CN107097706A - 一种高机动大型雷达车 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车载雷达技术领域，具体涉及一种高机动大型雷达车。本雷达车包括上装平台及电子设备方舱；上装平台的下板面处布置调平撑腿；在电子设备方舱处布置固定天线及折叠天线，折叠天线通过液压驱动组件驱动从而沿铅垂面产生收回及展开两种位置状态：当折叠天线处于收回状态时，折叠天线的天线板面铅垂布置；当折叠天线处于展开状态时，折叠天线的天线板面水平设置，且折叠天线的天线板面与固定天线的天线板面处于同一平面上；本雷达车还包括伺服控制系统以及发电系统。本发明可在保证雷达天线运输时不超宽、不超高的同时，还能实现天线阵面的快速架设和撤收功能，最终确保地面车载雷达的高机动性。

Description

一种高机动大型雷达车
技术领域
本发明属于车载雷达技术领域，具体涉及一种高机动大型雷达车。
背景技术
高机动性是地面车载雷达的关键技术指标之一，近年来高机动雷达主要以小口径天线的雷达为主。随着信息化战争的需求和雷达探测技术的发展，为提前发现来袭目标和提高探测距离，地面中远程三坐标军用雷达已广泛采用大型平面阵列天线。由于承载能力和运输条件限制，大型平面天线必需进行分块处理才能满足越野运输要求，这就导致在雷达架设过程中，需要进行天线组装拼接等环节，这极大的延长了整个雷达架设/撤收时间。尤其在我国现有的车载雷达天线的架设/撤收过程中，大多采用吊车加人工方式进行，架设与撤收时间长达数个小时，需要人数约6-8人甚至更多，这显然已不能满足我国军事现代化的要求。如何寻求一种新型的车载雷达结构，使之能够应用至目前的大型雷达车上，从而在确保雷达天线运输时不超宽、不超高的同时，还能实现雷达天线的快速架设和撤收功能，以保证地面车载雷达的高机动性，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而集成性高的高机动大型雷达车，从而可在保证雷达天线运输时不超宽、不超高的同时，还能实现天线阵面的快速架设和撤收功能，最终确保地面车载雷达的高机动性。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高机动大型雷达车，其特征在于：本雷达车包括平行于车身长度方向布置的上装平台，以及架设于上装平台的上板面处的长方箱体状的电子设备方舱；上装平台的下板面处布置用于调节电子设备方舱水平度的调平撑腿；在电子设备方舱的舱体顶端面处水平状布置固定天线，在固定天线的至少一侧处设置折叠天线，所述折叠天线通过液压驱动组件驱动从而沿铅垂面产生收回及展开两种位置状态：当折叠天线处于收回状态时，折叠天线的天线板面铅垂布置；当折叠天线处于展开状态时，折叠天线的天线板面水平设置，且折叠天线的天线板面与固定天线的天线板面处于同一平面上；本雷达车还包括用于控制液压驱动组件产生指定动作的伺服控制系统以及作为动力源的发电系统。
优选的，所述折叠天线与水平天线外形均呈长方体状；液压驱动组件包括固定支座，固定支座固接于电子设备方舱的相应侧面处；以折叠天线处于收回状态时的朝向电子设备方舱的一面为内侧面，固定支座的顶端铰接配合有铰接耳，铰接耳固定于折叠天线的内侧面的上半部板面处，固定支座的底端铰接配合于展开油缸的缸壁处，展开油缸的活塞杆端铰接配合于折叠天线的内侧面的下半部板面处，上述各铰接处的铰接轴线均彼此平行；以布置于固定支座上的铰接耳以及展开油缸为一组液压单元，所述液压单元为两组且沿上装平台长度方向依次布置于固定支座上。
优选的，所述展开油缸为机械自锁型液压油缸；在展开油缸活塞杆端旁侧处的折叠天线内侧面上布置有吊耳，电子设备方舱的相应侧面处布置U型板；U型板的槽腔构成供吊耳插入的容纳腔，U型板的其中一槽壁处布置插销油缸，插销油缸的活塞杆所形成的插销部穿过U型板的槽壁并与吊耳上预设的定位孔间构成销孔定位配合。
优选的，U型板的槽口形成收回限位面，吊耳处还设置有收回限位块，该收回限位块与U型板的槽口间构成限位折叠天线最大下行距离的止口限位配合，在U型板处布置第一接近开关从而与布置在吊耳旁侧的第一感应开关间构成感应配合；铰接耳处布置展开限位块，该展开限位块的限位面与固定支座处相应面间构成限位折叠天线最大上行距离的限位配合，在固定支座处布置第二接近开关从而与布置在铰接耳上的的第二感应开关间构成感应配合；所述彼此配合的收回限位块与U型板的的配合面以及彼此配合的展开限位块与铰接耳的配合面间均精加工。
优选的，上装平台承载于车身大梁上，所述调平撑腿包括固接于车身大梁下方处的横梁；横梁长度方向垂直上装平台长度方向，横梁为两道且沿车身大梁长度方向彼此平行布置；横梁的两端处布置U形卡口，可伸缩支腿上相应设置配合面从而与U形卡口的槽壁间构成螺栓固接配合；所述电子设备方舱的顶端面处布置用于感应电子设备方舱水平度的水平传感器。
本发明的有益效果在于：
1)、有别于传统采用的分散运输再现场装配的雷达天线结构，本发明以独特的天线分块结构形式，在满足公路、铁路运输等要求的同时，更实现了雷达车到达阵地后自动架设和快速撤收功能，从而提高了雷达的机动性。具体而言，本发明的雷达天线沿宽度方向等分为两块。运输时，一块天线固定于舱体顶部从而形成固定天线，而另一块则依附在舱体侧部从而形成折叠天线。工作时，通过液压驱动组件如油缸等沿铅垂面的顶升动作从而将折叠天线从90°的垂直状态展开到0°的水平状态，直至与固定天线拼接成一套完整的雷达天线。实际操作时，一方面，由于运输时折叠天线与固定天线均贴合在电子设备方舱上，从而最小化了运输体积，运输时不超宽、不超高，有利于保证雷达系统的机动性。另一方面，液压驱动组件和调平撑腿可共用一套伺服控制系统，互联互锁，从而“一键”的自动实现雷达车调平与天线的展开动作，以便进一步的减少现场的架设时间。
实际实践表明：本发明制成后，可在保证雷达天线运输时不超宽、不超高的同时，只需15min/4人即可实现雷达架设并开机工作，撤收时间与架设时间相当，地面车载雷达的高机动性显然得到了有效保证。
2)、展开油缸的设置，则是进一步的具体化实现了折叠天线的收放功能。在展开油缸处于初始位置时，折叠天线与固定天线间彼此天线阵面垂直，此时雷达天线的运输体积最小化。在本发明到达阵地后并需要实现天线展开并工作时，展开油缸作进程动作，即可快速推动折叠天线至水平状态。展开油缸为机械自锁型液压油缸，从而在折叠天线处于水平状态时，能够通过展开油缸自身的机械自锁性而保持折叠天线始终处于当前的展开位置处。同理的，考虑到本发明在运输过程中的颠簸性，通过布置插销油缸开实现对折叠天线下部处吊耳的销孔配合，可确保折叠天线在收起状态下的位置稳定性。
3)、在展开油缸作进程动作，而最终使得折叠天线处于水平状态时，首先需要依靠展开限位块的限位面与铰接耳处相应面来实现机械限位，因此该接触面需要精加工，从而保证限位精度。之后，第二接近开关检测到第二感应开关，从而实现电限位。上述双限位流程，可有效保证天线展开的拼接精度≤0.5mm。同样的，当折叠天线收回时，首先依靠精加工的收回限位面与吊耳处的收回限位块间来形成限位接触，之后再利用第一接近开关与第一感应开关的感应配合来实现电限位。待折叠天线收回到位后，伺服控制系统即可驱动插销油缸推出活塞杆，直至活塞杆插入吊耳处的定位孔从而实现机械锁定。通过上述的油缸液压锁定和销轴机械锁定双重设计，可极大的确保天线运输状态时的稳定性和安全性。
4)、调平撑腿的设置，既为雷达车到达阵地定点工作时提供了支撑稳定性，同时也能起到雷达车的调平作用，进而满足雷达天线工作时的平面度要求。调平撑腿包括可伸缩支腿及横梁，实际使用时，可伸缩支腿通过横梁与车身大梁彼此固连。运输时，可伸缩支腿收回，此时调平撑腿不影响雷达车的通过性和运输性。到达阵地后，伺服控制系统驱动液压马达推动可伸缩支腿，再通过水平传感器实时反馈四条可伸缩支腿的当前状态，最终通过系统的不断校正而达到自动调平的效果。上述四点支撑调平结构简单，稳定性高，调平精度达到4′，可满足使用需求。
附图说明
图1为折叠天线处于收回状态时的本发明的立体结构图；
图2为折叠天线处于展开状态时的本发明的立体结构图；
图3为本发明的后视图；
图4为图3的I部分局部放大图；
图5为折叠天线、固定天线及液压驱动组件的配合状态立体图；
图6为图5中的固定支座与铰接耳间的配合状态图；
图7为去除固定天线后的本发明的立体结构图；
图8为上装平台的装配示意图；
图9为车身大梁与调平撑腿的配合状态图。
附图中各标号与本发明的各部件名称对应关系如下：
10-上装平台 20-电子设备方舱 30-调平撑腿
31-横梁 31a-U形卡口 32-可伸缩支腿 33-液压马达
41-固定天线 42-折叠天线 50-伺服控制系统 60-发电系统
71-固定支座 72-铰接耳 72a-展开限位块 73-展开油缸
81-吊耳 82-U型板 83-插销油缸 84-收回限位块
91-第一接近开关 92-第一感应开关 93-第二接近开关
94-第二感应开关 100-车身大梁 110-水平传感器
具体实施方式
为便于理解，此处结合附图对本发明的具体实施结构及工作流程作以下描述：
本发明的具体实施结构，如图1-9所示，包括可拆卸的固定于车身大梁100上的上装平台10，上装平台10的上板面构成供雷达所有设备安装的安装面。在上装平台10上再搁置电子设备方舱20。如图1-3所示的，电子设备方舱20为长方箱体状结构，且电子设备方舱20的长度方向平行上装平台10长度方向。在车身大梁100的下方设置用于支撑雷达车且具有调平作用的调平撑腿30，调平撑腿30处的可伸缩支腿32为四组且两两对应的分置于车身大梁100的两侧处。上装平台10的安装面上集成安装了所有的雷达设备，包括置于上装平台10前部的发电系统60，而上述用于控制整个雷达系统的电子设备方舱20则占据了上装平台10中后段，用于控制调平撑腿30和液压驱动组件动作的伺服控制系统50置于上装平台10的左前侧。
为满足运输车辆的高度、宽度尺寸要求，参照图1-3及图7所示的，本发明的雷达天线沿宽度方向等分为两块。运输时，一块天线固定于舱体顶部从而形成固定天线41，而另一块则依附在舱体侧部从而形成折叠天线42。工作时，通过液压驱动组件如油缸等将折叠天线42从垂直状态展开到水平状态，直至与固定天线41拼接成一套完整的雷达天线。实际操作时，一方面，由于运输时折叠天线42与固定天线41均贴合在电子设备方舱20上，从而最小化了运输体积，运输时不超宽、不超高，有利于保证雷达系统的机动性。另一方面，液压驱动组件和调平撑腿30可共用一套伺服控制系统50，互联互锁，从而“一键”的自动实现雷达车调平与天线的展开动作，以便进一步的减少现场的架设时间。
如图1-2及图8-9所示的，调平撑腿30由可伸缩支腿32、横梁31、水平传感器110以及相应的液压管路组成。可伸缩支腿32采用常规的液压马达、减速机、梯形丝杠和滑动杆等组成。可伸缩支腿32分别两两通过相应的配合面从而与横梁31两端处的U形卡口31a固定，横梁31再刚性的连接于车身大梁100的下方处。水平传感器110为XY二轴传感器，置于电子设备方舱20顶部的固定天线安装架处。运输时，可伸缩支腿32收回，此时调平撑腿20不影响雷达车的通过性和运输性。到达阵地后，伺服控制系统50的PLC控制器首先向液压马达33发出指令，液压马达33驱动可伸缩支腿32向下伸出。当确定四条可伸缩支腿32都着地后，位于图7中的电子设备方舱20处的水平传感器110将固定天线安装架所在平面与理想水平面的误差按照X、Y轴进行分解并反馈给PLC控制器，使得伺服控制系统50发出指令控制低位点的可伸缩支腿32向高位点趋近。当水平面误差均在4′以内时，伺服控制系统50发出指令从而锁定整个调平撑腿30，自动调平结束。
如图3-6所示的，所述液压驱动组件包括两根展开油缸73、两根插销油缸83、一组固定支座71、两组铰接耳72以及相应的感应开关和接近开关组成。固定支座71为耳状结构的厚钢板与钢管焊接后精加工而成，厚钢板上设计有两处铰接点。固定支座71固定于电子设备方舱20的侧壁，依靠固定支座71上预设的铰接点从而分别配合铰接耳72及展开油缸73。铰接耳72固定于折叠天线42的内侧面的上半部处，而展开油缸73的活塞杆端则铰接于折叠天线42的内侧面的下半部处，具体参照图1-2所示。此外的，上述展开油缸73为机械自锁型液压油缸。当折叠天线42展开到位后，展开油缸73内部机械自锁，从而可长期稳定可靠支撑折叠天线42呈展开状态。为保证展开油缸73在收回时的运输稳定性，本发明还设计了插销油缸83。插销油缸83通过U型板82而置于电子设备方舱20侧壁，且U型板82对应的与位于折叠天线42上的吊耳81间构成插接限位配合。当折叠天线42撤收时，通过伺服控制系统50驱动插销油缸83，从而以插销油缸83的活塞杆插入吊耳81处预设的定位孔，进而实现折叠天线42在收回状态下的机械锁定操作。
实际使用时，调平撑腿30与液压驱动组件可使用同一套液压驱动的伺服控制系统50，从而方便实现软件系统互联互锁，例如实现载车调平后折叠天线42方可展开等操作，这显然可大大提升系统的可靠性和安全性。
本便于进一步理解本发明的技术方案，此处给出本发明的实际操作流程如下：
当折叠天线42展开时，雷达车需要先通过调平撑腿30进行调平。此时，伺服控制系统50驱动展开油缸73将折叠天线42从90°展开到0°，从而与固定天线41进行拼接。在折叠天线42转动过程中，铰接耳72处限位面首先与展开限位块71a的限位面接触。之后，第二接近开关93检测到第二感应开关94，并将信号反馈给伺服控制系统50。伺服控制系统50获得上述信号后，调整展开油缸73的驱动力，从而平缓的将折叠天线42展开到位，并使得雷达天线整体形成图2及图5所示状态。此次展开流程，通过各高精度的限位面以及接近开关、感应开关及伺服控制系统50的配合，从而确保折叠天线42展开的精度要求以及展开过程的协调性。
同理，当折叠天线42收回时，首先是收回限位块84与U型板82的槽端处的精加工面彼此接触。之后，第一接近开关91检测到第一感应开关92并将该信号反馈给伺服控制系统50。伺服控制系统50获得上述信号后，控制展开油缸73停止工作。再后，伺服控制系统50驱动插销油缸83推动活塞杆而插入吊耳81处预设的定位孔内，从而实现油缸的液压锁紧和销轴机械锁定，以使得雷达天线整体形成图1及图3所示状态，并随之有效确保雷达车运输时天线的稳定性和安全性。

Claims (5)

1.一种高机动大型雷达车，其特征在于：本雷达车包括平行于车身长度方向布置的上装平台(10)，以及架设于上装平台(10)的上板面处的长方箱体状的电子设备方舱(20)；上装平台(10)的下板面处布置用于调节电子设备方舱(20)水平度的调平撑腿(30)；在电子设备方舱(20)的舱体顶端面处水平状布置固定天线(41)，在固定天线(41)的至少一侧处设置折叠天线(42)，所述折叠天线(42)通过液压驱动组件驱动从而沿铅垂面产生收回及展开两种位置状态：当折叠天线(42)处于收回状态时，折叠天线(42)的天线板面铅垂布置；当折叠天线(42)处于展开状态时，折叠天线(42)的天线板面水平设置，且折叠天线(42)的天线板面与固定天线(41)的天线板面处于同一平面上；本雷达车还包括用于控制液压驱动组件产生指定动作的伺服控制系统(50)以及作为动力源的发电系统(60)。
2.根据权利要求1所述的一种高机动大型雷达车，其特征在于：所述折叠天线(42)与水平天线外形均呈长方体状；液压驱动组件包括固定支座(71)，固定支座(71)固接于电子设备方舱(20)的相应侧面处；以折叠天线(42)处于收回状态时的朝向电子设备方舱(20)的一面为内侧面，固定支座(71)的顶端铰接配合有铰接耳(72)，铰接耳(72)固定于折叠天线(42)的内侧面的上半部板面处，固定支座(71)的底端铰接配合于展开油缸(73)的缸壁处，展开油缸(73)的活塞杆端铰接配合于折叠天线(42)的内侧面的下半部板面处，上述各铰接处的铰接轴线均彼此平行；以布置于固定支座(71)上的铰接耳(72)以及展开油缸(73)为一组液压单元，所述液压单元为两组且沿上装平台(10)长度方向依次布置于固定支座(71)上。
3.根据权利要求2所述的一种高机动大型雷达车，其特征在于：所述展开油缸(73)为机械自锁型液压油缸；在展开油缸(73)活塞杆端旁侧处的折叠天线(42)内侧面上布置有吊耳(81)，电子设备方舱(20)的相应侧面处布置U型板(82)；U型板(82)的槽腔构成供吊耳(81)插入的容纳腔，U型板(82)的其中一槽壁处布置插销油缸(83)，插销油缸(83)的活塞杆所形成的插销部穿过U型板(82)的槽壁并与吊耳(81)上预设的定位孔间构成销孔定位配合。
4.根据权利要求3所述的一种高机动大型雷达车，其特征在于：U型板(82)的槽口形成收回限位面，吊耳(81)处还设置有收回限位块(84)，该收回限位块(84)与U型板(82)的槽口间构成限位折叠天线(42)最大下行距离的止口限位配合，在U型板(82)处布置第一接近开关(91)从而与布置在吊耳(81)旁侧的第一感应开关(92)间构成感应配合；铰接耳(72)处布置展开限位块(72a)，该展开限位块(72a)的限位面与固定支座(71)处相应面间构成限位折叠天线(42)最大上行距离的限位配合，在固定支座(71)处布置第二接近开关(93)从而与布置在铰接耳(72)上的的第二感应开关(94)间构成感应配合；所述彼此配合的收回限位块(84)与U型板(82)的的配合面以及彼此配合的展开限位块(72a)与铰接耳(72)的配合面间均精加工。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高机动大型雷达车，其特征在于：上装平台(10)承载于车身大梁(100)上，所述调平撑腿(30)包括固接于车身大梁(100)下方处的横梁(31)；横梁(31)长度方向垂直上装平台(10)长度方向，横梁(31)为两道且沿车身大梁(100)长度方向彼此平行布置；横梁(31)的两端处布置U形卡口(31a)，可伸缩支腿(32)上相应设置配合面从而与U形卡口(31a)的槽壁间构成螺栓固接配合；所述电子设备方舱(20)的顶端面处布置用于感应电子设备方舱(20)水平度的水平传感器(110)。
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