CN110017730B - 数字式操纵台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数字式操纵台，包括本体、基座、高低瞄准传动装置和方位瞄准传动装置，高低瞄准传动装置包括空心钢管、第一压板、第一限制板、第一回位弹簧、第一弹簧杠杆、第一扇形齿弧、第一锥形齿轮和第一传动轴，方位瞄准传动装置包括基轴、第二压板、限制铁、第二回位弹簧、第二弹簧杠杆、第二扇形齿弧、第二锥形齿轮和第二传动轴，本发明可以实现初始零位自校准和非零位报警功能；维修方便；可以实现自动归零；性能稳定、通用性好、实用性强、重量较轻。

Description

数字式操纵台

技术领域

本发明属于给火炮控制装置领域，具体涉及数字式操纵台。

背景技术

操纵台是陆基武器系统的随动系统重要组成部分，其主要作用是控制随动系统启动与关闭，通过瞄准电位器在半自动状态下控制随动系统高低和方向的瞄准角度和速度。瞄准电位器用来实现信号发生器的功能，较为复杂，也最为关键。当前模拟式操纵台存在以下主要问题：

1.采用压片式滑臂与电位器的形式完成信号给出可靠性不高，压片式滑臂出现压力不足时无法调整和修复，只能更换；

2.长时间使用，滑臂簧片易变形，导致压力不够，无信号输出；

3.由于车辆的振动，滑臂式电位器的零位容易偏离，易出现火炮或炮塔自转现象，需要经常性进行零位校准；

4.野外工作环境恶劣，滑臂与电阻式之间容易形成灰垢，导致接触不良；

5.电位器上绕制的电阻丝容易出现断路，由于电位器电阻丝绕制工艺复杂，维修十分困难，需要整体更换。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供数字式操纵台。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

数字式操纵台，包括本体，还包括基座、高低瞄准传动装置和方位瞄准传动装置，

高低瞄准传动装置包括空心钢管、第一压板、第一限制板、第一回位弹簧、第一弹簧杠杆、第一扇形齿弧、第一锥形齿轮和第一传动轴，

空心钢管水平贯穿本体，左握把的连接轴和右握把的连接轴通过轴承设置在本体上，空心钢管的两端分别与左握把的连接轴和右握把的连接轴固定，

第一压板为长形压板，第一压板的两端为圆弧端，第一压板的中部套设固定在空心钢管位于本体内的部分，第一压板一侧设置有第一限制板，第一压板另一对侧设置有第一弹簧杠杆，第一弹簧杠杆一端与本体铰接，第一弹簧杠杆另一端与第一回位弹簧一端连接，第一回位弹簧另一端与本体固定连接，

空心钢管位于本体内的部分套设固定有第一固定环，第一固定环上固定有第一扇形齿弧，第一扇形齿弧为扇面上设置有齿条的扇形件，第一锥形齿轮与第一扇形齿弧上的齿条啮合，第一锥形齿轮设置在第一传动轴的一端，第一传动轴的另一端与第一旋转变压器的转子部连接，第一旋转变压器的定子部固定在本体上，

方位瞄准传动装置包括基轴、第二压板、限制铁、第二回位弹簧、第二弹簧杠杆、第二扇形齿弧、第二锥形齿轮和第二传动轴，

基轴的位于本体内的顶端套设固定有第二固定环，第二固定环上固定有第二扇形齿弧，基轴的底端穿出本体与基座固定，基轴位于本体内的部分套设固定有第二压板，第二压板为长形压板，第二压板的两端为圆弧端，第二压板一侧设置有第二弹簧杠杆，第二压板另一对侧设置有限制铁，限制铁与本体的位置相对固定，第二弹簧杠杆的一端铰接在本体上，第二弹簧杠杆的另一端与第二回位弹簧一端连接，第二回位弹簧另一端与本体固定，第二扇形齿弧为扇面上设置有齿条的扇形件，第二锥形齿轮与第二扇形齿弧的齿条啮合，第二锥形齿轮与第二传动轴的一端连接，第二传动轴的另一端与第二旋转变压器的转子部连接，第二旋转变压器的定子部固定在本体上。

如上所述的基座内设置有电源模块，

所述的本体上设置有射击允许开关、随动系统开关、调炮开关、随动系统启动指示灯和调炮允许指示灯，

右握把上设置有炮击发按钮，

左握把上设置有激光测距按钮，

电源模块依次通过射击允许开关、炮击发按钮与第一连接插头连接；

电源模块还依次通过随动系统开关、随动系统启动指示灯与第一连接插头连接；

电源模块还依次通过调炮开关、调炮允许指示灯与第一连接插头连接。

如上所述的本体上还设置有零位报警指示灯，第一旋转变压器与第一角度解码器连接，第二旋转变压器与第二角度解码器连接，

第一角度解码器与第一信号放大电路连接，第一信号放大电路与第一模数转换电路连接，第一模数转换电路分别与51单片机和第二连接插头连接。

第二角度解码器与第二信号放大电路连接，第二信号放大电路与第二模数转换电路连接，第二模数转换电路分别与51单片机和第二连接插头连接，

51单片机通过光耦电路与零位报警指示灯连接。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1、使用本发明数字式操纵台时，将数字式操纵台安装在陆基武器系统内，通过电缆连接好随动控制箱，可以实现初始零位自校准和非零位报警功能；

2、通过第一连接插头和第二连接插头对外连接，几乎不需要再投入新的资金，就能使数字式操纵台继续在数字式的其他新装备中使用，这样就保证了数字式操纵台的通用性和稳定性。

3、提高了装备的可靠性和可维修性，同时该数字式操纵台只需要通过更换相关的模块就可以排除故障，操作步骤简单，较好地解决了维修人员技术不全面、基本理论知识缺乏与调校精度低等问题。

4、本发明数字式操纵台不仅能够很好地解决自动归零的问题，而且对于相似装备的随动系统具有较强的通用性，提高了操纵台的使用效率。

5、性能稳定、通用性好、实用性强、重量较轻。将数字式操纵台固定在陆基武器系统内，连接好第一连接插头和第二连接插头，一名炮手操作，就能准确快速地对随动系统进行操作和控制，还能控制激光测距机和击发火炮。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是方位瞄准传动装置的结构示意图；

图4是高低瞄准传动装置的结构示意图；

图5是第二连接插头的连接示意图；

图6是第一连接插头的连接示意图。

图中：1-基座；2-本体；3-左握把；4-右握把；5-高低瞄准传动装置；6-方位瞄准传动装置；

101-安装架；102-射击允许开关；103-第一连接插头；104-第二连接插头；

201-随动系统开关；202-调炮开关；203-零位报警指示灯；204-随动系统启动指示灯；205-调炮允许指示灯；

301-激光测距按钮；

401-炮击发按钮。

501-空心钢管；502-第一压板；503-第一限制板；504-第一回位弹簧；505-第一弹簧杠杆；506-第一扇形齿弧；507-第一锥形齿轮；508-第一传动轴，

601-基轴；602-第二压板；603-限制铁；604-第二回位弹簧；605-第二弹簧杠杆；606-第二扇形齿弧；607-第二锥形齿轮；608-第二传动轴。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，数字式操纵台包括基座1，本体2，左握把3和右握把4。基座1上设置有安装架101、射击允许开关102、第一连接插头103和第二连接插头104，安装架101通过螺钉固定在陆基武器平台的操纵台支架上。

基座1内设置有电源模块。

本体2上设置有射击允许开关102、随动系统开关201、调炮开关202、零位报警指示灯203、随动系统启动指示灯204、和调炮允许指示灯205。

右握把4上设置有炮击发按钮401。

左握把3上设置有激光测距按钮301。激光测距按钮301和陆基武器系统连接。

电源模块依次通过射击允许开关102、炮击发按钮401、第一连接插头103与随动控制箱的炮击发电路连接；当射击允许开关102闭合，按下炮击发按钮401，电源模块通过第一连接插头103给炮击发电路提供炮击发触发信号。

电源模块还依次通过随动系统开关201、随动系统启动指示灯204、第一连接插头103与随动控制箱的启动电路连接；当随动系统开关201闭合，随动系统启动指示灯204亮灯显示，电源模块通过第一连接插头103给随动控制箱的启动电路提供启动触发信号。

电源模块还依次通过调炮开关202、调炮允许指示灯205、第一连接插头103与随动控制箱的调炮电路连接。当调炮开关202闭合，调炮允许指示灯205亮灯显示，电源模块通过第一连接插头103给随动控制箱的调炮电路提供调炮触发信号。

第二连接插头104和模数转换电路相连接，模数转换电路分别与第一旋转变压器和第二旋转变压器的输出端连接，第一连接插头103和第二连接插头104均通过电缆外接陆基武器随动控制系统的随动控制箱。

如图3所示，数字式操纵台还包括高低瞄准传动装置5，高低瞄准传动装置5包括空心钢管501、第一压板502、第一限制板503、第一回位弹簧504、第一弹簧杠杆505、第一扇形齿弧506、第一锥形齿轮507和第一传动轴508。

空心钢管501水平贯穿本体2，左握把3的连接轴和右握把4的连接轴通过轴承设置在本体2上，空心钢管501的两端分别与左握把3的连接轴和右握把4的连接轴固定。

第一压板502为长形压板，第一压板502的两端为圆弧端，第一压板502的中部套设固定在空心钢管501位于本体2内的部分，第一压板502一侧设置有第一限制板503，第一限制板503与本体2的位置相对固定，第一压板502另一对侧设置有第一弹簧杠杆505，第一弹簧杠杆505一端与本体2铰接，第一弹簧杠杆505另一端与第一回位弹簧504一端连接，第一回位弹簧504另一端与本体2固定连接。

空心钢管501位于本体2内的部分套设固定有第一固定环，第一固定环上固定有第一扇形齿弧506，第一扇形齿弧506为扇面上设置有齿条的扇形件，第一锥形齿轮507与第一扇形齿弧506上的齿条啮合，第一锥形齿轮507设置在第一传动轴508的一端，第一传动轴508的另一端与第一旋转变压器的转子部连接。第一旋转变压器的定子部固定在本体2上。

第一弹簧杠杆505一端与本体2是铰接的，第一弹簧杠杆505可以绕铰接端旋转，当高低位在高低零位时，第一压板502的长度方向平行于第一弹簧杠杆505，第一压板502不会向外推开第一弹簧杠杆505，当高低位不在高低零位时，即左握把3和右握把4通过空心钢管501带动第一压板502发生了旋转，第一压板502的端部会推动第一弹簧杠杆505向外偏转，此时，第一回位弹簧504被带动拉伸，第一回位弹簧504具备一定的回复力，当松开左握把3和右握把4后，第一回位弹簧504的回复力会将第一弹簧杠杆505拉回，第一弹簧杠杆505推动第一压板502，使得第一压板502的长度方向平行于第一弹簧杠杆505，即回到高低位在高低零位。实现左握把3和右握把4带动空心钢管501转动，空心钢管501带动第一锥形齿轮507旋转，进而带动第一旋转变压器的转子部与定子部发生相对旋转，进而可以获得高低模拟信号。第一限制板503用于限制第一压板502的旋转角度。当第一压板502旋转一定角度后会与第一限制板503相抵，从而阻止进一步的旋转。

如图4所示，数字式操纵台还包括方位瞄准传动装置6，方位瞄准传动装置6包括基轴601、第二压板602、限制铁603、第二回位弹簧604、第二弹簧杠杆605、第二扇形齿弧606、第二锥形齿轮607和第二传动轴608。

基轴601的位于本体2内的顶端套设固定有第二固定环，第二固定环上固定有第二扇形齿弧606，基轴601的底端穿出本体2与基座1固定，基轴601位于本体2内的部分套设固定有第二压板602，第二压板602为长形压板，第二压板602的两端为圆弧端，第二压板602一侧设置有第二弹簧杠杆605，第二压板602另一对侧设置有限制铁603，限制铁603与本体2的位置相对固定，第二弹簧杠杆605的一端铰接在本体2上。第二弹簧杠杆605的另一端与第二回位弹簧604一端连接，第二回位弹簧604另一端与本体2固定，第二扇形齿弧606为扇面上设置有齿条的扇形件，第二锥形齿轮607与第二扇形齿弧606的齿条啮合，第二锥形齿轮607与第二传动轴608的一端连接，第二传动轴608的另一端与第二旋转变压器的转子部连接。第二旋转变压器的定子部固定在本体2上。

当本体2相对于基座1发生旋转时，由于基轴601与基座1是相对固定的，所以本体2相当于绕基轴601进行旋转，第二锥形齿轮607沿第二扇形齿弧606为扇面上的齿条滚动，第二锥形齿轮607自身发生旋转，进而带动第二传动轴608旋转，第二传动轴608旋转带动第二旋转变压器的转子部与定子部发生相对旋转，进而可以获得方位模拟信号。

第二弹簧杠杆605一端与本体2是铰接的，第二弹簧杠杆605可以绕铰接端旋转，当方位在方位零位时，第二压板602的长度方向平行于第二弹簧杠杆605，第二压板602不会向外推开第二弹簧杠杆605，当方位不在方位零位时，即本体2相对于基座1发生了旋转，第二压板602的端部会推动第二弹簧杠杆605向外偏转，此时，第二回位弹簧604被带动拉伸，第二回位弹簧604具备一定的回复力，当松开本体2后，第二回位弹簧604的回复力会将第二弹簧杠杆605拉回，第二弹簧杠杆605推动第二压板602，使得第二压板602的长度方向平行于第二弹簧杠杆605，即回到方位在方位零位。限制铁603用于限制第二压板602相对本体2的旋转角度，当本体2旋转一定角度后，限制铁603与第二压板602相抵，阻止本体2的进一步旋转。

本发明工作原理如下：

随动控制箱通过第一连接插头103为数字式操纵台提供+26V的直流电压，+26V的直流电压在数字式操纵台内通过交流电源板转换成26V/400Hz的交流电压，26V/400Hz的交流电压供给第一旋转变压器和第二旋转变压器。

第一旋转变压器与第一角度解码器连接，第二旋转变压器与第二角度解码器连接，第一角度解码器和第二角度解码器分别对第一旋转变压器和第二旋转变压器测量的角度信号转换为电压信号。

第一角度解码器与第一信号放大电路连接，第一信号放大电路与第一模数转换电路连接，第一模数转换电路与输出方位数字电信号，方位数字电信号输入到51单片机，方位数字电信号还通过第二连接插头104输入到随动控制箱。

第二角度解码器与第二信号放大电路连接，第二信号放大电路与第二模数转换电路连接，第二模数转换电路输出高低数字电信号。高低数字电信号输入到51单片机，方位数字电信号还通过第二连接插头104输入到随动控制箱。

51单片机通过光耦电路与零位报警指示灯203连接。

51单片机通过方位数字电信号和高低数字电信号判断高低和方位是否处于零位，若高位和方位有一个，或者均不在零位，则通过光耦电路点亮零位报警指示灯203。

本发明使用方法如下：

步骤1、操作准备

步骤1.1、用四个M8的螺钉将数字式操纵台通过安装架101的固定孔固定在陆基武器系统上；

步骤1.2、将第一连接插头103和第二连接插头104通过电缆和陆基武器系统的随动控制箱相连；

步骤2、操作使用

步骤2.1、闭合随动系统开关201，随动系统启动指示灯204点亮，若零位报警指示灯203点亮，调整高低瞄准传动装置5或方位瞄准传动装置6，直至零位报警指示灯203熄灭；

步骤2.2、闭合调炮开关202，调炮允许指示灯205点亮，上（下）转动左握把3和右握把4时，第一角度解码器输出对应的高低模拟电信号，高低模拟电信号通过对应的第一信号放大电路和第一模数转换电路转换为高低数字电信号，高低数字电信号通过第二连接插头104及线缆传输到随动控制箱，随动控制箱控制向上（下）调炮，转动角度越大调炮速度越快，第一限制板503限制左握把3和右握把4只能在上（下）30°范围内转动，松开左握把3和右握把4，握把在第一回位弹簧504的作用下回到零位，左（右）转动本体2时，第二角度解码器输出对应的方位模拟电信号，方位模拟电信号通过对应的第二信号放大电路和第二模数转换电路转换为方位数字电信号，方位数字电信号通过第二连接插头104及线缆传输到随动控制箱，随动控制箱控制向左（右）调炮，转动角度越大调炮速度越快，限制板603限制操纵台本体2只能在左（右）30°范围内转动，松开操纵台左握把3和右握把4，本体在第二回位弹簧604的作用下回到零位；

步骤2.3、按压激光测距按钮301，可以控制陆基武器系统进行激光测距；

步骤2.4、先打开数字式操纵台的射击允许开关102，再按压右握把4顶端的火炮击发按钮401，可以控制陆基武器系统的炮击发电路。

步骤3、结束

先断开数字操纵台射击允许开关102，再断开调炮开关202，最后断开随动系统开关201。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明专利精神作举例说明。本发明专利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 (1)

1.数字式操纵台，包括本体（2），其特征在于，还包括基座（1）、高低瞄准传动装置（5）和方位瞄准传动装置（6），

高低瞄准传动装置（5）包括空心钢管（501）、第一压板（502）、第一限制板（503）、第一回位弹簧（504）、第一弹簧杠杆（505）、第一扇形齿弧（506）、第一锥形齿轮（507）和第一传动轴（508），

空心钢管（501）水平贯穿本体（2），左握把（3）的连接轴和右握把（4）的连接轴通过轴承设置在本体（2）上，空心钢管（501）的两端分别与左握把（3）的连接轴和右握把（4）的连接轴固定，

第一压板（502）为长形压板，第一压板（502）的两端为圆弧端，第一压板（502）的中部套设固定在空心钢管（501）位于本体（2）内的部分，第一压板（502）一侧设置有第一限制板（503），第一压板（502）另一对侧设置有第一弹簧杠杆（505），第一弹簧杠杆（505）一端与本体（2）铰接，第一弹簧杠杆（505）另一端与第一回位弹簧（504）一端连接，第一回位弹簧（504）另一端与本体（2）固定连接，

空心钢管（501）位于本体（2）内的部分套设固定有第一固定环，第一固定环上固定有第一扇形齿弧（506），第一扇形齿弧（506）为扇面上设置有齿条的扇形件，第一锥形齿轮（507）与第一扇形齿弧（506）上的齿条啮合，第一锥形齿轮（507）设置在第一传动轴（508）的一端，第一传动轴（508）的另一端与第一旋转变压器的转子部连接，第一旋转变压器的定子部固定在本体（2）上，

方位瞄准传动装置（6）包括基轴（601）、第二压板（602）、限制铁（603）、第二回位弹簧（604）、第二弹簧杠杆（605）、第二扇形齿弧（606）、第二锥形齿轮（607）和第二传动轴（608），

基轴（601）的位于本体（2）内的顶端套设固定有第二固定环，第二固定环上固定有第二扇形齿弧（606），基轴（601）的底端穿出本体（2）与基座（1）固定，基轴（601）位于本体（2）内的部分套设固定有第二压板（602），第二压板（602）为长形压板，第二压板（602）的两端为圆弧端，第二压板（602）一侧设置有第二弹簧杠杆（605），第二压板（602）另一对侧设置有限制铁（603），限制铁（603）与本体（2）的位置相对固定，第二弹簧杠杆（605）的一端铰接在本体（2）上，第二弹簧杠杆（605）的另一端与第二回位弹簧（604）一端连接，第二回位弹簧（604）另一端与本体（2）固定，第二扇形齿弧（606）为扇面上设置有齿条的扇形件，第二锥形齿轮（607）与第二扇形齿弧（606）的齿条啮合，第二锥形齿轮（607）与第二传动轴（608）的一端连接，第二传动轴（608）的另一端与第二旋转变压器的转子部连接，第二旋转变压器的定子部固定在本体（2）上，

所述的本体（2）上还设置有零位报警指示灯（203），第一旋转变压器与第一角度解码器连接，第二旋转变压器与第二角度解码器连接，

第一角度解码器与第一信号放大电路连接，第一信号放大电路与第一模数转换电路连接，第一模数转换电路分别与51单片机和第二连接插头（104）连接，

第二角度解码器与第二信号放大电路连接，第二信号放大电路与第二模数转换电路连接，第二模数转换电路分别与51单片机和第二连接插头（104）连接，

51单片机通过光耦电路与零位报警指示灯（203）连接。