阅读说明：本技术 一种基于压力自动监测的飞机轮胎充气装置 (Aircraft tire inflation device based on pressure automatic monitoring ) 是由 李黎 张文强 党晋超 姚广 封志锋 牛倩云 张春雷 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于压力自动监测的飞机轮胎充气装置,包括气路系统和人机交互控制系统,气路系统包括气瓶、充气泵、减压阀、比例压力阀和电磁阀,气瓶的出气口通过管路依次与减压阀、比例压力阀和电磁阀连接,充气泵与气瓶连接,气瓶上安装有压力表；人机交互控制系统包括PLC控制器、触摸屏和电源,PLC控制器通过第一压力传感器与气瓶连接、通过第二压力传感器与比例压力阀连接、通过第三压力传感器与飞机轮胎连接,PLC控制器还与电磁阀和触摸屏连接,电磁阀与飞机轮胎的进气口连接。本发明采用比例压力阀和压力传感器组成无级调压系统,符合不同压力的切换,可对不同压力的飞机轮胎进行充气。(The invention discloses an airplane tire inflation device based on automatic pressure monitoring, which comprises an air path system and a human-computer interaction control system, wherein the air path system comprises an air bottle, an inflation pump, a pressure reducing valve, a proportional pressure valve and an electromagnetic valve, an air outlet of the air bottle is sequentially connected with the pressure reducing valve, the proportional pressure valve and the electromagnetic valve through pipelines, the inflation pump is connected with the air bottle, a pressure gauge is arranged on the air bottle, the human-computer interaction control system comprises a P L C controller, a touch screen and a power supply, the P L C controller is connected with the air bottle through a first pressure sensor, connected with the proportional pressure valve through a second pressure sensor and connected with an airplane tire through a third pressure sensor, the P L C controller is also connected with the electromagnetic valve and the touch screen, and the electromagnetic valve is connected with an air inlet of the airplane tire.)

一种基于压力自动监测的飞机轮胎充气装置

技术领域：

本发明属于自动智能控制领域，具体涉及一种基于压力自动监测的飞机轮胎充气装置。

背景技术：

国内飞机轮胎的充气工作主要是沿用多年来的传统方法：使用氮气气瓶直接对接飞机轮胎的气嘴，没有采用先进的压力检测和压力控制技术，需凭维修人员的操作经验来确定充气压力，要想达到轮胎额定压力往往需经过多次的充气与测量过程。因此国内飞机轮胎的传统充气方法存在很多缺点：(1)充气时间长，劳动强度大，且充气气压不受控、不稳定、不精确、可靠性差；(2)由于充气压力通过氮气瓶提供，系统压力高，所以误操作可能会引发安全事故；(3)此外，手动工作每次仅能对一个轮胎进行充、放气及泄漏检测，维修人员的劳动强度大并且工作效率较低。

国外普遍采用自动充气检测装置完成飞机轮胎的充气以及检漏工作，如通过选择不同的飞机型号、轮胎参数，一台自动充气检测装置可同时完成多个飞机轮胎的自动充气、放气、循环检测泄漏等工作。此外该装置还能够自动打印报表。更先进的是通过检测飞机的重量，从而确定飞机的型号，就可以确定飞机轮胎的压力，给飞机轮胎充气。

因此开发出轮胎自动充气装置，有助于解决目前国内轮胎充气状况。

发明内容

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本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于压力自动监测的飞机轮胎充气装置，充气过程全部自动化，可对不同压力的飞机轮胎进行充气，自动化程度高、安全、可靠，在各种复杂环境下具有快速、机动、稳定的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：一种基于压力自动监测的飞机轮胎充气装置，包括气路系统和人机交互控制系统，气路系统包括气瓶、充气泵、减压阀、比例压力阀和电磁阀，气瓶的出气口通过管路依次与减压阀、比例压力阀和电磁阀连接，充气泵与气瓶连接，气瓶上安装有压力表；人机交互控制系统包括PLC控制器、触摸屏和电源，PLC控制器通过第一压力传感器与气瓶连接、通过第二压力传感器与比例压力阀连接、通过第三压力传感器与飞机轮胎连接，PLC控制器还与电磁阀和触摸屏连接，电磁阀与飞机轮胎的进气口连接。

本发明的有益效果在于：

1、本发明飞机轮胎充气装置采用比例压力阀和压力传感器组成无级调压系统，符合不同压力的切换，可对不同压力的飞机轮胎进行充气，包括战斗机、轰炸机、运输机等飞机轮胎的型号。

2、本发明采用PLC的触摸屏控制，人机交互界面简洁友好，充气过程全部自动化，可以随意增加和删除飞机轮胎型号，记录充气经历；而且本发明将人机交互控制系统和气路系统安装在一个可移动的箱体内，同时使用solid Works软件进行三维建模，并进行虚拟装配，以解决合理布置的问题，可在任何地点给飞机轮胎实时充气，使用灵活方便。

附图说明：

图1为飞机轮胎充气装置示意图。

其中，1-气瓶、2-减压阀、3-比例压力阀、4-电磁阀、5-飞机轮胎、6-PLC控制器、7-第一压力传感器、8-第二压力传感器、9-第三压力传感器、10-触摸屏、11-电源。

具体实施方式

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本发明的飞机轮胎充气装置，包括气路系统和人机交互控制系统。

气路系统的设计主要是针对飞机轮胎补气，也即轮胎本身就有部分气体存在，只是轮胎内的压力低于一定的值后，需进行充气。本发明重新设计气瓶的尺寸，使设备小型化、便利化气瓶，无论大小，出来的都是15MPa的高压气体，然而高压气体必须经过降压之后才能对飞机轮胎充气，所以气路部分需要设置一个减压阀。

人机交互控制系统使从开始对飞机轮胎进行充气到轮胎内气压达到要求的压力，然后将气路切断，这整个过程是自动的，不需要人的干预。随着PLC的普及和推广，其应用领域越来越广泛，PLC控制系统具有更好的稳定性、控制柔性、维修方便。因此本发明采用PLC控制器搭载触摸屏的人机交互控制系统，使得控制系统更加人性化。

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

如图1所示为一种基于压力自动监测的飞机轮胎充气装置，包括气路系统和人机交互控制系统，气路系统包括气瓶1、充气泵、减压阀2、比例压力阀3和电磁阀4，气瓶1的出气口通过管路依次与减压阀2、比例压力阀3和电磁阀4连接，充气泵与气瓶1连接，气瓶上安装有压力表；人机交互控制系统包括PLC控制器6、触摸屏10和电源11，PLC控制器6通过第一压力传感器7与气瓶1连接、通过第二压力传感器8与比例压力阀3连接、通过第三压力传感器9与飞机轮胎5连接，PLC控制器6还与电磁阀4和触摸屏10连接，电磁阀4与飞机轮胎5的进气口连接。

本发明气瓶1用来提供15MPa的氮气，气瓶的出气口采用高压钢丝编织胶管和锥头螺纹与管路连接；减压阀2采用上海沃原的RW11，将气瓶输出的氮气气压由15MPa降为3MPa左右；比例压力阀3采用的是Lanny公司FD7B25AMF-V2，用户在触摸屏10输入充气压力值后，PLC控制器6根据用户目标值输出PWM控制信号来细调管路气压；电磁阀4采用的是亚德客2WH030-08-B-G，当比例压力阀3调整好充气压力值后，PLC控制器6控制打开电磁阀4进行充气。

本发明第一压力传感器7实时监测气瓶1压力，测量范围为0-20MPa。当压力不足时，实时提醒用户更换气瓶，特别是在充气时，压力不足，PLC控制器6相应关掉电磁阀4，防止气体倒流。

本发明第二压力传感器8实时监测比例压力阀3对管路内气体压力的细调结果，测量范围为0-5MPa。

本发明第三压力传感器9实时监测飞机轮胎5气压，防止过充过放，测量范围为0-5MPa。

本发明电源11输入的200V的交流电，经过开关电源处理后，输出12V电压，为PLC控制器、比例压力阀、电磁阀、触摸屏供电。

本发明采用比例压力阀3和压力传感器组成无级调压系统。第三压力传感器9检测飞机轮胎5压力，并将检测信号传至PLC控制器6并与PLC控制器6设定的值进行比较，如果第三压力传感器9检测到的压力值小于设定的值，PLC控制器则通过第二压力传感器8把信号传递给比例压力阀3，使得比例压力阀3的出口压力稳定在设定值，直至飞机轮胎5的压力达到设定的值，当飞机轮胎5的压力达到设定的值，PLC控制器6控制电磁阀4关闭。第二压力传感器8、第三压力传感器9不构成气路闭环，只是作为一个判断的依据，充气的精度由比例压力阀3的精度决定。

由比例压力阀和压力传感器组成的无级调压系统，在控制上容易实现，而且比例压力阀的控制精度能够满足充气的要求，虽然成本有点高，但比例压力阀是在通断式电磁气动阀的基础上发展起来的新型气动控制元件，它是依靠比例电信号的大小，线性地控制阀的输出气体流量或压力，以满足对压力或速度控制的要求，是气动工业自动化系统中一种主要器件。比例压力阀不仅避免了传统开关式气阀的冲击性，而且还有控制压力范围宽、工作稳定可靠、抗污染能力强、受温度变化影响小、功率小无噪声等优异品质。

本发明飞机轮胎充气装置，还包括箱体，气路系统和人机交互控制系统安装在箱体内，箱体底部的四周安装有万向轮，其中一侧的万向轮带有刹车；触摸屏10和压力表安装在具有一定倾斜度的面板上。

箱体的内部空间大致被划分成了三块，气瓶占了约一半的空间，另外一半空间又被分成两部分，上面部分主要是PLC控制元件和气路原件，下半部分底下两边放置的是电源，中间是管路自动回收的装置。

将气路系统和人机交互控制系统合理地安装在一个可移动的箱体内，以实现随时随地对飞机轮胎进行充气，具有机动灵活的特点。还有将触摸屏和压力表安装在具有一定倾斜度的面板上便于操作和观察。