CN112730036A - 一种快速遮挡防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速遮挡防护装置，包括支撑框架，所述的上横梁上沿着竖向向内设置有上传动伸缩杆，上传动伸缩杆的上端固定在上横梁上，上传动伸缩杆的下端安装在上遮挡板的上侧；所述的下横梁下沿着竖向向内设置有下传动伸缩杆，下传动伸缩杆的下端固定在下横梁上，下传动伸缩杆的下端安装在下遮挡板的下侧；所述的上遮挡板的下侧和下遮挡板的上侧对齐设置，所述的上遮挡板和下遮挡板形成一个能够在竖向开合的遮挡防护板。本发明能够在毫秒量级内完成对破片/弹丸冲击靶板试验中背向直拍相机的防护，确保对花瓣破口形成过程中的动态影像信息采集，很好地实现了破片/弹丸侵彻靶板过程中背向破坏过程的直接拍摄观。
Description
技术领域
本发明属于毁伤评估测量领域，涉及毁伤评估试验测试，具体涉及一种快速遮挡防护装置。
背景技术
破片/弹丸侵彻金属板形成花瓣状破口是常见的毁伤模式，迄今为止，国内外已对该毁伤模式开展了较多研究。Nurick等开展了不同药量接触爆炸作用下下的金属钢板变形毁伤试验，观察到了钢板花瓣状开裂和翻转的现象。李传增等开展了爆炸成型弹丸垂直高速冲击603装甲板的试验，观察到了靶板出口具有拉伸断裂特征的外翻花瓣形穿孔。蒋志刚等由能量守恒建立了刚性尖头弹垂直入射金属薄板花瓣形穿孔最小穿透能量的无量纲表达式。陈刚等通过开展尖头弹体侵彻试验，研究了不同速度下弹丸正穿甲、斜穿甲金属板花瓣开裂毁伤模式。代庆斌、伍星星等分别采用数值仿真的手段，对花瓣形破口的形成过程进行了分析，并讨论了影响因素。
但是，上述公开文献中，由于无法解决高速摄影的防护问题，试验中对靶板花瓣状变形及形成过程均是通过在靶板侧方布设高速摄影、或是在事后对靶板进行拍摄观察的方式进行，所得分析结论多是基于半经验修正模型，结合数值仿真计算复现花瓣破口开裂及形成过程。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种快速遮挡防护装置，解决现有技术无法对背向直拍相机在毫秒量级内完成防护的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种快速遮挡防护装置，包括支撑框架，所述的支撑框架包括一对竖向设置的竖梁，一对竖梁之间沿着横向固定安装有一对平行设置的上横梁和下横梁；
所述的上横梁上沿着竖向向内设置有上传动伸缩杆，上传动伸缩杆的上端固定在上横梁上，上传动伸缩杆的下端安装在上遮挡板的上侧；
所述的下横梁下沿着竖向向内设置有下传动伸缩杆，下传动伸缩杆的下端固定在下横梁上，下传动伸缩杆的下端安装在下遮挡板的下侧；
所述的上遮挡板的下侧和下遮挡板的上侧对齐设置，所述的上遮挡板和下遮挡板形成一个能够在竖向开合的遮挡防护板；
所述的一对竖梁上分别沿着横向向内相对设置有一对上横向支撑机构和一对下横向支撑机构，一对上横向支撑机构用于对上遮挡板支撑导向，一对下横向支撑机构用于对下遮挡板支撑导向。
本发明还具有如下技术特征：
所述的上传动伸缩杆和下传动伸缩杆均为传动气缸，所述的传动气缸包括缸筒，缸筒的前端设置有活塞杆，缸筒的后端设置有后端盖，缸筒上设置有信号触发器。
所述的后端盖上设置有螺纹连接杆，螺纹连接杆分别与上横梁和下横梁相连接。
所述的活塞杆的端部设置有半圆形开孔耳片，半圆形开孔耳片与连接座相连，连接座卡装在上遮挡板或下遮挡板上，连接座与上遮挡板或下遮挡板之间通过连接螺栓实现可拆卸式安装。
所述的上传动伸缩杆和下传动伸缩杆分别为两个以上。
所述的一对上横向支撑机构包括一对上横向支撑杆，一对上横向支撑杆的外端分别垂直固定安装在一对竖梁上，一对上横向支撑杆的内端上分别固定安装有一个上支撑卡座，上支撑卡座上沿着竖向开设有与上遮挡板的侧壁相配合的上支撑卡槽，上遮挡板的两侧侧壁分别装在一对上横向支撑杆的上支撑卡槽内，上遮挡板能够在上支撑卡槽内沿着竖向运动；
所述的一对下横向支撑机构包括一对下横向支撑杆，一对下横向支撑杆的外端分别垂直固定安装在一对竖梁上，一对下横向支撑杆的内端下分别固定安装有一个下支撑卡座，下支撑卡座上沿着竖向开设有与下遮挡板的侧壁相配合的下支撑卡槽，下遮挡板的两侧侧壁分别装在一对下横向支撑杆的下支撑卡槽内，下遮挡板能够在下支撑卡槽内沿着竖向运动。
所述的一对上横向支撑杆同轴相对设置；所述的一对下横向支撑杆同轴相对设置。
所述的一对上横向支撑杆通过上安装板可拆卸安装在一对竖梁上；所述的一对下横向支撑杆通过下安装板可拆卸安装在一对竖梁上。
所述的一对上横向支撑杆和所述的一对下横向支撑杆均为可伸缩的液压支撑杆。
所述的一对竖梁的下端分别固定在一对纵向设置的底纵梁的纵向前端，所述的一对竖梁的上端与一对底纵梁的纵向后端之间固定设置有一对支撑斜梁。
所述的底纵梁上设置有多组固定安装孔。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)本发明能够在毫秒量级内完成对破片/弹丸冲击靶板试验中背向直拍相机的防护，确保对花瓣破口形成过程中的动态影像信息采集，很好地实现了破片/弹丸侵彻靶板过程中背向破坏过程的直接拍摄观。
(Ⅱ)本发明中通过多个传动气缸的上下同时配合作用，缩短了单个遮挡板的运动路径，可实现遮挡板的双向快速往复运动。
(Ⅲ)本发明中通过液压支撑杆，可调节横向支撑长度，可适用于不同尺寸的遮挡板，同时通过支撑卡槽的限制，可控制遮挡板的摆动，保证装置的运行稳定性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的上遮挡板的结构示意图。
图3是本发明的传动气缸的结构示意图。
图4是本发明的上横向支撑机构或下横向支撑机构的结构示意图。
图5是本发明的连接座的结构示意图。
图6是本发明的支撑框架的结构示意图。
图7是应用本发明的某破片侵彻靶板毁伤背面直拍示意图。
图中各个标号的含义为：1-支撑框架，2-上传动伸缩杆，3-上遮挡板，4-下传动伸缩杆，5-下遮挡板，6-上横向支撑机构，7-下横向支撑机构，8-连接座，9-连接螺栓，10-靶板，11-高速相机，12-快速遮挡防护装置，13-破片；
101-竖梁，102-上横梁，103-下横梁，104-底纵梁，105-支撑斜梁，106-固定安装孔；
201-缸筒，202-活塞杆，203-后端盖，204-信号触发器，205-螺纹连接杆，206-半圆形开孔耳片；
601-上横向支撑杆，602-上支撑卡座，603-上支撑卡槽，604-上安装板；
701-下横向支撑杆，702-下支撑卡座，703-下支撑卡槽，704-下安装板。
以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细说明。
具体实施方式
为解决对靶板背向的直接拍摄观测的问题，急需设计一种快速遮挡防护装置，可在毫秒量级内完成对破片/弹丸冲击靶板试验中背向直拍相机的防护，同时确保对花瓣破口形成过程中的动态影像信息采集。
需要说明的是，本发明中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例：
本实施例给出一种快速遮挡防护装置，如图1至图6所示，包括支撑框架1，支撑框架1包括一对竖向设置的竖梁101，一对竖梁101之间沿着横向固定安装有一对平行设置的上横梁102和下横梁103；
上横梁102上沿着竖向向内设置有上传动伸缩杆2，上传动伸缩杆2的上端固定在上横梁102上，上传动伸缩杆2的下端安装在上遮挡板3的上侧；
下横梁103下沿着竖向向内设置有下传动伸缩杆4，下传动伸缩杆4的下端固定在下横梁103上，下传动伸缩杆4的下端安装在下遮挡板5的下侧；
上遮挡板3的下侧和下遮挡板5的上侧对齐设置，上遮挡板3和下遮挡板5形成一个能够在竖向开合的遮挡防护板；
一对竖梁101上分别沿着横向向内相对设置有一对上横向支撑机构6和一对下横向支撑机构7，一对上横向支撑机构6用于对上遮挡板3支撑导向，一对下横向支撑机构7用于对下遮挡板5支撑导向。
作为本实施例的一种优选方案，上传动伸缩杆2和下传动伸缩杆4均为传动气缸，传动气缸包括缸筒201，缸筒201的前端设置有活塞杆202，缸筒201的后端设置有后端盖203，缸筒201上设置有信号触发器204。信号触发器204采用现有技术中已知的信号触发器，使得上传动伸缩杆2和下传动伸缩杆4的响应更加灵敏，从而更好地实现毫秒量级的动作响应。
进一步优选的，后端盖203上设置有螺纹连接杆205，螺纹连接杆205分别与上横梁102和下横梁103相连接。使得连接更加稳固，增加升降和遮挡过程中上遮挡板3和下遮挡板5的稳定性。
进一步优选的，活塞杆202的端部设置有半圆形开孔耳片206，半圆形开孔耳片206与连接座8相连，连接座8卡装在上遮挡板3或下遮挡板5上，连接座8与上遮挡板3或下遮挡板5之间通过连接螺栓9实现可拆卸式安装。
本实施例中，连接座8的截面为“H”形，分别布设有两个开孔耳片，间距分别与半圆形开孔耳片206和上遮挡板3或下遮挡板5的厚度匹配，通过连接螺栓9与半圆形开孔耳片206和上遮挡板3或下遮挡板5可拆卸连接。
进一步地，上传动伸缩杆2和下传动伸缩杆4分别为两个以上。增加升降和遮挡过程中上遮挡板3和下遮挡板5的稳定性。
作为本实施例的一种优选方案，一对上横向支撑机构6包括一对上横向支撑杆601，一对上横向支撑杆601的外端分别垂直固定安装在一对竖梁101上，一对上横向支撑杆601的内端上分别固定安装有一个上支撑卡座602，上支撑卡座602上沿着竖向开设有与上遮挡板3的侧壁相配合的上支撑卡槽603，上遮挡板3的两侧侧壁分别装在一对上横向支撑杆601的上支撑卡槽603内，上遮挡板3能够在上支撑卡槽603内沿着竖向运动；
一对下横向支撑机构7包括一对下横向支撑杆701，一对下横向支撑杆701的外端分别垂直固定安装在一对竖梁101上，一对下横向支撑杆701的内端下分别固定安装有一个下支撑卡座702，下支撑卡座702上沿着竖向开设有与下遮挡板5的侧壁相配合的下支撑卡槽703，下遮挡板3的两侧侧壁分别装在一对下横向支撑杆701的下支撑卡槽703内，下遮挡板5能够在下支撑卡槽703内沿着竖向运动。
通过上支撑卡槽603和下支撑卡槽703的限制，可控制上遮挡板3和下遮挡板5的摆动，保证装置的运行稳定性。
进一步优选的，一对上横向支撑杆601同轴相对设置；一对下横向支撑杆701同轴相对设置。同轴相对设置能更好地增加升降和遮挡过程中上遮挡板3和下遮挡板5的稳定性。
进一步优选的，一对上横向支撑杆601通过上安装板604可拆卸安装在一对竖梁101上；一对下横向支撑杆701通过下安装板704可拆卸安装在一对竖梁101上。上横向支撑杆601和下横向支撑杆701均可通过连接螺栓9固定，增加稳定性。
进一步优选的，一对上横向支撑杆601和一对下横向支撑杆701均为可伸缩的液压支撑杆。可调节横向支撑长度，可适用于不同尺寸的遮挡板。
作为本实施例的一种优选方案，一对竖梁101的下端分别固定在一对纵向设置的底纵梁104的纵向前端，一对竖梁101的上端与一对底纵梁104的纵向后端之间固定设置有一对支撑斜梁105。
进一步优选的，底纵梁104上设置有多组固定安装孔106。固定安装孔106用于在试验场安装支撑框架1，保证支撑框架1在试验时保持静止。
本发明的快速遮挡防护装置在使用时，通过螺栓等固定件与固定安装孔106的配合将支撑框架1固定在地面上。按照如图7所示的布局方式布置靶板10和高速相机11,。初始状态上遮挡板3和下遮挡板5处于打开状态，高速相机11可以通过该开口拍摄到破片13毁伤靶板10的动态过程。
试验开始时，首先向靶板10发射破片13，当高速相机11拍摄完成后，破片13运动到达指定位置时，信号传入信号触发器204，缸筒201内气体压缩，推动活塞杆202运动，从而带动上遮挡板3和下遮挡板5向中间运动直至闭合，形成一个完整的遮挡板进行防护。试验结束后，再将信号传入信号触发器204，传入信号触发器204打开至初始状态。
应用例：
如图7所示为应用本发明的快速遮挡防护装置12开展的某破片侵彻靶板毁伤背面直拍示意图，其中，靶板10的尺寸为2000mm×2000mm×5mm，8g的钨合金破片13以1000m/s速度侵彻靶板10，高速相机11位于靶板10背向20m处，本发明的快速遮挡防护装置12位于靶板10背向15m处，上遮挡板3和下遮挡板5的尺寸均为300mm×300mm×15mm，运动的破片13在破靶后2m位置触发信号触发器204，活塞杆202运动速度为50m/s，上遮挡板3和下遮挡板5可在6ms内闭合，此时破片13运动距离为靶板10后8m，因此本发明的快速遮挡防护装置12可成功实现对高速相机11的防护，验证了本发明装置的合理性。
Claims (10)
1.一种快速遮挡防护装置，包括支撑框架(1)，所述的支撑框架(1)包括一对竖向设置的竖梁(101)，一对竖梁(101)之间沿着横向固定安装有一对平行设置的上横梁(102)和下横梁(103)；其特征在于：
所述的上横梁(102)上沿着竖向向内设置有上传动伸缩杆(2)，上传动伸缩杆(2)的上端固定在上横梁(102)上，上传动伸缩杆(2)的下端安装在上遮挡板(3)的上侧；
所述的下横梁(103)下沿着竖向向内设置有下传动伸缩杆(4)，下传动伸缩杆(4)的下端固定在下横梁(103)上，下传动伸缩杆(4)的下端安装在下遮挡板(5)的下侧；
所述的上遮挡板(3)的下侧和下遮挡板(5)的上侧对齐设置，所述的上遮挡板(3)和下遮挡板(5)形成一个能够在竖向开合的遮挡防护板；
所述的一对竖梁(101)上分别沿着横向向内相对设置有一对上横向支撑机构(6)和一对下横向支撑机构(7)，一对上横向支撑机构(6)用于对上遮挡板(3)支撑导向，一对下横向支撑机构(7)用于对下遮挡板(5)支撑导向。
2.如权利要求1所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的上传动伸缩杆(2)和下传动伸缩杆(4)均为传动气缸，所述的传动气缸包括缸筒(201)，缸筒(201)的前端设置有活塞杆(202)，缸筒(201)的后端设置有后端盖(203)，缸筒(201)上设置有信号触发器(204)。
3.如权利要求2所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的后端盖(203)上设置有螺纹连接杆(205)，螺纹连接杆(205)分别与上横梁(102)和下横梁(103)相连接。
4.如权利要求2所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的活塞杆(202)的端部设置有半圆形开孔耳片(206)，半圆形开孔耳片(206)与连接座(8)相连，连接座(8)卡装在上遮挡板(3)或下遮挡板(5)上，连接座(8)与上遮挡板(3)或下遮挡板(5)之间通过连接螺栓(9)实现可拆卸式安装。
5.如权利要求1所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的上传动伸缩杆(2)和下传动伸缩杆(4)分别为两个以上。
6.如权利要求1所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的一对上横向支撑机构(6)包括一对上横向支撑杆(601)，一对上横向支撑杆(601)的外端分别垂直固定安装在一对竖梁(101)上，一对上横向支撑杆(601)的内端上分别固定安装有一个上支撑卡座(602)，上支撑卡座(602)上沿着竖向开设有与上遮挡板(3)的侧壁相配合的上支撑卡槽(603)，上遮挡板(3)的两侧侧壁分别装在一对上横向支撑杆(601)的上支撑卡槽(603)内，上遮挡板(3)能够在上支撑卡槽(603)内沿着竖向运动；
所述的一对下横向支撑机构(7)包括一对下横向支撑杆(701)，一对下横向支撑杆(701)的外端分别垂直固定安装在一对竖梁(101)上，一对下横向支撑杆(701)的内端下分别固定安装有一个下支撑卡座(702)，下支撑卡座(702)上沿着竖向开设有与下遮挡板(5)的侧壁相配合的下支撑卡槽(703)，下遮挡板(3)的两侧侧壁分别装在一对下横向支撑杆(701)的下支撑卡槽(703)内，下遮挡板(5)能够在下支撑卡槽(703)内沿着竖向运动。
7.如权利要求6所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的一对上横向支撑杆(601)同轴相对设置；所述的一对下横向支撑杆(701)同轴相对设置。
8.如权利要求6所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的一对上横向支撑杆(601)通过上安装板(604)可拆卸安装在一对竖梁(101)上；所述的一对下横向支撑杆(701)通过下安装板(704)可拆卸安装在一对竖梁(101)上。
9.如权利要求6所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的一对上横向支撑杆(601)和所述的一对下横向支撑杆(701)均为可伸缩的液压支撑杆。
10.如权利要求1所述的快速遮挡防护装置，其特征在于，所述的一对竖梁(101)的下端分别固定在一对纵向设置的底纵梁(104)的纵向前端，所述的一对竖梁(101)的上端与一对底纵梁(104)的纵向后端之间固定设置有一对支撑斜梁(105)；
所述的底纵梁(104)上设置有多组固定安装孔(106)。
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