一种直升机绞车控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直升机绞车技术领域，具体涉及一种直升机绞车控制系统。
【背景技术】
[0002] 直升机绞车是一种在直升机悬停时，用来将机上人员或货物绞送到地面和将地面 人员或货物绞上直升机的设备，广泛应用于空中救援中。绞车钢缆缠绕于鼓轮上，通过控制 鼓轮转动从而控制绞车钢缆的收放。
[0003] 现有的直升机绞车控制系统是根据绞车钢缆释放或回收的长度来控制负载升降 的速度。具体的，鼓轮转动带动齿轮组转动，使凸轮机构下压压板，鼓轮每转动1周，凸轮机 构下压压板1次，计数器做1次计数，钢缆长度检测装置通过对鼓轮转动圈数计数来检测钢 缆收放长度。当计数器到达预设的阔值时，说明鼓轮已转动相应的圈数，相应的，绞车钢缆 已经释放或回收预设的长度，此时，钢缆长度检测装置触发行程开关向绞车控制器发送信 号，使绞车控制器控制电机减速或停机，从而控制负载升降的速度。
[0004] 现有的直升机绞车控制系统仅依赖于钢缆长度检测装置控制负载升降，存在一定 的安全隐患。一旦钢缆长度检测装置故障、失效，轻则导致直升机绞车无法使用，严重的，贝U 会导致直升机绞车失控，使得绞车钢缆和负载从鼓轮上滑脱、坠落，或者，负载冲顶，由此带 来人员伤亡、财产损失等严重后果。
[0005] 另外，直升机绞车大多应用于野外救援等场合，而野外环境复杂，负载在升降过程 中，绞车钢缆容易与周围的障碍物（例如树枝等）缠绕。在送种情况下，通常依赖于操作员 的经验决定是控制负载继续上升或下降，还是停机。
[0006] 当绞车钢缆与障碍物之间缠绕较为松散时，按照原有的速度控制负载继续上升或 下降，负载能够摆脱障碍物的缠绕继续运动，若操作员判断有误，指示直升机绞车停机，会 影响直升机绞车作业的效率；当绞车钢缆与障碍物之间缠绕较为紧密时，障碍物的阻力过 大，就需要控制直升机绞车停机，待障碍物清除后，再继续作业，若此时操作员判断有误，继 续控制负载保持现有的运动趋势，则会导致绞车钢缆的张力大幅增加，容易出现绞车钢缆 断裂的情况。
[0007] 此外，天气、环境等因素会对操作员的判断产生很大的影响，而且，操作员的经验 参差不齐，无法保证判断的正确。
[0008] 因此，亟需一种直升机绞车控制方案，W解决上述技术问题。
【发明内容】
[0009] 本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种直升机绞车控制系统，用W兼 顾负载重量和钢缆收放长度的影响，解决现有的直升机绞车控制方案可靠性差的问题，提 高直升机绞车的自动化程度。
[0010] 本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0011] 本发明提供一种直升机绞车控制系统，包括：电机、电机控制器、用于检测电机转 速的电机转速检测装置、用于检测钢缆收放长度的钢缆长度检测装置和包括主控制单元的 绞车控制器，电机与电机控制器相连，主控制单元分别与电机控制器和电机转速检测装置 相连，主控制单元能够接收用户发送的电机转速期望值和电机转速检测装置发送的电机转 速检测值；所述系统还包括用于检测负载重量的负载重量检测装置；
[0012] 主控制单元用于，获取当前的负载重量检测值和过载量、W及当前的钢缆收放长 度检测值和钢缆收放长度比；当预设的主控制周期到达时，根据电机转速期望值、当前的负 载重量检测值和过载量、当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比、W及当前的电机 转速检测值，计算电机转速控制值，并将计算出的电机转速控制值发送给电机控制器，W使 电机控制器根据该电机转速控制值控制电机运行；其中，过载量是根据预设的第一阔值和 当前的负载重量检测值计算得到的；钢缆收放长度比是根据预设的钢缆总长度和当前的钢 缆收放长度检测值计算得到的。
[0013] 本发明利用负载重量检测装置检测负载重量，绞车控制器的主控制单元根据当前 的负载重量和过载量、当前的钢缆收放长度和钢缆收放长度比、当前的电机转速和用户输 入的电机转速期望值，计算电机转速控制值，并根据该电机转速控制值控制直升机绞车的 电机运行；本方案兼顾负载重量和钢缆收放长度对直升机绞车安全性的影响，整个控制过 程无需人工手动干预，能够提高自动化程度，并增强直升机绞车的安全性。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明实施例提供的直升机绞车控制系统的结构示意图；
[0015] 图2为本发明实施例提供的直升机绞车控制系统自检流程示意图；
[0016] 图3为本发明实施例提供的直升机绞车控制方法中第一从控制单元的控制流程 示意图；
[0017] 图4为本发明实施例提供的直升机绞车控制方法中第二从控制单元的控制流程 示意图；
[0018] 图5为本发明实施例提供的直升机绞车控制方法中第H从控制单元的控制流程 示意图；
[0019] 图6为本发明实施例提供的直升机绞车控制方法中主控制单元的控制流程示意 图；
[0020] 图7为本发明实施例提供的直升机绞车控制方法中主控制单元计算电机转速控 制值的流程示意图之一；
[0021] 图8为本发明实施例提供的直升机绞车控制方法中主控制单元计算电机转速控 制值的流程示意图之二。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显 然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0023] 图1为本发明实施例提供的直升机绞车控制系统的结构示意图，如图1所示，该直 升机绞车系统包括；绞车控制器I、钢缆长度检测装置2、电机控制器3、电机4、和电机转速 检测装置5,绞车控制器1包括主控制单元10。钢缆长度检测装置2可W设置于直升机绞 车壳体上（非接触式检测），能够检测钢缆回收或释放的长度。电机转速检测装置5可W设 置于电机4的电机轴的尾端，能够检测电机4的电机转速，即电机旋转的角速度，电机转速 检测装置5可W选用旋转变压器实现。
[0024] 电机4与电机控制器3相连，主控制单元10分别与电机控制器3和电机转速检测 装置5相连，主控制单元10能够接收用户发送的电机转速期望值和电机转速检测装置5发 送的电机转速检测值，并能够向电机控制器3发送控制指令，W便根据控制指令中携带的 电机转速控制值，通过控制电机控制器3控制电机4的运行。
[0025] 优选的，该直升机绞车控制系统还可W包括操作手柄6,操作手柄6与绞车控制器 的主控制单元10相连，用户能够通过操作手柄6向主控制单元10输入电机转速期望值。
[0026] 该直升机绞车控制系统还包括负载重量检测装置7,负载重量检测装置7可W设 置于绞车内部，能够检测负载重量。
[0027] 主控制单元10用于，获取当前的负载重量检测值和过载量、W及当前的钢缆收放 长度检测值和钢缆收放长度比；当预设的主控制周期到达时，根据电机转速期望值、当前的 负载重量检测值和过载量、当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比、W及当前的电 机转速检测值，计算电机转速控制值，并将计算出的电机转速控制值发送给电机控制器，W 使电机控制器根据该电机转速控制值控制电机运行。
[0028] 其中，过载量可W根据预设的第一阔值和当前的负载重量检测值计算得到，钢缆 收放长度比可W根据预设的钢缆总长度和当前的钢缆收放长度检测值计算得到。
[0029] 优选的，绞车控制器1还可W包括；第一从控制单元11和第二从控制单元12。
[0030] 第一从控制单元11内可W预设有第一控制周期和第一阔值。优选的，第一控制周 期的设置范围可W为10微砂一10毫砂，第一阔值为电机4所承受的过载量的最大值，优选 的，第一阔值可W为300%。当过载量达到或超过第一阔值时，第一从控制单元11控制电机 4停机；当过载量小于第一阔值时，由主控制单元10控制电机4的运行。
[0031] 第二从控制单元12内可W预设有第二控制周期和钢缆总长度。优选的，第二控制 周期的设置范围可W为10微砂一10毫砂。
[0032] 第一从控制单元11分别与负载重量检测装置7和主控制单元10相连，能够在接 收到主控制单元10发送的负载重量检测装置启动控制指令时，控制负载重量检测装置7启 动，并接收负载重量检测装置7发送的负载重量检测值。当预设的第一控制周期到达时，第 一从控制单元11能够根据预设的第一阔值和当前的负载重量检测值计算过载量，并将当 前的负载重量检测值和过载量发送给主控制单元10。计算过载量的具体实现方式在后续再 详细描述。
[0033] 进一步的，第一从控制单元11还用于，在计算出过载量之后、将当前的负载重量 检测值和过载量发送给主控制单元10之前，将过载量与第一阔值相比较，当过载量大于或 等于第一阔值时，向电机控制器3发送电机停机控制指令，W使电机控制器3控制电机4停 机。
[0034] 第一从控制单元11具体用于，当过载量小于第一阔值时，将当前的负载重量检测 值和过载量发送给主控制单元10。
[0035] 第二从控制单元12分别与钢缆长度检测装置2和主控制单元10相连，能够在接 收到主控制单元10发送的钢缆长度检测装置启动控制指令时，控制钢缆长度检测装置2启 动，并接收钢缆长度检测装置2发送的钢缆收放长度检测值。当预设的第二控制周期到达 时，第二从控制单元12能够根据预设的钢缆总长度和当前的钢缆收放长度检测值计算钢 缆收放长度比，并将当前的钢缆收放长度检测值和钢缆收放长度比发送给主控制单元10。 计算钢缆收放长度比的具体实现方式在后续再详细描述。
[0036] 第二从控制单元12还用于，在计算出钢缆收放长度比之后、将当前的钢缆收放 长度检测值和钢缆收放长度比发送给主控制单元10之前，判断钢缆收放长度比是否等于 100%或0,当钢缆收放长度比等于100%或0时，向电机控制器3发送电机停机控制指令， W使电机控制器3控制电机4停