CN110220417A - 一种区域布防的集装箱式武器站系统及载荷平台控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种区域布防的集装箱式武器站系统及载荷平台控制方法，包括指挥车和若干台集装箱式武器站，所述的集装箱式武器站包括箱体和设置于箱体内的液压升降塔、武器装备、电气控制系统和液压系统，箱体的顶部设置有由顶板油缸控制的上开式顶盖；液压升降塔包括升降支架和塔体油缸，所述的武器装备设置在升降支架顶部的载荷平台上；所述的指挥车内设置有远程控制台，通过无线或有线网络的方式控制电气控制系统，对集装箱式武器站的升降支架和上开式顶盖进行自动开启和关闭控制。本发明通过指挥车的控制可实现多台武器站的区域布防，实现无人值守，交互协防，进一步提高被保护对象的防护等级。

Description

一种区域布防的集装箱式武器站系统及载荷平台控制方法
技术领域
本发明属于装备技术领域，具体涉及一种基于集装箱平台的武器站，特别是一种区域布防的集装箱式武器站系统及载荷平台控制方法。
背景技术
集装箱式武器站是一款基于集装箱平台的武器系统，平时武器系统及侦察设备藏匿在集装箱内部，一旦发生恐怖袭击或战时需求时，武器站可提供快速直接火力或侦察信息来支持前线战斗哨所基地，为驻地、港口及舰船防御提供保护。根据需要系统配备全自动武器站，也可同时装备战术导弹等武器以及全方位光电探测系统，该系统对提高部队的生存能力有着重要的作用。由于传统的集装箱并不具备布控武器平台的能力，而且为了适应战时工作的特殊要求，需要集装箱能快速将武器平台展开并进行装备布控，给相关的技术研发带来了难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种区域布防的集装箱式武器站系统及载荷平台控制方法，可实现武器站的快速远程控制和区域布防。
一种区域布防的集装箱式武器站系统，包括指挥车和若干台集装箱式武器站，所述的集装箱式武器站包括箱体和设置于箱体内的液压升降塔、武器装备、电气控制系统和液压系统，箱体的顶部设置有由顶板油缸控制的上开式顶盖；液压升降塔包括升降支架和塔体油缸，所述的武器装备设置在升降支架顶部的载荷平台上；液压系统包括顶盖开关液压分系统和塔体升降液压分系统；电气控制系统控制顶盖开关液压分系统和塔体升降液压分系统工作，使得塔体油缸和顶板油缸动作，按照设定的顺序实现顶盖开关以及升降支架的升降；
所述的指挥车内设置有远程控制台，通过无线或有线网络的方式控制电气控制系统，对集装箱式武器站的升降支架和上开式顶盖进行自动开启和关闭控制。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，所述的电气控制系统包括本地控制电路单元、升塔控制电路单元和落塔控制电路单元；
所述的升塔控制电路单元包括通过线路连接的开启继电器常开触点、顶板开到位行程开关常闭触点、顶板开到位行程开关常开触点、开顶板电磁阀线包、升塔电磁阀线包、关闭继电器常闭触点、油泵启动继电器线包和升塔到位行程开关常闭触点，其中开启继电器常开触点、顶板开到位行程开关常闭触点、开顶板电磁阀线包和关闭继电器常闭触点设置在电源和地之间构成升塔第一通道；开启继电器常开触点、顶板开到位行程开关常开触点、升塔电磁阀线包和关闭继电器常闭触点设置在电源和地之间构成升塔第二通道；开启继电器常开触点、油泵启动继电器线包和升塔到位行程开关常闭触点设置在电源和地之间构成升塔第三通道；
所述的落塔控制电路单元包括通过线路连接的关闭继电器常开触点、落塔到位行程开关常闭触点、落塔电磁阀线包、落塔到位开关常开触点、顶板关到位行程开关常闭触点、关顶板电磁阀线包、开启继电器常闭触点、油泵启动继电器线包和升塔到位行程开关常闭触点；其中关闭继电器常开触点、落塔到位行程开关常闭触点、落塔电磁阀线包和开启继电器常闭触点设置在电源和地之间构成落塔第一通道；关闭继电器常开触点、落塔到位开关常开触点、关顶板电磁阀线包和开启继电器常闭触点设置在电源和地之间构成落塔第二通道；关闭继电器常开触点、油泵启动继电器线包和升塔到位行程开关常闭触点设置在电源和地之间构成升塔第三通道；
远程控制单元发出指令，控制本地控制电路单元的开启继电器和关闭继电器动作，进而控制升塔控制电路单元和落塔控制电路单元的开启继电器和关闭继电器的触点，实现升塔和落塔的远程控制。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，箱体上设置有顶板开到位行程开关和伸杆，当伸杆触碰行程开关触头时产生顶板开到位触发信号。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，箱体设置有顶板关到位行程开关和挡块，当挡块触碰行程开关触头时产生顶板关到位触发信号。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，液压升降塔上设置有落塔到位行程开关、塔到位行程开关和挡块，当挡块触碰行程开关的触头时，分别产生升降平台下降到位触发信号和升降平台上升到位触发信号。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，上开式顶盖包括相互咬合的外侧顶板的顶端和内侧顶板，外侧顶板的顶端和内侧顶板的顶端均设置有相互匹配的折边扣和折边槽，闭合时形成相互咬合的密封结构。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，上开式顶盖顶盖包括外侧顶板的顶端内侧顶板，内侧顶板设置有下凸边，外侧顶板设置有上凸边，上凸边和下凸边之间设置有密封条。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，所述的液压升降塔包括三个组合为一体的桅柱式液压升降平台，升降平台的顶端设置有载荷工作台；每只液压升降平台在对应的塔体油缸驱动下升降。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，塔体升降液压分系统包括油箱、液压油泵、塔体电磁阀和连接油管，油箱的液压油经过液压油泵和塔体电磁阀的进油通道后，再经过与进油方向相反的单向节流阀进入塔体油缸的下部油室，塔体电磁阀的回油通道与油箱相连通。
上述区域布防的集装箱式武器站系统中，顶盖开关液压分系统包括油箱，以及油管和液压元件组成的开顶盖油路和关顶盖油路；
油箱的液压油经过液压油泵和顶盖电磁阀的进油通道后进入开顶盖油路，开顶盖油路分叉连接至内顶板油缸的下部油室和外顶板油缸的下部油室，且内顶板油缸下部油室的进油口下端设置有与进油方向一致的单向节流阀；关顶盖油路分叉连接至内顶板油缸的上部油室和外顶板油缸的上部油室，且外顶板油缸上部油室的进油口下端设置有与进油方向一致的单向节流阀；关顶盖油路的液压油经顶盖电磁阀的回油通道后回流至油箱。
一种集装箱式武器站的载荷平台控制方法，包括载荷平台上升步骤和载荷平台下降步骤；
所述的载荷平台上升步骤为：
远程控制单元发出升塔指令，控制本地控制电路单元的开启继电器动作，开启继电器上带有的开启继电器常开触点闭合，此时关闭继电器常闭触点属于闭合状态，升塔第一通道和升塔第三通道贯通工作，油泵启动继电器线包加电动作，液压油泵启动，同时开顶板电磁阀线包动作开启集装箱顶盖，使两侧顶板按正确次序打开，顶板完全打开到位后，顶板开到位行程开关常开触点接通，升塔第二通道贯通工作，使升塔电磁阀线包动作开始升塔，同时顶板开到位行程开关常闭触点断开，升塔第一通道断开，使开顶板电磁阀线包失电，塔身上升到位后，升塔到位行程开关常闭触点动作，油泵启动继电器线包停止加电，油泵停止运转，升塔动作完成；远程控制单元发出停止升塔指令，控制本地控制电路单元的开启继电器动作，开启继电器上带有的开启继电器常开触点断开，升塔电磁阀线包失电，动作结束；
所述的载荷平台下降步骤为：
远程控制单元发出落塔指令，控制远程控制电路单元的关闭继电器动作，关闭继电器上带有的关闭继电器常开触点闭合，此时开启继电器常闭触点和落塔到位行程开关常闭触点均属于闭合状态，落塔第一通道贯通工作，落塔电磁阀线包动作，塔身开始下降，塔身完全落到位后，落塔到位行程开关常闭触点断开，使落塔电磁阀线包失电，同时落塔到位开关常开触点闭合，使得油泵启动继电器线包加电动作，液压油泵启动，同时关顶板电磁阀线包加电启动，使两侧顶板按正确次序关闭，完全关闭到位后，顶板关到位行程开关常闭触点断开，使关顶板电磁阀线包失电，完成落塔和顶盖复位。
本发明具有的有益技术效果如下：
一、本发明提供了一种集装箱式快速布放的武器系统，采用集装箱作为平台集成，可由普通运输车辆运输至布防处，通过外接或后备电源系统快速升降自动武器站平台，部署/隐藏时间较短，自动武器站平台高度根据需要升至数米至数十米的高度，提高了光电侦察仪器目标观察、获取的能力以及自动武器站武器火力的效果，显著提高了被保护对象的防护等级。本发明的武器站实现可远程自主控制，通过无线或线控操作台，线控操作距离可达1公里，无线遥控距离可达2-3公里，此外通过指挥车的控制可实现多台武器站的区域布防，实现无人值守，交互协防，进一步提高被保护对象的防护等级。
二、本发明的电气控制系统均设置了多通道冗余互锁模式，辅助以塔体和顶盖的行程开关，确保了塔体和顶盖动作的顺序性，并通过对开启和关闭两个控制回路的互锁，防止两个控制回路的误动作发生，实现了顶盖和塔体按照设定的顺序快速开启关闭，并大大提高了可靠性。
三、本发明将集装箱顶盖改造为左右相互咬合的双开门顶板开合结构，实现了箱体的防水密封，同时在箱体和顶板上设置了顶板开启到位和关闭到位行程开关，为顶盖的自动开启和关闭控制提供了触发信号。
四、本发明采用由三个柱体组成的液压升降平台，提高了武器站平台的稳定性和承重能力，同时在升降平台的子支柱上设置了升塔到位行程开关和落塔到位行程开关，为升降塔的自动控制提供了触发信号。
五、本发明在顶盖开合液压控制系统中，通过在油路中设置的单向节流阀，实现了在顶盖开启中内顶板延迟于外顶板，在顶盖关闭中外顶板延迟于内顶板，确保了内外顶板咬合处不相互干扰。采用这种简单、可靠廉价的方案，实现了顶板的快速开启，相比于采用顺序阀控制的一个顶板动作完成后另一个顶板再进行动作的方式，减小了顶盖开合时间，进而提高了布防速度，确保了武器装备的快速、可靠展开。
六、本发明的塔体升降液压系统采用单缸结构的油缸，升塔时通过电磁阀动作完成阀体油路切换，使液压油泵给油缸中注入液压油来实现活塞的运动，降塔时则通过电磁阀动作完成阀体油路切换，同时利用升降塔自身的重量将油缸的活塞下压，将油缸内的液压油压回油箱，并利用单向节流阀的特性通过对油路中液压油流量的控制实现对落塔速度控制，具有结构简单，工作可靠、成本低的特点。
附图说明
图1为本发明武器站组成结构示意图；
图2为本发明改造后的集装箱结构示意图；
图3为本发明武器站顶盖结构原理示意图；
图4为本发明优选的武器站顶盖结构原理示意图；
图5为本发明升降支架在落塔时的结构示意图；
图6为本发明升降支架在升塔时的结构示意图；
图7为本发明顶板开到位行程开关触发原理示意图；
图8为本发明顶板关到位行程开关触发原理示意图
图9为本发明落塔到位行程开关触发原理示意图；
图10为本发明升塔到位行程开关触发原理示意图；
图11为本发明顶盖开关液压分系统原理图；
图12为本发明塔体升降液压分系统原理图；
图13为本发明用于远程控制的武器站升塔和落塔单元电路原理图；
图14为本发明多只武器站组成的区域布防武器系统原理示意图；
图15为本发明远程控制原理示意图。
图中：1-箱体；2-液压升降塔；3-武器装备；4-散热栅格；5-电气控制系统；9-油泵启动继电器线包；10-升塔到位行程开关常闭触点；81-武器站；82-天线；83-指挥车；101-对开式门板；130-开启继电器常开触点；131-开启继电器常闭触点；132-关闭继电器常开触点；133-关闭继电器常闭触点；201-升降支架；202-升降液压系统；300-顶盖电磁阀；301-液压油泵；302-油箱；303-停止位置；304-开顶盖位置；305-关顶盖位置；306-开顶盖油路；307-关顶盖油路；308-单向节流阀；309-外顶板油缸；310-内顶板油缸；311-内侧顶板；312-外侧顶板；313-密封条；314-上凸边；315-下凸边；316-折边槽；317-折边扣；400-塔体电磁阀；401-升塔位置；402-降塔位置；405-塔体油缸；601-伸杆；602-顶板开到位行程开关；603-行程开关触头；611-挡块；612-顶板关到位行程开关；620-子支柱；622-落塔到位行程开关；624-塔体支座；625-桅柱；632-升塔到位行程开关；701-顶板开到位行程开关常闭触点；702-顶板开到位行程开关常开触点；703-开顶板电磁阀线包；704-顶板关到位行程开关常闭触点；705-关顶板电磁阀线包；801-落塔到位行程开关常闭触点；802-落塔电磁阀线包；803-落塔到位开关常开触点；804-升塔电磁阀线包；901-控制终端；902-无线发射模块；903-无线接收模块；904-单片机；905-DA输出模块；906-开启继电器；907-关闭继电器；908-本地控制电路单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明的集装箱式武器站包括箱体1和设置于箱体1内的液压升降塔2、武器装备3、通讯单元、电气控制系统5和液压系统。液压系统包括顶盖开关液压分系统和塔体升降液压分系统。除配备市电接口接入外接电源外，为保持在较长时间无外接电源情况下自持的能力，系统内置辅助电源，辅助电源包括发电机、太阳能供电单元和电源管理单元。通讯单元还包括线控系统和遥控通讯电台系统，分别实现有线远程操控和无线远程操控。
箱体1的正面设置有左右对开式门板101，侧面设置有若干只散热栅格4，箱体1顶盖设置有两片上开式液压门板，分别是内侧顶板311和外侧顶板312，两只顶板对应有各自独立的外顶板油缸309和内顶板油缸310，电气控制系统5控制顶盖开关液压分系统使得油缸动作，进而内侧顶板311和外侧顶板312绕顶板的转轴转动，实现顶盖的开启和关闭。
液压升降塔2包括升降支架201和塔体油缸405，在电气控制系统5的控制下，塔体升降液压分系统使得塔体油缸405动作，实现升降支架201的升降；武器装备3设置在升降支架201的顶部。武器装备为自动瞄准射击的枪支、火箭炮、导弹发射装置等装备，也可以装备有光电系统用于周边环境的侦察。武器站还可以根据需求另行研发相应口径的枪弹以满足部队的需求。此外武器站可实现全遥控操作，线控操作距离可达1公里，无线遥控距离可达2-3公里，布置多台可实现无人值守状态下的区域布防。使用中，集装箱被运输至指定位置后，得到开启指令后，集装箱体的上顶盖打开，液压升降塔升到数米或数十米的高度后，武器装备3开始工作。
如图3所示，集装箱的顶盖包括相互咬合的内侧顶板311和外侧顶板312，内侧顶板311设置有下凸边315，外侧顶板312设置有上凸边314，闭合时上凸边314压在下凸边315的上部，故称之为内外顶板。同时上凸边314和下凸边315之间设置有密封条313，形成防水密封结构。开门时外侧顶板312先开启，然后内侧顶板311再开启，关闭时则相反顺序。
作为一种优选的实施方式，如图4所示，本发明的外侧顶板312和内侧顶板311的顶端均设置有相互匹配的折边扣317和折边槽316结构，关闭时内侧顶板311的折边扣317嵌入外侧顶板312的折边槽316内，同时外侧顶板312的折边扣317嵌入内侧顶板311的折边槽316内，形成相互咬合的结构，并依靠尺寸公差的相互匹配形成防水密封，
如图5和图6所示，液压升降塔2由三个桅柱式液压升降平台组合为一体，升降平台的顶端设置有载荷工作台。液压升降平台为外购定制产品，塔身可实现数米或数十米的高度的升降，三柱体结构的升降平台克服了传统的由单个或两个柱体组成的升降平台稳定性差的缺陷，增强了武器站平台的稳定性和承重能力。
图中每个桅柱625由8个子支柱620组成，液压缸在最外侧子支柱620安装，当油缸活塞在液压油的作用下向上运动时，通过其连接的重型链条传动带动次外侧子支柱620上升，次外侧子支柱620上升中又同时通过重型链条传动带动其内侧的子支柱620上升，如此传递到最内侧的第8个子支柱620，使它们同时向上运动，直至最高限位停止。下降过程则相反，最内侧子支柱620在其负载的重力的压迫下向下运动，并通过链条传动带动次内侧子支柱620下降，如此传递到最外侧子支柱620的油缸活塞向下运动，同时向油箱排出液压油，每节子支柱620直至落到底部，在此过程中，每节子支柱620的自身重量也是整个桅柱625向下运动的动力。
如图7至图10所示，为了实现升降平台及上顶盖的自动控制，在升降支架201上安装了升塔到位行程开关和落塔到位行程开关，在顶盖或箱体上安装了顶板开到位行程开关和顶板关到位行程开关。
图7中，在箱体1上安装有顶板开到位行程开关602，在内侧顶板311上设置有伸杆601，并跟随内侧顶板311移动，当内顶板油缸310伸长至一定高度，内侧顶板311达到接近垂直的位置，满足武器站上升需要的空间时，伸杆601触碰行程开关触头603，从而产生触发信号，使得顶板开到位行程开关602的常开触点变为闭合，给出内侧顶板311开门到位触发信号，作为整个集装箱顶盖开门到位的信号。
图8中，箱体1的内侧面安装有顶板关到位行程开关612，内侧顶板311上设置有挡块611，当内侧顶板311关闭到位时，挡块611触碰行程开关触头603，从而产生触发信号，使得顶板关到位行程开关612的常开触点变为闭合，从而给出内侧顶板311关门到位触发信号，作为整个集装箱顶盖关门到位的信号。
图9中，每个桅柱625包括塔体支座624和若干只子支柱620，最外侧的一只子支柱620上设置有落塔到位行程开关622，临近的子支柱620上设置有挡块611，一旦落塔到位时，挡块611触碰行程开关触头603，从而产生触发信号，使得落塔到位行程开关622的常开触点变为闭合，从而给出塔体回落到位的触发信号。
图10中，最内侧的一只子支柱620上设置有升塔到位行程开关632，临近的子支柱620上设置有挡块611，一旦升塔到位，塔体到达设定的高度时，挡块611触碰行程开关触头603，从而产生触发信号，使得升塔到位行程开关632的常开触点变为闭合，从而给出塔体上升到位的触发信号。
如图11所示，本发明的顶盖开关液压分系统包括液压控制单元和至少一只的内顶板油缸310和至少一只的外顶板油缸309，油缸在液压控制单元的控制下使得内侧顶板311和外侧顶板312绕各自的转轴转动，从而按照设定的顺序开启和关闭。
液压控制单元包括油箱302，以及油管和液压元件组成的开顶盖油路306和关顶盖油路307；油箱302的液压油经过液压油泵301和顶盖电磁阀300的进油通道后进入开顶盖油路306，开顶盖油路306分叉连接至内顶板油缸310的下部油室和外顶板油缸309的下部油室，且内顶板油缸310下部油室的进油口下端设置有与进油方向一致的单向节流阀308；关顶盖油路307分叉连接至内顶板油缸310的上部油室和外顶板油缸309的上部油室，且外顶板油缸309上部油室的进油口下端设置有与进油方向一致的单向节流阀308；关顶盖油路307的液压油经顶盖电磁阀300的回油通道后回流至油箱302。
顶盖电磁阀300为购置的三位四通电磁阀成品，内置有开顶板电磁阀线包703和关顶板电磁阀线包705，当开顶板电磁阀线包703加电时，电磁阀的阀体处于图中开顶盖位置304；而当关顶板电磁阀线包705加电时，电磁阀的阀体处于图中关顶盖位置305。顶盖开关的液压控制原理如下：
一、开门状态
液压油泵301开启，顶盖电磁阀300加电，开门线包带电励磁，带动阀芯动作切换阀体油路，此时电磁阀处于图示中开顶盖位置304。C和A、B和D分别联通，液压油经顶盖电磁阀300的C口由A口进入开顶盖油路306后分为两路，其中一路直接到达外顶板油缸309的下部油室，使油缸活塞向上运动，顶起外顶板，另一路经过单向节流阀308到达内顶板油缸310的下部油室，因为节流阀的单向节流作用，使内侧顶板油缸310活塞动作相对延迟于右侧油缸活塞的向上运动，达到延后开启顶板的目的，使得开门过程中外侧顶板先开启，内侧顶板后开启，保证咬合处不相互干扰，确保了开启顺序的正确性。
同时两侧动作油缸上部油室的液压油经过关顶盖油路307，通过顶盖电磁阀300的B口由D口排入油箱，由于单向节流阀的特性，外顶板油缸309下方安装的节流阀在该方向不起节流作用，保证了回油顺畅。
二、关门状态
液压油泵301开启，顶盖电磁阀300加电，电磁阀关门线包带电励磁，带动阀芯动作切换阀体油路，此时电磁阀处于图示中关顶盖位置305，C和B、A和D分别联通，液压油经顶盖电磁阀300的C口由B口进入关顶盖油路307后分为两路，其中一路直接到达内顶板油缸310的上部油室，使活塞向下运动，关闭顶盖，另一路经过单向节流阀308后到达外顶板油缸309的上部油室，因为节流阀的节流作用，使右侧油缸活塞动作相对延迟于左侧油缸活塞的向下运动，达到延后关闭顶板目的，使得关门过程中内侧顶板先关闭，外侧顶板后关闭，确保了左外顶板的关闭顺序正确。同时两侧油缸下部油室的液压油经过开顶盖油路306，通过顶盖电磁阀300的A口由D口排入油箱，其中由于单向节流阀的特性，内顶板油缸310的下端上安装的节流阀在该方向不起节流作用，保证了回油顺畅。
三、在非工作状态
液压油泵301不开启，电磁阀线包均不带电，电磁阀阀体处于图示中的停止位置303，C、B、A、D均不相通，液压系统不工作。
如图12所示，本发明的塔体升降液压分系统包括液压控制单元和不少于一只的塔体油缸405，塔体油缸405在液压控制单元的控制下带动有效载荷上升下降。
液压控制单元包括油箱302、液压油泵301、塔体电磁阀400和连接油管，油箱302的液压油经过液压油泵301和塔体电磁阀400的进油通道后，再经过进油方向相反的单向节流阀308进入塔体油缸405的下部油室，塔体电磁阀400的回油通道与油箱302相连通。
塔体电磁阀400为购置的三位四通电磁阀成品，内置有落塔电磁阀线包802和升塔电磁阀线包804，当升塔电磁阀线包804加电时，电磁阀的阀体处于图中升塔位置401；而当落塔电磁阀线包802加电时，电磁阀的阀体处于图中降塔位置402。升降塔液压控制工作原理如下：
(1)升塔
液压油泵301开启，塔体电磁阀400加电，升塔线包带电励磁，带动阀芯动作切换阀体油路，此时电磁阀处于图示中升塔位置401。C和A相通，液压油经电磁阀C口由A口进入单向节流阀308后分为三路，分别到达三个塔体油缸405的下部油室，使油缸的活塞向上运动，顶起塔身柱体，由于单向节流阀308的单向特性，此时节流阀在该方向不起节流作用，保证了油路顺畅吗，确保了快速升塔完成。
(2)降塔
液压油泵301开启，塔体电磁阀400加电，落塔线包带电励磁，带动阀芯动作切换阀体油路，此时电磁阀处于图示中降塔位置402，A和D相通，液压油经电磁阀A口由D口流入油箱302，由于单向节流阀308的单向特性，在此过程中油路中节流阀的起到节流作用，使油缸泄油的流量受到控制，从而达到调控落塔速度的目的。
与前开启顶盖原理有所区别，本发明的塔体油缸405为单体油缸，升塔时通过液压油泵301给油缸中注入液压油来实现活塞的运动，降塔时则利用升降塔自身的重量将油缸的活塞下压，并利用单向节流阀的特性进行落塔速度控制，具有结构简单，工作可靠、成本低的特点。
为了实现快速开盖升塔和落塔合盖的自动远程控制，在距离武器站一段距离的指挥车内设置有远程控制台，通过无线或有线方式控制本地控制电路单元908的开启继电器906的线包和关闭继电器907的线包，使继电器加电和断电，进而控制继电器的常开触点和常闭触点动作，而继电器的常开触点和常闭触点串接在塔控制电路单元和落塔控制电路单元中，实现载荷平台即升塔和落塔的远程控制。
如图13所示，升塔控制电路单元包括通过线路连接的开启继电器常开触点130、顶板开到位行程开关常闭触点701、顶板开到位行程开关常开触点702、开顶板电磁阀线包703、升塔电磁阀线包804、关闭继电器常闭触点133、油泵启动继电器线包9和升塔到位行程开关常闭触点10，其中开启继电器常开触点130、顶板开到位行程开关常闭触点701、开顶板电磁阀线包703和关闭继电器常闭触点133设置在电源和地之间构成升塔第一通道；开启继电器常开触点130、顶板开到位行程开关常开触点702、升塔电磁阀线包804和关闭继电器常闭触点133设置在电源和地之间构成升塔第二通道；开启继电器常开触点130、油泵启动继电器线包9和升塔到位行程开关常闭触点10设置在电源和地之间构成升塔第三通道。
升塔控制的基本工作流程为：
远程控制台发出升塔指令，使得远程控制电路单元的开启继电器906动作，开启继电器上带有的开启继电器常开触点130闭合，此时关闭继电器常闭触点133属于闭合状态，升塔第一通道和升塔第三通道贯通工作，油泵启动继电器线包9加电动作，液压油泵301启动，同时开顶板电磁阀线包703动作开启集装箱顶盖，使两侧顶板按正确次序打开，顶板完全打开到位后，顶板开到位行程开关常开触点702接通，升塔第二通道贯通工作，使升塔电磁阀线包804动作开始升塔，同时顶板开到位行程开关常闭触点701断开，升塔第一通道断开，使开顶板电磁阀线包703失电，塔身上升到位后，升塔到位行程开关常闭触点10动作，油泵启动继电器线包9停止加电，油泵停止运转，升塔动作完成；远程控制台发出停止升塔指令，使得远程控制电路单元的开启继电器906动作，开启继电器上带有的开启继电器常开触点130断开，升塔电磁阀线包804失电，动作结束；
落塔控制电路单元包括通过线路连接的关闭继电器常开触点132、落塔到位行程开关常闭触点801、落塔电磁阀线包802、落塔到位开关常开触点803、顶板关到位行程开关常闭触点704、关顶板电磁阀线包705、开启继电器常闭触点131、油泵启动继电器线包9和升塔到位行程开关常闭触点10；其中关闭继电器常开触点132、落塔到位行程开关常闭触点801、落塔电磁阀线包802和开启继电器常闭触点131设置在电源和地之间构成落塔第一通道；关闭继电器常开触点132、落塔到位开关常开触点803、关顶板电磁阀线包705和开启继电器常闭触点131设置在电源和地之间构成落塔第二通道；关闭继电器常开触点132、油泵启动继电器线包9和升塔到位行程开关常闭触点10设置在电源和地之间构成升塔第三通道。
落塔的基本工作流程为：
远程控制台发出落塔指令，使得远程控制电路单元的关闭继电器动作，关闭继电器907上带有的关闭继电器常开触点130闭合，此时开启继电器常闭触点133和落塔到位行程开关常闭触点801均属于闭合状态，落塔第一通道贯通工作，落塔电磁阀线包802动作，塔身开始下降，塔身完全落到位后，落塔到位行程开关常闭触点801断开，使落塔电磁阀线包802失电，同时落塔到位开关常开触点803闭合，使得油泵启动继电器线包9加电动作，液压油泵301启动，同时关顶板电磁阀线包705加电启动，使两侧顶板按正确次序关闭，完全关闭到位后，顶板关到位行程开关常闭触点704断开，使关顶板电磁阀线包705失电，完成落塔和顶盖复位。此动作流程可确保先落塔，再关顶盖。
此外本控制电路中将开启继电器常闭触点131串联到落塔控制电路单元中，将关闭继电器常闭触点133串联到升塔控制电路单元中，确保开启和关闭两个控制回路彻底互锁，防止因油泵启动继电器线包99带电后造成的两个控制回路的误动作发生，最终实现了顶盖和塔体按照设定的顺序快速开启关闭。通过电气控制回路实现了可同时控制顶盖和升降塔液压升降的功能，工作中开启次序为先开顶盖，等完全开启到位后，液压塔身开始升起直至到位，关闭时先降塔身，降落到位后，顶盖开始关闭动作，并通过顶板开、关到位及升、落塔到位四个行程开关的限位，确保整个系统动作次序的可靠性。
上述控制方案简洁明了，只需在远程端通过无线或有线的方式控制本地的开启和关闭继电器，即可实现快速一键开盖升塔和落塔合盖的动作，便于人员远程操作。
如图14所示，在区域布防的集装箱式武器系统配置中，由若干只武器站83在一台指挥车81的控制下，实现了区域布防，武器站83和指挥车81之间通过天线82进行无线数据图像传输，也可通过线缆控制，指挥车81作为一个中枢节点，通过网络系统对各武器站83分别实现控制。指挥车81包括远程控制台、武器站光电探测系统及武器系统的操作站、车载电源系统、遥控天馈系统和多台显示器，主要功能有：集装箱平台的远程控制开启和关闭，操控完成各武器站的光电探测系统及武器系统的各项功能，收集汇总各武器站传送回来的图像信息，研判、决策并予以具体实施，完成其区域布防的功能。
其中远程控制台的主要功能是通过无线或有线网络的方式控制多只集装箱武器站的本地控制电路单元908，实现升降支架和顶盖的进行自动开启和关闭控制。
图15中给出了一种远程控制原理的具体实施例，其中远程控制台包括控制终端901和无线发射模块902，控制终端901可采用工控机或其他电脑，通过无线发射模块902给本地控制电路单元908发出指令。本地控制电路单元908以单片机904为核心，包括无线接收模块903、DA输出模块905、开启继电器906和关闭继电器907，无线接收模块903接收到无线发射模块902的指令后，传送给单片机904，再经过DA输出模块905给开启继电器906和关闭继电器907加电或断电，其中无线接收模块903和无线发射模块902可采用配对的wifi成熟电路，也可以采用专用的电台进行1km以上的远距离无线数据传输。单片机可采用STM32系列，DA输出模块905还可采用单片机自带的输出DA端口代替。
需要说明的是远程控制系统输出成熟的器件组成，除了采用无线模块外，还可以才用光端机组成的光纤远程传输系统，其目的在于把开启继电器906和关闭继电器907的加电、断电指令从远端进行传输即可，实现方式不限。
本发明武器站的主要特点为：
(1)快速布防：采用集装箱集成，可由普通运输车辆运输至布防处，通过外接或后备电源系统快速升降自动武器站平台，部署/隐藏时间较短，使被保护对象迅速提高防护等级。
(2)较高的防护级别：自动武器站平台高度根据需要可升至较高的高度，提高了光电侦察仪器目标观察、获取的能力以及自动武器站武器火力的效果。
(3)自持的电源保障：系统具备在较长时间无外接电源情况下自持的能力，系统内配有电池组，车载发电机，太阳能电池等。
(4)远程/自主控制：武器站实现全遥控操作，通过无线或线控操作台，控制距离可达1Km以上，布置多台可实现区域布防，实现无人值守，大大提高了要地防卫水平。
以上内容是结合具体实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于此。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种区域布防的集装箱式武器站系统，其特征在于：包括指挥车(81)和若干台集装箱式武器站(83)，所述的集装箱式武器站(83)包括箱体(1)和设置于箱体(1)内的液压升降塔(2)、武器装备(3)、电气控制系统(5)和液压系统，箱体(1)的顶部设置有由顶板油缸控制的上开式顶盖；液压升降塔(2)包括升降支架(201)和塔体油缸(405)，所述的武器装备(3)设置在升降支架(201)顶部的载荷平台上；液压系统包括顶盖开关液压分系统和塔体升降液压分系统；电气控制系统(5)控制顶盖开关液压分系统和塔体升降液压分系统工作，使得塔体油缸(405)和顶板油缸动作，按照设定的顺序实现顶盖开关以及升降支架(201)的升降；
所述的指挥车(81)内设置有远程控制台，通过无线或有线网络的方式控制电气控制系统(5)，对集装箱式武器站(83)的升降支架(201)和上开式顶盖进行自动开启和关闭控制。
2.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站系统，其特征在于：所述的电气控制系统(5)包括本地控制电路单元(908)、升塔控制电路单元和落塔控制电路单元；
所述的升塔控制电路单元包括通过线路连接的开启继电器常开触点(130)、顶板开到位行程开关常闭触点(701)、顶板开到位行程开关常开触点(702)、开顶板电磁阀线包(703)、升塔电磁阀线包(804)、关闭继电器常闭触点(133)、油泵启动继电器线包(9)和升塔到位行程开关常闭触点(10)，其中开启继电器常开触点(130)、顶板开到位行程开关常闭触点(701)、开顶板电磁阀线包(703)和关闭继电器常闭触点(133)设置在电源和地之间构成升塔第一通道；开启继电器常开触点(130)、顶板开到位行程开关常开触点(702)、升塔电磁阀线包(804)和关闭继电器常闭触点(133)设置在电源和地之间构成升塔第二通道；开启继电器常开触点(130)、油泵启动继电器线包(9)和升塔到位行程开关常闭触点(10)设置在电源和地之间构成升塔第三通道；
所述的落塔控制电路单元包括通过线路连接的关闭继电器常开触点(132)、落塔到位行程开关常闭触点(801)、落塔电磁阀线包(802)、落塔到位开关常开触点(803)、顶板关到位行程开关常闭触点(704)、关顶板电磁阀线包(705)、开启继电器常闭触点(131)、油泵启动继电器线包(9)和升塔到位行程开关常闭触点(10)；其中关闭继电器常开触点(132)、落塔到位行程开关常闭触点(801)、落塔电磁阀线包(802)和开启继电器常闭触点(131)设置在电源和地之间构成落塔第一通道；关闭继电器常开触点(132)、落塔到位开关常开触点(803)、关顶板电磁阀线包(705)和开启继电器常闭触点(131)设置在电源和地之间构成落塔第二通道；关闭继电器常开触点(132)、油泵启动继电器线包(9)和升塔到位行程开关常闭触点(10)设置在电源和地之间构成升塔第三通道；
远程控制台发出指令，控制本地控制电路单元(908)的开启继电器(906)和关闭继电器(907)动作，进而控制升塔控制电路单元和落塔控制电路单元的开启继电器和关闭继电器的触点动作，实现升塔和落塔的远程控制。
3.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站，其特征在于：箱体(1)上设置有顶板开到位行程开关(602)和伸杆(601)，当伸杆(601)触碰行程开关触头(603)时产生顶板开到位触发信号。
4.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站，其特征在于：箱体(1)设置有顶板关到位行程开关(612)和挡块(611)，当挡块(611)触碰行程开关触头(603)时产生顶板关到位触发信号。
5.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站，其特征在于：液压升降塔(2)上设置有落塔到位行程开关(622)、塔到位行程开关(632)和挡块(611)，当挡块(611)触碰行程开关的触头(603)时，分别产生升降平台下降到位触发信号和升降平台上升到位触发信号。
6.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站，其特征在于：上开式顶盖包括相互咬合的外侧顶板(312)的顶端和内侧顶板(311)，外侧顶板(312)的顶端和内侧顶板(311)的顶端均设置有相互匹配的折边扣(317)和折边槽(316)，闭合时形成相互咬合的密封结构。
7.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站，其特征在于：上开式顶盖顶盖包括外侧顶板(312)的顶端内侧顶板(311)，内侧顶板(311)设置有下凸边(315)，外侧顶板(312)设置有上凸边(314)，上凸边(314)和下凸边(315)之间设置有密封条(313)。
8.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站，其特征在于：塔体升降液压分系统包括油箱(302)、液压油泵(301)、塔体电磁阀(400)和连接油管，油箱(302)的液压油经过液压油泵(301)和塔体电磁阀(400)的进油通道后，再经过与进油方向相反的单向节流阀(308)进入塔体油缸(405)的下部油室，塔体电磁阀(400)的回油通道与油箱(302)相连通。
9.根据权利要求1所述的区域布防的集装箱式武器站，其特征在于：顶盖开关液压分系统包括油箱(302)，以及油管和液压元件组成的开顶盖油路(306)和关顶盖油路(307)；
油箱(300)的液压油经过液压油泵(301)和顶盖电磁阀(300)的进油通道后进入开顶盖油路(306)，开顶盖油路(306)分叉连接至内顶板油缸(310)的下部油室和外顶板油缸(309)的下部油室，且内顶板油缸(310)下部油室的进油口下端设置有与进油方向一致的单向节流阀(308)；关顶盖油路(307)分叉连接至内顶板油缸(310)的上部油室和外顶板油缸(309)的上部油室，且外顶板油缸(309)上部油室的进油口下端设置有与进油方向一致的单向节流阀(308)；关顶盖油路(307)的液压油经顶盖电磁阀(300)的回油通道后回流至油箱(300)。
10.根据权利要求1-9任意之一所述的区域布防的集装箱式武器站系统进行武器站载荷平台的控制方法，其特征在于，包括载荷平台上升步骤和载荷平台下降步骤；
所述的载荷平台上升步骤为：
远程控制单元发出升塔指令，控制本地控制电路单元(908)的开启继电器(906)动作，开启继电器(906)上带有的开启继电器常开触点(130)闭合，此时关闭继电器常闭触点(133)属于闭合状态，升塔第一通道和升塔第三通道贯通工作，油泵启动继电器线包(9)加电动作，液压油泵(301)启动，同时开顶板电磁阀线包(703)动作开启集装箱顶盖，使两侧顶板按正确次序打开，顶板完全打开到位后，顶板开到位行程开关常开触点(702)接通，升塔第二通道贯通工作，使升塔电磁阀线包(804)动作开始升塔，同时顶板开到位行程开关常闭触点(701)断开，升塔第一通道断开，使开顶板电磁阀线包(703)失电，塔身上升到位后，升塔到位行程开关常闭触点(10)动作，油泵启动继电器线包(9)停止加电，油泵停止运转，升塔动作完成；远程控制单元发出停止升塔指令，控制本地控制电路单元(908)的开启继电器(906)动作，开启继电器(906)上带有的开启继电器常开触点(130)断开，升塔电磁阀线包(804)失电，动作结束；
所述的载荷平台下降步骤为：
远程控制单元发出落塔指令，控制远程控制电路单元(908)的关闭继电器(907)动作，关闭继电器(907)上带有的关闭继电器常开触点(130)闭合，此时开启继电器常闭触点(133)和落塔到位行程开关常闭触点(801)均属于闭合状态，落塔第一通道贯通工作，落塔电磁阀线包(802)动作，塔身开始下降，塔身完全落到位后，落塔到位行程开关常闭触点(801)断开，使落塔电磁阀线包(802)失电，同时落塔到位开关常开触点(803)闭合，使得油泵启动继电器线包(9)加电动作，液压油泵(301)启动，同时关顶板电磁阀线包(705)加电启动，使两侧顶板按正确次序关闭，完全关闭到位后，顶板关到位行程开关常闭触点(704)断开，使关顶板电磁阀线包(705)失电，完成落塔和顶盖复位。
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杨硕;田兴科;崔晓颖;: "某遥控武器站模拟射击训练器研究" *

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CN110848207A (zh) * 2019-10-21 2020-02-28 辉禄美（北京）科技有限公司 一种集装箱式液压泵站

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