CN111806716A - 与飞机对接的飞机牵引车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种与飞机对接的飞机牵引车，包括飞机牵引车行驶系统，飞机牵引车行驶系统能够控制飞机牵引车在地面上行驶。飞机牵引车还包括电源输入对接系统、控制输入对接系统、机轮输出对接系统和机轮驱动系统。电源输入对接系统可释放地与飞机对接，使飞机牵引车获得来自飞机的APU的飞机电源。控制输入对接系统可释放地与飞机的控制输出对接系统对接，以接受来自飞机的信号。机轮输出对接系统与飞机的起落架的机轮可释放地对接，以驱动机轮旋转。所获得的飞机电源为机轮驱动系统提供电能，在完成与飞机的对接后，机轮驱动系统接受控制输入对接系统的指令而运行，以将飞机电源转换成机械能传输到机轮输出对接系统，从而使机轮旋转。

Description

与飞机对接的飞机牵引车

技术领域

本发明涉及机场飞机地面滑行/牵引技术领域，特别涉及一种机场飞机能够智能滑行/牵引的车辆设备，例如，与飞机对接的飞机牵引车。

背景技术

民用航空业快速发展，机场起降架次、繁忙程度也在不断增加，为满足这种现状，各机场也在按计划进行扩建扩容。同时，安全的机场环境也不断被提出来。

目前，飞机起飞从停机坪到滑行道需要牵引，从滑行道到跑道或飞机着陆从跑道到停机坪的滑行均需要发动机作为动力来源。而飞机在滑行时，以A380为例其滑行时每分钟会消耗大约60千克燃油、排放数千克二氧化碳，而且会缩短发动机寿命和产生噪音污染。此外，大型机场的飞机在地面滑行时间长，发动机运转效率低下、能源浪费严重。

例如，北京首都国际机场繁忙的滑行道拥堵现象严重，飞机在地面上的发动机空耗浪费巨大，据IAI和Airbus的研究预测，到2012年，每年在滑行过程中油耗总成本约为70亿美元。还预测，这些燃料的消耗，将导致每年约18百万吨的二氧化碳排放量，同时外来物损伤(FOD)每年约3.5亿美元的成本(来源：Airbus MoU with IAI to Explore Eco-efficient“Engines-off”Taxiing[EB/OL].http://www.airbus.com/en/presscentre/pressreleases/items/09/06/17/eco/efficient/taxiing.html,2010-03-25)。

飞机牵引工作需要飞机牵引车。为了满足牵引力的要求，无论有杆或无杆飞机牵引车都需要非常巨大的车重，增加了能源消耗。同时牵引工作需要很高的驾驶技术并可能损害前起落架。同时，机场和航空公司对飞机进离港等场面作业需要配备大量的工作人员，增加了运营成本。

目前有公司推出了一种电力绿色滑行系统，在主起落架的轮胎上使用了电动马达和减速器，由飞机的辅助动力装置供电驱动主起落架轮胎。这种解决方案可以在一定程度上缓解飞机燃油空耗的问题，但是需要飞机增加数百公斤的重量。

因此，有必要提出一种节能、智能、高效、安全的飞机牵引和滑行方法、系统和装置的方案来解决以上问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种能够提升机场运营效率，提高飞机发动机寿命，并减少机场工作人员工作负荷，减少燃油消耗、废气排放的飞机自主牵引/滑行的方法和系统，使得飞机滑行/牵引一体化。该方法和系统涉及到飞机的改造、飞机牵引车的改造、牵引/滑行的方法的改造。

为此，根据本发明提供一种与飞机对接的飞机牵引车，包括飞机牵引车行驶系统，飞机牵引车行驶系统能够控制飞机牵引车在地面上行驶，飞机牵引车还包括：

电源输入对接系统，电源输入对接系统可释放地与飞机对接，使飞机牵引车获得来自飞机的APU的飞机电源；

控制输入对接系统，控制输入对接系统可释放地与飞机的控制输出对接系统对接，以接受来自飞机的信号；

机轮输出对接系统，机轮输出对接系统与飞机的起落架的机轮可释放地对接，以驱动机轮旋转；

机轮驱动系统，所获得的飞机电源为机轮驱动系统提供电能，在完成与飞机的对接后，机轮驱动系统接受控制输入对接系统的指令而运行，以将飞机电源转换成机械能传输到机轮输出对接系统，从而使机轮旋转。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，飞机牵引车行驶系统包括离合器，使飞机牵引车的车轮能够在行驶模式与随动模式之间转换，在行驶模式中，车轮处于被控制状态，在随动模式中，车轮处于能够自由旋转的状态。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，至少当飞机处于行驶状态时，飞机牵引车处于随动模式，在行驶状态，机轮驱动系统处于运行状态，使得机轮旋转。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，机轮输出对接系统包括一对动力输出机械接口，一对动力输出机械接口设置成分别面对起落架的一对机轮。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，动力输出机械接口包括输出轴，输出轴设置成可释放地连接于机轮的轮毂，以驱动机轮旋转。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，动力输出机械接口还包括设置在输出轴端部的第一摄像头，输出轴至少能够在飞机航向、飞机高度和飞机横向三个方向进行移动，第一摄像头用于寻找机轮的被对接位置。

进一步地，电源输入对接系统和控制输入对接系统设置成面对起落架的后部支架。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，电源输入对接系统包括电源输入支架，用于获得飞机电源；控制输入对接系统包括控制电缆接头和第二摄像头，控制电缆接头在第二摄像头的引导下完成对接，以接受来自飞机的信号。

进一步地，机轮驱动系统包括液压系统，以将飞机电源转化成机械能。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，液压系统包括飞机电源驱动的电动机、由电动机驱动的液压泵、由来自液压泵的液压驱动的液压马达，机轮驱动系统还包括将液压马达转换的机械能传输到输出轴的传输机构。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，液压系统还包括设置液压马达的压力端口和回油端口之间的电磁开关阀和节流阀。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，飞机牵引车行驶系统包括车辆自主操控系统、车辆远程操控系统和车辆操控系统；飞机牵引车行驶系统的控制模式包括自主模式和远程模式，在自主模式，启动车辆自主操控系统，在远程模式，启动车辆远程操控系统，车辆操控系统在自主模式或远程模式下运行；飞机牵引车与飞机之间的对接和解脱在行驶模式下完成；车辆操控系统接受信号并控制在行驶模式下的飞机牵引车的行驶和飞机牵引车与飞机之间的对接和解脱。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，车辆操控系统包括控制单元，控制单元控制车轮的行驶速度和行驶方向，并具有控制和监控二个通道。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，飞机牵引车行驶系统还包括车辆电源和用车辆电源驱动的车辆驱动机构，车辆驱动机构驱动飞机牵引车的车轮旋转。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，车辆驱动机构驱动包括电机和减速器，每个车轮分别由各自的电机和减速器驱动，离合器设置在车辆驱动机构与车轮之间。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，飞机牵引车还包括在飞机牵引车外面能够触及的控制按钮，用于控制离合器的结合和脱开。

优选地，在上述的飞机牵引车的技术方案的基础上，飞机牵引车包括U型车体和四个车轮，四个车轮设置在车体的两侧，U型车体形成的凹部接纳机轮。

附图说明

图1是根据本发明的民用飞机滑行/牵引一体化中采用的飞机和飞机牵引车在飞机行驶状态的示意图；

图2A和2B分别是俯视示意图和侧视示意图，其示出了民用飞机滑行/牵引一体化过程中飞机牵引车与飞机主起落架的对接状态；

图3是示意图，其示出了民用飞机滑行/牵引一体化过程中机轮驱动系统中的液压系统的构造；

图4是根据本发明的民用飞机滑行/牵引一体化的系统设计的一个实施例的示意图。

上述附图仅仅是示意性的，未严格按照比例绘制。

图中的附图标记在技术方案和实施例中的列表：

1－飞机牵引车，包括：

11－车体；

12－车轮；

2－(主)起落架，包括：

21－主轴；

22－机轮；

23－轮毂；

24－支杆；

3－液压系统，包括：

31－驱动电动机；

32－液压泵；

33－液压马达；

34－电磁开关阀；

35－节流阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步描述本发明，从而更清楚地连接本发明的发明原理和有益的技术效果。

为描述本发明方便起见而在本文中使用的术语说明如下：

APU:飞机辅助动力装置。

行驶：对于飞机牵引车和飞机而言，均是指在地面移动，而且，均是以各自的轮子(飞机牵引车是车轮，飞机是起落架的机轮)为主动轮。对飞机牵引车而言，“行驶”是在与飞机解脱的情况下进行。

飞机牵引车：本文中的飞机牵引车延用传统技术术语，但其与传统的飞机牵引车不同，本文的飞机牵引车是使飞机能够在机场的地面上行驶，该行驶覆盖了传统中的牵引和滑行，或者，更具体地，可以称为使飞机能够在地面上行驶的车辆。

滑行/牵引一体化或滑行/牵引：滑行和牵引都是使飞机在地面上移动，在传统技术中，牵引是相对滑行而言，即，在滑行时，飞机的轮子是主动轮，在牵引时，飞机牵引车的轮子是主动轮。而在本文中，对于飞机在地面上的移动采用技术术语“行驶”，在本文中没有滑行和牵引的区别，即，相对于传统的牵引和滑行，本发明均采用飞机的轮子作主动轮，即，飞机行驶。因此，滑行/牵引一体化或滑行/牵引在本发明中均指在飞机在地面上的行驶。因此，本文中的飞机的行驶覆盖了传统的牵引和滑行，使得滑行/牵引一体化，“飞机滑行/牵引”与“飞机行驶”具有相同的含义。

机外：指在飞机的外面，即，非机载，在实施例中为飞机牵引车。

车辆：指飞机牵引车。

飞机部分

图1是根据本发明的民用飞机滑行/牵引一体化中采用的飞机和飞机牵引车1在飞机行驶状态的示意图。该图示出了根据本发明为了适应飞机滑行/牵引一体化而经过改造的飞机和飞机牵引车1。图中的飞机在飞机牵引车1的帮助下能够在地面上行驶。图2A和2B示出飞机牵引车1与飞机主起落架2的对接状态，主起落架2包括车轮主轴21、设置在主轴21两端的一对机轮22、轮毂23、和从机身伸出的支杆24。

为了使该飞机能够在地面上行驶，该飞机包括行驶功能控制系统、行驶功能供电系统、行驶功能对接系统、和机轮输入对接系统。这些系统能够保证飞机在机外驱动系统的帮助下能够自主地在地面上行驶。

行驶功能控制系统设置在飞机驾驶舱内，能够控制飞机在地面上行驶。行驶功能控制系统包括相互关联的功能控制盒、驾驶舱控制手柄、按钮、相应的控制电缆等构件，以控制机外装置与飞机的对接、解脱和飞机的行驶。飞行员可以通过驾驶舱控制手柄控制飞机牵引车1，驱动飞机前进或后退。在飞机转弯时，可以根据飞机前机轮转弯角度，控制主机轮速度差，减少轮胎侧滑和磨损。还设置用于发出对接和解脱飞机牵引车1指令的按钮。

行驶功能供电系统包括飞机的APU，以为飞机的行驶提供电源。行驶功能供电系统包括电源控制开关、断路器、以及相应的输电电缆等构件。行驶功能供电由飞机的APU供电，功能控制盒通过电源控制开关和断路器控制飞机电源从飞机的APU输出，在一个具体的实施例中输送至主起落架2。

行驶功能对接系统包括电源输出对接系统和控制输出对接系统。电源输出对接系统可释放地与机外装置对接，以将来自飞机的APU的飞机电源输出到机外装置，机外装置包括机轮驱动系统，飞机电源通过电源输出对接系统输入到机轮驱动系统。在实施例中，机外装置为飞机牵引车1，下文再详细描述飞机牵引车1的构造。控制输出对接系统可释放地与飞机牵引车1对接，以将来自飞机的信号输出到飞机牵引车1。

另外，行驶功能对接系统还包括红外引导装置。红外引导装置用于引导飞机牵引车1进近对接，使得飞机的电源输出对接系统的输出端接口和控制输出对接系统的输出端接口与飞机牵引车1相应的接口进行对接。红外引导装置、电源输出对接系统和控制输出对接系统安装在飞机主起落架2后端。

机轮输入对接系统安装在飞机的起落架2上，使得起落架2的机轮22与飞机牵引车1的机轮驱动系统可释放地对接，以驱动机轮22旋转，优先选择与主起落架2的机轮22对接。机轮输入对接系统包括一对动力输入机械接口，一对动力输入机械接口分别设置在主起落架2的一对机轮22上。较佳地，动力输入机械接口位于每一机轮22的轮毂23上，当机轮驱动系统与轮毂23对接，机轮驱动系统驱动机轮22旋转。为了方便对接时对中，在机轮22轮毂23的轴心设置花键，花键口向外侧，并在中心绘制十字图案。对接完成后，行驶功能控制系统对飞机牵引车1进行检查，确认对接完好后，控制行驶功能供电系统向飞机牵引车1供电，飞机牵引车1通过机轮驱动系统将电能转化为机械能传输至飞机主机轮22，驱动飞机主机轮22旋转，从而飞机在驾驶员的控制下能够在地面上行驶。

飞机牵引车部分

图2A和2B示出飞机牵引车1与飞机主起落架2的对接状态。飞机牵引车1包括U型的车体11和在车体11两侧的四个车轮12，车体11凹部接纳机轮和主机轮。

根据本发明，为了实现飞机在地面上的行驶，还要对传统的飞机牵引车进行改造。因此，根据本发明，提供一种与飞机对接的飞机牵引车1，包括飞机牵引车行驶系统、电源输入对接系统、控制输入对接系统、机轮输出对接系统和机轮驱动系统。

飞机牵引车行驶系统的主要功能与传统飞机牵引车相同，用于控制飞机牵引车1在地面上行驶。飞机牵引车行驶系统包括离合器，使飞机牵引车1的车轮12能够在行驶模式与随动模式之间转换。在行驶模式中，车轮12处于被控制状态，即为主动轮。在随动模式中，车轮12处于能够自由旋转的状态，即为被动轮。

飞机牵引车行驶系统还包括飞机牵引车1自备的车辆电源和用车辆电源驱动的车辆驱动机构，车辆驱动机构在行驶模式下驱动飞机牵引车1的车轮12旋转。每个车轮12使用独立的电机和减速器进行驱动，电机减速器和车轮12之间安装电控离合器。可以通过调四个车轮12的速度来完成车辆的前进、后退和转弯功能。当离合器松开后，车辆处于随动模式。

飞机牵引车1还包括在飞机牵引车1外面能够触及的控制按钮，用于控制离合器的结合和脱开。例如，在车辆外面面板设置控制按钮，当离合器脱开后，飞机牵引车1进入车辆随动模式，可以由其他车辆将多个进入随动模式下的飞机牵引车1组合后牵引。此种模式适用于大量飞机牵引车1在机场内部各工作区的安全调配。

电源输入对接系统对应于飞机的电源输出对接系统并可释放地与电源输出对接系统对接，使飞机牵引车1获得来自飞机的APU的飞机电源。控制输入对接系统对应于飞机的控制输出对接系统并可释放地与控制输出对接系统对接，以接受来自飞机的信号。机轮输出对接系统对应于飞机的机轮输入对接系统并与飞机的起落架2的机轮22可释放地对接，以驱动机轮22旋转。通过电源输入对接系统获得的飞机电源为机轮驱动系统提供电能，在飞机牵引车1完成与飞机的对接后，机轮驱动系统接受控制输入对接系统的指令而运行，以将飞机电源转换成机械能传输到机轮输出对接系统，从而使机轮22旋转。

电源输入对接系统和控制输入对接系统设置成面对起落架2的后部支架或主轴21。电源输入对接系统包括电源输入支架，用于获得飞机电源。控制输入对接系统包括控制电缆接头和摄像头，控制电缆接头在摄像头的引导下完成对接，以接受来自飞机的信号。

机轮输出对接系统对应于飞机的机轮输入对接系统，并包括一对动力输出机械接口，一对动力输出机械接口设置成分别面对起落架2、尤其是主起落架2的一对机轮22。动力输出机械接口包括输出轴，输出轴设置成可释放地连接于机轮22的轮毂23，以驱动机轮22旋转。机轮输入对接系统可以驱动输出轴在飞机航向、飞机高度和飞机横向共三个方向进行移动，输出轴端设置摄像头，用于寻找机轮22轴中心位置。

机轮驱动系统包括液压系统3，以将飞机电源转化成机械能。液压系统3包括飞机电源驱动的电动机31、由电动机驱动的液压泵32、由来自液压泵32的液压驱动的液压马达33。因此，机轮驱动系统使用飞机能源，驱动方式为电液驱动。飞机电源经过整流和变压，输入电动机31驱动液压泵32，从而带动液压马达33，液压马达33输出机械能，通过链条传输至机轮输入对接系统的机械输出轴，带动飞机机轮22，驱动飞机前进和后退。液压马达33的压力端口和回油端口之间还串接有电磁开关阀34和节流阀35，当液压泵32停止时，电磁开关阀34打开，用于飞机行进过程的减速。

飞机牵引车行驶系统包括车辆自主操控系统、车辆远程操控系统和车辆操控系统。飞机牵引车行驶系统的控制模式包括自主模式和远程模式，在自主模式，启动车辆自主操控系统，在远程模式，启动车辆远程操控系统，车辆操控系统根据需要可以在无人控制的自主模式下或操作者远程控制的远程模式下运行。飞机牵引车1与飞机之间的对接和解脱在行驶模式下完成，车辆操控系统接受信号并控制在行驶模式下的飞机牵引车1的行驶和飞机牵引车1与飞机之间的对接和解脱。

飞机牵引车1还包括车辆定位和避障系统，该系统包括GPS定位设备，红外激光雷达和红外导航信标接收装置，用于车辆的定位，车辆周边障碍物的识别和红外导航信标信号的接收。所有这些感知信息都发送至车辆操控系统，用于车辆操控系统控制车辆自身的运动。

车辆操控系统采用工控机作为飞机牵引车1的控制单元，具备控制和监控二个通道，用于保证安全。车辆操控系统用于控制飞机牵引车1在行驶模式下的车辆运动，车辆和飞机的对接和解脱。车辆操控系统可以接收机场运营系统发出的目的指令，同时从车辆定位和避障系统获取DGPS信号、车辆周边障碍物信号和红外导航信标信号。车辆操控系统可以控制飞机牵引车1按照机场运营系统的指令运动，并自主规避障碍物，完成对接或解脱。

飞机牵引车1的远程操控系统适用于故障条件或复杂气象条件(例如大雾)下，工作人员对单个车辆的引导。车辆远程操控系统设置有飞机牵引车远程控制器，可以由人员携带并接近飞机牵引车1，飞机牵引车远程控制器可以通过蓝牙信号，完成信号对接，随后控制车辆行进和转弯。飞机牵引车1的远程模式的优先级高于自主模式。

飞机牵引车1的一个具体实施例

飞机牵引车1的车体11如图2A和所示成U型，二侧共设置四个车轮12，每个车轮12由独立的电机驱动，车辆自主操控系统设置工控机，以通过控制每个车轮12的转动速度，控制飞机牵引车1的前进、后退和转弯。这种控制方式可以实现车辆的原地转弯。

飞机牵引车1在行驶模式下完成飞机牵引车1和具备滑行/牵引一体化功能的民用飞机的对接工作，具体而言，飞机牵引车1的车辆定位和避障系统包括DGPS定位设备和天线、红外激光雷达、红外导航信标接收装置和摄像头。

DGPS定位设备和天线用于飞机牵引车1的定位和导航。在自主模式下，飞机牵引车1只能在指定的工作区内活动，且定位信号会发送至机场运营系统；根据从机场运营系统接收到的车辆行进目的指令和存储的机场地图，飞机牵引车1的车辆操控系统智能计算出车辆路线并控制车辆的行进；红外激光雷达用于飞机牵引车1在自主行驶过程中，发现人员、其他车辆和飞机等障碍物并及时规避。红外导航信标接收装置用于接收来自飞机主起落架2后部的红外导航信标发射器发出的信号，或者是来自机场停机坪或飞机牵引车工作区的停车位的红外导航信标发射器发出的信号。飞机牵引车1根据导航信标完成和飞机主起落架2或停车位的对接。

当飞机需要离开停机位前往跑道，或者飞机降落后至飞机牵引车1飞机降落工作区，飞机发出请求帮助行驶的要求，机场运营系统可以根据飞机的要求，自动向距离飞机最近的二个飞机牵引车1发出目标指令(包括目标定位位置和飞机方向信息)，飞机牵引车1接收到目标指令后，根据定位信息，工控机自动设计前进路线，向目标方向前进，并在前进过程中，根据红外激光雷达，自动判断和规避障碍，进入飞机后方距主起落架2一定距离的位置。此时，红外导航信标接收装置接收到主起落架红外导航信标发射装置发射的信号，继续向主起落架2前进，直至和主起落架2对接。

当飞机牵引车1和民用飞机对接时，电源输入和控制输入对接系统的电源接口和控制接口和飞机主起落架2的电源接口和控制接口连接，首先由飞机牵引车1的电源输入支架和主起落架2后部的电源输出支架对接，电源对接完成对接后，在摄像头的引导下，车辆的控制电缆接头和飞机的控制电缆接头完成对接。

电源输入和控制输入对接系统完成对接后，飞机的牵引/滑行功能控制系统对车辆进行自检，完成自检后，控制机轮输出对接系统和飞机的机轮输入接口进行对接。根据摄像头的引导，调整修正机械输出轴的上下和前后位置，并将车辆的机械输出轴插入飞机轮毂的花键槽内。

当飞机在飞机牵引车1的帮助下，到达停机坪或飞机起飞工作区，要求和飞机牵引车1解脱，机场运营系统可以根据飞机的要求，自动给飞机牵引车1发出解脱飞机的指令，并分配给飞机牵引车1相对最近的停车位置的目标指令。飞机牵引车1接收到指令后，首先完成车辆机械输出轴和飞机的解脱，车辆向后前进一段距离，完成车辆脱开工作。然后根据定位信息，工控机自动设计前进路线，向目标方向前进，并在前进过程中，根据红外激光雷达，自动判断和规避障碍，直至进入停车位，停车待机。

系统和方法

在对传统的飞机牵引车和飞机作了如上的改造之后，就可以设计一个使飞机在地面上行驶的系统，以取代传统的飞机牵引和滑行。该飞机在地面上行驶的系统包括上述的飞机和至少两台上述的飞机牵引车1，飞机牵引车1分别与飞机后部的两个主起落架2对接，使得飞机牵引车1的机轮驱动装置驱动主起落架2的车轮12旋转，从而飞机能够在地面上行驶。

在准备了根据本发明的飞机和至少两辆飞机牵引车1之后，使该飞机在地面上行驶的系统运行的方法包括如下步骤：

飞机牵引车1在行驶模式下，

a)飞机牵引车定位步骤，飞机牵引车1行驶到飞机的主起落架2的附近；

b)机轮对接步骤，飞机牵引车1的机轮输出对接系统与飞机的机轮输入对接系统可释放地对接；

c)电源对接步骤，飞机牵引车1的电源输入对接系统与飞机的电源输出对接系统可释放地对接；

d)控制对接步骤，飞机牵引车1的控制输入对接系统与飞机的控制输出对接系统可释放地对接；

e)对接检查步骤，飞机的行驶功能控制系统检查对接情况，在确认对接完成后，控制行驶功能供电系统为飞机的行驶供电；

上述对接完成后，飞机牵引车1进入随动模式，

f)机轮驱动步骤，飞机牵引车1的机轮驱动系统将来自飞机的飞机电源转换成机械能，通过机轮输出对接系统和机轮输入对接系统传输到机轮22，以驱动机轮22旋转，使飞机在机轮22的驱动下行驶；

飞机行驶结束后，飞机牵引车1进入行驶模式，

g)机轮解脱步骤，飞机牵引车1的机轮输出对接系统与飞机的机轮输入对接系统解脱；

h)电源解脱步骤，飞机牵引车1的电源输入对接系统与飞机的电源输出对接系统解脱；

i)控制解脱步骤，飞机牵引车1的控制输入对接系统与飞机的控制输出对接系统解脱；

j)飞机牵引车离开步骤，飞机牵引车1行驶离开飞机的主起落架2。

上述的对接步骤之前、解脱步骤之前，可由飞机驾驶员操控行驶功能控制系统来发出对接或解脱指令，对接完成后，由飞机驾驶员操控行驶功能控制系统来控制飞机在地面上的行驶。

另外，飞机牵引车1还包括在飞机牵引车1外面能够触及的控制按钮，用于控制离合器的结合和脱开，使得飞机牵引车1能够在任何阶段进入行驶模式或随动模式。

飞机牵引车1外部还可设置有紧急停止按钮，当飞机在停机坪靠近登机桥时操作飞机，地勤人员可以视情况临时中断操作，停止牵引/滑行动作，以保障飞机和候机楼的安全。当飞机控制系统发生故障，通讯中断后，飞机牵引车1会自动停止驱动飞机机轮22并脱离飞机。

飞机牵引车1可以在所有模式下，将车辆当前的状态和定位信息发送至车辆运营中心，并接收机场运营系统的指令。

根据本发明的使飞机在地面上行驶的系统能够应用于滑行/牵引一体化机场运营系统的一个实施例中。如图4所示，该运营系统包括停机坪(滑行/牵引)工作区、飞机起飞(滑行/牵引)工作区、飞机降落(滑行/牵引)工作区、调度运营中心和车辆维护停放仓库。此外，滑行/牵引一体化机场运营系统需要机场安装差分GPS站和通讯基站，作为滑行/牵引一体化机场运营系统的支持系统。

调度运营中心可以和滑行/牵引一体化机场运营系统的其他所有分系统，包括停机坪(滑行/牵引)工作区、飞机起飞(滑行/牵引)工作区、飞机降落(滑行/牵引)工作区和车辆维护停放仓库，相互之间都可以通讯。此外，调度运营中心也可以和所有飞机牵引车1和安装由牵引/滑行一体化功能的民用飞机之间进行相互通讯，调度运营中心可以了解所有飞机牵引车1和安装牵引/滑行一体化功能的民用飞机的位置和状态，接收或发生指令，指挥和调度整个机场的民用飞机牵引/滑行工作。

调度运营中心负责整个机场民用飞机滑行/牵引一体化系统的安全运营，必要时，可以远程控制，中止所有在自主模式下工作的飞机牵引车1。

调度运营中心可以显示整个机场的飞机牵引车1和安装牵引/滑行一体化功能的民用飞机的位置和状态，并根据飞机的要求，由调度运营中心服务器自动向飞机牵引车1发出前进目标指令。调度运营中心工作人员可以在任何时间手动修改发送给飞机牵引车1的前进目标指令。

停机坪滑行/牵引工作区位于飞机停机位；飞机起飞滑行/牵引工作区位于飞机跑道端头和滑行道端头之间联络道附近。飞机降落滑行/牵引工作区位于飞机跑道出口和滑行道之间的联络道附近。一个机场可以设置若干停机坪滑行/牵引工作区、飞机起飞滑行/牵引工作区和飞机降落滑行/牵引工作区。每个工作区设置飞机牵引车停车位和服务人员站点。

飞机牵引车停车位设置有红外导航信标和充电装置，用于临时停放在工作间隙的飞机牵引车1并给车辆蓄电池充电。

民用飞机滑行/牵引一体化系统工作过程

飞机起飞牵引/滑行过程：由人工控制飞机牵引车1至停机位的飞机主起落架2前方，飞机牵引车1自主运动，自动和飞机主起落架2对接。随后飞机牵引车1由飞机驾驶员控制，飞机APU提供能源，输送至飞机牵引车1，驱动飞机主机轮22。飞机驾驶员可以在不启动发动机仅使用APU的条件下，操控飞机牵引车1驱动飞机前进和后退，飞机转弯和刹车由飞机系统完成。飞机在地勤人员和空管系统的引导下，通过滑行道前往机场跑道。

飞机到达位于飞机跑道端头和滑行道端头之间的飞机起飞滑行/牵引工作区，飞机滑行至这一区域后，飞机驾驶员控制飞机牵引车1和飞机主机轮22解脱，飞机牵引车1自主行驶至飞机牵引车停车位后停车待机，飞机启动发动机完成最后的滑行起飞工作。停留在飞机牵引车停车位的飞机牵引车1由调度运营中心视情况统一调度，由机场工作人员集合牵引至飞机降落区或停机坪继续下一轮工作或至车库维护停放。

飞机着陆牵引/滑行过程：飞机着陆后由跑道出口进入联络道，滑行至飞机着陆工作区后，启动APU并关停飞机发动机，飞机着陆区工作人员控制飞机牵引车1行进至飞机主起落架2前方，飞机牵引车1自主运动，自动和飞机主起落架2对接。随后飞机牵引车1由飞机驾驶员控制滑行，在空管系统引导下通过滑行道至停机坪。

到达停机坪，在地勤人员引导下，飞机停止在停机位上，飞机驾驶员控制飞机牵引车1和飞机主机轮22解脱，飞机牵引车1自主行驶至停机坪旁的飞机牵引车停车位后停车待机，继续下一轮工作。

以上根据附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

以上实施例中的各个特征还可以根据本发明原理在合理范围内作任意组合，这种组合也落入本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种与飞机对接的飞机牵引车，包括飞机牵引车行驶系统，所述飞机牵引车行驶系统能够控制所述飞机牵引车(1)在地面上行驶，所述飞机牵引车(1)还包括：

电源输入对接系统，所述电源输入对接系统可释放地与飞机对接，使所述飞机牵引车(1)获得来自所述飞机的APU的飞机电源；

控制输入对接系统，所述控制输入对接系统可释放地与飞机的控制输出对接系统对接，以接受来自飞机的信号；

机轮输出对接系统，所述机轮输出对接系统与飞机的起落架(2)的机轮(22)可释放地对接，以驱动所述机轮(22)旋转；

机轮驱动系统，所获得的所述飞机电源为所述机轮驱动系统提供电能，在完成与飞机的对接后，所述机轮驱动系统接受所述控制输入对接系统的指令而运行，以将所述飞机电源转换成机械能传输到所述机轮输出对接系统，从而使所述机轮(22)旋转。

2.如权利要求1所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述飞机牵引车行驶系统包括离合器，使所述飞机牵引车(1)的车轮(12)能够在行驶模式与随动模式之间转换，在所述行驶模式中，所述车轮(12)处于被控制状态，在所述随动模式中，所述车轮(12)处于能够自由旋转的状态。

3.如权利要求2所述的飞机牵引车，其特征在于，

至少当所述飞机处于行驶状态时，所述飞机牵引车(1)处于所述随动模式，在所述行驶状态，所述机轮(22)驱动系统处于运行状态，使得所述机轮(22)旋转。

4.如权利要求3所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述机轮输出对接系统包括一对动力输出机械接口，一对所述动力输出机械接口设置成分别面对起落架(2)的一对所述机轮(22)。

5.如权利要求4所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述动力输出机械接口包括输出轴，所述输出轴设置成可释放地连接于所述机轮(22)的轮毂(23)，以驱动所述机轮(22)旋转。

6.如权利要求5所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述动力输出机械接口还包括设置在所述输出轴端部的第一摄像头，所述输出轴至少能够在飞机航向、飞机高度和飞机横向三个方向进行移动，所述第一摄像头用于寻找所述机轮(22)的被对接位置。

7.如权利要求3所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述电源输入对接系统和控制输入对接系统设置成面对所述起落架(2)的后部支架。

8.如权利要求7所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述电源输入对接系统包括电源输入支架，用于获得所述飞机电源；

所述控制输入对接系统包括控制电缆接头和第二摄像头，所述控制电缆接头在所述第二摄像头的引导下完成对接，以接受来自所述飞机的所述信号。

9.如权利要求5所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述机轮驱动系统包括液压系统(3)，以将所述飞机电源转化成所述机械能。

10.如权利要求9所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述液压系统(3)包括所述飞机电源驱动的电动机(31)、由所述电动机(31)驱动的液压泵(32)、由来自所述液压泵(32)的液压驱动的液压马达(33)，

所述机轮驱动系统还包括将所述液压马达(33)转换的所述机械能传输到所述输出轴的传输机构。

11.如权利要求10所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述液压系统(3)还包括设置所述液压马达(33)的压力端口和回油端口之间的电磁开关阀(34)和节流阀(35)。

12.如权利要求2－11中的任何一项所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述飞机牵引车行驶系统包括车辆自主操控系统、车辆远程操控系统和车辆操控系统；

所述飞机牵引车行驶系统的控制模式包括自主模式和远程模式，在所述自主模式，启动所述车辆自主操控系统，在所述远程模式，启动车辆远程操控系统，所述车辆操控系统在所述自主模式或所述远程模式下运行；

所述飞机牵引车(1)与所述飞机之间的对接和解脱在所述行驶模式下完成；

所述车辆操控系统接受信号并控制在所述行驶模式下的所述飞机牵引车(1)的行驶和所述飞机牵引车(1)与所述飞机之间的对接和解脱。

13.如权利要求12所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述车辆操控系统包括控制单元，所述控制单元控制所述车轮(12)的行驶速度和行驶方向，并具有控制和监控二个通道。

14.如权利要求13所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述飞机牵引车行驶系统还包括车辆电源和用所述车辆电源驱动的车辆驱动机构，所述车辆驱动机构驱动所述飞机牵引车(1)的车轮(12)旋转。

15.如权利要求14所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述车辆驱动机构驱动包括电机和减速器，每个车轮(12)分别由各自的所述电机和所述减速器驱动，所述离合器设置在所述车辆驱动机构与所述车轮(12)之间。

16.如权利要求15所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述飞机牵引车(1)还包括在飞机牵引车外面能够触及的控制按钮，用于控制所述离合器的结合和脱开。

17.如权利要求16所述的飞机牵引车，其特征在于，

所述飞机牵引车(1)包括U型车体(11)和四个车轮(12)，所述四个车轮(12)设置在所述车体(11)的两侧，所述U型车体(11)形成的凹部接纳所述机轮(22)。

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