一种应用于复杂密闭空间内的飞机自动牵引车的制作方法

1.本实用新型涉及飞机牵引车技术领域，具体是一种应用于复杂密闭空间内的飞机自动牵引车。


背景技术：

2.飞机牵引车是一种重要的航空保障设备，用以在地面牵引的方式移动飞机，在民用和军用领域都起着不可替代的作用，由于飞机价值昂贵，因此就要求飞机牵引车基要能够提供足够大的牵引力，还要求牵引车在起步、加速、减速、制动时平稳平顺，不允许在被牵引的飞机上产生过大的冲击力，以防损坏飞机；
3.中国专利(cn204846391u)提供了一种遥控电动无杆飞机牵引车，采用蓄电池体组供电，使用轮毂电机驱动，通过遥控器对牵引车实现遥控操作，夹持举升装置与飞机机轮直接接触，从而实现飞机的牵引作业，该遥控电动无杆飞机牵引车虽然采用遥控操控，但是其夹持飞机机轮、牵引车行走无法实现自主运行，仍然需要依赖操作人员的实时引导；
4.因此，现有技术中飞机牵引车尚不能实现自主路线规划决策等完全智能化的自动牵引，而对于飞机洞库等密闭空间内飞机的牵引移动，由于密闭空间环境条件复杂，事先规划牵引路线并不能完全适应环境的变化，一旦牵引车偏离预设的路线，极易发生磕碰飞机等事故，因此有必要提供一种能够应用于飞机洞库等密闭空间的飞机自动牵引车以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种应用于复杂密闭空间内的飞机自动牵引车，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种应用于复杂密闭空间内的飞机自动牵引车，包括车体，所述车体尾部中间设有用于对飞机前轮进行固定的飞机前轮夹持装置；
8.所述车体的车头端和尾端设有用于对车辆进行引导的引导装置；
9.所述车体中间位置的中控安装仓内设有用于对车辆进行控制的中控装置；
10.所述车体的车头端一侧设有用于操控车辆的操控装置。
11.作为本实用新型进一步的方案：所述车体包括车架、悬挂系统、转向系统、行走系统、制动系统和动力系统，所述车体用于承载飞机载荷，牵引飞机行走。
12.作为本实用新型再进一步的方案：所述飞机前轮夹持装置包括摆动式铲托、伸缩式抱爪以及用于驱动摆动式铲托和伸缩式抱爪进行动作的液压油缸。
13.作为本实用新型再进一步的方案：所述引导装置包括双目摄像头、激光雷达和嵌入式信息处理平台，所述双目摄像头安装在车体位于前轮上方的位置和车体1靠近飞机前轮夹持装置的位置，所述激光雷达安装在车体的车头端和车尾端以及车体靠近飞机前轮夹持装置的位置。
14.作为本实用新型再进一步的方案：所述中控装置由行车监控系统和电池监控系统组成，所述电池监控系统用于对电池仓内的动力电池进行监控。
15.作为本实用新型再进一步的方案：所述电池仓和中控安装仓上均设有仓盖。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型通过增加导引装置，利用双目摄像头、激光雷达等传感器采集复杂密闭空间内的环境信息，能够识别周围环境及态势，从而自主导引飞机自动牵引车牵引飞机移动，本飞机自动牵引车能够实时探测牵引车及飞机周围的环境，自主规划路线和避障决策，同时可自动夹持飞机的前轮，实现了为飞机在复杂密闭空间内移动提供自动化、智能化、无人化精确牵引保障。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图。
19.图2为本实用新型中仓盖打开时的结构示意图。
20.图3为本实用新型中引导系统示意图。
21.其中：1、车体；2、飞机前轮夹持装置；3、电池仓；4、中控装置；5、引导装置；6、激光雷达；7、前轮；8、操控装置；9、中控安装仓；10、仓盖；11、双目摄像头。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-图3，本实用新型实施例中，一种应用于复杂密闭空间内的飞机自动牵引车，包括车体1，所述车体1尾部中间设有用于对飞机前轮进行固定的飞机前轮夹持装置2；所述飞机前轮夹持装置2包括摆动式铲托、伸缩式抱爪以及用于驱动摆动式铲托和伸缩式抱爪进行动作的液压油缸；
24.飞机前轮夹持装置2用于牵引飞机行走过程中夹持待牵引飞机的前轮，当飞机需要在飞机洞库等复杂密闭空间内移动时，利用飞机自动牵引车的前轮夹持装置2紧紧夹持住飞机的前轮，当牵引车行走时，实现将飞机牵引移动，摆动式铲托由液压油缸驱动，可前后移动，抱爪由液压油缸驱动可以绕一转轴做一定角度的回转。
25.在飞机前轮夹持装置2工作时，飞机自动牵引车接近飞机前轮，牵引车车体整体下降到低位，抱爪向外侧旋转120
°
打开，牵引车继续前行至铲托贴上飞机前起落架轮子，然后抱爪向内侧旋转120
°
关闭，随后铲托在液压油缸的推动下顶紧飞机前起落架轮子，接着液压悬挂系统的内置液压缸将车体顶起，车体带动飞机前轮整体上升到高位后，此时飞机前轮离地，牵引车牵引飞机移动到指定位置，当飞机到位后，液压悬挂系统的内置液压缸缩回，车体整体下降到低位，此时飞机前轮落地，牵引车的抱爪向外侧旋转120
°
打开，铲托在内置液压油缸的作用下缩回，牵引车驶离飞机，抱爪向内侧旋转120
°
关闭，然后液压悬挂系统的内置液压缸顶出，车体整体上升到高位，牵引车恢复初始状态。
26.所述车体1包括车架、悬挂系统、转向系统、行走系统、制动系统和动力系统，所述
车体1用于承载飞机载荷，牵引飞机行走。
27.用于提供飞机牵引所需要的动力，牵引车采用电池组作为动力源，驱动牵引车行走，同时为其余系统提供电源，车体1的车架为整体式车架，采用整体高强钢板焊接而成，行走系统包括前轮、后轮以及相应的驱动机构，具备前进、后退功能，转向系统优选采用前轮独立转向；
28.悬挂系统，优选为液压悬挂系统，由于本牵引车采用整体式车架，通过液压悬挂系统用于调节车架的高度，使得本牵引车在夹持飞机前轮时降低高度而处于低位，当牵引车行走时升高高度而处于高位，便于飞机前轮夹持装置夹持飞机前轮，同时牵引车行走时车架处于高位而使飞机前轮抬离地面，从而牵引飞机移动。
29.所述车体1的车头端和尾端设有用于对车辆进行引导的引导装置5；所述引导装置5包括双目摄像头11、激光雷达6和嵌入式信息处理平台，所述双目摄像头11安装在车体1位于前轮7上方的位置和车体1靠近飞机前轮夹持装置2的位置，所述激光雷达6安装在车体1的车头端和车尾端以及车体1靠近飞机前轮夹持装置2的位置。
30.通过视觉导引识别系统及雷达避障系统实现对勤务对象的自动识别对接与自动导引牵引，以实现自动牵引飞机进出洞库的功能，导引系统用于采集复杂密闭空间内的环境信息，识别周围环境及态势，自主导引车体系统行走，导引方式采用视觉图像传感结合激光传感的方式，构建基于导航标识带和多模态同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping，slam)相结合，辅以复杂密闭环境三维重建的自动导引系统，进而做出实时理解、路径规划、操控优化和智能避障等决策，实现牵引车前方及四周非接触障碍探测及报警功能，导引精度可达
±
50mm，能够满足飞机进出飞机洞库等狭窄的密闭空间的需求。
31.其中，双目摄像用于拍摄路面的图像信息并发送给嵌入式信息处理平台，路面上预设有导航标识带，即人工路标，利用双目摄像头获得包含导航标识带的路面的图像并发送至嵌入式信息处理平台，嵌入式信息处理平台是导引系统的计算中心，根据双目摄像头发送的路面的图像信息识别出路面预设的导航标识带，并导引飞机自动牵引车沿导航标识带行走，导航标识带(人工路标)可视为静态目标，由一系列的线段集合表示，嵌入式信息处理平台识别过程中首先使用卷积神经网络对双目摄像头采集的图像进行处理，预测出导航标识带的概率图，即每一点是车道线的概率；然后进行二值化，得到分割后的二值图像，然后计算二值图像的联通分量，检测出所有的内轮廓，并根据轮廓边缘点得到标识带的标志点，导航标识带识别的核心步骤是用卷积神经网络预测出感兴趣区域(roi)没一点为导航标识带的概率，结合概率图模型最终每个像素点概率计算采用如下公式：
[0032][0033]
激光雷达用于测量复杂密闭空间的内壁距离信息，并发送给嵌入式信息处理平台，嵌入式信息处理平台根据激光雷达发送的复杂密闭空间的内壁距离信息进行复杂密闭空间表面形状三维建模，识别周围环境及态势，自动导引飞机自动牵引车的同时定位与地图构建(slam)，决策规划飞机自动牵引车的行走路径，采用双目摄像头结合激光雷达，实现以导航标识带识别为主，以激光雷达空间定位感知为辅的自动导引系统，通过对这两种类型的传感器的信息进行融合处理，能够显著提高标识带提取和环境感知的精确度，此外，激
光雷达还用于检测飞机自动牵引车行走前方的障碍物信息，并发送给嵌入式信息处理平台，嵌入式信息处理平台根据激光雷达发送的飞机自动牵引车行走前方的障碍物信息，进行智能避障决策，嵌入式信息处理平台设计的障碍物检测及避碰决策包括车前障碍物以及飞机机体与密闭空间壁的避碰，其中前者为动态障碍物，后者为静态障碍物，通过实时测量并计算飞机机体各关键点与障碍物的最近会遇距离(dcpa)、最近会遇时间(tcpa)，确定碰撞危险度，并根据车身姿态和车围环境，实时计算综合避碰危险度，避碰危险度在事先设定的范围内，则自主导引车自主实现避碰，当避碰危险度超过控制阈值，自动引导车停止工作，并发出报警信息请求人工干预；
[0034]
导引装置还包括设置在前轮夹持装置上的至少两个双目摄像头，前轮夹持装置上的双目摄像头用于拍摄待牵引飞机的前轮的图像信息，并发送给嵌入式信息处理平台，嵌入式信息处理平台根据前轮夹持系统上的双目摄像头发送的待牵引飞机的前轮的图像信息，计算待牵引飞机的前轮位置，控制飞机自动牵引车的行走方向，自动导引前轮夹持系统夹持待牵引飞机的前轮，通过在前轮夹持系统设置至少两个双目摄像头，自动导引前轮夹持系统进行抱轮操作，解决了目前现有的无拖把牵引车的抱轮操控依赖于人工目测控制牵引车前进方向及行驶速度，工作效率依赖于操作人员的经验及水平，通过自动导引，准确率和效率均得到极大的提高，导引系统的嵌入式信息处理平台选用英伟达jetson agx xavier平台，其具有8核arm64 cpu，2个nvdia深度学习加速度，1个图像处理器，1个视觉处理器和1个视频处理器，能够满足导引系统的数据处理、车体控制和深度学习预测的需求。
[0035]
所述车体1中间位置的中控安装仓9内设有用于对车辆进行控制的中控装置4；
[0036]
所述中控装置4由行车监控系统和电池监控系统组成，所述电池监控系统用于对电池仓3内的动力电池进行监控。行车监控系统主要是收集所有传感器数据，进行传感器标定与故障诊断，并将系统状态表达在显示器上，电池监控系统与电池管理系统和电机驱动器连接，收集电芯电压、温度、电机转速等信息，并将电池与电机的信息表达在显示器上，行车监控系统包括车辆自检、故障报警、传感器标定等功能，电池监控系统主要用于电池温度、剩余电量、电池电压及充放电监控。
[0037]
所述车体1的车头端一侧设有用于操控车辆的操控装置8；操控装置用于根据遥控指令自动操控或驾驶员手动操控所述飞机自动牵引车，操控系统包括自动驾驶操控、在线监控、固定操控、遥控、应急操作等五种操控模式，根据车辆的常规操纵方式进行设计，用方向操作杆输入转向信号，选择运行模式、无级变速(速度)控制、升降调平等用多档开关输入信息，操作简单可靠。
[0038]
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。