一种装载设备及其控制方法

本发明涉及航空领域，特别是一种装载设备及其控制方法。

背景技术：

1、在日常的飞行器执飞过程中，根据不同的飞行任务，飞行器上往往需要挂载不同的挂载物来满足飞行需要，挂载物包括副油箱、导弹、炸弹和吊舱等。

2、在日常的机务保障过程中，能否快速的将挂载物安装到飞行器上是制约飞行器能否快速再次执行任务的关键因素。

3、目前在飞行器上安装挂载物，是通过人工来实现的，由于飞行器的挂载装置距离地面有一定的高度，因此操作人员通过吊装设备将挂载物吊至空中，例如通过电动葫芦将挂载物吊至空中；然后操作人员手动将挂载物移动至飞行器上，然后手动将挂载物安装在飞行器的挂载装置上，并人工观察是否安装到位。

4、现有的安装过程十分繁琐，人工疲劳强度大；现有吊装设备操作麻烦，不方便精确的将挂载物移动的目标位置，不方便精确的控制挂载物的方向，整个安装过程，需要人工来辅助安装，操作十分繁琐；挂载物体积和重量大，若操作人员操作不当，容易损坏航空装备，导致人员受伤等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种装载设备及其控制方法，本发明的设备和方法能够方便快捷的将挂载物安装到挂载装置上，降低人工疲劳强度。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种装载设备，它包括车体、移动机构、升降装置、支撑平台、平移机构、装夹组件、图像测距组件和控制系统；

4、所述移动机构设置在车体底部，升降装置设置在车体顶部，所述支撑平台设置在升降装置顶部，所述平移机构设置在支撑平台顶部，所述装夹组件设置在平移机构上方；

5、所述移动机构用于带动车体移动；所述升降装置用于带动支撑平台在车体上沿z方向移动；所述平移机构用于带动装夹组件在支撑平台上沿x方向和y方向移动；所述装夹组件用于装夹挂载物；

6、所述图像测距组件包括侧面图像测距组件和端面图像测距组件；所述侧面图像测距组件可拆卸的设置在车体侧面，所述端面图像测距组件可拆卸的设置在车体端部；所述图像测距组件用于检测挂载物与挂载装置的距离；

7、所述控制系统包括控制器和控制面板，所述控制器设置在车体上，所述控制面板设置在车体或支撑平台上，所述控制面板、移动机构、升降装置、平移机构、侧面图像测距组件和端面图像测距组件均连接受控于控制器。

8、进一步的，所述装夹组件包括固定环和设置在固定环两端的固定座；

9、所述固定环为顶部开口，两端贯通的弧形；所述固定环两端的端面上均开设有弧形的导向槽和若干定位孔，所述定位孔沿导向槽等间隔设置，所述定位孔与导向槽连通；

10、所述固定座的侧面开设有通孔，通孔内设置有定位螺栓，所述定位螺栓穿过通孔并插入定位孔内，使固定环固定设置在固定座上。

11、进一步的，所述固定环的内侧设置有胶垫；所述固定座的顶部为下凹的弧形面，该弧形面位于胶垫表面所围成的弧形面的下方，固定座顶部弧形面的直径大于胶垫表面所围成的弧形面的直径。

12、进一步的，所述侧面图像测距组件包括车体侧面连接杆、侧面摄像头连接杆和侧面摄像头；

13、所述车体侧面连接杆水平设置，侧面摄像头连接杆竖直设置；车体侧面连接杆一端与车体的侧面可拆卸连接，另一端与侧面摄像头连接杆的下端可拆卸连接；所述侧面摄像头可拆卸的设置在侧面摄像头连接杆的上端；

14、所述端面图像测距组件包括车体端面连接杆、端面摄像头连接杆和端面摄像头；

15、所述车体端面连接杆水平设置，端面摄像头连接杆竖直设置；车体端面连接杆一端与车体的端面可拆卸连接，另一端与端面摄像头连接杆的下端可拆卸连接；所述端面摄像头可拆卸的设置在端面摄像头连接杆的上端；

16、所述侧面摄像头和端面摄像头均连接受控于控制器。

17、进一步的，所述侧面图像测距组件包括车体侧面连接杆、侧面摄像头连接杆和侧面摄像头；

18、车体侧面连接杆一端与车体的侧面活动连接，另一端与侧面摄像头连接杆的下端活动连接；所述侧面摄像头与侧面摄像头连接杆的上端活动连接；

19、所述端面图像测距组件包括车体端面连接杆、端面摄像头连接杆和端面摄像头；

20、车体端面连接杆一端与车体的端面活动连接，另一端与端面摄像头连接杆的下端活动连接；所述端面摄像头与端面摄像头连接杆的上端活动连接；

21、所述侧面摄像头和端面摄像头均连接受控于控制器。

22、进一步的，所述侧面摄像头连接杆的上端设置有侧面补光灯；所述端面摄像头连接杆的上端设置有端面补光灯；侧面补光灯和端面补光灯均连接受控于控制器；所述支撑平台顶面上设置有顶部补光灯，顶部补光灯连接受控于控制器。

23、进一步的，所述支撑平台的侧面设置有侧面校正棋盘格，所述支撑平台的端面设置有端面校正棋盘格。

24、本发明还公开了一种装载设备的控制方法，它包括上述装载设备，所述控制方法包括：

25、步骤1：图像测距组件获取挂载物与挂载装置间的实时距离值；

26、步骤2：将实时距离值与控制器中预先存储的标准距离值求差，获得距离差值；所述标准距离值为挂载物正确安装在挂载装置上时，挂载物与挂载装置间的距离值；

27、步骤3：根据距离差值控制升降装置和平移机构的移动方向和移动距离，直到距离差值等于0为止。

28、进一步的，所述实时距离值包括x方向上的实时距离值xt，y方向上的实时距离值yt和z方向上的实时距离值zt；所述实时距离值根据如下方法获?。?/p>

29、端面图像测距组件，实时获取挂载物与挂载装置的实时端面图像；

30、从实时端面图像上获取挂载物侧面到挂载装置中心线的实时距离值，该实时距离值为x方向上的实时距离值xt；

31、从实时端面图像上获取挂载物顶面到挂载装置顶面的实时距离值，该实时距离值为端面z方向上的实时距离值zt1；

32、侧面图像测距组件，实时获取挂载物与挂载装置的实时侧面图像；

33、从实时侧面图像上获取挂载物前端面到挂载装置前端面的实时距离值，该实时距离值为y方向上的实时距离值yt；

34、从实时侧面图像上获取挂载物顶面到挂载装置顶面的实时距离，该实时距离值为侧面z方向上的实时距离值zt2；

35、将实时端面图像和实时侧面图像进行融合，判断zt1和zt2的大小，其中较大的值为z方向上的实时距离值zt；

36、所述标准距离值包括x方向上的标准距离值x0，y方向上的标准距离值y0和z方向上的标准距离值z0；所述标准距离值根据如下方法获?。?/p>

37、通过端面图像测距组件，获取挂载物正确安装在挂载装置上的端面图像；

38、从端面图像上获取挂载物侧面到挂载装置中心线的距离，该距离值为x方向上标准距离值x0；

39、从端面图像上获取挂载物顶面到挂载装置顶面的距离，该距离值为端面z方向上的标准距离值z1；

40、通过侧面图像测距组件，获取挂载物正确安装在挂载装置上的侧面图像；

41、从侧面图像上获取挂载物前端面到挂载装置前端面的距离，该距离值为y方向上标准距离值y0；

42、从侧面图像上获取挂载物顶面到挂载装置顶面的距离，该距离值为侧面z方向上的标准距离值z2；

43、将端面图像和侧面图像进行融合，判断z1和z2的大小，其中较大的值为z方向上的标准距离值z0。

44、进一步的，根据距离差值控制升降装置和平移机构的移动方向和移动距离，直到距离差值等于0为止，其具体过程包括：

45、将xt与x0进行比较，计算x方向的距离差值xn，xn=xt-x0；

46、将yt与y0进行比较，计算y方向的距离差值yn，yn=yt-y0；

47、将zt与z0进行比较，计算z方向的距离差值zn，zn=zt-z0；

48、根据xn、yn和zn的正负值，控制升降装置和平移机构的移动方向；

49、根据xn、yn和zn的大小，控制升降装置和平移机构的移动距离，直到xn、yn和zn均为0为止。

50、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

51、在本发明中，将挂载物安装在装夹组件上，移动机构带动车体移动至飞行器的挂载装置下方，然后升降装置和平移机构相互配合，能够使挂载物上下移动和在水平面内移动；进而准确的将挂载物送至飞行器的挂载装置处，进而方便挂载物安装在飞行器的挂载装置上，由于图像测距组件能够拍摄图像，检测挂载物与挂载装置的距离，进而方便控制装载设备动作，同时方便判断挂载物是否安装好。

52、本发明的装载设备，能够方便快捷的将挂载物安装在飞行器的挂载装置上，提高了安装效率，降低了人工疲劳强度。

53、本发明的控制方法能够不断的将实时距离值与标准距离值进行比较，进而能够不断的修正升降装置和平移机构移动距离和移动方向，能够保证挂载物精确的安装到挂载装置上。