CN106704277B - 气动式起倒靶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动式起倒靶系统，包括高压储气罐、截止阀、低压储气罐、电磁阀、执行气缸、弹簧缓冲装置以及起倒靶机构；高压储气罐通过截止阀给低压储气罐充气，当到达低压储气罐工作压力值后截止阀关闭；低压储气罐与执行气缸之间通过电磁换向阀连接；低压储气罐在起倒靶装置起靶的时候提供动力，在放靶时起到缓冲作用，并回收、储存放靶的能量供下一次起靶使用；执行气缸的推杆端与起倒靶机构的一端链接；起倒靶机构另外一端设置弹簧缓冲装置；弹簧缓冲装置在起倒靶装置起靶时起缓冲作用，在放靶时提供动力，并将弹性势能转存于液压蓄能装置。相对现有的起倒靶装置，本发明的设计简单，体积更小，重量更轻，能量利用充分，更节能。
Description
技术领域
本发明涉及自动化领域，特别涉及一种气动式起倒靶系统。
背景技术
在军事实弹射击训练中，需要远距离控制散布在一定区域的靶标的显隐起倒操作。现有的起倒靶系统基本都是纯电动驱动，野外训练都采用蓄电池供电，存在诸多缺点，如整体上体积笨重，耗电多，起倒次数过少，不利于长时间使用。而且由于野外电源供应不便，电池充电时间过长，维护困难，维护成本高。为了保证训练要求，需要携带更多或者更大的蓄电池。现有产品的不足给部队野外训练带来了诸多限制，也增加了成本，影响部队野外训练的正常进行。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种遥气动式起倒靶系统，结构紧凑，重量轻，体积小，携带方便又便于布置，性能稳定。该系统能够显著提高能量的使用效率，只使用微型电池来给控制电路和通讯电路供电，而采用高压空气来实现机械动作，能够满足持久的野外射击训练的起倒靶动作要求。
为了实现上述功能的要求，本发明采用如下的技术方案：
本发明提供的气动式起倒靶系统，包括高压储气罐、减压阀、分水滤气器、过渡储气罐、截止阀、电磁阀、执行气缸、弹簧缓冲装置、控制器以及起倒靶机构；所述高压储气罐内充满高压空气，并通过所述减压阀、截止阀、分水滤气器、减压阀向过所述渡储气罐供气；所述过渡储气罐与所述执行气缸之间通过所述电磁阀换向连接；所述执行气缸的推杆端与所述起倒靶机构的一端连接；所述起倒靶机构的另外一端设置弹簧缓冲装置；所述过渡储气罐中的低压气体膨胀推动所述执行气缸动作；所述过渡储气罐在起靶的时候通过气体膨胀提供动力给所述执行气缸；起靶初始时推力大，末端时推力小；倒靶时能起到有效的缓冲，同时回收倒靶时起倒靶机械机构的重力势能，供下次起靶使用；
所述高压储气罐通过减压阀、截止阀，给所述过渡储气罐充气；所述过渡储气罐中的气压达到设定的工作压力时，所述截止阀关闭。
作为一种可实施方式，整个系统配有专门设计的控制器和通信系统，所述高压储气罐作为最主要的动力源，按控制要求分次经过渡储气罐，推动气动执行器起倒靶。
作为一种可实施方式，所述过渡储气罐中压缩气体膨胀做功，推动所述执行气缸起倒靶，所述执行气缸也在负载作用下将空气压缩并注入所述过渡储气罐中。
作为一种可实施方式，所述起倒靶机构的行程末端，装有缓冲弹簧或扭簧。
作为一种可实施方式，所述高压储气罐采用快速接头，系统配有空气压缩机。
作为一种可实施方式，所述电磁阀为两位三通电磁阀。
本发明的气动式起倒靶系统，主要包括高压储气罐、减压阀、截止阀、分水滤气器、过渡储气罐、两位三通电磁换向阀、执行气缸、弹簧缓冲装置、控制器以及起倒靶机械机构组成。
所述、高压储气罐内充满高压空气，并通过减压阀、截止阀和气动二联件(分水滤气器和减压阀)向过渡储气罐供气。当需要给过渡储气罐充气时，截止阀打开，通过气动二联件给过渡储气罐充气；当过渡储气罐中的气压达到设定的工作压力时，截止阀关闭。高压储气罐作为整个起倒靶系统的主要动力源，可以长时间工作，也可以多次充气使用，拆装方便。
所述减压阀用于将高压气体的压力分两次调节到适合气动执行器工作的压力值，用于给过渡储气罐中充气。
所述过渡储气罐在起倒装置起靶的时候提供动力给气动执行器，在倒靶的后半段起到缓冲作用，并回收、储存倒靶的能量供下一次起靶使用。
所述执行气缸和过渡储气罐通过两位三通电磁阀连接，执行气缸有杆一端链接起倒靶机构的一端，推动起倒靶装置起靶。
所述的弹簧缓冲装置设置在起倒靶机械结构的行程末端，在起倒靶装置起靶的后半段起到缓冲作用，在放靶的前半段时候，提供动力用于放靶，并将弹性势能转存于过渡储气罐。
所述的控制器负责接收控制中心发送的遥控起倒靶信号，并控制各个部件进行制定的动作。
本发明的工作原理如下：
靶标无动作时，靶面放置在水平位置，气缸被靶杆推向最靠左面的位置。在控制器的协调控制下，二位三通电磁截止，高压储气罐通过减压阀，二位二通截止阀和气动二联件提供压力气体给过渡储气罐，当过渡储气罐的气压达到设定的工作压力值后，截止阀关闭，过渡储气罐中的气压保持不变；
当接受到远程遥控中心的指令，需要举靶到90度位置时，二位三通电磁阀工作切换到上位工作，过渡储气罐中的压力气体进入气缸，推动气缸前进，标靶被举起。当靶杆举起到约60度时，起倒靶机械结构开始碰到弹簧缓冲装置，弹簧开始受到压缩，同时，由于过渡储气罐中气体膨胀时，输出的压力也在减小，因此起靶的推力减小，举靶动作的加速度开始减小，直至最终在90度位置。并且此时过渡储气罐中的气压与气缸中的气压相同，气缸产生的推力稍大于弹簧力，使靶杆保持竖立。
当接收到远程指令需要倒靶时，二位三通电磁阀工作切换到下位工作。此时过渡储气罐与气缸之间的连接被断开，气缸中的低压气体被直接排出到大气中。靶杆在弹簧力作用下开始放倒。当靶杆离地面角度约为30度时，二位三通电磁阀再次切换到上位工作。此时过渡储气罐和气缸重新连接，储气罐中的压力气体会再次充入气缸中，产生一个推力来缓冲靶杆的运动。同时，靶杆在重力作用下克服气缸的缓冲推力继续向下运动，从而压缩气缸中气体，使其压力升高。这种设计可以使得倒靶过程中，靶标在得到缓冲的同时，部分能量被回收，存储在过渡气罐中。
当靶杆完全放平后，气缸被推到最左侧位置，所有的低压空气均被压入过渡储气罐。此时二位三通电磁阀再切换到下位工作。高压储气罐通过减压阀和二位二通截止阀再次给过渡储气罐蓄补充气体，直到达到过渡储气罐的工作压力，截止阀再次关闭。因为此时过渡储气罐内本身已经回收了部分靶标机构的重力势能和弹簧的势能，因此高压储气罐只需要补充较少的气体，即能使得过渡储气罐内的压力值达到工作压力，满足下次起靶动作要求。
整个动作由靶机上的控制板在远程控制中心的调度下统一协调，重复以上动作，直到高压储气罐的高压气体全部耗尽而不足以举起靶标。此时，控制系统会提出相关告警信号，提示更换高压储气罐，或者给高压储气罐充气。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1、本发明采用高压气体所储存的能量来为起倒靶系统提供动力，使得系统的功率重量比高，体积小，重量轻，非常便于携带和运输。
2、本发明的气动式起倒靶系统的主要能量不依靠电池，因而无需野外长时间充电。高压储气罐可随时更换，随时充气，可以保证野外长时间训练的较多动作次数要求，同时降低起倒靶系统的成本，也可以大大减轻野外训练需要携带的装备重量。
3、所设计的过渡储气罐，利用气体膨胀过程向外做功来实现起靶动作，可以方便地实现在起靶动作开始时的大扭矩，而在起靶动作行程的末端，只产生较小扭矩。这一设计，在缓冲弹簧的辅助作用下，使起倒靶动作平稳无冲击。
4、所设计的过渡储气罐，在倒靶行程的末端，通过靶标的自重和惯性，压缩密闭的气体，既可以对倒靶过程起倒有效的缓冲，同时回收部分动能和势能，从而提高了整个系统的能量使用效率，可显著提高有限能源供应时起倒靶的动作次数，可以保证部队野外长时间实弹训练的起倒靶系统需要。
附图说明
图1是本发明实施例提供的气动式起倒靶系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
下面结合附图对本发明进行进一步的发明。
如图1所示，本发明实施例提供的气动式起倒靶系统，包括高压储气罐1、减压阀2、截止阀3、气动二联件(包括压力表)4、过渡储气罐5、两位三通电磁阀6、气缸7、弹簧8、靶标9。整个动作由每个靶机上的控制板在远程控制中心的调度下统一控制。
如图1所示，高压储气罐1根据需要，通过减压阀2、截止阀3、气动二联件4 给过渡储气罐5充气，到达过渡储气罐5设定工作压力后，截止阀3关闭。过渡储气罐5内存有一定量的压力气体，用于起靶。
靶标9无动作时，靶面放置在水平位置，电磁阀6在下工作位，气缸7无杆一端通过电磁阀6直接通大气，同时气缸7被靶杆推向最靠左面的位置，气缸内压力为零。当接受到远程遥控中心的指令，需要举靶到90度位置时，二位三通电磁阀6工作切换到上位工作，过渡储气罐5中的压力气体进入气缸7，推动气缸7前进，开始举靶。初始时压力较高，且气缸7活塞上无弹簧力，因此推力较大。当靶杆举起到约60度时，起倒靶机构开始碰到弹簧8，弹簧8开始受到压缩，同时过渡储气罐5输出的压力也在减小，因此推力开始减小，举靶动作开始减速，直至最终在90度位置。此时过渡储气罐5中的压力和气缸7中的气压相同，且气缸7产生的推力稍大于弹簧力，使靶杆竖立。如图右边虚线所示位置。
当按指令需要放倒靶时，电磁阀6工作切换到下位工作，连接气缸7无杆一端到大气，气缸7中的压力气体直接排到大气中。靶杆9在弹簧8的作用力下开始放靶，起始推力亦较大，并且标靶还有自重。当靶杆离地面角度约为30度时，电磁阀6再次动作，切换到上位工作，则过渡储气罐5和气缸7重新连接，过渡储气罐5中剩余的压力气体会再次回到气缸7中，产生一个推力来减缓靶杆的运动；同时靶标9在重力作用下继续向下运动，压缩气缸7中气体，使其压力升高，过渡储气罐5的气压亦升高。此时，靶标9的能量在运动中得到缓冲的同时，被收集到过渡储气罐5中，直到靶标9放平。
当靶标9完全放平后，电磁阀再切换到下位工作；截止阀3再次打开，高压储气罐1再次给过渡储气罐5补充气压，因为过渡储气罐5已经回收了靶标9倒靶时的部分重力势能和弹簧的势能，所以高压储气罐1只需要补充部分过渡储气罐5内的压力空气，直到达到过渡储气罐5的额定压力，截止阀再次关闭。以此循环动作。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种气动式起倒靶系统，其特征在于，包括高压储气罐、减压阀、分水滤气器、过渡储气罐、截止阀、电磁阀、执行气缸、弹簧缓冲装置、控制器以及起倒靶机构；所述高压储气罐内充满高压空气，并通过所述减压阀、截止阀、分水滤气器、减压阀向过所述过渡储气罐供气；所述过渡储气罐与所述执行气缸之间通过所述电磁阀换向连接；所述执行气缸的推杆端与所述起倒靶机构的一端连接；所述起倒靶机构的另外一端设置弹簧缓冲装置；所述过渡储气罐中的低压气体膨胀推动所述执行气缸动作；所述过渡储气罐在起靶的时候通过气体膨胀提供动力给所述执行气缸；起靶初始时推力大，末端时推力小；倒靶时能起到有效的缓冲，同时回收倒靶时起倒靶机械机构的重力势能，供下次起靶使用；
所述高压储气罐通过减压阀、截止阀，给所述过渡储气罐充气；所述过渡储气罐中的气压达到设定的工作压力时，所述截止阀关闭。
2.根据权利要求1所述的气动式起倒靶系统，其特征在于，整个系统配有专门设计的控制器和通信系统，所述高压储气罐作为动力源，按控制要求分次经过渡储气罐，推动气动执行器起倒靶。
3.根据权利要求1所述的气动式起倒靶系统，其特征在于，所述过渡储气罐中压缩气体膨胀做功，推动所述执行气缸起倒靶，所述执行气缸也在负载作用下将空气压缩并注入所述过渡储气罐中。
4.根据权利要求1所述的气动式起倒靶系统，其特征在于，所述起倒靶机构的行程末端，装有缓冲弹簧或扭簧。
5.根据权利要求2所述的气动式起倒靶系统，其特征在于，所述高压储气罐采用快速接头，系统配有空气压缩机。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的气动式起倒靶系统，其特征在于，所述电磁阀为两位三通电磁阀。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Pneumatic target lifting and falling system Effective date of registration: 20210225 Granted publication date: 20180803 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HANGZHOU FULING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000156 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20211118 Granted publication date: 20180803 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HANGZHOU FULING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000156 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Pneumatic target lifting and reversing system Effective date of registration: 20211221 Granted publication date: 20180803 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HANGZHOU FULING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021330002584 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230103 Granted publication date: 20180803 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HANGZHOU FULING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021330002584 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Pneumatic lifting and falling target system Effective date of registration: 20230128 Granted publication date: 20180803 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HANGZHOU FULING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023330000247 |