CN108168780A - 一种气液式平衡机 - Google Patents

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王亮宽
马佳佳
张太平
吴护鹏
范继
孙耀东
柳晋伟
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    • G01M1/30—Compensating imbalance
    • G01M1/32—Compensating imbalance by adding material to the body to be tested, e.g. by correcting-weights
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Abstract

本发明提供了一种气液式平衡机，包括钢丝绳、气液式平衡机筒、带流量检测的液体泵、液体流量控制系统和储液箱，气液式平衡机筒为封闭的中空柱体，内腔中通过两个活塞依次分隔为A气腔、液体腔和B气腔，钢丝绳一端连接武器系统的起落部分，另一端连接气液式平衡机筒内的一个活塞；所述的液体腔侧壁开有通孔，通过带流量检测的液体泵连接储液箱。本发明结构简单，智能调节两气腔的压力差，能够实现任意射角、任意负载实时的起落部分处于平衡状态。

Description

一种气液式平衡机
技术领域
本发明涉及一种平衡机。
背景技术
武器系统随着其射击状态(射角、储弹量、导弹数量)的改变，会引起其起落部分的不平衡力矩变化，而较重的弹丸质量以及导弹的发射会引起不平衡力矩的敏感变化，现阶段还未发现一种能高效解决此类问题的平衡机系统。
目前应用于高炮的平衡机主要采用弹簧式平衡机。弹簧式平衡机一端铰接于上架或托架上，另一端直接或通过挠性件(如链条、钢丝绳等)与起落部分连接。用一个平衡机时，一般装在上架的一侧；用两个时，则对称装于上架的两侧。在中国期刊《火炮发射与控制学报》2009年第1期上，一篇题为“某炮链条式弹簧平衡机设计计算”的文章中公开了一种火炮平衡机(如图1所示)，主要由连接头、弹簧、小轮链条、小轮、大轮、大轮链条等构成，平衡机轮轴上装有缠绕着链条的大小轮各一个，两轮同轴固定连接，共同转动；大轮链条一端与大轮固定，另一端与起落部分相连；小轮链条一端与小轮固定，另一端与弹簧筒内连接头相连；在起落部分俯仰过程中，拉动大轮链条伸缩，大轮旋转，带动小轮旋转，小轮链条伸缩，带动连接头压缩或释放弹簧；由于弹簧反作用力的影响，从而降低了起落部分不平衡力矩。该平衡机主要缺点是：只能利用弹簧压缩产生弹簧力提供的平衡力矩去尽量平衡高炮射角变化引起的重力矩变化，而无法去平衡射角变化、较大负载变化的武器系统。因此寻求一种能实时平衡大负载变化的武器系统的智能平衡机显得尤为重要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种智能平衡机，能高效智能平衡弹炮结合武器系统的起落部分重力矩。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能气液式平衡机，包括钢丝绳、气液式平衡机筒、带流量检测的液体泵、液体流量控制系统和储液箱；所述的气液式平衡机筒为封闭的中空柱体，内腔中通过两个活塞依次分隔为A气腔、液体腔和B气腔，所述的钢丝绳一端连接武器系统的起落部分，另一端连接气液式平衡机筒内的一个活塞；所述的液体腔侧壁开有通孔，通过带流量检测的液体泵连接储液箱；所述的液体流量控制系统控制液体腔和储液箱之间的液体流动；当起落部分射角发生变化时，钢丝绳牵引气液式平衡机筒内的活塞运动，引起A、B气腔的气体状态呈现压缩、膨胀，液体流量控制系统根据起落部分随动系统给出的姿态信号对液体腔的液体进行充放液动作，改变气腔压力较小端的压力，促使两气腔压力差产生的力矩抵消起落部分重力矩，实现任意射角、任意负载实时的起落部分处于平衡状态。
所述的钢丝绳通过定滑轮导向后连接气液式平衡机筒内的活塞。
所述的液体腔侧壁开有两个通孔，分别通过带流量显示的液体输入泵和带流量显示的液体输出泵连接储液箱。
本发明的有益效果是：
(1)本发明系统原理简单，可实现平衡机的智能化控制。
(2)气液平衡机通过智能充放液的过程调节两气腔的压力差，使得平衡机完全平衡起落部分重力产生的力矩。
(3)本发明不仅可以适应较大负载、射角变化时的弹炮结合武器系统，也可适应负载变化比较小的高炮武器系统，适应性较广泛。
附图说明
图1是链条式平衡机的结构示意图；
图2是气液式智能平衡机系统图
图3是液体流量控制系统控制流程图
图中，1-A气腔，2-活塞，3-液腔，4-B气腔，5-滑轮，6-钢丝绳，7-控制系统，8-电缆，9-带流量显示的液体输入泵，10-带流量显示的液体输出泵，11-输液管道，12-储液箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明提供一种适用于变负载、变射角武器系统的智能平衡机，能解决弹炮结合武器系统在较大突变负载情况下的平衡。
本发明提供的智能气液式平衡机，包括钢丝绳、气液式平衡机筒、带流量检测的液体泵、液体流量控制系统和储液箱；所述的气液式平衡机筒为封闭的中空柱体，内腔中通过两个活塞依次分隔为A气腔、液体腔和B气腔，所述的钢丝绳一端连接武器系统的起落部分，另一端连接气液式平衡机筒内分隔A气腔和液体腔的活塞；所述的液体腔侧壁开有通孔，通过带流量检测的液体泵连接储液箱；所述的液体流量控制系统控制液体腔和储液箱之间的液体流动；当起落部分射角发生变化时，钢丝绳牵引气液式平衡机筒内的活塞运动，引起A、B气腔的气体状态呈现压缩、膨胀，液体流量控制系统根据起落部分随动系统给出的姿态信号对液体腔的液体进行充放液动作，改变气腔压力较小端的压力，促使两气腔压力差产生的力矩抵消起落部分重力矩，实现任意射角、任意负载实时的起落部分处于平衡状态。
所述的钢丝绳通过定滑轮导向后连接气液式平衡机筒内的活塞。
所述的液体腔侧壁开有两个通孔，分别通过带流量显示的液体输入泵和带流量显示的液体输出泵连接储液箱。
(1)气液式平衡机如图2所示钢丝绳上端O点与起落部分相连。与图1所示的链条式平衡机上端连接方式原理一致。下端通过滑轮O1导向与气液式平衡机活塞(标号2)相连。
(2)以-7°射角为初始装填状态，向气液式平衡机筒气腔A内装有质量为m1的气体，压力为PA，体积为VA。气腔B内装有质量m2的气体，压力为PB，体积为VB(PA在任意射角下都大于PB)。液腔装有质量为m3的液体，压力为P液，体积为V液。
(3)当射角由-7°至87°变化时，起落部分通过钢丝绳拉动活塞向左运动。活塞压缩A气腔中的气体，促使A气腔气体压力增加。B腔气体膨胀，使得B腔气体压力减小。如果A、B腔压力PA、PB的压力差产生的平衡力矩刚好平衡起落部分重力矩，液体流量控制系统根据此时射角变化情况，对液体输入输出泵不做响应。如果两压力差产生的平衡力矩大于起落部分重力矩，液体流量控制系统根据射角变化信号，通过液体输入泵向液体腔输入Vθ1的液体，使气腔B的体积减少VB1，压力增加至PB1，使得A、B气腔压差产生的力矩平衡重力矩。如果两压力差产生的平衡力矩小于起落部分重力矩，液体流量控制系统根据射角变化信号，通过液体输出泵向储液箱输出Vθ2的液体，使气腔B的体积增加至VB2，压力减少至PB2，同样使得A、B气腔压差产生的力矩平衡重力矩。以此类推，任意射角、任意负载的变化都会有一个液量变化值与之相对应。液体控制系统按预先计算好的流量参数进行控制，其控制流程图如图3所示，即可实现起落部分不平衡力矩为零。

Claims (3)

1.一种气液式平衡机，包括钢丝绳、气液式平衡机筒、带流量检测的液体泵、液体流量控制系统和储液箱，其特征在于：所述的气液式平衡机筒为封闭的中空柱体，内腔中通过两个活塞依次分隔为A气腔、液体腔和B气腔，所述的钢丝绳一端连接武器系统的起落部分，另一端连接气液式平衡机筒内的一个活塞；所述的液体腔侧壁开有通孔，通过带流量检测的液体泵连接储液箱；所述的液体流量控制系统控制液体腔和储液箱之间的液体流动；当起落部分射角发生变化时，钢丝绳牵引气液式平衡机筒内的活塞运动，引起A、B气腔的气体状态呈现压缩、膨胀，液体流量控制系统根据起落部分随动系统给出的姿态信号对液体腔的液体进行充放液动作，改变气腔压力较小端的压力，促使两气腔压力差产生的力矩抵消起落部分重力矩，实现任意射角、任意负载实时的起落部分处于平衡状态。
2.根据权利要求1所述的气液式平衡机，其特征在于：所述的钢丝绳通过定滑轮导向后连接气液式平衡机筒内的活塞。
3.根据权利要求1所述的气液式平衡机，其特征在于：所述的液体腔侧壁开有两个通孔，分别通过带流量显示的液体输入泵和带流量显示的液体输出泵连接储液箱。
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