一種高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置及方法與流程

本發(fā)明屬于航空航天風(fēng)洞試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置及方法。

背景技術(shù)：

高速風(fēng)洞偏心設(shè)備運輸一般采用兩種方式：一種是軌道運輸，即整臺設(shè)備架設(shè)于軌道上，利用驅(qū)動車輪實現(xiàn)設(shè)備的運輸，設(shè)備始終在一個固定的水平面上運動，設(shè)備到位后由設(shè)備側(cè)面的擋塊與地面固定座貼緊后實現(xiàn)位置的定位；另一種是氣墊運輸，設(shè)備下的氣墊充氣后，采用手動方式分別調(diào)節(jié)設(shè)備下不同氣墊起浮高度，使設(shè)備處于接近于水平的一種懸浮狀態(tài)，再由設(shè)備前后兩臺手動牽引裝置將設(shè)備緩慢移動到指定位置，設(shè)備到位后需采用多次對氣墊充放氣的方式才能保證設(shè)備定位較準確。

上述各有缺點，軌道運輸主要的缺點在于：設(shè)備只能用于固定的方向移動和運輸，無法大范圍轉(zhuǎn)向和側(cè)向移動，同時敷設(shè)軌道的地面很難行走或作為它用。為了更好地利用現(xiàn)場空間，同時確保工作現(xiàn)場干凈整潔、美觀大方，對于高速風(fēng)洞偏心設(shè)備采用氣墊運輸是目前較為先進的一種運輸方式?，F(xiàn)有的氣墊運輸主要缺點在于：氣墊充氣后設(shè)備調(diào)平難度大，增加了現(xiàn)場操作的人力成本，設(shè)備到位后不容易做到精確定位，尤其是氣墊單元放氣下降時由于排氣不均設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)晃動后與風(fēng)洞本體間形成一定的間隙，另外環(huán)氧樹脂和合成材料地面在不同載荷下有一定的壓縮量，導(dǎo)致設(shè)備在高度上有一定變化，上述情況均不適于設(shè)備的精確定位。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提出了一種高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置及方法，旨在克服現(xiàn)有高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸中出現(xiàn)的調(diào)平難度大、定位不準確的問題。本發(fā)明通過在風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸過程中利用異形氣墊布局和高度傳感器，采用閉環(huán)控制保證設(shè)備自動調(diào)平；風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸接近工作位置時通過導(dǎo)向楔塊、剛性支座和推進油缸實現(xiàn)X、Y、Z方向的精確定位。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置，包括自動調(diào)平裝置和精確定位裝置；所述自動調(diào)平裝置包括高度傳感器、氣墊單元、牽引裝置、手持控制器和PLC控制模塊，其中：PLC控制模塊通過信號線分別與高度傳感器、牽引裝置、手持控制器和氣墊單元的充放氣調(diào)節(jié)裝置連接；所述精確定位裝置包括導(dǎo)向楔塊和推進油缸。

本發(fā)明還提供了一種高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸方法，包括如下步驟：

步驟一、運輸前對風(fēng)洞偏心設(shè)備自動調(diào)平：

運輸前同時給各氣墊單元充氣，在充氣過程中PLC控制模塊根據(jù)高度傳感器實時反饋的偏心設(shè)備四個角的高度信號對各氣墊單元的充氣過程進行實時調(diào)節(jié)，確保運輸前偏心設(shè)備自動調(diào)平；

步驟二、在水平面上自由移動運輸：

偏心設(shè)備自動調(diào)平后，PLC控制模塊根據(jù)手持控制器發(fā)出的移動信號，控制牽引裝置驅(qū)動偏心設(shè)備移動，實現(xiàn)偏心設(shè)備在水平面上的自由移動；

步驟三、精確定位：

當偏心設(shè)備移動至工作位置時，先由導(dǎo)向楔塊進入導(dǎo)向槽后沿X向移動，實現(xiàn)偏心設(shè)備在Z向的定位；當偏心設(shè)備到達指定位置后由推進油缸加載使偏心設(shè)備緊貼風(fēng)洞本體，實現(xiàn)偏心設(shè)備在X向的定位；然后各氣墊單元開始排氣，偏心設(shè)備在導(dǎo)向楔塊和推進油缸作用下垂直平穩(wěn)下降，四個剛性支座下降于鋼板材質(zhì)地面上，實現(xiàn)偏心設(shè)備在Y向的定位。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：本發(fā)明通過在風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸前利用異形氣墊布局和高度傳感器，通過PLC控制模塊采用閉環(huán)控制保證設(shè)備自動調(diào)平；運輸過程中通過手持控制器控制牽引裝置驅(qū)動設(shè)備移動實現(xiàn)風(fēng)洞偏心設(shè)備的運輸；風(fēng)洞偏心設(shè)備接近工作位置時通過導(dǎo)向楔塊、剛性支座和推進油缸實現(xiàn)X、Y、Z方向(笛卡爾坐標體系)的精確定位。本發(fā)明實現(xiàn)了風(fēng)洞偏心設(shè)備在氣墊運輸中的自動調(diào)平和精確定位，能夠有效地提高風(fēng)洞試驗準備效率，同時降低試驗成本。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置的工作原理圖。

圖2是高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置正向(X向)示意圖。

圖3是高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置側(cè)向(Z向)示意圖。

其中附圖標記1是導(dǎo)向楔塊，2是高度傳感器，3是氣墊單元，4是牽引裝置，5是PLC控制模塊，6是偏心設(shè)備，7是比例控制閥，8是手持控制器，9是推進油缸，10是剛性支座。

具體實施方式

一種高速風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸裝置，包括實現(xiàn)自動調(diào)平和精確定位的裝置，其中：

實現(xiàn)自動調(diào)平的裝置包括高度傳感器2、氣墊單元3、牽引裝置4、手持控制器8和PLC控制模塊5。風(fēng)洞偏心設(shè)備進行氣墊運輸前氣墊單元3采用異形布局，根據(jù)偏心載荷的分布選用相應(yīng)規(guī)格的氣墊單元與之匹配。自動調(diào)平是在風(fēng)洞偏心設(shè)備氣墊運輸前和運輸中利用異形氣墊布局和高度傳感器，通過PLC控制模塊的特定算法采用閉環(huán)控制來實現(xiàn)的。移動運輸過程中手持控制器8通過PLC控制模塊5驅(qū)動牽引裝置4動作，同時PLC控制模塊一直處于自動調(diào)平工作狀態(tài)。

實現(xiàn)精確定位的裝置包括導(dǎo)向楔塊1、剛性支座10、鋼板材質(zhì)地面和推進油缸9。風(fēng)洞偏心設(shè)備6接近工作位置時通過導(dǎo)向楔塊1、剛性支座10和推進油缸9共同作用實現(xiàn)X、Y、Z方向(笛卡爾坐標體系)的精確定位。

導(dǎo)向楔塊1僅用于風(fēng)洞偏心設(shè)備6在Z方向上的定位，在X和Y方向上可以自由移動。

風(fēng)洞偏心設(shè)備到預(yù)定位置后，剛性支座10是下降在鋼板材質(zhì)地面上的，而不是在環(huán)氧樹脂或合成材料等其他地面上，鋼板材質(zhì)地面沒有壓縮量，能夠避免不同噸位的偏心設(shè)備或偏心設(shè)備載荷分布變化后引起的高度不一致的情況出現(xiàn)。

偏心設(shè)備到預(yù)定位置，氣墊單元3排氣前，啟動設(shè)備后部的推動油缸9，推動偏心設(shè)備緊貼風(fēng)洞本體后，氣墊單元開始排氣，偏心設(shè)備貼著風(fēng)洞本體下降至地面，防止氣墊單元排氣不均勻與風(fēng)洞本體間形成間隙。

根據(jù)偏心設(shè)備載荷分布選取相應(yīng)承載能力的氣墊單元，并采用異形氣墊布局方式，所有氣墊單元進氣管路上安裝了比例控制閥7，比例控制閥的信號線接在PLC控制模塊5輸出端上，PLC控制模塊同時還接收高度傳感器2和手持控制器8相關(guān)信號。

運輸前手持控制器通過PLC控制模塊同時給相應(yīng)的比例控制閥發(fā)出充氣的信號，比例控制閥接到信號后打開一定開度給對應(yīng)的氣墊單元充氣，充氣過程中偏心設(shè)備四個剛性支座旁的高度傳感器隨時監(jiān)測其四個角升起的高度情況，并將四個角的高度反饋給PLC控制模塊，PLC控制模塊通過計算后，再次給相應(yīng)的比例控制閥發(fā)出不同開度的信號，由此形成一個閉環(huán)控制，最終保證偏心設(shè)備運輸前自動調(diào)平。

設(shè)備自動調(diào)平后，通過手持控制器給PLC控制模塊發(fā)出動作信號，PLC控制模塊對信號進行計算處理后，給牽引裝置發(fā)出向前或向后、正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)等信號驅(qū)動設(shè)備移動，實現(xiàn)風(fēng)洞偏心設(shè)備在水平面上的自由移動和運輸；

當偏心設(shè)備運輸至工作位置時，先由導(dǎo)向楔塊進入導(dǎo)向槽后沿X向移動，實現(xiàn)偏心設(shè)備在Z向的定位，設(shè)備到達指定位置后由推進油缸加載使設(shè)備緊貼風(fēng)洞本體，實現(xiàn)偏心設(shè)備在X向的定位，再由手持控制器通過PLC控制模塊給比例控制閥發(fā)出排氣信號，比例控制閥動作后氣墊排氣，偏心設(shè)備在導(dǎo)向楔塊和推進油缸作用下垂直平穩(wěn)下降，四個剛性支座下降于鋼板材質(zhì)地面上，實現(xiàn)偏心設(shè)備在Y向的定位。

本發(fā)明的工作原理是：本發(fā)明包括風(fēng)洞偏心設(shè)備自動調(diào)平、移動運輸與精確定位三個過程。在風(fēng)洞偏心設(shè)備進行氣墊運輸前氣墊單元采用異形布局，由PLC控制模塊、比例控制閥和高度傳感器形成閉環(huán)控制保證設(shè)備自動調(diào)平；運輸過程中通過手持控制器控制牽引裝置驅(qū)動設(shè)備在水平面上自由移動實現(xiàn)風(fēng)洞偏心設(shè)備的運輸；風(fēng)洞偏心設(shè)備接近工作位置時通過導(dǎo)向楔塊、剛性支座和推進油缸實現(xiàn)X、Y、Z方向(笛卡爾坐標體系)的精確定位。