夹角(偏转角度）、Y为加油机加油杆的加油接头和受油机受油口与Y轴方向的夹角(横滚角 度)。
[0031 ]在本实施例中，步骤2中的第二坐标系具体为以受油机受油口水平左右运动中点、 与竖直上下运动最低点、与水平前后运动距离加油机加油杆万向节距离最近点三者交点为 原点，以与地面平行过原点向右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延伸为Y轴 正方向，以与地面平行过原点与X轴正方向顺时针夹角90°为Z轴正方向建立。
[0032]在本实施例中，第二坐标系为受油机受油口运动到加油包线内的坐标系，它通过 x、y、ζ来表征受油机受油口在坐标系内O2的位置，其中：X为受油机受油口在X轴方向上的位 置(水平左右方向）、y为受油机受油口在Y轴方向的位置(竖直上下方向）、z为受油机受油口 在Z轴上的位置(水平前后方向）。
[0033]在本实施例中，步骤3中的第三坐标系具体为以受油机受油口中心点为坐标原点， 以与地面平行过原点向右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延伸为Y轴正方 向，以与地面平行过原点与X轴正方向逆时针夹角90°为Z轴正方向。
[0034]在本实施例中，第三坐标系为受油机受油口的方向角调整坐标系，它通过α、β、γ 来表征受油机受油口在坐标系内O3的位置，其中：α为受油机受油口与Z轴方向的夹角(俯仰 角度）、β为受油机受油口与X轴方向的夹角(偏转角度）、γ为受油机受油口与Y轴方向的夹 角(横滚角度）。
[0035]最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【主权项】
1. 一种飞机空中硬式加油自动控制对接方法，飞机空中硬式加油包括受油机以及加油 机，受油机上设置有受油机受油口运动模拟装置，加油机上设置有加油机加油杆加油接头 运动模拟装置，受油机受油口运动模拟装置与加油机加油杆加油接头运动模拟装置相互对 接实现硬式加油，其特征在于，所述飞机空中硬式加油自动控制对接方法包括： 步骤1:以加油机加油杆运动万向节为原点建立第一坐标系（1); 步骤2:以受油机受油口的水平左右运动重点、竖直上下运动最低点、与水平前后运动 距离加油机加油杆万向节距离最近点三者交点为原点建立第二坐标系(2); 步骤3:以受油机受油口中心点为原点建立第三坐标系(3); 步骤4:控制受油机受油口运动到加油包线内的任一对接位置，并将受油机受油口的位 置坐标转换成第一坐标系内的位置坐标； 步骤5:将受油机受油口在第一坐标系（1)内的位置坐标作为加油机加油杆加油接头的 目标位置，驱动加油机加油杆加油接头向目标位置运动； 步骤6:在加油机加油杆加油接头到达目标位置时，驱动受油机受油口进行方向角调 整，使受油机受油口正对加油机加油杆加油接头； 步骤7:当受油机受油口正对加油机加油杆加油接头时，驱动加油机加油杆伸长，使加 油机加油杆加油接头进入受油机受油口并锁紧，进行加油。2. 如权利要求1所述的飞机空中硬式加油自动控制对接方法，其特征在于，当所述步骤 7中的加油机加油杆加油接头与受油机受油口脱离时，重复所述步骤4至所述步骤7。3. 如权利要求2所述的飞机空中硬式加油自动控制对接方法，其特征在于，所述步骤1 中的第一坐标系具体为:第一坐标系以加油机加油杆运动万向节中心为原点，以与地面平 行过原点向右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延伸为Y轴正方向，以与地面 平行过原点与X轴正方向顺时针夹角90°为Z轴正方向建立。4. 如权利要求3所述的飞机空中硬式加油自动控制对接方法，其特征在于，所述步骤2 中的第二坐标系具体为以受油机受油口水平左右运动中点、与竖直上下运动最低点、与水 平前后运动距离加油机加油杆万向节距离最近点三者交点为原点，以与地面平行过原点向 右侧延伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延伸为Y轴正方向，以与地面平行过原点 与X轴正方向顺时针夹角90°为Z轴正方向建立。5. 如权利要求4所述的飞机空中硬式加油自动控制对接方法，其特征在于，所述步骤3 中的第三坐标系具体为以受油机受油口中心点为坐标原点，以与地面平行过原点向右侧延 伸为X轴正方向，以与地面垂直过原点向上延伸为Y轴正方向，以与地面平行过原点与X轴正 方向逆时针夹角90°为Z轴正方向。
【文档编号】B64D39/00GK106043718SQ201610377619
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】代井波
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所