CN112536526A - 一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光快速修复领域，公开了一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备。所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，包括遥控越野车组件，激光快速修复组件。激光快速修复组件包括激光器，大功率电池，传输光纤，激光头，保护气装置，焊板紧固装置。大功率电池提供能源，所述激光器产生激光，激光通过传输光纤传至激光头，所述激光头发射激光束进行快速切割、打磨以及焊接，修复受损作战车辆外壳。本发明的用于战时作战车辆受损外壳激光快速修复装备可使战场环境上的受损作战车辆恢复作战能力，且该装备使用遥控操作系统，保障了后勤作战人员的安全。

Description

一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备。
背景技术
与传统的焊接技术相比激光焊接技术具有明显的优势，主要体现在以下4个方面。1)热影响区域相对较小。激光焊接技术下，其焊接过程主要是将激光束直接打到被焊接部位，再加上激光束本身具有较强的方向性，且其热源相对集中，使得激光束被焊接区域内的热影响范围相对较小。因此，基于激光焊接技术的这种特点，该技术可以被应用于很多精密化零部件的加工与制造中，可以有效避免在高精密零部件焊接过程中出现收缩、变形情况。2)焊接质量较高。激光束焊接过程中，由于激光束本身可以聚集大量的热量，且焊接过程中基本不会对周边区域产生较大影响，这样就有效保证了焊接的整体质量。3)灵活性较高。在隐蔽性部位的焊接处理上，激光焊接技术同样可以取得理想的焊接效果，通过对激光束方向的控制与调整，就可以进行焊接位置的精准定位。4)适应性。传统的焊接技术在进行金属间的焊接处理时，具有明显的焊接优势，在进行异种合金焊接时则不具有优势，而激光焊接技术可以有效实现金属与非金属焊接的处理。
激光焊接技术在实际应用中有着传统焊接技术所无法比拟的应用优势，该技术不仅具有极高的能量密度，而且不依赖于真空环境，不会受到导电材料的影响，正是这些技术优势，使其不仅在服务业、农业等基础领域中得到了广泛应用，在生物医学、钢铁生产、精密仪器制造等高端领域中也崭露头角。并且，在智能化技术的带动下，激光焊接技术也将向着智能化的方向发展，越来越多先进的激光器也将相继被研制出来，这些都将为激光焊接技术的快速发展提供强大的技术支撑。
在战场环境中，当己方作战车辆外壳受损，需得到快速修复恢复战斗力。但此时己方受损作战车辆仍处于战场环境，后勤人员需进入战场对作战车辆进行修复，携带大量修复工具导致行动不方便，普通电弧焊接修复效率低导致受损作战车辆恢复战斗力需较长时间，且后勤人员长期处于战场环境自身安全受到威胁。
因此，亟需发明一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，后勤人员不需进入战场且修复速度较快。
为达此目的，本发明采用以下方案：
一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，用于在战场环境对作战车辆受损外壳进行快速修复，其特征在于，包括：遥控越野车组件，后勤作战人员可通过与遥控越野车匹配的控制系统在后方安全环境遥控操作越野车；激光快速修复组件。
可选地，所述遥控越野车组件包括远程遥控系统，越野车，图像采集系统，卫星定位信号接收装置。所述越野车采用全轮驱动形式，减小前悬、后悬，提高电驱发动机、大容量电池等部件的位置，提高越野车的通过性和涉水能力；采用大直径、宽截面轮胎，有利于提高越野车的越壕沟能力和越垂直障碍能力。
可选地，所述图像采集系统安装于越野车车前的主摄像装置以及安装越野车车两侧和车后的三个副摄像装置组成，均为高分辨率摄像装置。卫星定位装置确定精确地理位置，根据影像以及地理位置信息，通过远程遥控系统对越野车进行操作。所述卫星定位信号接收装置通过接收北斗卫星导航系统所提供的信号进行定位、导航支持。
可选地，所述激光快速修复组件包括激光器，大功率电池，传输光纤，激光头，保护气装置，焊板紧固装置，六轴机械臂，高分辨率摄像装置，工作台。所述激光器为具备高电比效率的碟片式激光器，最高功率为6KW。
可选地，六轴机械臂安装有高分辨率摄像装置，后勤操作人员可通过高分辨率摄像装置对激光切割、打磨过程进行全面掌握，便于及时进行调整。同时，高分辨率摄像装置还可为接下来的激光快速修复过程所服务。
可选地，所述的大功率电池为高能量密度锂电池，大功率电池为激光器提供工作所需的能量。传输光纤连接激光器与激光头，用于传输激光能量。
可选地，所述激光头发射激光束，对外壳受损处进行快速焊接修复。激光头为可拆卸模块，不使用时存储于越野车存储处。使用时后勤操作人员操作六轴机械臂与激光头紧固连接，后勤操作人员根据高分辨率摄像装置所拍摄的画面，遥控操作六轴机械臂从而调整所需激光头角度。
可选地，所述保护气装置安装于激光头处，可调节气体流量，保护气种类为氩气。
可选地，焊板紧固装置由吸附紧固盘，传动杆和传动电机组成，焊板存储于越野车存储处，当要进行激光快速修复时，吸附紧固盘吸附焊板，传动电机产生动力，带动传动杆，传动杆与吸附紧固盘相连，从而带动吸附紧固盘。传动杆传递垂直于外壳破损处的压力，使焊板紧贴外壳破损处。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备；
图2是本发明一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备的局部结构示意图。
100-受损外壳；
1-遥控越野车组件；11-远程遥控系统；12-越野车；13-图像采集系统；14-卫星定位信号接收装置；
2-激光快速修复组件；21-激光器；22-大功率电池；23-传输光纤；24-激光头；25-保护气装置；26-焊板紧固装置；27-六轴机械臂；28-高分辨率摄像装置；29-工作台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在战场环境中，当己方作战车辆外壳受损，需得到快速修复恢复战斗力。但此时己方受损作战车辆仍处于战场环境，后勤人员需进入战场对作战车辆进行修复，携带大量修复工具导致行动不方便，普通电弧焊接修复效率低导致受损作战车辆恢复战斗力需较长时间，且后勤人员长期处于战场环境自身安全受到威胁。
针对上述问题，本实施例提供了一种用于战时作战车辆受损外壳激光快速修复的装置，其可用于激光快速修复领域。本实施例以战时作战车辆受损外壳激光快速修复装置对外壳100进行快速修复，包括遥控越野车1，后勤作战人员可通过与遥控越野车匹配的控制系统在后方安全环境遥控操作越野车1，最大程度保障后勤人员安全；所述激光快速修复组件2可对受损车壳处进行焊前激光切割，打磨，以及对受损处进行激光快速焊接修复。
优选地，所述遥控越野车包括远程遥控系统11，越野车12，图像采集系统13和卫星定位信号接收装置14。所述越野车12采用全轮驱动形式，减小前悬、后悬，提高电驱发动机、大容量电池等部件的位置，提高越野车12的通过性和涉水能力；采用大直径、宽截面轮胎，有利于提高越野车的越壕沟能力和越垂直障碍能力。
图像采集系统由安装于越野车12车前的主摄像装置以及安装越野车12车两侧和车后的三个副摄像装置组成，均为高分辨率摄像装置。后勤人员通过图像采集系统13对周边环境以及路况进行拍摄采集，由电脑系统以及后勤人员进行路况评估。
优选地，所述卫星定位信号接收装置14通过接收北斗卫星导航系统所提供的信号进行定位、导航支持，根据越野车12，受损作战车辆精确地理位置，结合图像采集系统13采集的周边环境和道路情况，后勤操作人员规划越野车12行动路线，操作越野车向受损作战车辆位置迅速移动。
优选地，作战车辆受损外壳不具备直接焊接修复的条件，通过所述的激光快速修复组件2可对受损外壳进行焊接修复前处理，便于后续修复。激光快速修复组件2包括激光器21，大功率电池22，传输光纤23，激光头24，保护气装置25，焊板紧固装置26，六轴机械臂27，高分辨率摄像装置28，工作台29。六轴机械臂27安装于越野车12上，具有六个自由度，六轴机械臂27安装有工作头29，后勤人员操作六轴机械臂27使工作头29与激光头24的匹配、组合。
优选地，所述激光器21为具备高电比效率的碟片式激光器，最高功率为6KW。所述的大功率电池22为高能量密度锂电池，大功率电池22为激光器21提供工作所需的能量。传输光纤23连接激光器21与激光头24，用于传输激光能量。
优选地，六轴机械臂21安装有高分辨率摄像装置25，后勤操作人员可通过高分辨率摄像装置25对激光切割、打磨过程进行全面掌握，便于及时进行调整。同时，高分辨率摄像装置25还可为接下来的激光快速焊接修复过程所服务。
优选地，所述激光头24发射激光束，对外壳受损处进行快速焊接修复。激光头24为可拆卸模块，不使用时存储于越野车12存储处。使用时后勤操作人员操作六轴机械臂27与激光头24紧固连接，后勤操作人员根据高分辨率摄像装置所拍摄的画面，遥控操作六轴机械臂27从而调整所需激光头角度。所述保护气装置25安装于激光头处，可调节气体流量，保护气种类为氩气。
优选地，焊板紧固装置26由吸附紧固盘261，传动杆262和传动电机263组成，焊板存储于越野车存储处，当要进行激光快速修复时，吸附紧固盘261吸附焊板，传动电机263产生动力，带动传动杆262，传动杆262与吸附紧固盘261相连，从而带动吸附紧固盘。传动杆262传递垂直于外壳破损处的压力，使焊板紧贴外壳破损处。所述激光头发射激光束，对其进行激光快速修复。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，用于在战场环境对作战车辆受损外壳进行快速修复，其特征在于，包括：遥控越野车组件(1)；激光快速修复组件(2)。
2.根据权利要求1所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，所述遥控越野车组件(1)包括远程遥控系统(11)，越野车(12)，图像采集系统(13)，卫星定位信号接收装置(14)。所述越野车(12)采用全轮驱动形式，减小前悬、后悬，提高电驱发动机、大容量电池等部件的位置，提高越野车(12)的通过性和涉水能力；采用大直径、宽截面轮胎，有利于提高越野车的越壕沟能力和越垂直障碍能力，在驱动组件上加装高强度透明防弹玻璃保护罩，有效防水、防尘、防弹。
3.根据权利要求2所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，所述图像采集系统(13)为安装于越野车(12)车前的主摄像装置以及安装越野车(12)车两侧和车后的三个副摄像装置组成，均为高分辨率摄像装置。卫星定位装置(14)确定精确地理位置，根据影像以及地理位置信息，通过远程遥控系统(11)对越野车(12)进行操作。所述卫星定位装置(14)通过接收北斗卫星导航系统所提供的信号进行定位、导航支持。
4.根据权利要求1所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，所述激光快速修复组件(2)包括激光器(21)，大功率电池(22)，传输光纤(23)，激光头(24)，保护气装置(25)，焊板紧固装置(26)，六轴机械臂(27)，高分辨率摄像装置(28)，工作台(29)。所述激光器(21)为具备高电比效率的碟片式激光器，最高功率为6KW。
5.根据权利要求4所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，六轴机械臂(27)安装有高分辨率摄像装置(28)，后勤操作人员可通过高分辨率摄像装置(28)对激光切割、打磨过程进行全面掌握，便于及时进行调整。同时，高分辨率摄像装置(28)还可为接下来的激光快速焊接修复过程所服务。
6.根据权利要求6所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，所述的大功率电池(22)为高能量密度锂电池，大功率电池(22)为激光器(21)提供工作所需的能量。传输光纤(23)连接激光器(21)与激光头(24)，用于传输激光能量。
7.根据权利要求6所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，所述激光头(24)发射激光束，对外壳受损处进行快速焊接修复。激光头(24)为可拆卸模块，不使用时存储于越野车(12)存储处。使用时后勤操作人员操作六轴机械臂(21)与激光头(24)紧固连接，后勤操作人员根据高分辨率摄像装置所拍摄的画面，遥控操作六轴机械臂(21)从而调整所需激光头角度。
8.根据权利要求6所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，所述保护气装置(25)安装于激光头处，可调节气体流量，保护气种类为氩气。
9.根据权利要求6所述的用于战时作战车辆受损外壳的激光快速修复装备，其特征在于，焊板紧固装置(26)由吸附紧固盘(261)，传动杆(262)和传动电机(263)组成，焊板存储于越野车存储处，当要进行激光快速修复时，吸附紧固盘(261)吸附焊板，传动电机(263)产生动力，带动传动杆(262)，传动杆(262)与吸附紧固盘(261)相连，从而带动吸附紧固盘。传动杆(262)传递垂直于外壳破损处的压力，使焊板紧贴外壳破损处。
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