本申請(qǐng)涉及海上作業(yè)直升機(jī)自動(dòng)牽引轉(zhuǎn)運(yùn)，具體而言，涉及一種直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)階段，海上作業(yè)直升機(jī)主要通過(guò)人工操作牽引裝置牽引直升機(jī)底部的固定受力點(diǎn)實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)運(yùn)，但在海洋環(huán)境較為惡劣的情況下，人員在甲板上進(jìn)行牽引作業(yè)危險(xiǎn)程度高。為進(jìn)一步提高牽引效率、保障作業(yè)安全性，自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)將可能成為未來(lái)研究的重點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)，則需要實(shí)時(shí)獲取直升機(jī)在甲板上的位置和姿態(tài)信息。以前三點(diǎn)式直升機(jī)為例，尾輪是其牽引過(guò)程中控制方向的關(guān)鍵，為了實(shí)施獲取直升機(jī)在甲板上的姿態(tài)位置信息，進(jìn)而自動(dòng)控制其前進(jìn)的路徑，需要實(shí)時(shí)確定尾輪的偏角。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置和方法，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案能夠有效且準(zhǔn)確的獲取直升機(jī)的尾輪的偏角，以利于直升機(jī)自動(dòng)牽引轉(zhuǎn)運(yùn)工作的進(jìn)行。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，包括機(jī)身連接件、第一轉(zhuǎn)動(dòng)件、尾輪立柱和轉(zhuǎn)角測(cè)量組件。機(jī)身連接件用于與直升機(jī)機(jī)身蒙皮連接。第一轉(zhuǎn)動(dòng)件呈環(huán)狀，第一轉(zhuǎn)動(dòng)件固定于機(jī)身連接件。尾輪立柱與第一轉(zhuǎn)動(dòng)件同軸設(shè)置，且第一轉(zhuǎn)動(dòng)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地與尾輪立柱連接。轉(zhuǎn)角測(cè)量組件包括立柱連接件、第二轉(zhuǎn)動(dòng)件以及角度傳感器，立柱連接件固定于尾輪立柱以跟隨尾輪立柱轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于立柱連接件并與第一轉(zhuǎn)動(dòng)件耦合，角度傳感器與第二轉(zhuǎn)動(dòng)件連接，用于檢測(cè)第二轉(zhuǎn)動(dòng)件相對(duì)于第一轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并生成偏角信息。

4、上述方案中，直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置可以用于測(cè)量直升機(jī)尾輪相對(duì)于直升機(jī)機(jī)身的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，也即偏角，從而基于該偏角信息能夠供甲板轉(zhuǎn)運(yùn)控制系統(tǒng)(上位機(jī))判斷當(dāng)前直升機(jī)在甲板上的姿態(tài)位置信息，以提高海上作業(yè)的直升機(jī)在甲板上的牽引效率。其中，該測(cè)量裝置在轉(zhuǎn)動(dòng)的尾輪立柱和不轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)身蒙皮上分別安裝第一轉(zhuǎn)動(dòng)件和第二轉(zhuǎn)動(dòng)件，通過(guò)角度傳感器獲取第一轉(zhuǎn)動(dòng)件和第二轉(zhuǎn)動(dòng)件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，獲得尾輪偏角。

5、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，第一轉(zhuǎn)動(dòng)件包括第一齒輪，尾輪立柱可轉(zhuǎn)動(dòng)地穿設(shè)于第一齒輪的內(nèi)環(huán)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)件包括第二齒輪，角度傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與第二齒輪連接且同軸設(shè)置，第一齒輪的齒輪數(shù)大于第二齒輪的齒輪數(shù)。

6、上述方案中，通過(guò)將第一轉(zhuǎn)動(dòng)件和第二轉(zhuǎn)動(dòng)件設(shè)置為相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪，以在尾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第二齒輪能夠基于第一齒輪發(fā)生可測(cè)量的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而配合角度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)尾輪偏角的測(cè)量。同時(shí)，通過(guò)將第一齒輪的齒輪數(shù)設(shè)置為大于第二齒輪的齒輪數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)多圈計(jì)數(shù)，以滿(mǎn)足尾輪大角度轉(zhuǎn)向測(cè)量需求。

7、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，第一齒輪與第二齒輪的齒輪數(shù)比為2：1。

8、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，機(jī)身連接件包括固定板和齒輪固定環(huán)，固定板和齒輪固定環(huán)分別為機(jī)加工件；固定板形成有缺口，缺口用于避讓尾輪立柱，固定板通過(guò)螺栓固定于直升機(jī)機(jī)身蒙皮；齒輪固定環(huán)包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分分別于固定板的底面連接，并共同限定出供尾輪立柱穿過(guò)的通孔，第一部分和第二部分背離于固定板的一側(cè)分別與第一齒輪連接。

9、上述方案中，機(jī)身連接件為機(jī)加工件，其可以為鋁合金制得，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，使用壽命長(zhǎng)，能夠有效抵抗海上作業(yè)的惡劣環(huán)境。通過(guò)在固定板上設(shè)置缺口，能降低機(jī)身連接件加裝于直升機(jī)尾輪附近部位的難度，提高該測(cè)量裝置的裝配效率；同時(shí)，通過(guò)將齒輪固定環(huán)設(shè)置為兩個(gè)相互獨(dú)立的第一部分和第二部分，能夠便于環(huán)繞于尾輪立柱設(shè)置。

10、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，第一齒輪包括兩個(gè)齒輪環(huán)，兩個(gè)齒輪環(huán)分別與第一部分和第二部分連接以共同構(gòu)成第一齒輪。

11、上述方案中，將第一齒輪設(shè)置為來(lái)能夠給齒輪環(huán)共同拼接的結(jié)構(gòu)件，以便于在裝配時(shí)避讓尾輪立柱，提高該測(cè)量裝置的裝配效率。

12、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，立柱連接件包括連接片和保護(hù)殼，保護(hù)殼通過(guò)連接片固定于尾輪立柱的外周面，角度傳感器設(shè)置于保護(hù)殼的內(nèi)部，第二齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于保護(hù)殼的頂部。

13、上述方案中，通過(guò)設(shè)置保護(hù)殼，能夠?qū)嵌葌鞲衅鬟M(jìn)行保護(hù)，降低外部位置對(duì)角度傳感器的影響，使得角度傳感器能夠有效測(cè)量第二齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而輸出偏角信息。

14、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，角度傳感器為絕對(duì)式單圈電位計(jì)，絕對(duì)式單圈電位計(jì)設(shè)置有測(cè)量零點(diǎn)。

15、上述方案中，通過(guò)采用絕對(duì)式單圈電位計(jì)，且絕對(duì)式單圈電位計(jì)設(shè)置有測(cè)量零點(diǎn)，以為尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量提供基準(zhǔn)，從而在每次使用時(shí)，基于該測(cè)量零點(diǎn)判斷當(dāng)前尾輪的偏角，提高測(cè)量效率。

16、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置還包括無(wú)線(xiàn)通訊模塊，無(wú)線(xiàn)通訊模塊用于將偏角信息以無(wú)線(xiàn)通訊的方式發(fā)送給甲板轉(zhuǎn)運(yùn)控制系統(tǒng)。

17、第二方面，本申請(qǐng)一些實(shí)施例提供一種直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量方法，該方法應(yīng)用第一方面的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，該方法包括以下步驟：

18、提供機(jī)身連接件，將機(jī)身連接件固定于直升機(jī)機(jī)身蒙皮，且避讓尾輪立柱；

19、提供第一轉(zhuǎn)動(dòng)件，將第一轉(zhuǎn)動(dòng)件固定于機(jī)身連接件，且使得第一轉(zhuǎn)動(dòng)件與尾輪立柱同軸設(shè)置，并使得第一轉(zhuǎn)動(dòng)件能夠繞尾輪立柱轉(zhuǎn)動(dòng)；

20、提供轉(zhuǎn)角測(cè)量組件，將轉(zhuǎn)角測(cè)量組件固定于尾輪立柱，且使得第二轉(zhuǎn)動(dòng)件與第一轉(zhuǎn)動(dòng)件耦合。

21、根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，提供單片機(jī)和無(wú)線(xiàn)通訊模塊，將單片機(jī)與角度傳感器電連接，以將偏角信息進(jìn)行處理生成數(shù)據(jù)信號(hào)；將單片機(jī)與無(wú)線(xiàn)通訊模塊電連接，將數(shù)據(jù)信號(hào)以無(wú)線(xiàn)通訊的方式發(fā)送給甲板轉(zhuǎn)運(yùn)控制系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

1.一種直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，

9.一種直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量方法，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，該方法包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置和方法。直升機(jī)尾輪轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置包括機(jī)身連接件、第一轉(zhuǎn)動(dòng)件、尾輪立柱和轉(zhuǎn)角測(cè)量組件。第一轉(zhuǎn)動(dòng)件呈環(huán)狀，第一轉(zhuǎn)動(dòng)件固定于機(jī)身連接件。尾輪立柱與第一轉(zhuǎn)動(dòng)件同軸設(shè)置，且第一轉(zhuǎn)動(dòng)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地與尾輪立柱連接。轉(zhuǎn)角測(cè)量組件包括立柱連接件、第二轉(zhuǎn)動(dòng)件以及角度傳感器，立柱連接件固定于尾輪立柱以跟隨尾輪立柱轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于立柱連接件并與第一轉(zhuǎn)動(dòng)件耦合，角度傳感器與第二轉(zhuǎn)動(dòng)件連接，用于檢測(cè)第二轉(zhuǎn)動(dòng)件相對(duì)于第一轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并生成偏角信息。本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案能夠有效且準(zhǔn)確的獲取直升機(jī)的尾輪的偏角，以利于直升機(jī)自動(dòng)牽引轉(zhuǎn)運(yùn)工作的進(jìn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：劉少卿,曹洺赫,王亞非,陳乾鑫,許濤,侯振興,朱永麗,孫嘉鋮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司系統(tǒng)工程研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8