一种飞机机头上翘探测装置的制作方法

1.本实用新型涉及飞机检测技术领域，具体涉及一种飞机机头上翘探测装置。


背景技术：

2.在飞机维修时，特别是进行大修时，需要将飞机上的很多部件拆除，同时又有维修人员在飞机的各个部分进行维修，容易使得飞机机身不平衡，导致飞机重心向后偏移，发生飞机机头上翘、机尾下沉的情况，可能导致人员受伤或飞机受损。因此，急需在飞机维修时对飞机机头是否上翘进行探测，以便在机头上翘时做出警告，避免飞机或人员受到较大损伤。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供一种飞机机头上翘探测装置。
4.为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种飞机机头上翘探测装置，包括：探测模块，用于检测飞机机身倾斜状态、飞机机身离地高度、飞机前轮离地高度三者中至少一者；处理模块，与探测模块连接，用于根据探测模块输出信号判断飞机机头是否上翘。
5.上述技术方案：在飞机维修时，若飞机机头上翘，则机尾下沉，飞机机身的前后倾斜角度和离地高度，以及飞机前轮的离地高度必然发生变化，因此，处理模块通过探测模块检测飞机机身倾斜状态或飞机机身离地高度或飞机前轮离地高度这些信息可以准确判断出机头是否上翘，以便在机头上翘时做出警告，避免飞机或人员受到较大损伤。
附图说明
6.图1是本实用新型一种优选实施方式中飞机机头上翘探测装置的结构示意图；
7.图2是本实用新型另一种优选实施方式中飞机机头上翘探测装置的电路结构示意图；
8.图3是本实用新型另一种优选实施方式中飞机机头上翘探测装置的结构示意图；
9.附图标记：
10.2第一检测单元；3绕线组件；4解锁按钮；5绕线手柄；6角度传感器；7拉绳；8锁环；9锁扣；10前轮。
具体实施方式
11.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
12.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
13.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
14.本实用新型公开了一种飞机机头上翘探测装置，在一种优选实施方式中，如图1所示，该装置包括：探测模块，用于检测飞机机身倾斜状态、飞机机身离地高度、飞机前轮10离地高度三者中至少一者；处理模块，与探测模块连接，用于根据探测模块输出信号判断飞机机头是否上翘。
15.在本实施方式中，优选地，为了及时通知相关人员，还包括第一警示单元，第一警示单元优选但不限于为声光报警器。
16.在本实施方式中，探测模块可以为安装在飞机机身上用于检测机身前后倾角的倾角传感器，如水平仪等。对应地，处理模块包括第一参考电源、第一比较器，第一比较器的正向输入端与倾角传感器的输出端连接，第一参考电源的输出端与第二比较器的负向输入端连接，第一比较器的输出端与第一警示单元的启动端连接，当机身前后倾角大于预设的前后倾角阈值时，第一比较器输出高电平启动第一警示单元报警。第一参考电源的输出电压为机身前后倾斜角度达到预设的前后倾角阈值时倾角传感器输出信号的电压值。前后倾角阈值为飞机前轮10离地时的机身前后倾斜角度，也可通过经验或实验模拟设定。第一参考电源可采用基准电压芯片分压获得。处理模块还可以是51 单片机等微处理器，其实时采集倾角传感器检测到的机身前后倾角，并将该机身前后倾角与预设的前后倾角阈值比较，当机身前后倾角达到预设的前后倾角阈值时，认为机头上翘，否则认为机头没有上翘，该处理过程中涉及的算法为现有的常规阈值判断，如公开号为 cn112562410a、cn113556627a、cn107571944a的中国专利中均有公开，在此不再赘述。
17.在另一种优选实施方式中，为简化装置结构和后续信号处理，探测模块包括用于检测飞机机身离地高度的第一检测单元2，第一检测单元2的输出端与处理模块的第一输入端连接。第一检测单元2可安装在机身上除后轮10对应区域以外的所有区域，这些区域的离地高度在机头上翘过程中存在变化，第一检测单元2还可安装在飞机机身底部正对的地面上。第一检测单元2可固定在机身底部或侧部，以便无遮挡测量离地高度。第一检测单元2优选但不限于为激光测距仪或超声波测距传感器。为提高检测灵敏度和准确性，第一检测单元2安装于飞机的头部或尾部，因为在机头上翘过程中，飞机的头部和尾部的离地高度变化幅度较大，头部是向上运动，尾部向下运动。
18.在本实施方式中，当第一检测单元2为超声波测距传感器时，如图2所示，超声波测距传感器包括超声波发射模块p7和超声波接收模块p8，当超声波发射模块p7位于机身上时，超声波发射模块p7 向地面发射超声波信号(优选地，垂直向下向地面发射)，超声波接收模块p8用于接收超声波发射模块p7发射的超声波信号在地面反射后返回的超声波信号；
或者，当超声波发射模块p7位于地面时，如图3所示，超声波发射模块p7向飞机机身底部发射超声波信号(优选地，垂直向上向机身发射)，超声波接收模块p8用于接收超声波发射模块p7发射的超声波信号在机身上反射后返回的超声波信号，超声波接收模块p8的输出端与处理模块的第一输入端连接。
19.在本实施方式中，处理模块包括第二参考电源、第二比较器，第二比较器的第一输入端与第一检测单元2的输出端连接，第二参考电源的输出端与第二比较器的第二输入端连接，第二比较器的输出端与第一警示单元的启动端连接。第二参考电源的输出电压为机身的离地高度达到预设的离地高度阈值时第一检测单元2输出信号的电压值。当第一检测单元2设置于后轮之前时，第一检测单元2输出的离地高度信号大于离地高度阈值时，第二比较器输出高电平启动第一警示单元；当第一检测单元2设置于后轮之后时，第一检测单元2输出的离地高度信号小于离地高度阈值时，第二比较器输出高电平启动第一警示单元。机身每个点的离地高度阈值不同，可通过经验或实验模拟设定。
20.在本实施方式中，处理模块还可以是51单片机等微处理器，其实时采集第一检测单元2检测到的离地高度，并将该离地高度与预设的离地高度阈值比较，当该离地高度达到预设的离地高度阈值时，认为机头上翘，否则认为机头没有上翘，该处理过程中涉及的算法为现有的常规阈值判断，如公开号为cn112562410a、cn113556627a、 cn107571944a的中国专利中均有公开，在此不再赘述。
21.在本实施方式的一种应用场景中，超声波发射模块p7定时向地面发射信号，同时记录发射时间t1，超声波接收模块p8接收到信号后，记录下接收时间t2，处理模块计算出地面与前轮10(接头区域) 的初始距离为：h0＝(t2-t1)*340。按照固定的频率进行发射后接收，同时计算出探测到的距离h1、h2......hn，hn与h0进行比较，差值即为机身的离地高度，离地高度达到离地高度阈值时，触发警报。需要说明的是，上述算法过程只是一个基于第一检测单元2实现机头上翘检测的示例，涉及的算法过程不在本实用新型保护范围内。
22.在再一种优选实施方式中，探测模块包括用于检测飞机前轮10 是否离地的第二检测单元，第二检测单元的输出端与处理模块的第二输入端连接。
23.第二检测单元可以为预先设置在飞机前轮10着地点处地面上的压力传感器，当前轮10未离地前，压力传感器受力，当前轮10离地后，压力传感器没有受力，前轮10离地前后压力传感器输出的压力信号存在变化，处理模块可根据该压力变化判断前轮10是否离地。
24.第二检测单元还可以为对射式光电开关，光电开关的光发射端和光接收端位于飞机前轮10左右两侧的地面上，当前轮10未离地前，由于前轮10遮挡，光接收端无法接收到光发射端输出的光信号，当前轮10离地后，遮挡去除，光接收端能接收到光发射端输出的光信号，前轮10离地前后光接收端输出的光电压或光电流信号存在变化，处理模块可根据光接收端输出的光电压或光电流信号变化判断前轮 10是否离地。
25.在本实施方式中，优选地，如图3所示，为提高检测准确性和便于安装实施，第二检测单元包括安装在固定位置的拉绳位移传感器和用于检测拉绳7倾角的角度传感器6；拉绳位移传感器的拉绳7的锁环8与飞机前轮10连接；处理模块分别与拉绳位移传感器和角度传感器6连接。优选地，拉绳位移传感器固定在地面上。拉绳位移传感器优选但不限于选择型号为btls130-j20m或btls130-j15m的现有产品。如图3所示，角度传感器6优选但不限于固定在拉绳位移传感器上或拉绳位移传感器的拉绳7上，用于探测由于飞机前轮10的高度变
化带来的角度变化。
26.在本实施方式中，优选地，如图3所示，拉绳位移传感器包括：绕线组件3用于收纳拉绳7，单向出线角；解锁按钮4，按下后拉绳 7可以自由拉出；绕线手柄5，用于回收拉绳7；拉绳7，拉绳7末端设置锁环8，连接探测装置和前轮10，在没有外力作用下，自动收回到制动点，拉线时，绕线组件3探测出现长度，在探测装置正式工作后，将出线长度传递给处理模块；锁环8，首先止动点，锁扣9连接点；锁扣9，用于连接前轮10和探测装置后，连接锁环8固定。
27.在本实施方式一种应用场景中，拉绳7的上端与前轮10连接，使锁环8和前轮10接触，拉绳7下端出线调节长度，绕线组件3可以探测出线长度，上电完成初始化后，如图2所示，角度探测器探测出初始位置θ1，获取出线长度l1，当前轮10离地上翘时，带动电门闭合，读取角度探测器角度值θ2，长度l1不变，可以算出高度变化h1＝l1*(sinθ2-sinθ1)，前轮10离地高度h2＝h1，当h1的变化超过1厘米(可根据实际需要调整)时，触发系统警报。当绕线组件3内置解锁装置解锁时，拉绳7可以被拉出，绕线组件3探测出线长度传给微处理器，角度传感器6将角度传给微处理器，高度变化 h1＝l2*sinθ2-l1*sinθ1，前轮10离地高度h2＝h1，实时报警。需要说明的是，上述算法过程只是一个实现机头上翘检测的示例，涉及的算法过程不在本实用新型保护范围内。
28.在再一种优选实施方式中，探测模块包括用于检测飞机机身离地高度的第一检测单元2和用于检测飞机前轮10是否离地的第二检测单元，第一检测单元2的输出端与处理模块的第一输入端连接，第二检测单元的输出端与处理模块的第二输入端连接。
29.在本实施方式中，第一检测单元2和第二检测单元可参照前述实施方式，在此不再赘述。
30.在本实施方式中，可设置两种探测模式，无线探测模式和有线探测模式，第一检测单元2工作为无线探测模式，第二检测单元工作为有线探测模式。可设置一模式选择按钮，该模式选择按钮与处理模块连接，通过模式选择按钮可同时开启两种探测模式，也可以开启其中之一，当两种探测模式均开启时，任一模式判断为机头上翘时则启动报警，提高检测灵敏性。
31.在再一种优选实施方式中，还包括供电模块p9，供电模块p9包括电池和/或外部供电模块，外部供电模块优选但不限于包括依次连接的市电接头、整流电路、低通滤波电路和直流降压dcdc。
32.在再一种优选实施方式中，如图2所示，为便于观察检测信息，还包括信息显示模块p10，信息显示模块p10的输入端与处理模块的第二输出端连接。信息显示模块p10优选但不限于为led显示屏，信息显示模块p10用于显示检测得到的飞机机身倾斜状态、飞机机身离地高度、飞机前轮10离地高度等信息。
33.在再一种优选实施方式中，如图2所示，为实现检测信息上传和远程管理，还包括第一通信模块p5，处理模块通过第一通信模块p5 与机库内的警告系统p4和第二警示单元p3连接通信。第一通信模块 p5优选但不限于现有的4g/3g/5g无线通信模块或wifi通信模块。第二警示单元p3优选但不限于为高功率声光报警器。
34.在本实施方式中，优选地，如图2所示，处理模块包括第一微处理器p1和第二微处理器p2，第一微处理器p1分别与信息显示模块 p10、第一通信模块p5、第一检测单元2、第一
警示单元和第二检测单元连接，第二微处理器p2位于机库，第二微处理器p2分别与警告系统p4、第二警示单元p3和第二通信模块p6连接，第一通信模块p5和第二通信模块p6连接通信实现信息交互。
35.在本实施方式的一种应用场景中，对报警方式进行了设定。对于有线检测模式，即第一检测单元2检测机身离地高度时，当离地高度大于离地高度阈值触发报警时，记录下时间、离地高度、设备编号、探测模式，系统开始500毫秒(该时间可调整)计时，第一警示单元的警示灯闪烁，第一警示单元的蜂鸣器按照一定的频率鸣叫，同时将记录的信息通过第一通信模块p5发送给机库内的警报系统，触发高功率声光警报。500毫秒计时时间段内，离地高度未回弹，蜂鸣器由按频率鸣叫变为一直鸣叫，机库内的警报系统一直警报，直至人工解除。第一警示单元的信息显示模块p10显示最新离地信息。500毫秒内高度弹回，机库内警报系统触发声光警报系统警报10次，第一警示单元的声光警报继续。
36.如果采用无线检测模式下，没有外部供电模块，仅电池供电，第一警示单元的声光警报五次，信息显示模块p10上显示建议外部供电直至出现警报。
37.对于无线检测模式，即第二检测单元检测飞机前轮10是否离地，当检测到前轮10离地，触发第一警示单元工作，记录下时间、设备编号、探测模式，开始500毫秒(该时间可调整)计时，第一警示单元的警示灯闪烁，第一警示单元的蜂鸣器按照一定的频率鸣叫，同时将记录的信息通过第一通信模块p5和第二通信模块p6发射给机库内的警报系统，触发第二报警单元的高功率声光警报。500毫秒计时段内，如果系统警报未解除，绕线组件3内置解锁装置解锁，拉绳7可以被拉出，绕线组件3探测出线长度传给第一微处理器p1，角度传感器6将角度传给第一微处理器p1，高度变化h1＝l2*sinθ2-l1*sinθ1，前轮10离地高度h2＝h1，离地信息实时发射给机库内的报警系统。
38.500毫秒计时时间段内，前轮10离地高度未回弹，蜂鸣器由按频率鸣叫变为一直鸣叫，机库内的警报系统一直警报，直至人工解除。信息显示模块p10滚动显示最新离地信息。500毫秒内前轮10离地高度弹回，机库内警报系统触发第二警示单元p3声光警报10次，第一警示单元的声光警报继续。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。