CN104266544B - 一种df37毫米高射炮远程控制系统 - Google Patents

Abstract

一种DF37毫米高射炮远程控制系统，包括炮盘和设置在炮盘上的摇架，摇架上设置有供弹机，还包括方向机，方向机包括方向机手轮驱动装置和方向机电机驱动装置，方向机手轮驱动装置与设置在炮盘上的炮盘方向齿环啮合进而驱动炮盘转动。高低机手轮驱动装置驱动设置在炮盘上的摇架上下动作。本发明大弹量供弹，提高作业时效；远距离操控，保障作业人员的人身安全；通过GPS与象限仪做零位标定后，实现精确电控自动调炮，提高射击精度；模式发射，有利于提高防雹增雨效率；数据通讯，提高作业自动化程度，有利于实现科学作业。

Description

一种DF37毫米高射炮远程控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，更具体涉及一种DF37毫米高射炮远程控制系统，可以远程控制37毫米高射炮的发射，提高防雹增雨作业安全性和作业效率。适用于防雹增雨用37毫米高射炮。

背景技术

37毫米高射炮是我国用于人工防雹增雨的主要工具，数量多、分布广。据2013年统计，全国有7000多门高射炮，用于防雹增雨作业，平均每年发射炮弹达100多万发，是防灾减灾不可或缺的有力工具。这种高射炮采用人工操作，一般需要4～6人。随着近年来我国灾害性天气的增多，防雹增雨作业的频率也在不断增加，作业中遇到的矛盾也逐步显现出来。一是作业安全事故不时发生，全国连续3年发生多起身管膛炸事故，带来作业炮手的伤亡。在炮手和管理人员中产生恐惧心理和思想负担，人身安全成了防雹增雨作业中最为突出的问题。二是手工装填炮弹速度和空域给定发射时间短暂满足不了防雹增雨的实际需要。尤其是防雹作业大多采用大弹量、密集射击的方式。一般地，一个冰雹云天气过程，在1分钟之内需要发射80～100发炮弹。最多的需要发射200多发，最少的也要发射30～50发，这就要求2名炮手在炮上不停地操作。三是随着国家经济发展，国内航空器数量和航线在不断增多，作业过程中向空域管制部门申请空域的难度也在增加。据统计，多数省份的作业炮点每次作业允许的空域时间一般只有0.5～1分钟。人工装填炮弹速度慢、空域时间短与防雹增雨作业的实际需要形成了矛盾，从而影响了作业效果。第三、目前的防雹增雨作业方式可以分为

两种情况：1.由指挥中心根据雷达提供的数据分析判断以后，向炮点给出大致的射角、方位角和发射炮弹数等作业参数，炮点根据实际经验进行操作。2.指挥中心根据雷达提供的天气数据只向炮点下达作业时段的指令，具体的作业参数由炮点根据以往的经验（比如冰雹形成的时间、路径等）进行操作。由此可见，目前我国大多数地区还处于经验作业阶段。第四，根据《高炮人工防雹增雨作业业务规范（试行）》，高炮的作业方法有：定点射击和前倾梯度射击组合、水平射击组合、同心圆射击组合、扇形点射等多种（统称模式发射）。它是根据不同的云体来确定不同的射击方法和不同的用弹量，最后的发射操作是由人工手动来完成的，其粗糙性和随意性由此可见。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种DF37毫米高射炮远程控制系统，它在原炮上作改造，并且保留原炮的手动操作功能，可以提供原来3倍的供弹量，只需要2～3名炮手，用有线或者有线加无线的通讯方式进行远程操控，在很大程度上提高了防雹增雨作业的安全性和作业效率，同时也节省了近一半的人力。

本发明的目的采用以下技术措施得以实现：

一种DF37毫米高射炮远程控制系统，包括炮盘和设置在炮盘上的摇架，摇架上设置有供弹机，还包括方向机，方向机包括方向机手轮驱动装置和方向机电机驱动装置，方向机手轮驱动装置包括方向机手轮轴，方向机手轮轴两端分别设置有方向机左手轮和方向机右手轮，方向机手轮轴还套设有方向机手轮轴锥齿轮；方向机电机驱动装置包括方向电机和上柱筒轴，方向电机的方向电机轴套设有方向机电机轴锥齿轮，上柱筒轴上套设有上柱筒轴后锥齿轮和上柱筒轴前锥齿轮，上柱筒轴前锥齿轮和方向机电机轴锥齿轮啮合，方向机手轮轴锥齿轮和上柱筒轴后锥齿轮啮合，方向机手轮轴锥齿轮和上柱筒轴后锥齿轮均分别与套设在下注筒轴上的下柱筒轴锥齿轮啮合，下注筒轴通过手动变速箱驱动方向机传动齿轮轴转动，设置在方向机传动齿轮轴上的方向机传动齿轮轴下齿轮与设置在炮盘上的炮盘方向齿环啮合进而驱动炮盘转动。

一种DF37毫米高射炮远程控制系统，还包括高低机，高低机包括高低机手轮驱动装置和高低机电机驱动装置，高低机手轮驱动装置包括高低机手轮轴，高低机手轮轴的两端分别设置有高低机左手轮和高低机右手轮，高低机手轮轴上套设有高低机手轮轴锥齿轮；高低机电机驱动装置包括高低电机和上箱体轴，高低电机的高低电机轴上套设有高低机电机轴锥齿轮，上箱体轴上套设有上箱体轴前锥齿轮和上箱体轴后锥齿轮，上箱体轴后锥齿轮与高低机电机轴锥齿轮啮合，上箱体轴前锥齿轮与高低机手轮轴锥齿轮啮合，上箱体轴前锥齿轮和高低机手轮轴锥齿轮分别与套设在下箱体轴上的下箱体轴锥齿轮啮合，下箱体轴通过手动变速箱驱动高低机蜗杆转动，高低机蜗杆与套设在高低机涡轮轴上的高低机涡轮啮合，高低机涡轮轴与高低齿轮轴轴接，高低齿轮轴上套设有高低齿轮，高低齿轮与摇架高低齿弧啮合，摇架高低齿弧驱动设置在炮盘上的摇架上下动作。

一种DF37毫米高射炮远程控制系统，还包括电控装置，电控装置包括：

用于检测方向电机转动状态的方向电机编码器；

用于检测高低电机转动状态的高低电机编码器；

用于检测炮弹发射个数的计数器；

用于接收方向电机编码器的输出码值、高低电机编码器的输出码值和计数器的计数值；且用于通过方向电机驱动器控制方向电机转动，用于通过高低电机驱动器控制高低电机转动，用于通过中间继电器控制电磁铁通断电的PLC控制器；

用于输入方向控制指令、高低控制指令和电磁铁通断电指令到PLC控制器的操作面板；

用于显示方向电机转动状态、显示高低电机转动状态、显示炮弹发射状态的触摸屏；

与触摸屏连接，且用于传输PLC控制器中的系统数据的DTU无线数据传输模块。

本系统具有以下显著优点：

1.大弹量供弹，提高作业时效。

2.远距离操控，保障作业人员的人身安全。

3.通过GPS与象限仪做零位标定后，实现精确电控自动调炮，提高射击精度。

4.模式发射，有利于提高防雹增雨效率；

5.数据通讯，提高作业自动化程度，有利于实现科学作业。

附图说明

图1A为一种DF37高射炮供弹机大部结构示意图（平衡基座和左、右供弹机装满60发炮弹时的俯视图）。

图1B为一种摇架、平衡基座与供弹机连接示意图。

图2-1为一种左（右）回转臂与手柄连接示意图。

图2-2为一种手柄示意图。

图3为一种左、右供弹机的后视图。

图4A为一种左上压弹机构的连接图。

图4B为一种左固定梭与小齿、轴及扭簧示意图。

图4C为一种左滑动梭钩部与左压弹机活动梭子连接示意图。

图5A为一种右上压弹机构的连接图。

图5B为一种右固定梭与小齿、轴及扭簧示意图。

图5C为一种右滑动梭钩部与右压弹机活动梭子连接示意图。

图6为一种弹簧筒示意图。

图7为一种限制器示意图。

图8A为一种固定器侧视结构示意图。

图8B为一种固定器俯视结构示意图。

图9A为一种立筒总成主剖视图。

图9B为一种立筒总成A-A剖视图。

图9C为一种方向机变速箱及传动箱剖视图。

图10A为一种锥齿轮箱主剖视图。

图10B为一种锥齿轮箱A-A剖视图。

图10C为一种高低机变速箱剖视图。

图10D为一种高低机传动箱剖视图。

图11A为一种远程控制系统原理示意图。

图11B为一种摇架右视图。

图11C为一种摇架左视图。

其中：左供弹机1-1、右供弹机1-2、平衡基座1-3、立轴1-4、螺栓1-5及弹性垫圈1-6、压盖1-7、螺母1-8及弹性垫圈1-9、螺栓1-10及弹性垫圈1-11；左供弹箱2-1、左旋转臂2-2、弹簧筒2-3、左上压弹机构2-4、限制器2-5、固定器2-6、左支座2-7、左推板2-8、手柄2-9、轴2-10、后壁2-11；右供弹箱2-1B、右旋转臂2-2B、右上压弹机构2-4B、右支座2-7B、右推板2-8B、手柄2-9B、轴2-10B、后壁2-11B；左导板座3-1、左滑板座3-2、左固定梭3-3、左滑动梭3-4、小齿3-5、弹簧3-6、轴3-7、螺母3-8及弹性垫圈3-9、钩部3-10；右导板座3-1B、右滑板座3-2B、右固定梭3-3B、右滑动梭3-4B、小齿3-5、弹簧3-6、轴3-7、螺母3-8及弹性垫圈3-9、钩部3-10B；弹簧筒4-1、供弹机弹簧4-2、钢丝绳4-3、弹簧帽4-4、钢绳头4-5、端盖4-6、销轴4-7、滚轮座4-8、滚轮4-9、轴4-10、卡4-11、开口销4-12；限制器座5-1、定位滑杆5-2、压杆5-3、弹簧5-4、垫圈5-5、开口销5-6；卡板座6-1、支座6-2、拉杆6-3、紧定手柄6-4、轴6-5和垫圈6-6及开口销6-7。

方向机左手轮9-1、方向机手轮轴左轴承9-2、方向机手轮轴9-3、方向机手轮轴右轴承9-4、方向机手轮轴锥齿轮9-5、下柱筒轴锥齿轮9-6、下柱筒轴9-7、方向机右手轮9-8、下柱筒轴上轴承9-9、下柱筒轴下轴承9-10、上柱筒轴9-11、上柱筒轴后轴承9-12、上柱筒轴前锥齿轮9-13、上柱筒轴前轴承9-14、上柱筒轴后锥齿轮9-15、方向机电机轴锥齿轮9-16、方向机电机轴9-17、十字键9-20、方向机变速轴上轴承9-21、方向机变速轴9-22、方向机变速轴小速齿轮9-23、方向机变速叉9-24、方向机偏心轴9-25、方向机变速轴大速齿轮9-26、方向机偏心轴双齿轮9-27、方向机传动齿轮轴上齿轮9-28、方向机传动齿轮轴9-29、方向机传动齿轮轴上齿轮9-30、方向机传动齿轮轴下轴承9-31、方向机传动齿轮轴下齿轮9-32、炮盘方向齿环9-33、方向机变速轴下轴承9-34.

上箱体轴前锥齿轮10-1、上箱体前轴承10-2、上箱体轴10-3、上箱体轴后锥齿轮10-4、上箱体轴后轴承10-5、高低机电机轴锥齿轮10-6、高低机电机轴10-7、高低机左手轮10-8、高低机手轮轴左轴承10-9、高低机手轮轴锥齿轮10-10、高低机手轮轴10-11、高低机右手轮10-12、下箱体轴锥齿轮10-13、下箱体轴上轴承10-14、下箱体轴10-15、下箱体轴上齿轮10-16、下箱体轴下齿轮10-17、下箱体轴下轴承10-18、高低机手轮轴右轴承10-19、高低机蜗杆轴10-20、蜗杆轴大速齿轮10-21、高低机变速叉10-22、高低机蜗杆轴小速齿轮10-23、高低机蜗杆10-24、高低机涡轮10-25、高低机涡轮轴左轴承10-26、高低机涡轮轴10-27、高低机涡轮轴右轴承10-28、涡轮轴连接筒轴承10-29、连接环10-30、高低齿轮轴10-31、高低齿轮轴左轴承10-32、高低齿轮轴右轴承10-33、高低齿轮10-34、摇架高低齿弧10-35。

操作面板1、PLC控制器2、触摸屏3、方向电机驱动器4、高低机驱动器5、中间继电器6、方向电机7、高低电机8、电磁铁9、方向电机编码器10、高低电机编码器11、RS-485继电器12、左计数器13、右计数器14、DTU无线数据传输模块15、天线16、摇架20、右炮尾21、左炮尾22。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

一、供弹机

根据图1A、图1B可知，一种DF37高射炮供弹机，它由左供弹机1-1、右供弹机1-2和平衡基座1-3三大部分组成,其连接关系是：平衡基座1-3用四个螺栓1-5和弹性垫圈1-6固定在原炮的摇架前端上方位置，基座1-3上安装有立轴1-4与左供弹机1-1、右供弹机1-2前端的左支座2-7和右支座2-7B相连接，作为左右供弹机前端的固定支点和回转中心。立轴1-4上方用压盖1-7和螺母1-8及弹性垫圈1-9固定,压盖1-7分别用四个螺栓1-10及弹性垫圈1-11固定在平衡基座1-3上。左供弹机1-1与右供弹机1-2用于分别给左、右身管供弹，其结构位置均左右对称。左供弹机1-1与右供弹机1-2后端用固定器2-6分别与原炮的左供弹机1-1与右供弹机1-2后壁相连，从而将左供弹机1-1与右供弹机1-2牢固固定，保证其相对的供弹位置。

根据图2-1、图3，一种左供弹机1-1，它由左供弹箱2-1、左旋转臂2-2、弹簧筒2-3、左上压弹机构2-4、限制器2-5、固定器2-6和左支座2-7组成。其特征在于：左供弹箱2-1前端焊接有左支座2-7，左支座外侧的孔与左旋转臂2-2前端的孔用轴连接,左供弹机1-1的后壁2-11内侧下方焊接有卡板座6-1，与固定在左压弹机1-1后壁上的固定器2-6连接，将左供弹机1-1后端固定。左供弹机1-1的后壁2-11内侧焊接有滚轮座4-8，弹簧筒2-3前端焊接在左支座2-7内侧，后端与滚轮座4-8相连接。在左供弹机1-1的后壁2-11外侧下方焊有限制器座5-1，用于连接限制器2-5各零件。在左供弹箱2-1内侧焊接左导板座3-1，用以连接左上压弹机构2-4。

右供弹机1-2与所述的左供弹机1-1结构左右对称。

一种右供弹机1-2，它由右供弹箱2-1B、右旋转臂2-2B、弹簧筒2-3、右上压弹机构2-4B、限制器2-5、固定器2-6和右支座2-7B组成。其特征在于：右供弹箱2-1B前端焊接有右支座2-7B，右支座外侧的孔与右旋转臂2-2B前端的孔用轴连接,右供弹机1-2的后壁2-11B内侧下方焊接有卡板座6-1，与固定在右压弹机1-2后壁上的固定器2-6连接，将右供弹机1-2后端固定。右供弹机1-2的后壁2-11B内侧焊接有滚轮座4-8，弹簧筒2-3前端焊接在右支座2-7内侧，后端与滚轮座4-8相连接。在右供弹机1-2的后壁2-11B外侧下方焊有限制器座5-1，用于连接限制器2-5各零件。在右供弹箱2-1B内侧焊接右导板座3-1B，用以连接右上压弹机构2-4B。

根据图1A、图2-1、图2-2、图3可知，一种左供弹机1-1，其左旋转臂2-2用于将炮弹推向内侧进弹口，左旋转臂2-2上焊有推板2-8用于推弹，前端用轴2-10与左供弹机1-1的支座2-7连接，后端穿过左供弹机1-1后壁的水平长方孔可绕轴转动约22或23或24°，后端头部焊接有手柄2-9用于操作，手柄下方在有孔用于穿钢丝绳赋予动力。

同样，一种右供弹机1-2，其右旋转臂2-2B用于将炮弹推向内侧进弹口，右旋转臂2-2B上焊有推板2-8B用于推弹，前端用轴2-10B与右供弹机1-2的支座2-7B连接，后端穿过右供弹机1-2的后壁的水平长方孔可绕轴转动约22或23或24°，后端头部焊接有手柄2-9B用于操作，手柄下方在有孔用于穿钢丝绳赋予动力。

根据图2-1、图4A、图4B、图4C可知，一种左上压弹机构2-4，它包括左导板座3-1、左滑板座3-2、左固定梭3-3和左滑动梭3-4、小齿3-5、弹簧3-6、轴3-7、螺母3-8及弹性垫圈3-9、钩部3-10。左上压弹机构2-4用于与左压弹机配合将供弹机进弹口的炮弹一发一发往下输送。其连接关系是：左导板座3-1焊在左供弹箱2-1内侧，其上连接有左滑板座3-2，滑板座的位置可以通过螺母3-8及弹性垫圈3-9调整后固定。左固定梭3-3固定在左滑板座3-2上，左固定梭3-3上安装有小齿3-5、弹簧3-6和轴3-7。左滑动梭3-4可在左滑板座3-2上滑动，左滑动梭3-4同样安装有小齿3-5、弹簧3-6和轴3-7，下端的钩部3-10与左压弹机上的活动梭子上端的孔相扣，将二者连为一体。

高炮在发射的过程中，压弹机的活动梭子在输弹机的作用下上下运动，将炮弹下压到输弹槽的位置，便于进膛。由于左供弹机的滑动梭3-4与左压弹机上的活动梭子是相连的，这样就迫使左供弹机的左滑动梭3-4在左滑板座3-2内上下来回运动。当左滑动梭往上运动时，小齿3-5压缩弹簧3-6滑过一发炮弹后伸张，将炮弹卡住；当左滑动梭往下运动时，小齿将炮弹往下拉一发炮弹位置。炮弹在往下的过程中，压左固定梭3-3上的小齿3-5，小齿压缩弹簧3-6往里，待炮弹滑过后伸张将炮弹卡住定位。如此往复，便不断地将炮弹一发一发往下压。

同样根据图2-1、图5A、图5B、图5C可知，一种右上压弹机构2-4B，它包括右导板座3-1B、右滑板座3-2B、右固定梭3-3B和右滑动梭3-4B、小齿3-5、弹簧3-6、轴3-7以及螺母3-8及弹性垫圈3-9、钩部3-10B。右上压弹机构2-4B与右压弹机配合将供弹机进弹口的炮弹一发一发往下输送。其连接关系是：右导板座3-1B焊在右供弹箱2-1B内侧，其上连接有右滑板座3-2B，滑板座3-2B位置可以通过螺母3-8及弹性垫圈3-9调整后固定。右固定梭3-3B固定在右滑板座3-2B上，右固定梭3-3B上依次安装小齿3-5、弹簧3-6和轴3-7。右滑动梭3-4B可在右滑板座3-2B上滑动，右滑动梭3-4B同样依次安装小齿3-5、弹簧3-6和轴3-7，下端的钩部3-10B与右压弹机上的活动梭子上端的孔相扣，将二者连为一体。

高炮在发射的过程中，压弹机的活动梭子在输弹机的作用下上下运动，将炮弹下压到输弹槽的位置，便于进膛。由于右供弹机的滑动梭3-4B与右压弹机上的活动梭子是相连的，这样就迫使右供弹机的右滑动梭3-4B在右滑板座3-2B内上下来回运动。当右滑动梭往上运动时，小齿3-5压缩弹簧3-6滑过一发炮弹后伸张，将炮弹卡住；当右滑动梭往下运动时，小齿将炮弹往下拉一发炮弹位置。炮弹在往下的过程中，压固定梭3-3B上的小齿3-5，小齿压缩弹簧3-6往里，待炮弹滑过后伸张将炮弹卡住定位。如此往复，便不断地将炮弹一发一发往下压。

根据图2-1、图6可知，一种弹簧筒4-1，它包括钢丝绳4-3、弹簧筒4-1、供弹机弹簧4-2、弹簧帽4-4、钢绳头4-5、端盖4-6、销轴4-7、滚轮4-9、轴4-10、孔用卡4-11。其连接关系是：在左供弹机1-1、右供弹机1-2内侧焊接弹簧筒4-1，给供弹机提供动力。弹簧筒4-1内安装供弹机弹簧4-2，钢丝绳4-3穿过弹簧4-2和前端的弹簧帽4-4与钢绳头4-5焊接，弹簧筒4-1前端用端盖4-6和销轴4-7堵塞，销轴4-7用开口销固定。钢丝绳4-3另一端穿过滚轮4-9与旋转臂上的孔用卡4-11固定。这样，往外拉旋转臂手柄2-9，弹簧4-3就受到压缩，从而提供了一个反向的推力。

根据图2-1、图3、图7可知，一种限制器2-5，它由限制器座5-1、定位滑杆5-2、压杆5-3、弹簧5-4、垫圈5-5、开口销5-6组成，其连接关系是：在左供弹机1-1、右供弹机1-2的后壁2-11、后壁2-11B外侧下方焊接限制器座5-1，弹簧5-4套在定位滑杆5-2上，从限制器座5-1上端插入，下端穿过压杆5-3上的方孔用垫圈5-5和开口销5-6固定。自由状态时，弹簧5-5伸张，定位滑杆5-2向上。装填炮弹时，拉左（右）旋转臂手柄往外，左（右）旋转臂挤压定位滑杆5-2的弧形面，滑杆5-2压缩弹簧5-4向下，待左（右）旋转臂越过定位滑杆5-2时，在弹簧5-4的作用下，定位滑杆5-2向上档住旋转臂。炮弹装填完毕，用力按压压杆5-3解脱定位滑杆5-2，左（右）旋转臂在供弹机弹簧4-2的作用下越过定位滑杆5-2向里，其上的推钣2-8、推钣2-8B便抵住最外侧一夹炮弹，形成往里的推力。

根据图2-1、图3、图8A、图8B可知，一种固定器2-6，它由卡板座6-1、支座6-2、拉杆6-3、紧定手柄6-4、轴6-5和垫圈6-6及开口销6-7组成。其连接关系是：固定器2-6用于将左供弹机1-1、右供弹机1-2的后端固定，其连接关系是：在左供弹机1-1、右供弹机1-2的后壁2-11、后壁2-11B内侧下方焊接卡板座6-1，支座6-2用螺钉6-8固定在左（右）压弹机的后壁上，螺钉6-8用冲眼防松。旋松并转动固定器紧定手柄6-4，可将左（右）供弹机往外打开22或23或24°，以便于压弹机拆卸和卡弹时用退弹钣退弹。拉杆6-3用轴6-5固定在支座6-2上，轴用垫圈6-6及开口销6-7固定。紧定手柄6-4旋入拉杆后外端用样冲冲压拉杆头部的冲眼，使其往外扩张从而防止紧定手柄掉出。需要将左供弹机1-1固定时，将拉杆卡入由卡板座6-1的缺口，旋紧紧定手柄6-4即可。

装填炮弹时，向左（右）外侧拉左（右）旋转臂手柄2-9、手柄2-9B，旋转臂滑过限制器定位滑杆4-2，被定位住。向左（右）压弹机装填2夹（每夹装5发）炮弹，然后在左供弹箱2-1、右供弹箱2-1B从外往里依次装填4夹炮弹。装填完毕，按下限制器压杆4-3，解脱限制器2-5对左旋转臂2-2、右旋转臂2-2B的限制，左旋转臂2-2、右旋转臂2-2B回转臂的左推板2-8、右推板2-8B便在簧力的作用下，紧紧贴压最外侧一夹炮弹。

左（右）管第一发炮弹发射后，炮身后座，输弹机带动压弹机上的活动梭子联动左上压弹机构2-4、右上压弹机构2-4B的左滑动梭3-右左滑动梭3-4B向上，小齿5-5越过一发炮弹伸张将炮弹卡住；待炮身复进时，输弹机又带动压弹机上的活动梭子连动左上压弹机构2-4、右上压弹机构2-4B的左滑动梭3-右左滑动梭3-4B向上向下，小齿5-5将炮弹往下拉一个炮弹位。如此反复，便将炮弹一发一发地输入炮膛。

当左供弹机1-1、右供弹机1-2内侧进弹口上的第一夹炮弹下去后，左推板2-8、右推板2-8便在簧力的作用下把其余的炮弹往里推，第二夹炮弹便推入进弹口位置。

本发明的供弹机在原有的65式37毫米双管高射炮基础上增设了左右供弹机，左、右供弹机可一次性各装填30发，共计60发。基本上能满足一次防雹增雨作业发射弹数的需要，同时为高炮实现远程操作，作业时炮手远离火炮，保证炮手安全提供了可能。

二、方向机

根据图9A、图9B可知，手动操作时：转动方向机左手轮9-1和方向机右手轮9-8，方向机手轮轴9-3在方向机手轮轴左轴承9-2和方向机手轮轴右轴承9-4支撑下转动，通过方向机手轮轴锥齿轮9-5与下柱筒轴锥齿轮9-6和上柱筒轴后锥齿轮9-15同时啮合，同时带动下注筒轴9-7和上柱筒轴9-11；下注筒轴9-7在下柱筒轴上轴承9-9、下柱筒轴下轴承9-10的支撑下转动；上柱筒轴9-11在上柱筒轴前轴承9-14、上柱筒轴后轴承9-12的支撑下转动，通过上柱筒轴前锥齿轮9-13与方向机电机轴锥齿轮9-16啮合，带动方向电机轴9-17转动；

远程操控时：方向电机轴9-17转动，通过方向机电机轴锥齿轮9-16与上柱筒轴前锥齿轮9-13啮合，带动上柱筒轴9-11，柱筒轴9-11在上柱筒轴前轴承9-14、上柱筒轴后轴承9-12的支撑下转动；上柱筒轴后锥齿轮9-15与方向机手轮轴锥齿轮9-5啮合，方向机手轮轴锥齿轮9-5又与下柱筒轴锥齿轮9-6啮合，同时带动方向机手轮轴9-3和下注筒轴9-7，方向机手轮轴9-3在方向机手轮轴左轴承9-2和方向机手轮轴右轴承9-4支撑下转动，带动方向机左手轮9-1和方向机右手轮9-8转动；下注筒轴9-7在下柱筒轴上轴承9-9、下柱筒轴下轴承9-10的支撑下转动；

根据图9C可知，当下柱筒轴9-7转动时，下柱筒轴9-7带动十字键9-20转动，十字键9-20带动方向机变速轴9-22、方向机变速轴9-22在方向机变速轴上轴承9-21和方向机变速轴下轴承9-34的支撑下转动；方向机变速轴小速齿轮9-23、方向机变速轴大速齿轮9-26、方向机变速叉9-24以“手动变速箱”的变速方式实现变速，方向机偏心轴双齿轮9-27在方向机偏心轴9-25为州轴中心转动，通过方向机偏心轴双齿轮9-2与方向机传动齿轮轴上齿轮9-30啮合带动方向机传动齿轮轴9-29，方向机传动齿轮轴9-29在方向机传动齿轮轴上轴承9-28与方向机传动齿轮轴下轴承9-31的支撑下转动，方向机传动齿轮轴下齿轮9-32与炮盘方向齿环9-33啮合带动炮盘顺时针与逆时针运转。

三、高低机

根据图10A、图10B可知，手动操作时：转动高低机左手轮10-8和高低机右手轮10-12，高低机手轮轴10-11在高低机手轮轴左轴承10-9和高低机手轮轴右轴承10-19支撑下转动，通过高低机手轮轴锥齿轮10-10与下箱体轴锥齿轮10-13和上箱体轴前锥齿轮10-1同时啮合，同时带动下箱体轴10-15和上箱体轴10-3；下箱体轴10-15在下箱体轴上轴承10-14、下箱体轴下轴承10-18的支撑下转动，带动下箱体轴上齿轮10-16、下箱体下齿轮10-17转动；上箱体轴10-3在上箱体轴前轴承10-2、上箱体轴后轴承10-5的支撑下转动；通过上箱体轴后锥齿轮10-4与高低机电机轴锥齿轮10-6啮合，带动高低电机轴10-7转动；

远程操控时：高低电机轴10-7转动，通过高低机电机轴锥齿轮10-6与上箱体轴后锥齿轮10-4啮合，带动上箱体轴10-3，上箱体轴10-3在上箱体轴前轴承10-2、上箱体轴后轴承10-5的支撑下转动；上箱体轴前锥齿轮10-1与高低机手轮轴锥齿轮10-10啮合，高低机手轮轴锥齿轮10-10又与下箱体轴锥齿轮10-13啮合，同时带动高低机手轮轴10-11和下箱体轴10-15，高低机手轮轴10-11在高低机手轮轴左轴承10-9和高低机手轮轴右轴承10-19支撑下转动，带动高低机左手轮10-8和高低机右手轮10-12转动；下箱体轴10-15在下箱体轴上轴承10-14、下箱体轴下轴承10-18的支撑下转动，带动下箱体轴上齿轮10-16、下箱体下齿轮10-17转动；

根据图10C、图10D可知，高低机蜗杆轴大速齿轮10-21、高低机蜗杆轴小速齿轮10-23、高低机变速叉10-22以“手动变速箱”的变速方式实现行变速，高低机蜗杆轴大速齿轮10-21和高低机蜗杆轴小速齿轮10-23带动高低机蜗杆轴10-20，高低机蜗杆轴10-20带动高低机蜗杆10-24转动，通过高低机蜗杆10-24与高低机涡轮10-25啮合，带动高低机涡轮轴10-27，高低机涡轮轴10-27在高低机涡轮左轴承10-26、高低机涡轮右轴承10-28和高低机涡轮连接筒轴承10-29的支撑下转动，高低机涡轮轴10-27与高低齿轮轴10-31通过连接环10-30连接，从而带动高低齿轮轴10-31，高低齿轮轴10-31在高低齿轮轴左轴承10-32和高低齿轮轴右轴承10-33的支撑下转动，带动高低齿轮10-34转动，通过高低齿轮10-34与摇架高低齿弧10-35啮合带动摇架上下动作。

四、电控原理

根据图9A、图9B、图11A可知，一种远程控制装置。方向调整：操作者通过操作面板1按钮输入指令给PLC控制器2，PLC控制器2根据指令输出控制信号给方向电机驱动器4，方向电机驱动器4驱动方向电机7，使方向电机7按照操作者意愿转动，从而实现火炮的方向调整，方向电机7转动带动方向电机编码器10转动，方向电机编码器10以MODBUS形式输出码值；手动转动方向机左手轮9-1和方向机右手轮9-8时，方向电机7也会转动，并带动方向电机编码器10转动，方向电机编码器10同样以MODBUS形式输出码值。

根据图10A、图10B、图11A可知，射角调整：操作者通过操作面板1按钮输入指令给PLC控制器2，PLC控制器2根据指令输出控制信号给高低电机驱动器5，高低电机驱动器5驱动高低电机7，使高低电机8按照操作者意愿转动，从而实现火炮的射角调整，高低电机8转动带动高低电机编码器11转动，高低电机编码器11以MODBUS形式输出码值；手动转动高低机左手轮10-8和高低机右手轮10-12，高低电机8也会转动，并带动带动高低电机编码器11转动，高低电机编码器11同样以MODBUS形式输出码值；

方向电机编码器10输出方向码值和高低电机编码器11输出高低码值经RS-485继电器12光电隔离后反馈给PLC控制器2；

根据图11A、图11B、图11C可知发射：操作者通过操作面板1按钮输入指令给PLC控制器2，PLC控制器2根据指令输出控制信号给中间继电器6，中间继电器6驱动电磁铁9，电磁铁9击发火炮，从而实现火炮的炮弹发射，火炮发射一发炮弹时，左炮尾22做一次后退与复进往返动作，左计数器13计数一次，同样右炮尾21做一次后退与复进往返动作，右计数器13计数一次；左计数器13与右计数器14将左右管发射的发炮弹数反馈给PLC控制器；同时，PLC控制器2输出系统状态信号，以指示灯的形式在操作面板1呈现。

PLC控制器2与触摸屏3以RS-485通讯，进行数据传输，PLC控制器2将RS-485继电器12反馈的方向码值和高低码值运算后以及左计数器13与右计数器14反馈的发射炮弹数和其它系统数据传输给触摸屏3，操作者通过触摸屏3可查阅系统实时数据。同时操作者可以通过触摸屏3修改系统参数，也可以通过触摸屏3输入控制指令给PLC控制器2，从而实现火炮的方向调整、射角调整、发射。

触摸屏3将PLC控制器2输出的系统实时数据以MODBUS形式输出给DTU无线数据传输模块15，DTU无线数据传输模块15通过天线16发射到DF-14防雹实时信息系统网站服务器。

以PLC控制器2作为系统CPU，触摸屏3为HMI，机械开关及按钮为操作面板1，中间继电器6和电机驱动器（4/5）为相应执行机构的驱动单元，组成了现有的电控系统的神经中枢。

炮弹的发射执行零件即电磁铁9。通过中间继电器6驱动，将电能转化为机械能带动杠杆，使发射卡锁放开输弹器体，完成击发动作。

调炮执行零件分别为高低电机8和方位电机7。通过齿轮传动实现火炮射角和方位角的调整。

为了在高低机和方向机上实现电机驱动，同时还要保留手摇转轮部分，对高低机和方向机的上半部分做了重新设计，加装了一套从电机齿轮到立轴锥形齿轮的传动装置。

电机编码器（10/11）：分别安装于方向电机10和高低电机驱动器5的下端，用于将电机的角位移反馈给PLC控制器2，提高系统的控制精度。

计数器：采用涡流式接近开关，左右各一只，对应炮尾部，用于将发射后身管的后座或复进次数反馈给PLC控制器2，实现炮弹发射数量的记录与发射弹数控制。

动力单元为一台2.5KW汽油发电机。

PLC控制器2对采集回来的数据（方向电机编码器10、高低电机编码器11、计数器13/14的反馈数据）进行计算，通过对驱动单元（方向电机驱动器4、高低电机驱动器5和中间继电器6）实现对执行机构的精确控制。

通过触摸屏3与PLC控制器2的对接，实现PLC控制器2的高低和方位调炮、发射控制、模式发射、禁射区控制等控制功能。

PLC控制器2与触摸屏3，PLC控制器2与编码器（10/11）采用RS_485通讯协议进行数据传输，具有多点双向通讯，抗噪声干扰性好等特点，能保证传输速率、传输距离。

DTU无线数据传输模块15其作用是将系统参数（发射时间、射角、方位角、本次发射弹数、累计发射弹数以及炮弹生产厂代号、生产年份、批次）及时的传输到指挥中心。

DTU无线数据传输模块15可以接收指挥中心防雹增雨作业指挥系统发出的相关数据指令，自动赋予火炮选择合适的射击方式（定点射击或模式射击），自动设定火炮射角、方位角和发射炮弹数，最后，经人工干预完成射击作业。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种DF37毫米高射炮远程控制系统，包括炮盘和设置在炮盘上的摇架，摇架上设置有供弹机，其特征在于，还包括方向机，方向机包括方向机手轮驱动装置和方向机电机驱动装置，方向机手轮驱动装置包括方向机手轮轴(9-3)，方向机手轮轴(9-3)两端分别设置有方向机左手轮(9-1)和方向机右手轮(9-8)，方向机手轮轴(9-3)还套设有方向机手轮轴锥齿轮(9-5)；方向机电机驱动装置包括方向电机(7)和上柱筒轴(9-11)，方向电机(7)的方向电机轴(9-17)套设有方向机电机轴锥齿轮(9-16)，上柱筒轴(9-11)上套设有上柱筒轴后锥齿轮(9-15)和上柱筒轴前锥齿轮(9-13)，上柱筒轴前锥齿轮(9-13)和方向机电机轴锥齿轮(9-16)啮合，方向机手轮轴锥齿轮(9-5)和上柱筒轴后锥齿轮(9-15)啮合，方向机手轮轴锥齿轮(9-5)和上柱筒轴后锥齿轮(9-15)均分别与套设在下注筒轴(9-7)上的下柱筒轴锥齿轮(9-6)啮合，下注筒轴(9-7)通过手动变速箱驱动方向机传动齿轮轴(9-29)转动，设置在方向机传动齿轮轴(9-29)上的方向机传动齿轮轴下齿轮(9-32)与设置在炮盘上的炮盘方向齿环(9-33)啮合进而驱动炮盘转动。

2.根据权利要求1所述的一种DF37毫米高射炮远程控制系统，其特征在于，还包括高低机，高低机包括高低机手轮驱动装置和高低机电机驱动装置，高低机手轮驱动装置包括高低机手轮轴(10-11)，高低机手轮轴(10-11)的两端分别设置有高低机左手轮(10-8)和高低机右手轮(10-12)，高低机手轮轴(10-11)上套设有高低机手轮轴锥齿轮(10-10)；高低机电机驱动装置包括高低电机(8)和上箱体轴(10-3)，高低电机(8)的高低电机轴(10-7)上套设有高低机电机轴锥齿轮(10-6)，上箱体轴(10-3)上套设有上箱体轴前锥齿轮(10-1)和上箱体轴后锥齿轮(10-4)，上箱体轴后锥齿轮(10-4)与高低机电机轴锥齿轮(10-6)啮合，上箱体轴前锥齿轮(10-1)与高低机手轮轴锥齿轮(10-10)啮合，上箱体轴前锥齿轮(10-1)和高低机手轮轴锥齿轮(10-10)分别与套设在下箱体轴(10-15)上的下箱体轴锥齿轮(10-13)啮合，下箱体轴(10-15)通过手动变速箱驱动高低机蜗杆(10-24)转动，高低机蜗杆(10-24)与套设在高低机涡轮轴(10-27)上的高低机涡轮(10-25)啮合，高低机涡轮轴(10-27)与高低齿轮轴(10-31)轴接，高低齿轮轴(10-31)上套设有高低齿轮(10-34)，高低齿轮(10-34)与摇架高低齿弧(10-35)啮合，摇架高低齿弧(10-35)驱动摇架上下动作。

3.根据权利要求2所述的一种DF37毫米高射炮远程控制系统，其特征在于，还包括电控装置，电控装置包括：

用于检测方向电机(7)转动状态的方向电机编码器(10)；

用于检测高低电机(8)转动状态的高低电机编码器(11)；

用于检测炮弹发射个数的计数器；

用于接收方向电机编码器(10)的输出码值、高低电机编码器(11)的输出码值和计数器的计数值的PLC控制器(2)；且所述的PLC控制器(2)用于通过方向电机驱动器(4)控制方向电机(7)转动，用于通过高低电机驱动器(5)控制高低电机(8)转动，用于通过中间继电器(6)控制电磁铁(9)通断电；

用于输入方向控制指令、高低控制指令和电磁铁通断电指令到PLC控制器(2)的操作面板(1)；

用于显示方向电机(7)转动状态、显示高低电机(8)转动状态、显示炮弹发射状态的触摸屏(3)；

与触摸屏(3)连接，且用于传输PLC控制器(2)中的系统数据的DTU无线数据传输模块(15)。