加油机加油杆运动模拟方法及加油机加油杆运动模拟装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种加油机加油杆运动模拟方法及加油机加油杆运动模拟装置。所述加油机加油杆运动模拟方法包括：步骤1：将加油机加油杆的杆体的一端铰接固定，限制杆体运动，并为加油杆布置驱动机构，驱动机构能够使加油机加油杆的杆体在其所具有的自由度下受力运动；步骤2：设定目标点；步骤3：利用算法将设定的目标点位置分解为活塞伸出长度目标值、上下俯仰角度方向角目标值、左右偏转角度方向角目标值和顺逆时针横滚角度方向角目标值；步骤4：同时或者差时驱动各个运动机构，从而使所述活塞的远离所述杆体的一端达到所述目标点。本发明的加油机加油杆运动模拟方法将一个复杂的难以控制的空间物体运动，分解为简单的容易控制的平面运动组合。
【专利说明】
加油机加油杆运动模拟方法及加油机加油杆运动模拟装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及飞机加油技术领域，特别是涉及一种加油机加油杆运动模拟方法及加油机加油杆运动模拟装置。
【背景技术】
[0002]在空中加油过程中，加油机加油杆的加油接头的运动轨迹是:当受油机进入到加油包线内后，调整加油机加油杆的航姿角度，并控制加油机加油杆的伸出长度，使加油接头能够顺畅的进入受油机受油口内。同时，由于气流的作用，加油机和加油机加油杆在空中的位置始终处于一种起伏状态，因此还需要在加油过程中不断地调整加油机加油杆的航姿角度，以模拟出它的起伏状态，并摸索出加油机加油杆在多大的起伏范围内不影响加油过程的实施。
[0003]现有技术中尚没有办法解决上述问题。
[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加油机加油杆运动模拟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，本发明提供一种加油机加油杆运动模拟方法，所述加油机加油杆运动模拟方法用于模拟飞机在整个空中加油过程中加油杆的运动轨迹;所述飞机的加油机加油杆包括杆体以及与杆体连接、且能够相对所述杆体伸缩运动的活塞;所述加油机加油杆运动模拟方法包括:
[0007]步骤1:将加油机加油杆的杆体的一端铰接固定，限制所述杆体在其延轴向方向的运动，并为加油杆布置各个驱动机构，各个驱动机构能够使加油机加油杆的杆体在其所具有的自由度下受力运动；
[0008]步骤2:设定目标点；
[0009]步骤3:利用算法将设定的目标点位置分解为活塞伸出长度目标值、上下俯仰角度方向角目标值、左右偏转角度方向角目标值和顺逆时针横滚角度方向角目标值；
[0010]步骤4:同时或者差时驱动各个运动机构，从而使所述活塞的远离所述杆体的一端达到所述目标点。
[0011 ]优选地，所述加油机加油杆运动模拟方法进一步包括:步骤5:更改目标点，并重复所述步骤2至步骤4;步骤6:重复所述步骤5，直至飞机的整个空中加油过程结束。
[0012]优选地，所述步骤3中的算法为经典PID算法。
[0013]本发明还提供了一种加油机加油杆运动模拟装置，用于如上所述的加油机加油杆运动模拟方法，所述加油机加油杆运动模拟装置包括:模拟平台，加油机加油杆的杆体铰接至所述模拟平台；第一驱动机构，所述第一驱动机构一端设置在所述模拟平台上，另一端与所述加油机加油杆连接;第二驱动机构，所述第二驱动机构一端设置在所述模拟平台上，另一端与所述加油机加油杆连接;第三驱动机构，所述第三驱动机构一端设置在所述模拟平台上，另一端与所述加油机加油杆连接;第一角位移传感器，所述第一角位移传感器设置在所述第一驱动机构上;第二角位移传感器，所述第二角位移传感器设置在所述第二驱动机构上;第三角位移传感器，所述第三角位移传感器设置在所述第三驱动机构上；以及线位移传感器，所述线位移传感器设置在所述加油机加油杆的活塞上;控制终端，所述控制终端分别与第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器以及线位移传感器连接;其中，所述控制终端用于接收第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器、线位移传感器的信号、控制所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构工作、设定目标点以及进行算法运算;所述第一驱动机构用于控制所述加油机加油杆的杆体在上下俯仰角度方向运动;所述第二驱动机构用于控制所述加油机加油杆的杆体在左右偏转角度方向运动;所述第三驱动机构用于控制所述加油机加油杆的杆体在顺逆时针横滚角度方向运动;所述第一角位移传感器用于检测上下俯仰角度;所述第二角位移传感器用于检测左右偏转角度;所述第三角位移传感器用于检测顺逆时针横滚角度;所述线位移传感器用于检测活塞伸出长度。
[0014]本发明的加油机加油杆运动模拟方法将一个复杂的难以控制的空间物体运动，分解为简单的容易控制的平面运动组合，同时，引入计算机自动化控制技术使物体的运动更加流畅和接近真实。
【附图说明】
[0015]图1是根据本发明一实施例的加油机加油杆运动模拟方法的流程示意图。
[0016]图2是根据本发明一实施例的加油机加油杆运动模拟装置的结构示意图。
[0017]附图标记
[0018]1-模拟平台；2-加油机加油杆;3-第一驱动机构;4-第二驱动机构；5-第三驱动机构。
【具体实施方式】
[0019]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。
[0020]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。
[0021]图1是根据本发明一实施例的加油机加油杆运动模拟方法的流程示意图。图2是根据本发明一实施例的加油机加油杆运动模拟装置的结构示意图。
[0022]加油机加油杆运动模拟方法用于模拟飞机在整个空中加油过程中加油杆的运动轨迹，飞机的加油机加油杆包括杆体以及与杆体连接、且能够相对杆体伸缩运动的活塞。
[0023 ]如图1所示的加油机加油杆运动模拟方法包括:
[0024]步骤1:将加油机加油杆的杆体的一端铰接固定，限制杆体在其延轴向方向的运动，并为加油杆布置各个驱动机构，各个驱动机构能够使加油机加油杆的杆体在其所具有的自由度下受力运动；
[0025]步骤2:设定目标点；
[0026]步骤3:利用算法将设定的目标点位置分解为活塞伸出长度目标值、上下俯仰角度方向角目标值、左右偏转角度方向角目标值和顺逆时针横滚角度方向角目标值；
[0027]步骤4:同时或者差时驱动各个运动机构，从而使活塞的远离所述杆体的一端达到所述目标点。
[0028]本发明的加油机加油杆运动模拟方法将一个复杂的难以控制的空间物体运动，分解为简单的容易控制的平面运动组合，同时，引入计算机自动化控制技术使物体的运动更加流畅和接近真实。
[0029]当加油机在空中由于气流或者其他影响而改变位置时，进一步地，加油机加油杆运动模拟方法包括步骤5:更改目标点，并重复步骤2至步骤4;步骤6:重复步骤5，直至飞机的整个空中加油过程结束。
[0030]在本实施例中，步骤3中的算法为经典PID算法。
[0031 ]本发明的加油机加油杆运动模拟方法将一个复杂的难以控制的空间物体运动，分解为简单的容易控制的平面运动组合，同时，引入计算机自动化控制技术使物体的运动更加流畅和接近真实。
[0032]在本申请中，步骤3中的上下俯仰角度方向角目标值包括上俯仰角度方向角目标值以及下俯仰角度方向角目标值。
[0033]左右偏转角度方向角目标值包括左偏转角度方向角目标值以及右偏转角度方向角目标值。
[0034]顺逆时针横滚角度方向角目标值包括顺时针横滚角度方向角目标值以及逆时针横滚角度方向角目标值。
[0035]在本实施例中，同时驱动各个运动机构，从而使活塞的远离杆体的一端达到目标点。
[0036]可以理解的是，在一个备选实施例中，差时驱动各个运动机构，从而使活塞的远离杆体的一端达到目标点。
[0037]采用同时驱动的方式更为节省时间，然而，采用差时驱动的方式更易于设计，应用简单。
[0038]参见图2，本申请还提供了一种加油机加油杆运动模拟装置，用于如上所述的加油机加油杆运动模拟方法，该加油机加油杆运动模拟装置包括模拟平台1、第一驱动机构3、第二驱动机构4、第三驱动机构5、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器、线位移传感器以及控制终端，加油机加油杆2的杆体铰接至所述模拟平台I;第一驱动机构3一端设置在模拟平台I上，另一端与加油机加油杆2连接;第二驱动机构4 一端设置在模拟平台I上，另一端与加油机加油杆2连接;第三驱动机构5—端设置在模拟平台I上，另一端与加油机加油杆2连接;第一角位移传感器设置在所述第一驱动机构3上;第二角位移传感器设置在第二驱动机构4上；第三角位移传感器设置在所述第三驱动机构5上；以及线位移传感器设置在加油机加油杆2的活塞上;控制终端分别与第一驱动机构3、第二驱动机构4、第三驱动机构5、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器以及线位移传感器连接;其中，控制终端用于接收第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器、线位移传感器的信号、控制第一驱动机构3、第二驱动机构4、第三驱动机构5工作、设定目标点以及进行算法运算;第一驱动机构3用于控制加油机加油杆2的杆体在上下俯仰角度方向运动;第二驱动机构4用于控制加油机加油杆的杆体在左右偏转角度方向运动;第三驱动机构5用于控制加油机加油杆的杆体在顺逆时针横滚角度方向运动;第一角位移传感器用于检测上下俯仰角度;第二角位移传感器用于检测左右偏转角度;第三角位移传感器用于检测顺逆时针横滚角度;线位移传感器用于检测活塞伸出长度。
[0039]可以理解的是，上述的各个连接关系，由于其所需要实现的功能，可以采用铰接或者固定连接等方式。
[0040]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】
1.一种加油机加油杆运动模拟方法，所述加油机加油杆运动模拟方法用于模拟飞机在整个空中加油过程中加油杆的运动轨迹;所述飞机的加油机加油杆包括杆体以及与杆体连接、且能够相对所述杆体伸缩运动的活塞;其特征在于，所述加油机加油杆运动模拟方法包括: 步骤1:将加油机加油杆的杆体的一端铰接固定，限制所述杆体在其延轴向方向的运动，并为加油杆布置各个驱动机构，各个驱动机构能够使加油机加油杆的杆体在其所具有的自由度下受力运动； 步骤2:设定目标点； 步骤3:利用算法将设定的目标点位置分解为活塞伸出长度目标值、上下俯仰角度方向角目标值、左右偏转角度方向角目标值和顺逆时针横滚角度方向角目标值； 步骤4:同时或者差时驱动各个运动机构，从而使所述活塞的远离所述杆体的一端达到所述目标点。2.如权利要求1所述的加油机加油杆运动模拟方法，其特征在于，所述加油机加油杆运动模拟方法进一步包括: 步骤5:更改目标点，并重复所述步骤2至步骤4; 步骤6:重复所述步骤5，直至飞机的整个空中加油过程结束。3.如权利要求2所述的加油机加油杆运动模拟方法，其特征在于，所述步骤3中的算法为经典PID算法。4.一种加油机加油杆运动模拟装置，用于如权利要求1至3中任意一项所述的加油机加油杆运动模拟方法，其特征在于，所述加油机加油杆运动模拟装置包括: 模拟平台(I)，加油机加油杆(2)的杆体铰接至所述模拟平台(I); 第一驱动机构(3)，所述第一驱动机构(3)—端设置在所述模拟平台(I)上，另一端与所述加油机加油杆(2)连接； 第二驱动机构(4)，所述第二驱动机构(4)一端设置在所述模拟平台(I)上，另一端与所述加油机加油杆(2)连接； 第三驱动机构(5)，所述第三驱动机构(5)—端设置在所述模拟平台(I)上，另一端与所述加油机加油杆(2)连接； 第一角位移传感器，所述第一角位移传感器设置在所述第一驱动机构(3)上； 第二角位移传感器，所述第二角位移传感器设置在所述第二驱动机构(4)上； 第三角位移传感器，所述第三角位移传感器设置在所述第三驱动机构(5)上；以及 线位移传感器，所述线位移传感器设置在所述加油机加油杆(2)的活塞上； 控制终端，所述控制终端分别与第一驱动机构(3)、第二驱动机构(4)、第三驱动机构(5)、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器以及线位移传感器连接;其中， 所述控制终端用于接收第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器、线位移传感器的信号、控制所述第一驱动机构(3)、第二驱动机构(4)、第三驱动机构(5)工作、设定目标点以及进行算法运算； 所述第一驱动机构(3)用于控制所述加油机加油杆(2)的杆体在上下俯仰角度方向运动； 所述第二驱动机构(4)用于控制所述加油机加油杆的杆体在左右偏转角度方向运动； 所述第三驱动机构(5)用于控制所述加油机加油杆的杆体在顺逆时针横滚角度方向运动； 所述第一角位移传感器用于检测上下俯仰角度； 所述第二角位移传感器用于检测左右偏转角度； 所述第三角位移传感器用于检测顺逆时针横滚角度； 所述线位移传感器用于检测活塞伸出长度。
【文档编号】G09B25/02GK106067272SQ201610377927
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月31日 公开号201610377927.6, CN 106067272 A, CN 106067272A, CN 201610377927, CN-A-106067272, CN106067272 A, CN106067272A, CN201610377927, CN201610377927.6
【发明人】代井波, 杨景朝
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所