CN109764755B - 一种翻转式电动防弹顶盖 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种翻转式电动防弹顶盖，包括顶盖本体、动力单元、车体限位单元、正向助力单元、反向助力单元、控制器单元、顶盖限位单元、电子锁单元和倾角传感器，它们组成一个简单的闭环控制系统，在给定的时间内，顶盖匀速转动完成其闭合和开启，可以满足在火炮射击时迅速自动打开的，火炮停止射击自动关闭的要求，保证顶盖翻转在火炮射击时的可靠性。

Description

一种翻转式电动防弹顶盖

技术领域

本发明涉及汽车电动翻转顶盖技术, 具体涉及轮式装甲车大型翻转式电动防弹顶盖。

背景技术

对于一般用途的车辆，人员手动就能实现汽车顶盖的翻转和锁止的要求，但是对于承载火炮的特种车辆而言，由于顶盖巨大，两个人员手动无法实现汽车顶盖的翻转功能,同时顶盖翻转速度以及翻转到位的锁止必须满足火炮射击的要求，而且顶盖关闭必须具备一定的防水、防尘的密封功能。所以对大型的顶盖实现自动翻转就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种翻转式电动防弹顶盖，满足在火炮射击时迅速自动打开的，火炮停止射击自动关闭的要求，保证顶盖翻转在火炮射击时的可靠性要求。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种翻转式电动防弹顶盖，包括顶盖本体、动力单元、车体限位单元、正向助力单元、反向助力单元、控制器单元、顶盖限位单元、电子锁单元和倾角传感器。

所述动力单元、车体限位单元、正向助力单元、反向助力单元、控制器单元、电子锁单元的锁箍组件通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；所述顶盖限位单元、倾角传感器、电子锁单元的锁舌组件通过螺钉与顶盖所焊接的法兰固联。

所述动力单元通过动力输出轴与顶盖本体连接，带动顶盖本体向开启或关闭方向运动。

所述正向助力单元和反向助力单元均为扭杆簧结构，一端与车体所焊接的法兰固联，另一端与顶盖本体连接，分别从开启和关闭两个方向对顶盖施加辅助力。

所述车体限位单元有左、右各两件对称安装在车体上。

所述顶盖限位单元安装在顶盖外表面靠近车体，在顶盖打开至极限状态时与车体接触进行限位。

所述倾角传感器安装在顶盖的任意位置，感应顶盖的开启角度。

所述电子锁单元的锁箍组件安装在车体上靠近顶盖的位置，与顶盖上安装的锁舌部件配合，对顶盖进行锁闭。

所述控制器单元进行顶盖给定转速和实测转速的计算，将二者差值作为输入变量，通过控制计算，完成电机的驱动控制。

本发明提供了车辆顶部顶盖的对开方式，采用正向和反向辅助扭力机构，降低了电机功率，且提高了电机运行的平稳性，并采用控制系统控制上下顶盖执行电机的启动顺序，实现顶盖自动开启。

本发明的工作过程是：

当顶盖处于关闭状态时，正向助力单元处于工作状态，给顶盖提供顶盖打开方向的最大扭力；反向助力单元处于非工作状态，给顶盖提供顶盖关闭方向的扭力为零。

当顶盖由关闭状态转为打开状态时，控制单元输出控制信号，离合器吸合，电子锁解锁，电机逐步加速至额定转速，再经过减速器提升扭矩后输出给主驱动轴，顶盖平缓开启。

当顶盖旋转到接近限位位置时，倾角传感器检测到顶盖开启到设定角度时，控制单元输出控制信号，电机逐步减速，当顶盖旋转到限位位置时，顶盖限位支架与车体限位支架完全接触，接近开关输出信号，离合器分离，电机停止输出，电磁锁锁定。

当顶盖处于开启状态时，反向助力单元处于工作状态，给顶盖提供顶盖关闭方向的最大扭力；正向助力单元处于非工作状态，给顶盖提供顶盖打开方向的扭力为零。

当顶盖由打开状态转为关闭状态时，控制单元输出控制信号，离合器吸合，电磁锁解锁，电机逐步加速至额定转速，再经过减速器提升扭矩后输出给主驱动轴，顶盖平缓关闭。

当顶盖旋转到接近车体，倾角传感器检测到顶盖关闭到设定角度时，控制单元输出控制信号，电机逐步减速，当顶盖旋转到与车体相接触时，接近开关输出信号，离合器分离，电机停止输出，电子锁锁定。

顶盖开启和关闭顺序：

当顶盖开启时，为了避免顶盖开启初期，右顶盖对左顶盖碰撞，所以左顶盖首先开启一定角度后，右顶盖再启动开启。同样关闭顶盖时右顶盖先关闭一定角度后，左顶盖再启动关闭。

本方案可以采用微控制器作为控制系统的核心控制器件，可通过通讯接口向控制器发送控制命令，控制顶盖的开启或者通过顶盖开启闭合按钮手动启动；限位检测作为顶盖开启到位或者闭合到位的指示信号，作为控制限位信号；本顶盖可以设计开启速度恒定，采用倾角传感器采集上下顶盖的转动速度，通过控制运算，使用相应的控制算法，计算出电机的控制输入量，完成对电机的控制，并通过相应的机械传动机构完成对顶盖的控制。

本发明操作简单，方便，能安全可靠的实现大型顶盖的快速打开、关闭、锁止等功能，满足承载火炮特车的工作需求。

附图说明：

图1是顶盖安装结构图。

图2是控制器单元结构图。

图3是动力单元结构图。

图4是助力单元结构图。

图5是限位单元组合结构图。

图6是电子锁单元结构图。

具体实施方式：

本发明的顶盖控制系统主要由控制器单元、动力单元、顶盖组件、检测单元构成，组成一个简单的闭环控制系统。在给定的时间内，顶盖匀速转动完成其闭合和开启。执行机构：由电机及传动装置构成，包括旋转机构、锁紧机构、 限位支撑机构及附件。

旋转机构作用主要是利用驱动单元输出的动力将顶盖直接打开、或者关闭。

限位支撑机构作用是提供顶盖开启角度位置限制。

锁紧机构是提供顶盖开启和关闭到到位后的锁定机构。

附件是提供各单元安装和固定的装置以及出现故障时手动开门及锁定限位装置。

转动速度测量：通过倾角传感器来完成顶盖的转动速度的测量控制。

控制器：主要完成顶盖给定转速和实测转速的计算，将二者差值作为输入变量，通过相应的控制计算，完成电机的驱动控制。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参见图1，本发明提出翻转式电动防弹顶盖包括动力单元1、车体限位单元2、正向助力单元3、反向助力单元4、顶盖限位单元5、控制器单元6、顶盖本体7、倾角传感器8和电子锁单元9。

结合图3，所述动力单元1，包括动力单元防护罩13、涡轮蜗杆减速电机14、离合器电刷15、电磁离合器16、万向传动轴17、连接支座18；动力单元防护罩13通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；涡轮蜗杆减速电机14和离合器电刷15分别通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；连接支座18一端通过螺钉与车体所焊接的法兰固联，另一端通过螺钉与顶盖本体7上焊接的法兰固联；动力单元1由左、右动力单元组成，分别对称安装在双开门顶盖的中心线的两侧；动力单元1通过万向传动轴17将动力传递给连接支座18，从而带动顶盖本体7向开启或关闭方向运动。

结合图4，所述车体限位单元2,包括车体限位法兰19、车体限位支架20；车体限位法兰19与车体焊接连接；车体限位支架20通过螺钉与车体限位法兰19固联；车体限位单元2共4件，左、右各2件对称安装在车体上。

结合图5，所述正向助力单元3、反向助力单元4，包括支座23、扭杆弹簧24、连接支座25；支座23通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；连接支座25一端通过螺钉与车体所焊接的法兰固联，另一端通过螺钉与顶盖本体7上焊接的法兰固联；扭杆弹簧24一端固定在支座23的插孔内，一端固定在支座25的插孔内；正、反向助力单元双开门顶盖两侧各1件，对称安装在双开门顶盖的中心线的两侧；正、反向助力单元分别从开启和关闭两个方向对顶盖本体7施加辅助力。

结合图4，所述顶盖限位单元5，包括顶盖限位支架21、顶盖限位法兰22；顶盖限位法兰22与顶盖本体7焊接连接；顶盖限位支架21通过螺钉与顶盖限位法兰22固联；顶盖限位单元5共4件，左、右各2件对称安装在双开门顶盖上；顶盖限位单元5在顶盖本体7打开至限位要求的位置时，顶盖限位支架21与车体限位支架20接触，顶盖限位支架21与车体限位支架20内的电磁铁通电吸合，实现限位。

参见图1，所述控制器单元6通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；对顶盖给定转速和实测转速进行计算，将二者差值作为输入变量，通过控制计算，完成电机的驱动控制。

参见图1和图5，所述顶盖本体7，由左顶盖与右顶盖组成，分别与左、右动力单元1的连接支座以及左右正、反向助力单元的连接支座25通过螺钉固联，实现翻转运动。

参见图1，所述倾角传感器8通过螺钉与顶盖本体7上所焊接的法兰固联；倾角传感器8左，右顶盖各1个；倾角传感器8安装在顶盖本体7的任意位置，感应顶盖的开启角度。

参见图1和图6，所述电子锁单元9，包括锁舌组件26，锁箍组件27；锁舌组件26通过螺钉与顶盖本体7上所焊接的法兰固联；锁箍组件27通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；电子锁电子锁单元9共4个，左、右顶盖两端各1个。

顶盖打开时，操作人员在车内按下控制器单元6启动按钮11，电子锁单元9通电取消锁止，左侧动力单元1通电，左侧动力单元1电机先输出转矩在左侧正向助力单元3的辅助下，左顶盖开始翻转，左顶盖翻转到一定角度后，控制器单元6给右侧动力单元1通电，右侧动力单元1电机随即输出转矩在右正向助力单元3的辅助下，右顶盖开始翻转。当左、右顶盖即将翻转到设定角度时，倾角传感器8发出信号给控制器单元6，车体限位单元2与顶盖限位单元5上电磁锁锁止，动力单元1停止动力输出。

顶盖关闭时，操作人员在车内按下控制器单元6启动按钮12，车体限位单元2与顶盖限位单元5上电磁锁取消锁止，右侧动力单元1通电，右侧动力单元电机先输出转矩在右侧反向助力单元4的辅助下，右侧顶盖开始翻转，右侧顶盖翻转到一定角度后，控制器给左侧动力单元1通电，左动力单元电机随即输出转矩在左反向助力单元4的辅助下，左侧顶盖开始翻转。当左、右顶盖即将完全关闭到位时，倾角传感器8发出信号给控制器，电子锁单元9锁止，动力单元1停止动力输出。

Claims (8)

1.一种翻转式电动防弹顶盖，包括顶盖本体（7），其特征在于，还包括动力单元（1）、车体限位单元（2）、正向助力单元（3）、反向助力单元（4）、顶盖限位单元（5）、控制器单元（6）、电子锁单元（9）和倾角传感器（8）；

所述动力单元（1）通过动力输出轴与顶盖本体（7）连接，带动顶盖本体向开启或关闭方向运动；

所述正向助力单元（3）和反向助力单元（4）均为扭杆簧结构，一端与车体所焊接的法兰固联，另一端与顶盖本体连接，分别从开启和关闭两个方向对顶盖施加辅助力；

所述车体限位单元（2）有左、右各两件对称安装在车体上；

所述顶盖限位单元（5）安装在顶盖上，在顶盖打开至极限状态时与车体限位单元（2）接触进行限位；

所述倾角传感器（8）安装在顶盖上，感应顶盖的开启角度；

所述电子锁单元（9）的锁箍组件（27）安装在车体上靠近顶盖的位置，与顶盖上安装的锁舌组件(26)配合，对顶盖进行锁闭；

所述控制器单元(6)与动力单元（1）、倾角传感器（8）和电子锁单元（9）电信号连接，控制电子锁单元(9)的锁闭与解锁，接收倾角传感器（8）的信号，进行顶盖给定转速和实测转速的计算，将二者差值作为输入变量，完成对动力单元的电机的驱动控制；

所述正向助力单元（3）、反向助力单元(4)，包括支座(23)、扭杆弹簧(24)、连接支座(25)；支座(23)通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；连接支座(25)一端通过螺钉与车体所焊接的法兰固联，另一端通过螺钉与顶盖本体(7)上焊接的法兰固联；扭杆弹簧(24)一端固定在支座(23)的插孔内，一端固定在连接支座(25)的插孔内；正、反向助力单元在双开门顶盖两侧各1件，对称安装在双开门顶盖的中心线的两侧；正、反向助力单元分别从开启和关闭两个方向对顶盖本体(7)施加辅助力。

2.根据权利要求1所述的翻转式电动防弹顶盖，其特征在于，所述动力单元（1），包括动力单元防护罩(13)、涡轮蜗杆减速电机(14)、离合器电刷(15)、电磁离合器(16)、万向传动轴(17)、连接支座(18)；动力单元防护罩(13)通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；涡轮蜗杆减速电机(14)和离合器电刷(15)分别通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；连接支座(18)一端通过螺钉与车体所焊接的法兰固联，另一端通过螺钉与顶盖本体(7)上焊接的法兰固联；动力单元(1)由左、右动力单元组成，分别对称安装在双开门顶盖的中心线的两侧；动力单元(1)通过万向传动轴(17)将动力传递给连接支座(18)，从而带动顶盖本体(7)向开启或关闭方向运动。

3.根据权利要求1所述的翻转式电动防弹顶盖，其特征在于，所述车体限位单元(2),包括车体限位法兰(19)、车体限位支架(20)；车体限位法兰(19)与车体焊接连接；车体限位支架(20)通过螺钉与车体限位法兰(19)固联；车体限位单元(2)共四件，左、右各两件对称安装在车体上。

4.根据权利要求1所述的翻转式电动防弹顶盖，其特征在于所述顶盖限位单元(5)，包括顶盖限位支架(21)、顶盖限位法兰(22)；顶盖限位法兰(22)与顶盖本体(7)焊接连接；顶盖限位支架(21)通过螺钉与顶盖限位法兰(22)固联；顶盖限位单元(5)共四件，左、右各两件对称安装在双开门顶盖上；顶盖限位单元(5)在顶盖本体（7）打开至限位要求的位置时，顶盖限位支架(21)与车体限位支架(20)接触，顶盖限位支架(21)与车体限位支架(20)内的电磁铁通电吸合，实现限位。

5.根据权利要求1所述的翻转式电动防弹顶盖，其特征在于所述控制器单元(6)通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；对顶盖给定转速和实测转速进行计算，将二者差值作为输入变量，通过控制计算，完成电机的驱动控制。

6.根据权利要求1所述的翻转式电动防弹顶盖，其特征在于所述顶盖本体(7)，由左顶盖与右顶盖组成，分别与左、右动力单元(1)的连接支座以及左右正、反向助力单元的连接支座(25)通过螺钉固联，实现翻转运动。

7.根据权利要求1所述的翻转式电动防弹顶盖，其特征在于所述倾角传感器(8)通过螺钉与顶盖本体(7)上所焊接的法兰固联；倾角传感器(8)左，右顶盖各一个；倾角传感器(8)安装在顶盖本体(7)的任意位置，感应顶盖的开启角度。

8.根据权利要求1所述的翻转式电动防弹顶盖，其特征在于所述电子锁单元(9)的锁舌组件(26)通过螺钉与顶盖本体(7)上所焊接的法兰固联，锁箍组件(27)通过螺钉与车体所焊接的法兰固联；电子锁单元(9)共四个，左、右顶盖两端各一个。

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