拖拽式登机升降系统的制作方法

1.本发明涉及飞机设计技术领域，尤其涉及拖拽式登机升降系统。


背景技术：

2.拖拽式登机升降装置用于将病员以担架状态从地面提升至客舱门门口处。由于该装置用于运送危重病人登机，为了减小运送过程中启停对于病员的冲击，同时使得登机升降装置保持高速转运，因此需要对其运送过程中的平台加速度进行控制。
3.现有拖拽式升降装置，可通过以下几种方式获取升降平台位置：
4.1)采用角度编码器获取绞盘在电机带动下的旋转角度，通过计算绞盘半径与绞盘转动角度的乘积，来估算升降平台位置。控制系统通过其位置信息来控制升降平台运转速度。
5.2)电梯等升降装置往往在电梯井内设置一系列位置编码器来获取轿厢的准确位置，并通过瞬时位置信息来控制速度(轿厢位置编码器可以为霍尔传感器，或光电位置传感器等非接触式传感器)。
6.3)一些电梯装置会采用机械棘轮机构作超速保护装置，防止电梯轿厢超速。通过在升降平台滑轨两端布置的位置传感器来判断升降平台是否到达滑轨顶端或者底端，控制系统在升降平台快要接近端部或者底部的位置时采取减速刹车的操作，使升降平台平稳运行。
7.然而，现有拖拽式升降装置存在以下问题：
8.仅采用电机同步角度编码器来获知升降平台存的位置存在精度不佳的问题。由于电机与钢缆在加载时存在弹性变形，尤其是钢丝的变形会使得仅计算绞盘旋转角度来折算平台运动距离产生一定误差，误差与拖拽钢缆长度成正比。因此仅采用电机同步角度编码器作为速度控制精度较差，且系统没有备份。
9.采用类似电梯装置中的位置编码器的速度控制形式存在以下问题：位置编码器需要安装在升降平台滑轨不同位置处，而升降装置的滑轨在平时不用时需要拆卸后折叠，导轨上位置编码器需要在折叠滑轨上布线。而折叠又会使得传感器线缆容易受损，造成整套速度控制系统可靠性降低。位置编码器只能散布在整条滑轨上，其测量位置数据不连续，因此在整个行程中控制速度的精度较低。
10.采用棘轮限速装置的机械式速度控制则一般都用于电梯轿厢的限制最高速度保护。当电梯下降速度过高时，棘轮机构能够突然刹停电梯轿厢。而此种速度控制的应用场景仅局限于钢缆断裂工况，因此无法适用于当前拖拽式登机装置。


技术实现要素：

11.本发明的一个目的在于，提供一种拖拽式登机升降系统，其能克服现有技术的不足，改善了升降平台启动与停止的冲击问题，从而提高了卧姿病员在使用本系统过程中的舒适性。
12.本发明的以上目的通过一种拖拽式登机升降系统来实现，所述拖拽式登机升降系统包括可折叠滑轨、升降平台、驱动装置、以及控制单元，其中，所述可折叠滑轨在登机时设置在飞机客舱门与地面之间，所述升降平台构造成能沿着所述可折叠滑轨滑动，所述驱动装置用于驱动所述升降平台，所述驱动装置包括绞盘和用于驱动所述绞盘旋转的驱动电机，所述驱动装置还包括激光测距仪和绞盘角度编码器，作为所述升降平台的速度传感器，所述控制单元接收所述激光测距仪测出的位置数据和所述绞盘角度编码器测出的绞盘角度数据，计算出所述升降平台的瞬时速度和瞬时加速度，从而通过控制所述驱动电机的电流来实现将所述升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
13.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：改善了升降平台启动与停止的冲击问题，从而提高了卧姿病员在使用本系统过程中的舒适性。
14.较佳的是，所述拖拽式登机升降系统还包括辅助支撑腿，所述辅助支撑腿用于对所述可折叠滑轨进行辅助支撑。
15.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能更稳固地支撑可折叠滑轨，确保整个系统的稳定运行。
16.较佳的是，所述控制单元以所述激光测距仪测出的位置数据为主、以所述绞盘角度编码器测出的绞盘角度数据为辅进行计算。
17.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：激光测距仪直接获取升降平台在可折叠滑轨上的位置，测量精度高且直接，因此被作为主平台位置数据；绞盘角度编码器获取绞盘偏转角度数据，经过折算为弧度乘以绞盘半径，并通过钢索弹性修正作为备用平台位置数据；当主位置测量装置(激光测距仪)失效时，绞盘角度编码器作为备份装置充当升降平台的速度检测装置。
18.较佳的是，所述拖拽式登机升降系统还包括制动装置，所述制动装置用于制动所述驱动电机，所述控制单元通过控制所述驱动电机的电流和所述制动装置来实现将所述升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
19.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：所述控制单元不仅控制驱动电机的电流，还控制制动装置，从而更好地将升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
20.较佳的是，所述激光测距仪包括激光器和激光靶标，所述激光器用于发出激光束且安装在所述可折叠滑轨的顶部附近，所述激光靶标安装在所述升降平台的滑车前轴上。
21.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的激光器和激光靶标安装位置，激光测距仪能高精度测得升降平台的位置数据，且可以避免在户外使用时阳光直射激光靶标造成激光光斑受干扰的问题。
22.较佳的是，所述激光靶标通过紧固件和卡箍环安装在所述升降平台的滑车前轴上。
23.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能更稳固地安装激光靶标，确保高精度测得升降平台的位置数据。
24.较佳的是，所述驱动装置还包括牵引绳索，所述牵引绳索用于牵引所述升降平台且缠绕于所述绞盘上。
25.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能更好地牵引升降平台，以实现升降平台的升降功能。
26.较佳的是，所述驱动装置还包括驱动装置箱体和绞盘支架，所述绞盘支架安装在所述驱动装置箱体的面板上，所述绞盘安装在位于其两侧的绞盘支架上。
27.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的绞盘安装方式，能更稳固地实现升降平台的升降功能。
28.较佳的是，所述驱动装置还包括齿轮减速器，所述齿轮减速器安装在所述绞盘和所述驱动电机之间。
29.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：通过齿轮减速器，能更精细地将所述升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
30.较佳的是，所述控制单元配置成根据不同情形选择高速挡或低速挡，从而将所述升降平台的速度和/或加速度分别控制在高速挡或低速挡的额定数值范围内。
31.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能根据不同情形，分别实现高效升降或病员舒适升降。
附图说明
32.图1是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的总体示意图。
33.图2是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的安装立体示意图。
34.图3是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的安装侧面示意图。
35.图4是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的局部安装立体示意图。
36.图5是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统中的驱动装置的安装立体示意图。
37.图6是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的原理图。
38.附图标记列表
39.100、客舱门；
40.200、驱动装置；
41.300、可折叠滑轨；
42.400、升降平台；
43.500、辅助支撑腿；
44.203、牵引绳索；
45.204、绳索孔；
46.211、控制单元；
47.212、绞盘；
48.213、齿轮减速器；
49.214、驱动电机；
50.215、绳索导向轮；
51.216、绞盘支架；
52.217、绞盘角度编码器；
53.220、激光测距仪；
54.221、激光束；
55.310、传感器支架；
56.411、激光靶标；
57.412、紧固件；
58.413、卡箍环；
59.414、滑车前轴。
具体实施方式
60.以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
61.除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
62.图1是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的总体示意图。图2是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的安装立体示意图。图3是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的安装侧面示意图。图4是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的局部安装立体示意图。图5是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统中的驱动装置的安装立体示意图。图6是本发明一实施例的拖拽式登机升降系统的原理图。
63.如图1至图6所示，根据本发明的一实施例，一种拖拽式登机升降系统包括可折叠滑轨300、升降平台400、驱动装置200、以及控制单元211，其中，可折叠滑轨300在登机时设置在飞机客舱门100与地面之间，升降平台400构造成能沿着可折叠滑轨300滑动，驱动装置200用于驱动升降平台400，驱动装置200包括绞盘212和用于驱动绞盘212旋转的驱动电机214，驱动装置200还包括激光测距仪220和绞盘角度编码器217，作为升降平台400的速度传感器，控制单元211接收激光测距仪220测出的位置数据和绞盘角度编码器217测出的绞盘角度数据，计算出升降平台400的瞬时速度和瞬时加速度，从而通过控制驱动电机214的电流来实现将升降平台400的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
64.根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：改善了升降平台400启动与停止的冲击问题，从而提高了卧姿病员在使用本系统过程中的舒
适性。
65.具体地说，本发明将绞盘角度编码器217和激光测距仪220(位置传感器)直接与用于驱动升降平台400的驱动装置200集成为一体，简化了升降系统的滑轨(无需在滑轨与升降平台滑车上安装接近传感器与传感器线束)，使滑轨展开/折叠转换不会影响到传感器稳定性；采用激光测距式位置传感器可以获得更高精度。
66.相比传统电梯升降机中的将大量非接触式位置编码器设置在井道内，而存在拆卸/折叠问题，如采用在滑轨上布置位置编码器，其线缆需要承受折叠搬运等工况，存在容易损坏等问题，本发明采用与驱动装置200集成的激光测距仪220和绞盘角度编码器217双重保险的位置测量方式，既保证了位置测量精度与速度控制精度，又保证了在拆卸搬运中整套系统的可靠性。与没有专用速度控制系统的传统拖拽式登机升降系统相比，其启停时的冲击将会得到极大改善，有利于保护重伤病员的登机。
67.使用时，先将用于驱动升降平台400的驱动装置200固定于客舱门100区域的地板之上，然后将可折叠滑轨300与驱动装置200的卡槽固定连接。完成拖拽式登机升降系统的组装工作，如图1所示。
68.在一些实施例中，如图1所示，拖拽式登机升降系统还包括辅助支撑腿500，辅助支撑腿500用于对可折叠滑轨300进行辅助支撑。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能更稳固地支撑可折叠滑轨300，确保整个系统的稳定运行。
69.在一些实施例中，如图1至图6所示，控制单元211以激光测距仪220测出的位置数据为主、以绞盘角度编码器217测出的绞盘角度数据为辅进行计算。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：激光测距仪220直接获取升降平台400在可折叠滑轨300上的位置，测量精度高且直接，因此被作为主平台位置数据；绞盘角度编码器217获取绞盘偏转角度数据，经过折算为弧度乘以绞盘半径，并通过钢索弹性修正作为备用平台位置数据；当主位置测量装置(激光测距仪220)失效时，绞盘角度编码器217作为备份装置充当升降平台400的速度检测装置。
70.在一些实施例中，如图5至图6所示，拖拽式登机升降系统还包括制动装置，制动装置用于制动驱动电机214，控制单元211通过控制驱动电机214的电流和制动装置来实现将升降平台400的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：控制单元211不仅控制驱动电机214的电流，还控制制动装置，从而更好地将升降平台400的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
71.在一些实施例中，如图2至图4所示，激光测距仪220包括激光器和激光靶标411，激光器用于发出激光束221且安装在可折叠滑轨300的顶部附近，激光靶标411安装在升降平台400的滑车前轴414上。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的激光器和激光靶标安装位置，激光测距仪220能高精度测得升降平台400的位置数据，且可以避免在户外使用时阳光直射激光靶标411造成激光光斑受干扰的问题。
72.使用时，将可折叠滑轨300与驱动装置200固定后，将激光测距仪220从驱动装置箱体取出，安装在传感器支架310上，激光束221打到安装在升降平台400的滑车前轴414上的激光靶标411上。此处，激光靶标411因周边结构可以将阳光完全挡住，因此激光测距仪几乎
不受阳光照射影响，从而保证了系统稳定性，如图2至图4所示。
73.在一些实施例中，如图4所示，激光靶标411通过紧固件412和卡箍环413安装在升降平台400的滑车前轴414上。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能更稳固地安装激光靶标411，确保高精度测得升降平台400的位置数据。
74.在一些实施例中，如图5所示，驱动装置200还包括牵引绳索203(例如钢索)，牵引绳索203用于牵引升降平台400且缠绕于绞盘212上。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能更好地牵引升降平台400，以实现升降平台400的升降功能。
75.在一些实施例中，如图5所示，驱动装置200还包括驱动装置箱体和绞盘支架216，绞盘支架216安装在驱动装置箱体的面板上，绞盘212安装在位于其两侧的绞盘支架216上。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的绞盘安装方式，能更稳固地实现升降平台400的升降功能。
76.在一些实施例中，如图5所示，驱动装置200还包括齿轮减速器213，齿轮减速器213安装在绞盘212和驱动电机214之间。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：通过齿轮减速器213，能更精细地将升降平台400的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
77.在一些实施例中，如图5所示，绞盘编码器217安装在绞盘支架216一侧，与绞盘212相连接固定。驱动装置箱体内部设置有控制单元211，绞盘212安装于两侧绞盘支架216之上，绞盘支架216则安装在驱动装置箱体的面板上。绞盘212右侧为齿轮减速器213(例如行星减速齿轮减速器)，再右侧为驱动电机214。牵引绳索203穿过绳索孔204，经由绳索导向轮215，整齐缠绕于绞盘212之上。
78.在一些实施例中，如图1至图6所示，控制单元211配置成根据不同情形选择高速挡或低速挡，从而将升降平台400的速度和/或加速度分别控制在高速挡或低速挡的额定数值范围内。根据上述技术方案，本发明的拖拽式登机升降系统能起到以下有益技术效果：能根据不同情形，分别实现高效升降或病员舒适升降。
79.例如，考虑到升降平台400上载有卧姿伤病员，且不同病员身体情况对于加速度的承受能力也不尽相同，需要区分对待。控制单元211会根据升降平台400的具体位置控制电机电流与电机制动装置，对绞盘转速进行实时控制。使得当升降平台400上载有伤病员的情况下，升降平台400到顶或到底时尽可能平缓，可选择低速挡，从而提高担架上的伤病员的舒适度。当升降平台400为空载或者装载一些货物时，可选择高速挡，采用较高的平台加速度来提高装载效率。
80.在一些实施例中，如图6所示，拖拽式登机升降系统集成了激光测距仪与绞盘角度编码器作为升降平台的速度传感器，形成闭环的升降平台速度控制系统。驱动装置可以通过有线控制终端或无线控制终端来控制升降平台的上升与下降，采用高速挡还是低速挡。当驱动装置中的控制模块接收到外部控制指令时，控制模块给绞盘驱动电机指令让其工作旋转。此时，绞盘角度编码器与激光测距仪都会给速度/加速度计算模块反馈位置数据，经判断对比后，控制模块通过控制驱动电机电流与制动装置来实现将升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。
81.以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本领域技术人员将会理解，上述具
体实施方式并不构成对本发明的限制，本领域技术人员可以在以上公开内容的基础上进行多种修改，而不超出本发明的范围。

技术特征：
1.一种拖拽式登机升降系统，包括可折叠滑轨、升降平台、驱动装置、以及控制单元，其中，所述可折叠滑轨在登机时设置在飞机客舱门与地面之间，所述升降平台构造成能沿着所述可折叠滑轨滑动，所述驱动装置用于驱动所述升降平台，所述驱动装置包括绞盘和用于驱动所述绞盘旋转的驱动电机，所述驱动装置还包括激光测距仪和绞盘角度编码器，作为所述升降平台的速度传感器，所述控制单元接收所述激光测距仪测出的位置数据和所述绞盘角度编码器测出的绞盘角度数据，计算出所述升降平台的瞬时速度和瞬时加速度，从而通过控制所述驱动电机的电流来实现将所述升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。2.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述拖拽式登机升降系统还包括辅助支撑腿，所述辅助支撑腿用于对所述可折叠滑轨进行辅助支撑。3.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述控制单元以所述激光测距仪测出的位置数据为主、以所述绞盘角度编码器测出的绞盘角度数据为辅进行计算。4.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述拖拽式登机升降系统还包括制动装置，所述制动装置用于制动所述驱动电机，所述控制单元通过控制所述驱动电机的电流和所述制动装置来实现将所述升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。5.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述激光测距仪包括激光器和激光靶标，所述激光器用于发出激光束且安装在所述可折叠滑轨的顶部附近，所述激光靶标安装在所述升降平台的滑车前轴上。6.如权利要求5所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述激光靶标通过紧固件和卡箍环安装在所述升降平台的滑车前轴上。7.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述驱动装置还包括牵引绳索，所述牵引绳索用于牵引所述升降平台且缠绕于所述绞盘上。8.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述驱动装置还包括驱动装置箱体和绞盘支架，所述绞盘支架安装在所述驱动装置箱体的面板上，所述绞盘安装在位于其两侧的绞盘支架上。9.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述驱动装置还包括齿轮减速器，所述齿轮减速器安装在所述绞盘和所述驱动电机之间。10.如权利要求1所述的拖拽式登机升降系统，其特征在于，所述控制单元配置成根据不同情形选择高速挡或低速挡，从而将所述升降平台的速度和/或加速度分别控制在高速挡或低速挡的额定数值范围内。

技术总结
本发明涉及拖拽式登机升降系统。该系统包括可折叠滑轨、升降平台、驱动装置、以及控制单元，可折叠滑轨在登机时设置在飞机客舱门与地面之间，升降平台构造成能沿着可折叠滑轨滑动，驱动装置用于驱动升降平台，驱动装置包括绞盘和驱动电机，驱动装置还包括激光测距仪和绞盘角度编码器，控制单元接收激光测距仪测出的位置数据和绞盘角度编码器测出的绞盘角度数据，计算出升降平台的瞬时速度和瞬时加速度，从而通过控制驱动电机的电流来实现将升降平台的速度和/或加速度控制在额定数值范围内。根据上述技术方案，本发明能起到以下有益技术效果：改善了升降平台启动与停止的冲击问题，从而提高了卧姿病员在使用本系统过程中的舒适性。舒适性。舒适性。


技术研发人员：金利云 李文武 张宏杰 孙则徐 程国华 何乃东
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/4/20