申请/专利权人：北京摩诘创新科技股份有限公司

申请日：2018-01-30

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108284965B

主分类号：B64F1/305

分类号：B64F1/305

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.12.21#实质审查的生效;2018.07.17#公开

摘要：本发明公开了一种登机桥，包括有控制装置，控制装置通过驱动装置使得桥体上升或下降，驱动装置包括电动缸和驱动电动缸工作的具有抱闸的伺服电机，桥体包括有安装架，安装架上转动设置铺设有桥板的桥架，电动缸的一端与桥架铰接，另一端与安装架铰接；控制装置包括有主控制器，主控制器分别电连接有电机控制器、电源、接触器和操作键盘；电机控制器包括处理单元，处理单元依次电连接有速度控制单元和速度评估单元，速度控制单元依次连接有共振抑制单元、扭矩限制单元和电流回路单元，速度评估单元和电流回路单元分别电连接伺服电机。上述结构中，能够实现位置精准控制，运行平稳，安全性高，同时保证运行时噪音低，无污染，易维护。

主权项：1.一种登机桥，包括有控制装置，所述控制装置通过驱动装置使得桥体上升或下降，其特征在于，所述驱动装置包括具有自锁机构的电动缸和驱动所述电动缸工作的具有抱闸机构的伺服电机，所述伺服电机与所述电动缸为蜗轮蜗杆传动，所述抱闸机构和所述蜗轮蜗杆传动设置成：当遇到断电等突发情况时，登机桥处于任何位置停止时都能够有效的机械自锁，使用伺服电机的抱闸方式使得登机桥处于任何位置停止时都能够有效的电气自锁，并且所述控制装置中的控制程序设置有掉电保持功能记录位置的变量，所述伺服电机每转动都会将相应的位置反馈给此变量记录，无论何时掉电再起时，都能够记住上次掉电的位置，不需要再增加回零操作；所述桥体包括有安装架，所述安装架上转动设置有铺设有桥板的桥架，所述电动缸的一端与所述桥架铰接，另一端与所述安装架铰接；所述控制装置包括有主控制器，所述主控制器分别电连接有电机控制器、电源、接触器和操作键盘；所述电机控制器包括处理单元，所述处理单元依次电连接有速度控制单元和速度评估单元，所述速度控制单元依次连接有共振抑制单元、扭矩限制单元和电流回路单元，所述速度评估单元和所述电流回路单元分别电连接所述伺服电机；所述电动缸包括有缸体和转动设置于所述缸体内蜗杆，所述缸体内部间隔设置有上极限开关和下极限开关，所述上极限开关靠近所述桥架设置，所述下极限开关靠近所述安装架设置，所述缸体内转动设置有螺杆，所述螺杆的一端与所述桥板铰接；所述上极限开关、所述下极限开关和所述抱闸机构分别电连接所述主控制器；所述电源为直流电源。

全文数据：一种登机桥技术领域[0001]本发明涉及航空器辅助设备造技术领域，尤其涉及一种登机桥。背景技术[0002]登机桥通常由若干段可伸缩的通道套接组成，当飞机上下旅客时，可以伸展至飞机的舱门处，并与之对接，以便乘客在机场中飞机停放地与候机楼之间转移，而飞机的型号不同，其飞机舱门的高度也是不同的，因此需要采用升降装置来调节通道的高度。[0003]现有的登机桥控制系统中，通常采用PLC可编程控制器作为主控元件来控制登机桥的升降驱动和行走驱动。登机桥的升降控制时，操作人员通过按下升降按钮将命令传递给PLC，PLC经过逻辑运算后将信号传给接触器，接触器得电工作，并将信号传递给升降驱动电机，升降驱动电机带动登机桥做升降运动，速度控制方式上比较单一化，在登机桥运行的全程中不能够做到平滑稳定，如此便会产生速度噪音，特别是在登机桥面上升快到最高时候如果不能够很好的控制速度的变化，将会导致登机桥面出现抖动不平稳。[0004]现有登机桥在断电或者出现动力电故障时，桥面会突然停止，一般会通过电动缸自锁或者通过电机自带的抱闸自锁，单一的自锁可能存在安全隐患，既是只有唯--种自锁功能，安全性能比较差。再者当断电后，需要上电后运行至原点寻零，增加了操作的复杂性。[0005]因此，提供一种登机桥，以期能够实现位置精准控制，运行平稳，安全性高，同时保证运行时噪音低，无污染，易维护，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。发明内容[0006]本发明的目的是提供一种登机桥，以期能够实现位置精准控制，运行平稳，安全性高，同时保证运行时噪音低，无污染，易维护。[0007]本发明提供了一种登机桥，包括有控制装置，所述控制装置通过驱动装置使得桥体上升或下降，所述驱动装置包括电动缸和驱动所述电动缸工作的具有抱闸的伺服电机，所述伺服电机与所述电动缸为蜗轮蜗杆传动，所述桥体包括有安装架，所述安装架上转动设置铺设有桥板的桥架，所述电动缸的一端与所述桥架铰接，另一端与所述安装架铰接；[0008]所述控制装置包括有主控制器，所述主控制器分别电连接有电机控制器、电源、接触器和操作键盘;所述电机控制器包括处理单元，所述处理单元依次电连接有速度控制单元和速度评估单元，所述速度控制单元依次连接有共振抑制单元、扭矩限制单元和电流回路单元，所述速度评估单元和所述电流回路单元分别电连接所述伺服电机。[0009]优选地，所述电动缸包括有缸体和转动设置于所述缸体内蜗杆，所述缸体内部间隔设置有上极限开关和下极限开关，所述上接线开关靠近所述桥架设置，所述下极限开关靠近所述安装架设置，所述缸体内转动设置有螺杆，所述螺杆的一端与所述桥板铰接;所述上限开关、所述下线开关和所述抱闸分别电连接所述主控制器。[0010]优选地，所述电源为直流电源。[0011]优选地，所述主控制器还电连接有显示登机桥的工作状态的显示单元。[0012]优选地，所述桥架上设置有栏杆组件，所述栏杆组件包括平行间隔设置的第一横杆和第二横杆，在所述第一横杆和所述第二横杆上平行间隔设置有第一纵杆和第二纵杆，所述第一纵杆的一端通过连接件与所述安装架铰接，所述第一纵杆的本体依次与第一横杆和第二横杆铰接，所述第二纵杆的一端与所述桥架铰接，所述第二纵杆的本体依次与所述第一横杆和第二横杆铰接。[0013]优选地，所述连接件为角型件，所述连接件的一条直角边与所述安装架固接，另一条直角边与所述桥架的底面贴合，所述第一纵杆的一端与所述连接件铰接。[0014]优选地，所述第一纵杆和第二纵杆之间还设置有第三纵杆，所述第三纵杆分别平行于所述第一纵杆和所述第二纵杆，所述第三纵杆的一端与所述桥架铰接。[0015]本发明所提供的登机桥，包括有控制装置，所述控制装置通过驱动装置使得桥体上升或下降，所述驱动装置包括电动缸和驱动所述电动缸工作的具有抱闸的伺服电机，所述伺服电机与所述电动缸为蜗轮蜗杆传动，所述桥体包括有安装架，所述安装架上转动设置铺设有桥板的桥架，所述电动缸的一端与所述桥架铰接，另一端与所述安装架铰接;所述控制装置包括有主控制器，所述主控制器分别电连接有电机控制器、电源、接触器和操作键盘;所述电机控制器包括处理单元，所述处理单元依次电连接有速度控制单元和速度评估单元，所述速度控制单元依次连接有共振抑制单元、扭矩限制单元和电流回路单元，所述速度评估单元和所述电流回路单元分别电连接所述伺服电机。[0016]上述结构中，桥架与安装架转动设置，通过电动缸的两端分别于桥架和安装架铰接，电机驱动电动缸伸出或者回缩，当电动缸伸出时，桥架相对安装架转动，从而实现与飞行器舱门的对接，从而实现人员进出飞行器，当电动缸回缩时，桥架相对安装架回位，从而实现登机桥的收起。上述使用时通过操作键盘上的电源键启动接触器，使得电路接通，通过操作操作键盘上的功能件发出控制指令，伺服电机通过主控制器发送控制指令到电机控制器，电机控制器通过内部单元对伺服电机的转速、位置、扭矩等参数进行精准控制，从而实现能够控制让登机桥平稳平滑无抖动运行;伺服电机与电动之间的传动方式为蜗轮蜗杆传动，该种传动方式的传动效果佳，具有良好的传动比，当遇到断电等突发情况时，该种方式使得登机桥处于任何位置停止时都能够有效的机械自锁，使用伺服电机的抱闸方式使得登机桥处于任何位置停止时都能够有效的电气自锁，在机械和电气双重保护下增强了登机桥的安全性能，从而能够有效保证使用者的安全。附图说明[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：[0018]图1为本发明所提供的登机桥的速度模式闭环控制回路示意图；[0019]图2为本发明所提供的登机桥的运行速度曲线图；[0020]图3为本发明所提供的登机桥的结构示意图；[0021]图4本发明所提供的登机桥的伺服电机与电动缸配合的结构示意图；[0022]图5为本发明所提供的登机桥的电气控制原理框图。[0023]附图标记[0024]1为桥架，2为安装架，3为电动缸，4为伺服电机，5为连接件，6为第一横杆，7为第二横杆，8为第二纵杆，9为第三纵杆，10为第一纵杆，11为缸体，12为蜗杆，13为螺杆，14主控制器，15为处理单元，16为速度评估单元，17为速度控制单元，18为共振抑制单元，19为扭矩限制单元，20为电流回路单元。具体实施方式[0025]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。[0026]请参考图1-图5,在一种具体实施方式中，本发明所提供的登机桥，包括有控制装置，所述控制装置通过驱动装置使得桥体上升或下降，所述驱动装置包括电动缸3和驱动所述电动缸3工作的具有抱闸的伺服电机4,所述伺服电机4与所述电动缸3为蜗轮蜗杆传动，所述桥体包括有安装架2,所述安装架2上转动设置铺设有桥板的桥架1，所述电动缸3的一端与所述桥架1铰接，另一端与所述安装架2铰接;所述控制装置包括有主控制器14,所述主控制器14分别电连接有电机控制器、电源、接触器和操作键盘;所述电机控制器包括处理单元15,所述处理单元15依次电连接有速度控制单元17和速度评估单元16,所述速度控制单元17依次连接有共振抑制单元18、扭矩限制单元19和电流回路单元20,所述速度评估单元16和所述电流回路单元20分别电连接所述伺服电机4。本发明解决问题的思路如下：以PLC作为控制器，伺服驱动器作为驱动机构，伺服电动缸作为执行机构。其中伺服驱动器与伺服电动缸之间形成全闭环控制回路，增加速度控制的精确度如图1速度模式闭环控制回路）。同时PLC程序内部采用高精度速度控制算法实现了登机桥全程运行平稳平滑无任何抖动如图2运行速度曲线图）。伺服驱动器具有能够实现断电自动保持当前位置，并且实时将当前位置反馈给予上位机。[0027]本发明的登机桥主要由安装架、桥架、护栏和电动缸等组成，在上述结构中，桥架1与安装架2转动设置，通过电动缸3的两端分别于桥架1和安装架2铰接，电机驱动电动缸3伸出或者回缩，当电动缸3伸出时，桥架1相对安装架2转动，从而实现与飞行器舱门的对接，从而实现人员进出飞行器，当电动缸3回缩时，桥架1相对安装架2回位，从而实现登机桥的收起。上述使用时通过操作键盘上的电源键启动接触器，使得电路接通，通过操作键盘上的功能件发出控制指令，通过主控制器14发送控制指令到电机控制器，电机控制器通过内部单元对伺服电机4的转速、位置、扭矩等参数进行精准控制，从而实现能够控制让登机桥平稳平滑无抖动运行;伺服电机4与电动之间的传动方式为蜗轮蜗杆传动，该种传动方式的传动效果佳，具有良好的传动比，当遇到断电等突发情况时，该种方式使得登机桥处于任何位置停止时都能够有效的机械自锁，使用伺服电机4的抱闸方式使得登机桥处于任何位置停止时都能够有效的电气自锁，在机械和电气双重保护下增强了登机桥的安全性能，从而能够有效保证使用者的安全。[0028]需要理解的是，主控制器14设置有掉电功能保持功能，当掉电或者存在动力电故障时候，电机每转动都会将相应的位置反馈给主控制器14，无论何时掉电再起时，都能够记住上次掉电的位置，不需要再增加回零操作，减少操作的复杂性。具体地，主控制器14基于一种工业总线CANopen总线方式，在主控制器14与伺服驱动器之间建立一种工业通讯机制，能够有效快速的读取登机桥当前的状态，并在登机桥出现了故障时候，能够通过CANopen总线读取伺服驱动器内部的故障码，通过UDPUserDatagramProtocol，用户数据报协议建立系统之间的通讯，方便使用者读取故障，方便维修维护。当然，上述工业总线通讯方式，还包括RS485通讯、RS232通讯、Ethercat总线通讯等同时能够支持TCPIP中的通讯协议。[0029]具体过程为：[0030]1正常工作模式:按下操作键盘按钮盒或教员台）的“上升”按钮控制登机桥上升，主控制器14通过UDP通讯给上位机该上位机是外界计算机，它与本地PLC控制器存在通讯发送上升中信号，松开“上升”按钮登机桥停止运动，此时按钮控制箱门板上上升指示灯熄灭;按下操作键盘的“下降”按钮控制登机桥下降，主控制器14通过UDP通讯给上位机发送下降中信号。松开“下降”按钮登机桥停止运动，此时按钮控制箱门板上的下降指示灯熄灭；登机桥运行到上到位时自动停止运动，此时主控制器14通过UDP通讯给上位机发送上升到位信号；登机桥运行到下到位时自动停止运行，此时主控制器14通过UDP通讯给上位机发送下降到位信号；登机桥在整个运行过程，速度变化状态为：启动-低速-高速-低速-停止;登机桥在运行过程中位置被掉电保持变量记住，断电再上电能记住当前位置。[0031]⑵紧急回零模式（当有“紧急回零信号”且“零点状态信号”）：如果接收到“紧急回零信号”且“零点状态信号”，则登机桥迅速下降回到零点；登机桥在整个运行过程，速度变化状态为:启动-低速-高速-低速-停止;登机桥在运行过程中位置被掉电保持变量记住，断电再上电能记住当前位置。当掉电或者存在动力电故障时候，在程序内部做了相应的程序处理:使用了一个掉电保持功能记录位置的变量，并且电机每转动都会将相应的位置反馈给此变量记录，无论何时掉电再起时，都能够记住上次掉电的位置，不需要再增加回零操作，减少操作的复杂性。[0032]3异常运行模式：当运行过程中出现突发状态可以拍下急停按钮，此时电机给定速度为零停止运动，硬件触发伺服急停，并且抱闸抱死，登机桥在当前状态被锁死电动缸3的涡轮杆自锁，电机抱闸抱死）。当突然在运行中断电，此时电机停止运动并且抱闸抱死，登机桥在当前状态被锁死（电动缸3的涡轮蜗杆12自锁，电机抱闸断开抱死）；电机运行过程中，电机控制器报警，电机则立即停止运行速度给定为零，电机抱闸抱死，此时可根据发送给上位机的故障代码信息，排除报警。当报警解除后，上电重启复位电机控制器的错误代码，如果报警未解除则可以拍下急停按钮复位伺服驱动器错误代码。[0033]登机桥安全保护功能实现：[0034]1安全扭矩保护功能，即在保证电动缸能够正常运行情况下，从驱动器内部设定其运行的最大扭矩值和在程序中对电机运行的最大电流进行双重限定。（暂时设定为额定扭矩）[0035]2安全速度保护功能，即在保证电动缸能够在正常运行情况下，从驱动器内部设定其运行最大速度值和在程序中对电机运行的最大速度进行双重限定。[0036]3安全位置保护功能，即在保证电动缸能够正常运行情况下，当上到位或者下到位信号失效时，电动缸上自带极限开关起作用，极限开关信号控制电机停止运行。（程序上做编码器反馈位置限定，即对整个行程做最大值限定）[0037]4通讯故障保护功能，既是PLC控制器与伺服驱动器之间存在突然地通讯中断，即电机不受控制时，伺服驱动器能够自动检测到通讯中断，从而及时的停止运行。[0038]登机桥的距地高度和宽度主要由模拟器的尺寸决定，登机桥桥面前后跨度应满足在模拟器的运动包络范围内，登机桥升起至80°时不与飞行器干涉。按照设计要求，桥面应能承受不小于800kg的载荷。桥面的强度和刚度校核利用三维建模进行有限元分析，并以分析结果为设计依据。分析输入和结果如表1所列：[0040]表1[0041]参见图4，所述电动缸3包括有缸体11和转动设置于所述缸体11内蜗杆12，所述缸体11内部间隔设置有上极限开关和下极限开关，所述上接线开关靠近所述桥架1设置，所述下极限开关靠近所述安装架2设置，所述缸体11内转动设置有螺杆13,所述螺杆13的一端与所述桥板铰接;所述上限开关、所述下线开关和所述抱闸分别电连接所述主控制器14。通过上述结构，缸体11内设置蜗杆12,蜗杆12通过与伺服电机4传动连接，使得蜗杆12内的螺杆13进出螺杆13内部，从而有效实现登机桥的升起与落下，并且通过蜗杆12与伺服电机4上的蜗轮配合有效实现机械自锁，从而保证使用的安全，另外保证电动缸3能够正常运行情况下，当上到位或者下到位信号失效时，电动缸3上自带极限开关起作用，极限开关信号控制电机停止运行，从而保证设备和人员的安全。[0042]进一步地，所述电源为直流电源。通过使用直流电源能够有效避免电流变化对于设备运行的影响，进而保证装个装置运行的顺畅性，使得登机桥的运行更加平稳。[0043]进一步地，所述主控制器14还电连接有显示登机桥的工作状态的显示单元。通过设置显示单元能够使得登机桥的工作状态信息实时显示，从而使得使用人员能够有效了解设备运行状态，上述显示装置可以为指示灯、显示屏等。[0044]具体理解的是，所述桥架1上设置有栏杆组件，所述栏杆组件包括平行间隔设置的第一横杆6和第二横杆7，在所述第一横杆6和所述第二横杆7上平行间隔设置有第一纵杆10和第二纵杆8,所述第一纵杆10的一端通过连接件5与所述安装架2铰接，所述第一纵杆10的本体依次与第一横杆6和第二横杆7铰接，所述第二纵杆8的一端与所述桥架1铰接，所述第二纵杆8的本体依次与所述第一横杆6和第二横杆7铰接。上述栏杆组件为拼装式结构，各连接点均为铰接，实现栏杆组件的可折叠连杆机构，第一纵杆10连接件5与安装架2固接，登机桥护栏为可折叠的连杆机构，其中的桥架1为主动杆，当桥面在电动缸3的推动下转动时，其他连杆会随之运动，从而实现护栏的开合运动。[0045]需要理解指出的是，该桥面支架采用的矩形管焊接，桥面支撑梁用的方管焊接，桥面铺设钢板，钢板两侧折弯成型脚踢板，表面粘贴黑色防滑橡胶。[0046]具体地，所述连接件5为角型件，所述连接件5的一条直角边与所述安装架2固接，另一条直角边与所述桥架1的底面贴合，所述第一纵杆10的一端与所述连接件5铰接。通过上述结构，一方面能够有效实现对于桥架1的支撑，保证桥架1回位时的稳定性，另一方面能够为栏杆组件的折叠提供支撑点，有效保证栏杆组件的有效折叠。[0047]具体地，所述第一纵杆10和第二纵杆8之间还设置有第三纵杆9,所述第三纵杆9分别平行于所述第一纵杆10和所述第二纵杆8,所述第三纵杆9的一端与所述桥架1铰接。通过设置第三纵杆9能够有效增加栏杆组件的强度，有效保证通过登机桥人员的安全。[0048]应当理解的是，尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。[0049]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种登机桥，包括有控制装置，所述控制装置通过驱动装置使得桥体上升或下降，其特征在于，所述驱动装置包括具有自锁机构的电动缸和驱动所述电动缸工作的具有抱闸机构的伺服电机，所述伺服电机与所述电动缸为蜗轮蜗杆传动，所述桥体包括有安装架，所述安装架上转动设置有铺设有桥板的桥架，所述电动缸的一端与所述桥架铰接，另一端与所述安装架铰接；所述控制装置包括有主控制器，所述主控制器分别电连接有电机控制器、电源、接触器和操作键盘;所述电机控制器包括处理单元，所述处理单元依次电连接有速度控制单元和速度评估单元，所述速度控制单元依次连接有共振抑制单元、扭矩限制单元和电流回路单元，所述速度评估单元和所述电流回路单元分别电连接所述伺服电机。2.根据权利要求1所述的登机桥，其特征在于，所述电动缸包括有缸体和转动设置于所述缸体内蜗杆，所述缸体内部间隔设置有上极限开关和下极限开关，所述上极限开关靠近所述桥架设置，所述下极限开关靠近所述安装架设置，所述缸体内转动设置有螺杆，所述螺杆的一端与所述桥板铰接;所述上限开关、所述下限开关和所述抱闸分别电连接所述主控制器。3.根据权利要求1所述的登机桥，其特征在于，所述电源为直流电源。4.根据权利要求1所述的登机桥，其特征在于，所述主控制器还电连接有显示登机桥的工作状态的显示单元。5.根据权利要求1所述的登机桥，其特征在于，所述桥架上设置有栏杆组件，所述栏杆组件包括平行间隔设置的第一横杆和第二横杆，在所述第一横杆和所述第二横杆上平行间隔设置有第一纵杆和第二纵杆，所述第一纵杆的一端通过连接件与所述安装架铰接，所述第一纵杆的本体依次与第一横杆和第二横杆铰接，所述第二纵杆的一端与所述桥架铰接，所述第二纵杆的本体依次与所述第一横杆和第二横杆铰接。6.根据权利要求5所述的登机桥，其特征在于，所述连接件为角型件，所述连接件的一条直角边与所述安装架固接，另一条直角边与所述桥架的底面贴合。7.根据权利要求5所述的登机桥，其特征在于，所述第一纵杆和第二纵杆之间还设置有第三纵杆，所述第三纵杆分别平行于所述第一纵杆和所述第二纵杆，所述第三纵杆的一端与所述桥架铰接。

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