CN110207922A - 用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，包括空气压缩机、电磁阀、气动式驱动器、驱动器台架、连杆和两组反后坐装置台架；在连杆两端分别设有一个通孔，每个反后坐装置台架上设有一个反后坐装置，两个反后坐装置平行与地面设置，且反后坐装置的活塞杆分别穿过连杆的通孔，利用活塞杆上螺纹采用螺母固定连杆，驱动器台架通过螺栓与气动式驱动器固连，底部通过地脚螺栓与地面固连；在连杆上开有一个位于两个通孔之间的凹槽，气动式驱动器的冲头对准连杆上的凹槽，空气压缩机通过电磁阀与气动式驱动器连接。本发明具有装置简洁，操作简易的优点，解决了现有实验装置无法匹配，可调性差，适用范围小，激励不稳定等问题。

Description

用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置

技术领域

本发明属于实验装置，具体涉及一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置。

背景技术

反后坐装置的作用类似于一个弹簧机构，是一个带有缓冲和复位功能的装置。反后坐装置的经典设计和理论分析，是运用静力学方法，基于火炮在静止条件下处于平衡状态，来分析其在发射过程中的受力状态，以此求得火炮在发射过程中的稳定性和静止性条件。其后座阻力规律也是通过对静力状态下的缓冲器件的理论分析和设计得到的。然而，在实际火炮发射状态下，火炮的受力和运动状态要比静力学模型所描述更加复杂。

李艳在《高冲击测试实验技术研究》一文中，采用实验装置研究分析都建立在初等强度理论和初等碰撞理论之上，但其装置的激励不够稳定，动力可调性能较差。

徐锐在《火炮典型机构动力学建模与参数辨巧研究》一文中，通过对发射机构其进行结构抽象，从而建立模型；为了减少传感器带来的实验测试系统中误差，基于传感器误差原理，为激光位移传感器和压电式加速度传感器专门设计了固定夹紧装置，其缺点在于装置较为复杂，对于火炮反后坐这种高负载力无需特别精准采用普通固定装置即可。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，解决了现有实验装置无法匹配，可调性差，适用范围小，激励不稳定等问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，包括空气压缩机、电磁阀、气动式驱动器、驱动器台架、连杆和两组反后坐装置台架；在连杆两端分别设有一个通孔，每个反后坐装置台架上设有一个反后坐装置，两个反后坐装置平行与地面设置，且反后坐装置的活塞杆分别穿过连杆的通孔，利用活塞杆上螺纹采用螺母固定连杆，驱动器台架通过螺栓与气动式驱动器固连，底部通过地脚螺栓与地面固连；在连杆上开有一个位于两个通孔之间的凹槽，气动式驱动器的冲头对准连杆上的凹槽，空气压缩机通过电磁阀与气动式驱动器连接。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）本发明的激励方式为气动式驱动器激励，气动式驱动器利用空气压缩机产生的高压气体产生驱动力，压缩空气可随时取用，因而电动机没有空转的能源浪费。

（2）本发明通过控制电磁阀的动作就能控制气缸的工作和返回，故实验中的操作简单、方便。

（3）整体实验装置较为简洁，无需配重质量块和导轨等装置，实验台架的位置均可调节，适用性强、故障率低、安全性高、操作简单方便。

附图说明

图1为本发明一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置的结构示意图。

图2为本发明一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置反后座台架结构示意图。

图3为本发明一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置连杆结构示意图。

图4为本发明一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置驱动器台架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图4，一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，包括空气压缩机1、电磁阀2、气动式驱动器3、驱动器台架4、连杆6和两组反后坐装置台架5；在连杆6两端分别设有一个通孔，每个反后坐装置台架5上设有一个反后坐装置，两个反后坐装置平行与地面设置，且反后坐装置的活塞杆分别穿过连杆6的通孔，利用活塞杆上螺纹采用螺母固定连杆6，驱动器台架4通过螺栓与气动式驱动器3固连，底部通过地脚螺栓与地面固连；在连杆6上开有一个位于两个通孔之间的凹槽，气动式驱动器3的冲头对准连杆6上的凹槽，空气压缩机1通过电磁阀2与气动式驱动器3连接。

进一步地，所述用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，还包括力传感器7，力传感器7设置在连杆6上的凹槽内，当气动式驱动器3的冲头作用于连杆6上时，力传感器7采集冲头的冲力。

进一步地，所述用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，还包括激光位移传感器8，激光位移传感器8设置在连杆6后方，正对连杆6和冲头方向，激光位移传感器8通过支撑座固定在地面上，当气动式驱动器3的冲头作用于连杆6上时，激光位移传感器8采集连杆6的位移。

本发明的采用气动式驱动器3激励，气动式驱动器3利用空气压缩机产生的高压气体产生驱动力，压缩空气可随时取用，因而电动机没有空转的能源浪费，通过控制电磁阀2的动作就能控制气缸的工作和返回，故实验中的操作简单、方便。

所述连杆6的作用是将气动驱动器的力均匀作用于反后坐装置上。

所述驱动器台架4包括顶板、底板和连接板，顶板平行设置在底板上方，通过连接板连接，形成工字截面。

在驱动器台架4的底板上对称设有四个第一长条形孔，用于调节驱动器台架4相对于地面的距离；四个第一长条形孔两两一组，沿底板长边方向设置，且位于连接板两侧。

在驱动器台架4的顶板上对称设有四个第二长条形孔，用于调节气动式驱动器3相对于驱动器台架4的距离，四个第二长条形孔两两一组，沿顶板长边方向设置，且位于连接板两侧。

反后坐装置台架5包括后支架5-1和前支架5-2，反后坐装置底部通过法兰固定在后支架5-1的前端面上，前支架5-2顶部设有箍套5-3，反后坐装置头部穿过箍套5-3，反后坐装置通过支架5-1和前支架5-2水平设置于地面上方。

后支架5-1和前支架5-2底部加工通孔，通过地脚螺栓与地面固连。

后支架5-1底部通孔设置为长孔，用于调节后支架5-1相对于前支架5-2的距离。

其工作原理如下：

首先气动式驱动器3与电磁阀2、空气压缩机1连接，打开空气压缩机1放气开关，调节空气压缩机1压力值并稳定在所需要的值后关闭放气开关。通过控制电磁阀2，使气动式驱动器3冲击连杆6撞击中心。气动式驱动器3对连杆6进行撞击，连杆6将撞击力均匀分布在反后坐装置上，对反后坐装置产生充分撞击，地脚螺栓将所有支架固定在地面上，进而固定反后坐装置的一端，连杆6连接一端由于受到撞击向外部伸出，这样整个反后坐装置开始对外部撞击力进行缓冲。通过激光位移传感器8和力传感器7的数据采集器，得到在不同大小的激励下反后坐装置的位移和力的数据，从而分析其动态特性。

本发明采用气动式驱动器提供反后坐动态测试所需要的激励，相对于现有实验装置的安装简易性和操作便携性明显调高，整体实验装置较为简洁，无需配重质量块和导轨等装置，实验台架的位置均可调节，适用性强、故障率低、安全性高、操作简单方便。

Claims (9)

1.一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：包括空气压缩机（1）、电磁阀（2）、气动式驱动器（3）、驱动器台架（4）、连杆（6）和两组反后坐装置台架（5）；在连杆（6）两端分别设有一个通孔，每个反后坐装置台架（5）上设有一个反后坐装置，两个反后坐装置平行与地面设置，且反后坐装置的活塞杆分别穿过连杆（6）的通孔，利用活塞杆上螺纹采用螺母固定连杆（6），驱动器台架（4）通过螺栓与气动式驱动器（3）固连，底部通过地脚螺栓与地面固连；在连杆（6）上开有一个位于两个通孔之间的凹槽，气动式驱动器（3）的冲头对准连杆（6）上的凹槽，空气压缩机（1）通过电磁阀（2）与气动式驱动器（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：还包括力传感器（7），力传感器（7）设置在连杆（6）上的凹槽内，当气动式驱动器（3）的冲头作用于连杆（6）上时，力传感器（7）采集冲头的冲力。

3.根据权利要求1所述的用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：所述驱动器台架（4）包括顶板、底板和连接板，顶板平行设置在底板上方，通过连接板连接，形成工字截面。

4.根据权利要求3所述的用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：在驱动器台架（4）的底板上对称设有四个第一长条形孔，第一长条形孔设置为长孔，用于调节驱动器台架（4）相对于地面的距离；四个第一长条形孔两两一组，沿底板长边方向设置，且位于连接板两侧。

5.根据权利要求3所述的用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：在驱动器台架（4）的顶板上对称设有四个第二长条形孔，第二长条形孔设置为长孔，用于调节气动式驱动器（3）相对于驱动器台架（4）的距离，四个第二长条形孔两两一组，沿顶板长边方向设置，且位于连接板两侧。

6.根据权利要求1所述的用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：反后坐装置台架（5）包括后支架（5-1）和前支架（5-2），反后坐装置底部通过法兰固定在后支架（5-1）的前端面上，前支架（5-2）顶部设有箍套（5-3），反后坐装置头部穿过箍套（5-3），反后坐装置通过支架（5-1）和前支架（5-2）水平设置于地面上方。

7.根据权利要求6所述的用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：后支架（5-1）和前支架（5-2）底部加工通孔，通过地脚螺栓与地面固连。

8.根据权利要求7所述的用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：后支架（5-1）底部通孔设置为长孔，用于调节后支架（5-1）相对于前支架（5-2）的距离。

9.根据权利要求1所述的用于火炮反后坐装置动态测试的气动驱动式实验装置，其特征在于：还包括激光位移传感器（8），激光位移传感器（8）设置在连杆（6）后方，正对连杆（6）和冲头方向，当气动式驱动器（3）的冲头作用于连杆（6）上时，激光位移传感器（8）采集连杆（6）的位移。