一種直升機絞車控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及直升機絞車技術領域，具體涉及一種直升機絞車控制系統。
【背景技術】
[0002] 直升機絞車是一種在直升機懸停時，用來將機上人員或貨物絞送到地面和將地面 人員或貨物絞上直升機的設備，廣泛應用于空中救援中。絞車鋼纜纏繞于鼓輪上，通過控制 鼓輪轉動從而控制絞車鋼纜的收放。
[0003] 現有的直升機絞車控制系統是根據絞車鋼纜釋放或回收的長度來控制負載升降 的速度。具體的，鼓輪轉動帶動齒輪組轉動，使凸輪機構下壓壓板，鼓輪每轉動1周，凸輪機 構下壓壓板1次，計數器做1次計數，鋼纜長度檢測裝置通過對鼓輪轉動圈數計數來檢測鋼 纜收放長度。當計數器到達預設的闊值時，說明鼓輪已轉動相應的圈數，相應的，絞車鋼纜 已經釋放或回收預設的長度，此時，鋼纜長度檢測裝置觸發行程開關向絞車控制器發送信 號，使絞車控制器控制電機減速或停機，從而控制負載升降的速度。
[0004] 現有的直升機絞車控制系統僅依賴于鋼纜長度檢測裝置控制負載升降，存在一定 的安全隱患。一旦鋼纜長度檢測裝置故障、失效，輕則導致直升機絞車無法使用，嚴重的，貝U 會導致直升機絞車失控，使得絞車鋼纜和負載從鼓輪上滑脫、墜落，或者，負載沖頂，由此帶 來人員傷亡、財產損失等嚴重后果。
[0005] 另外，直升機絞車大多應用于野外救援等場合，而野外環境復雜，負載在升降過程 中，絞車鋼纜容易與周圍的障礙物（例如樹枝等）纏繞。在送種情況下，通常依賴于操作員 的經驗決定是控制負載繼續上升或下降，還是停機。
[0006] 當絞車鋼纜與障礙物之間纏繞較為松散時，按照原有的速度控制負載繼續上升或 下降，負載能夠擺脫障礙物的纏繞繼續運動，若操作員判斷有誤，指示直升機絞車停機，會 影響直升機絞車作業的效率；當絞車鋼纜與障礙物之間纏繞較為緊密時，障礙物的阻力過 大，就需要控制直升機絞車停機，待障礙物清除后，再繼續作業，若此時操作員判斷有誤，繼 續控制負載保持現有的運動趨勢，則會導致絞車鋼纜的張力大幅增加，容易出現絞車鋼纜 斷裂的情況。
[0007] 此外，天氣、環境等因素會對操作員的判斷產生很大的影響，而且，操作員的經驗 參差不齊，無法保證判斷的正確。
[0008] 因此，亟需一種直升機絞車控制方案，W解決上述技術問題。
【發明內容】
[0009] 本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供一種直升機絞車控制系統，用W兼 顧負載重量和鋼纜收放長度的影響，解決現有的直升機絞車控制方案可靠性差的問題，提 高直升機絞車的自動化程度。
[0010] 本發明為解決上述技術問題，采用如下技術方案：
[0011] 本發明提供一種直升機絞車控制系統，包括：電機、電機控制器、用于檢測電機轉 速的電機轉速檢測裝置、用于檢測鋼纜收放長度的鋼纜長度檢測裝置和包括主控制單元的 絞車控制器，電機與電機控制器相連，主控制單元分別與電機控制器和電機轉速檢測裝置 相連，主控制單元能夠接收用戶發送的電機轉速期望值和電機轉速檢測裝置發送的電機轉 速檢測值；所述系統還包括用于檢測負載重量的負載重量檢測裝置；
[0012] 主控制單元用于，獲取當前的負載重量檢測值和過載量、W及當前的鋼纜收放長 度檢測值和鋼纜收放長度比；當預設的主控制周期到達時，根據電機轉速期望值、當前的負 載重量檢測值和過載量、當前的鋼纜收放長度檢測值和鋼纜收放長度比、W及當前的電機 轉速檢測值，計算電機轉速控制值，并將計算出的電機轉速控制值發送給電機控制器，W使 電機控制器根據該電機轉速控制值控制電機運行；其中，過載量是根據預設的第一闊值和 當前的負載重量檢測值計算得到的；鋼纜收放長度比是根據預設的鋼纜總長度和當前的鋼 纜收放長度檢測值計算得到的。
[0013] 本發明利用負載重量檢測裝置檢測負載重量，絞車控制器的主控制單元根據當前 的負載重量和過載量、當前的鋼纜收放長度和鋼纜收放長度比、當前的電機轉速和用戶輸 入的電機轉速期望值，計算電機轉速控制值，并根據該電機轉速控制值控制直升機絞車的 電機運行；本方案兼顧負載重量和鋼纜收放長度對直升機絞車安全性的影響，整個控制過 程無需人工手動干預，能夠提高自動化程度，并增強直升機絞車的安全性。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明實施例提供的直升機絞車控制系統的結構示意圖；
[0015] 圖2為本發明實施例提供的直升機絞車控制系統自檢流程示意圖；
[0016] 圖3為本發明實施例提供的直升機絞車控制方法中第一從控制單元的控制流程 示意圖；
[0017] 圖4為本發明實施例提供的直升機絞車控制方法中第二從控制單元的控制流程 示意圖；
[0018] 圖5為本發明實施例提供的直升機絞車控制方法中第H從控制單元的控制流程 示意圖；
[0019] 圖6為本發明實施例提供的直升機絞車控制方法中主控制單元的控制流程示意 圖；
[0020] 圖7為本發明實施例提供的直升機絞車控制方法中主控制單元計算電機轉速控 制值的流程示意圖之一；
[0021] 圖8為本發明實施例提供的直升機絞車控制方法中主控制單元計算電機轉速控 制值的流程示意圖之二。
【具體實施方式】
[0022] 下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯 然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施 例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬 于本發明保護的范圍。
[0023] 圖1為本發明實施例提供的直升機絞車控制系統的結構示意圖，如圖1所示，該直 升機絞車系統包括；絞車控制器I、鋼纜長度檢測裝置2、電機控制器3、電機4、和電機轉速 檢測裝置5,絞車控制器1包括主控制單元10。鋼纜長度檢測裝置2可W設置于直升機絞 車殼體上（非接觸式檢測），能夠檢測鋼纜回收或釋放的長度。電機轉速檢測裝置5可W設 置于電機4的電機軸的尾端，能夠檢測電機4的電機轉速，即電機旋轉的角速度，電機轉速 檢測裝置5可W選用旋轉變壓器實現。
[0024] 電機4與電機控制器3相連，主控制單元10分別與電機控制器3和電機轉速檢測 裝置5相連，主控制單元10能夠接收用戶發送的電機轉速期望值和電機轉速檢測裝置5發 送的電機轉速檢測值，并能夠向電機控制器3發送控制指令，W便根據控制指令中攜帶的 電機轉速控制值，通過控制電機控制器3控制電機4的運行。
[0025] 優選的，該直升機絞車控制系統還可W包括操作手柄6,操作手柄6與絞車控制器 的主控制單元10相連，用戶能夠通過操作手柄6向主控制單元10輸入電機轉速期望值。
[0026] 該直升機絞車控制系統還包括負載重量檢測裝置7,負載重量檢測裝置7可W設 置于絞車內部，能夠檢測負載重量。
[0027] 主控制單元10用于，獲取當前的負載重量檢測值和過載量、W及當前的鋼纜收放 長度檢測值和鋼纜收放長度比；當預設的主控制周期到達時，根據電機轉速期望值、當前的 負載重量檢測值和過載量、當前的鋼纜收放長度檢測值和鋼纜收放長度比、W及當前的電 機轉速檢測值，計算電機轉速控制值，并將計算出的電機轉速控制值發送給電機控制器，W 使電機控制器根據該電機轉速控制值控制電機運行。
[0028] 其中，過載量可W根據預設的第一闊值和當前的負載重量檢測值計算得到，鋼纜 收放長度比可W根據預設的鋼纜總長度和當前的鋼纜收放長度檢測值計算得到。
[0029] 優選的，絞車控制器1還可W包括；第一從控制單元11和第二從控制單元12。
[0030] 第一從控制單元11內可W預設有第一控制周期和第一闊值。優選的，第一控制周 期的設置范圍可W為10微砂一10毫砂，第一闊值為電機4所承受的過載量的最大值，優選 的，第一闊值可W為300%。當過載量達到或超過第一闊值時，第一從控制單元11控制電機 4停機；當過載量小于第一闊值時，由主控制單元10控制電機4的運行。
[0031] 第二從控制單元12內可W預設有第二控制周期和鋼纜總長度。優選的，第二控制 周期的設置范圍可W為10微砂一10毫砂。
[0032] 第一從控制單元11分別與負載重量檢測裝置7和主控制單元10相連，能夠在接 收到主控制單元10發送的負載重量檢測裝置啟動控制指令時，控制負載重量檢測裝置7啟 動，并接收負載重量檢測裝置7發送的負載重量檢測值。當預設的第一控制周期到達時，第 一從控制單元11能夠根據預設的第一闊值和當前的負載重量檢測值計算過載量，并將當 前的負載重量檢測值和過載量發送給主控制單元10。計算過載量的具體實現方式在后續再 詳細描述。
[0033] 進一步的，第一從控制單元11還用于，在計算出過載量之后、將當前的負載重量 檢測值和過載量發送給主控制單元10之前，將過載量與第一闊值相比較，當過載量大于或 等于第一闊值時，向電機控制器3發送電機停機控制指令，W使電機控制器3控制電機4停 機。
[0034] 第一從控制單元11具體用于，當過載量小于第一闊值時，將當前的負載重量檢測 值和過載量發送給主控制單元10。
[0035] 第二從控制單元12分別與鋼纜長度檢測裝置2和主控制單元10相連，能夠在接 收到主控制單元10發送的鋼纜長度檢測裝置啟動控制指令時，控制鋼纜長度檢測裝置2啟 動，并接收鋼纜長度檢測裝置2發送的鋼纜收放長度檢測值。當預設的第二控制周期到達 時，第二從控制單元12能夠根據預設的鋼纜總長度和當前的鋼纜收放長度檢測值計算鋼 纜收放長度比，并將當前的鋼纜收放長度檢測值和鋼纜收放長度比發送給主控制單元10。 計算鋼纜收放長度比的具體實現方式在后續再詳細描述。
[0036] 第二從控制單元12還用于，在計算出鋼纜收放長度比之后、將當前的鋼纜收放 長度檢測值和鋼纜收放長度比發送給主控制單元10之前，判斷鋼纜收放長度比是否等于 100%或0,當鋼纜收放長度比等于100%或0時，向電機控制器3發送電機停機控制指令， W使電機控制器3控制電機4停