本發(fā)明屬于航空航天風洞試驗技術領域，尤其涉及一種高速風洞偏心設備氣墊運輸裝置及方法。

背景技術：

高速風洞偏心設備運輸一般采用兩種方式：一種是軌道運輸，即整臺設備架設于軌道上，利用驅動車輪實現(xiàn)設備的運輸，設備始終在一個固定的水平面上運動，設備到位后由設備側面的擋塊與地面固定座貼緊后實現(xiàn)位置的定位；另一種是氣墊運輸，設備下的氣墊充氣后，采用手動方式分別調節(jié)設備下不同氣墊起浮高度，使設備處于接近于水平的一種懸浮狀態(tài)，再由設備前后兩臺手動牽引裝置將設備緩慢移動到指定位置，設備到位后需采用多次對氣墊充放氣的方式才能保證設備定位較準確。

上述各有缺點，軌道運輸主要的缺點在于：設備只能用于固定的方向移動和運輸，無法大范圍轉向和側向移動，同時敷設軌道的地面很難行走或作為它用。為了更好地利用現(xiàn)場空間，同時確保工作現(xiàn)場干凈整潔、美觀大方，對于高速風洞偏心設備采用氣墊運輸是目前較為先進的一種運輸方式?，F(xiàn)有的氣墊運輸主要缺點在于：氣墊充氣后設備調平難度大，增加了現(xiàn)場操作的人力成本，設備到位后不容易做到精確定位，尤其是氣墊單元放氣下降時由于排氣不均設備經(jīng)常出現(xiàn)晃動后與風洞本體間形成一定的間隙，另外環(huán)氧樹脂和合成材料地面在不同載荷下有一定的壓縮量，導致設備在高度上有一定變化，上述情況均不適于設備的精確定位。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的上述缺點，本發(fā)明提出了一種高速風洞偏心設備氣墊運輸裝置及方法，旨在克服現(xiàn)有高速風洞偏心設備氣墊運輸中出現(xiàn)的調平難度大、定位不準確的問題。本發(fā)明通過在風洞偏心設備氣墊運輸過程中利用異形氣墊布局和高度傳感器，采用閉環(huán)控制保證設備自動調平；風洞偏心設備氣墊運輸接近工作位置時通過導向楔塊、剛性支座和推進油缸實現(xiàn)X、Y、Z方向的精確定位。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高速風洞偏心設備氣墊運輸裝置，包括自動調平裝置和精確定位裝置；所述自動調平裝置包括高度傳感器、氣墊單元、牽引裝置、手持控制器和PLC控制模塊，其中：PLC控制模塊通過信號線分別與高度傳感器、牽引裝置、手持控制器和氣墊單元的充放氣調節(jié)裝置連接；所述精確定位裝置包括導向楔塊和推進油缸。

本發(fā)明還提供了一種高速風洞偏心設備氣墊運輸方法，包括如下步驟：

步驟一、運輸前對風洞偏心設備自動調平：

運輸前同時給各氣墊單元充氣，在充氣過程中PLC控制模塊根據(jù)高度傳感器實時反饋的偏心設備四個角的高度信號對各氣墊單元的充氣過程進行實時調節(jié)，確保運輸前偏心設備自動調平；

步驟二、在水平面上自由移動運輸：

偏心設備自動調平后，PLC控制模塊根據(jù)手持控制器發(fā)出的移動信號，控制牽引裝置驅動偏心設備移動，實現(xiàn)偏心設備在水平面上的自由移動；

步驟三、精確定位：

當偏心設備移動至工作位置時，先由導向楔塊進入導向槽后沿X向移動，實現(xiàn)偏心設備在Z向的定位；當偏心設備到達指定位置后由推進油缸加載使偏心設備緊貼風洞本體，實現(xiàn)偏心設備在X向的定位；然后各氣墊單元開始排氣，偏心設備在導向楔塊和推進油缸作用下垂直平穩(wěn)下降，四個剛性支座下降于鋼板材質地面上，實現(xiàn)偏心設備在Y向的定位。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的積極效果是：本發(fā)明通過在風洞偏心設備氣墊運輸前利用異形氣墊布局和高度傳感器，通過PLC控制模塊采用閉環(huán)控制保證設備自動調平；運輸過程中通過手持控制器控制牽引裝置驅動設備移動實現(xiàn)風洞偏心設備的運輸；風洞偏心設備接近工作位置時通過導向楔塊、剛性支座和推進油缸實現(xiàn)X、Y、Z方向(笛卡爾坐標體系)的精確定位。本發(fā)明實現(xiàn)了風洞偏心設備在氣墊運輸中的自動調平和精確定位，能夠有效地提高風洞試驗準備效率，同時降低試驗成本。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是高速風洞偏心設備氣墊運輸裝置的工作原理圖。

圖2是高速風洞偏心設備氣墊運輸裝置正向(X向)示意圖。

圖3是高速風洞偏心設備氣墊運輸裝置側向(Z向)示意圖。

其中附圖標記1是導向楔塊，2是高度傳感器，3是氣墊單元，4是牽引裝置，5是PLC控制模塊，6是偏心設備，7是比例控制閥，8是手持控制器，9是推進油缸，10是剛性支座。

具體實施方式

一種高速風洞偏心設備氣墊運輸裝置，包括實現(xiàn)自動調平和精確定位的裝置，其中：

實現(xiàn)自動調平的裝置包括高度傳感器2、氣墊單元3、牽引裝置4、手持控制器8和PLC控制模塊5。風洞偏心設備進行氣墊運輸前氣墊單元3采用異形布局，根據(jù)偏心載荷的分布選用相應規(guī)格的氣墊單元與之匹配。自動調平是在風洞偏心設備氣墊運輸前和運輸中利用異形氣墊布局和高度傳感器，通過PLC控制模塊的特定算法采用閉環(huán)控制來實現(xiàn)的。移動運輸過程中手持控制器8通過PLC控制模塊5驅動牽引裝置4動作，同時PLC控制模塊一直處于自動調平工作狀態(tài)。

實現(xiàn)精確定位的裝置包括導向楔塊1、剛性支座10、鋼板材質地面和推進油缸9。風洞偏心設備6接近工作位置時通過導向楔塊1、剛性支座10和推進油缸9共同作用實現(xiàn)X、Y、Z方向(笛卡爾坐標體系)的精確定位。

導向楔塊1僅用于風洞偏心設備6在Z方向上的定位，在X和Y方向上可以自由移動。

風洞偏心設備到預定位置后，剛性支座10是下降在鋼板材質地面上的，而不是在環(huán)氧樹脂或合成材料等其他地面上，鋼板材質地面沒有壓縮量，能夠避免不同噸位的偏心設備或偏心設備載荷分布變化后引起的高度不一致的情況出現(xiàn)。

偏心設備到預定位置，氣墊單元3排氣前，啟動設備后部的推動油缸9，推動偏心設備緊貼風洞本體后，氣墊單元開始排氣，偏心設備貼著風洞本體下降至地面，防止氣墊單元排氣不均勻與風洞本體間形成間隙。

根據(jù)偏心設備載荷分布選取相應承載能力的氣墊單元，并采用異形氣墊布局方式，所有氣墊單元進氣管路上安裝了比例控制閥7，比例控制閥的信號線接在PLC控制模塊5輸出端上，PLC控制模塊同時還接收高度傳感器2和手持控制器8相關信號。

運輸前手持控制器通過PLC控制模塊同時給相應的比例控制閥發(fā)出充氣的信號，比例控制閥接到信號后打開一定開度給對應的氣墊單元充氣，充氣過程中偏心設備四個剛性支座旁的高度傳感器隨時監(jiān)測其四個角升起的高度情況，并將四個角的高度反饋給PLC控制模塊，PLC控制模塊通過計算后，再次給相應的比例控制閥發(fā)出不同開度的信號，由此形成一個閉環(huán)控制，最終保證偏心設備運輸前自動調平。

設備自動調平后，通過手持控制器給PLC控制模塊發(fā)出動作信號，PLC控制模塊對信號進行計算處理后，給牽引裝置發(fā)出向前或向后、正轉或反轉等信號驅動設備移動，實現(xiàn)風洞偏心設備在水平面上的自由移動和運輸；

當偏心設備運輸至工作位置時，先由導向楔塊進入導向槽后沿X向移動，實現(xiàn)偏心設備在Z向的定位，設備到達指定位置后由推進油缸加載使設備緊貼風洞本體，實現(xiàn)偏心設備在X向的定位，再由手持控制器通過PLC控制模塊給比例控制閥發(fā)出排氣信號，比例控制閥動作后氣墊排氣，偏心設備在導向楔塊和推進油缸作用下垂直平穩(wěn)下降，四個剛性支座下降于鋼板材質地面上，實現(xiàn)偏心設備在Y向的定位。

本發(fā)明的工作原理是：本發(fā)明包括風洞偏心設備自動調平、移動運輸與精確定位三個過程。在風洞偏心設備進行氣墊運輸前氣墊單元采用異形布局，由PLC控制模塊、比例控制閥和高度傳感器形成閉環(huán)控制保證設備自動調平；運輸過程中通過手持控制器控制牽引裝置驅動設備在水平面上自由移動實現(xiàn)風洞偏心設備的運輸；風洞偏心設備接近工作位置時通過導向楔塊、剛性支座和推進油缸實現(xiàn)X、Y、Z方向(笛卡爾坐標體系)的精確定位。