CN113682976A - 一种利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，能够实现舰载导弹转运方式的智能化、自动化和快速化。该导弹装载装置包括：动力站总成、装载车体、液压抓取锁定装置和装载车体姿态调节机构；装载车体姿态调节机构用于调节装载车体的姿态；装载车体具有背板以及设置在背板一侧的支撑台；背板上设置有用于和导弹舱上的导槽滑动配合的直线导轨；支撑台朝向直线导轨的一侧安装有多级液压缸，多级液压缸的活塞杆末端与液压抓取锁定装置相连；液压抓取锁定装置用于抓取并锁定装载有导弹的导弹舱，将导弹舱导入装载车体的直线导轨上；多级液压缸用于在装载车体完成姿态调整后，驱动导弹舱沿直线导轨移动，对导弹舱垂直下放装载。

Description

一种利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置
技术领域
本发明属于机械装置及运输技术领域，具体涉及一种利用多级液压缸，对舰载垂发导弹进行装载的装置。
背景技术
目前国内外的舰载垂发导弹转运、装载仍采用传统的安装方式，即运输平板车从仓库将导弹运输至码头，然后由传统的装载机进行吊装安装至船载导弹发射架。
传统的安装方式自动化程度低，装载效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，能够实现舰载导弹转运方式的智能化、自动化和快速化。
本发明的技术方案是：一种利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，包括：动力站总成、装载车体、液压抓取锁定装置和装载车体姿态调节机构；
所述动力站总成用于为整个装置提供动力；
所述装载车体姿态调节机构用于调节所述装载车体的姿态，并在姿态调节后进行位置锁定；
所述装载车体具有背板以及设置在背板一侧的支撑台；所述背板上设置有用于和导弹舱上的导槽滑动配合的直线导轨；所述支撑台朝向直线导轨的一侧安装有多级液压缸，所述多级液压缸的活塞杆末端与所述液压抓取锁定装置相连；
所述液压抓取锁定装置用于抓取并锁定装载有导弹的导弹舱，将所述导弹舱导入装载车体的直线导轨上；
所述多级液压缸用于在所述装载车体完成姿态调整后，驱动所述导弹舱沿所述直线导轨移动，实现对所述导弹舱的垂直下放装载。
作为本发明的一种优选方式：所述动力站总成还包括：作为动力补偿的卷扬机；
所述卷扬机引出的钢丝绳经过导向轮后与所述导弹舱上的挂钩挂接；
当所述多级液压缸行程不够，导致所述导弹舱无法进入发射架底部时，所述液压抓取锁定装置松开导弹舱，由所述卷扬机释放钢丝绳进一步将所述导弹舱垂直下放装载到发射机底部。
作为本发明的一种优选方式：所述卷扬机为双电机卷扬单元；在所述动力站总成外壳的两侧对称分布卷扬电机，两个卷扬电机中间设置钢丝绳卷缆盘；
所述双电机卷扬单元引出的钢丝绳依次经过设置在所述动力站总成外壳上的分缆导向轮以及设置在所述支撑台上的钢丝绳导向轮组件后与导弹舱上的挂钩挂接。
作为本发明的一种优选方式：所述装载车体姿态调节机构包括：俯仰油缸A、俯仰油缸B和辅助油缸；
所述俯仰油缸A的缸筒端通过法兰与所述动力站总成连接，活塞杆端通过法兰与所述装载车体连接；
所述俯仰油缸B的缸筒端通过法兰与所述动力站总成连接，活塞杆端通过法兰与装载车体连接；
所述辅助油缸的缸筒端通过法兰与装载车体连接，且所述辅助油缸缸筒端的法兰与所述俯仰油缸A活塞杆端的法兰在所述装载车体的同一位置且同轴；所述辅助油缸的活塞杆端通过法兰与所述动力站总成连接，且所述辅助油缸活塞端法兰与俯仰油缸B的缸筒端法兰在动力站总成同一位置且同轴；
通过所述俯仰油缸A、俯仰油缸B和辅助油缸的协同动作调整所述装载车体的姿态，使所述装载车体上的直线导轨处于并锁定在竖直状态。
作为本发明的一种优选方式：所述液压抓取锁定装置包括：固定底座、液压驱动单元、筒型连接架两个以上机械手爪和与所述机械手爪一一对应的传动单元；
所述固定底座通过所述筒型连接架与所述多级液压缸相连；
每个所述机械手爪通过一个所述传动单元与所述固定底座相连；
所述传动单元包括：导杆、固定臂和转动臂；所述机械手爪的外侧通过固定臂与所述固定底座相连，内侧通过所述转动臂与所述导杆相连，由此使所述机械手爪、固定臂和转动臂形成四连杆机构；所述导杆与所述液压驱动单元相连；
所述液压驱动单元用于驱动两个以上所述传动单元同步运动，以控制所述机械手爪张开或闭合；
所述导弹舱上设置有用于和所述机械手爪配合的弹舱抓取支架，所述机械手爪用于所述弹舱抓取支架的抓取和锁定。
作为本发明的一种优选方式：所述液压驱动单元包括：导杆连接体和液压油缸；
每根所述导杆的一端与所述导杆连接体相连，另一端穿过设置在所述固定底座上的直线轴承后与对应的转动臂连接；
所述导杆连接体与所述液压油缸的活塞端连接；由此所述液压油缸通过所述导杆连接体驱动所有导杆同步运动。
作为本发明的一种优选方式：在所述支撑台上钢丝绳的引出路线上设置有钢丝绳导向铜套，钢丝绳经所述钢丝绳导向轮组件进一步穿过所述钢丝绳导向铜套后与导弹舱上的挂钩挂接。
有益效果：
(1)本发明的导弹装载装置结构紧凑，可靠性高，总体性强。
(2)本发明的导弹装载装置可依据需要进行整体尺寸的缩小及放大，可安装在港口使用的导弹工程装载机上，亦可根据需求安装在船载的导弹发射架侧，满足港口靠岸装载及船体二次装填导弹的需求。
(3)本发明的导弹装载装置能够根据装载机起升架的角度、高度，配合装载机大臂的升降俯仰，快速、精准地对舰载导弹的弹舱进行抓取、移动，从而进行导弹的转运装填，是实现新型装载系统的重要核心机构之一。
(4)本发明的导弹装载装置中三个油缸的协同动作以调整装载车体的姿态，结构简单，安全性高，锁定后能够使装载车形成稳定的姿态。
(5)本发明的导弹装载装置中动力站总成不仅起到承载作用，且充分利用内部空间，将液压站及控制阀组安装内侧，形成总体布局，且可整体迁移至不同使用场合、不同装备上。
(6)本发明的导弹装载装置用于新型舰载导弹装载系统中，为导弹的快速、稳定地装载提供关键的协同、执行机构，是实现新型舰载垂发导弹转运、装载方式的重要组成装置。
附图说明
图1为本发明在舰载导弹装载机上的使用简图；
图2为本发明的示意简图；
图3为本发明中装载车体的结构示意图；
图4为液压抓取锁定装置的结构示意图
图5为本发明中的动力总成的结构示意图。
其中，1-俯仰油缸A，2-俯仰油缸B，3-动力站总成，31-铸造外壳，32-双电机卷扬单元，33-分缆导向轮，34-油缸安装法兰，4-装载车体，41-直线导轨、42-钢丝绳导向轮组件，43-钢丝绳导向铜套，44-支撑台，45-多级液压缸，46-背板，47-侧板，5-液压抓取锁定装置，51-固定底座，52-液压油缸，53-导杆，54-固定臂，55-机械手爪，56-转动臂，57-导杆连接体57，58-筒型连接架，6-辅助油缸，7-导弹舱，8-装载机，81-装载机大臂
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本实施例提供一种利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，该装置的使用将实现舰载导弹转运方式的智能化、自动化和快速化。
如图1和图2所示，该导弹装载装置安装在装载机大臂81的末端，包括：动力站总成3、装载车体4、液压抓取锁定装置5和装载车体姿态调节机构；其中装载车体姿态调节机构包括：俯仰油缸A1、俯仰油缸B2、辅助油缸6。
装载车体姿态调节机构用于对装载车体4进行姿态调节，同时装载车体姿态调节机构中的辅助油缸6还起到液压锁定、动力补偿的作用。装载车体4在装载车体姿态调节机构以及装载机大臂81俯仰的角度、高度配合下到达设定姿态。俯仰油缸A1采用了无杆腔及有杆腔双作用油路设计，可以有效地精确控制油缸伸缩，调整装载车体4的姿态；俯仰油缸A1的缸筒端法兰与动力站总成3上的油缸安装法兰34通过销轴及自锁螺母连接；活塞杆端通过安装法兰与装载车体4上的法兰连接。俯仰油缸B2的缸筒端法兰与动力站总成3上的油缸安装法兰34通过销轴及自锁螺母连接；活塞杆端通过法兰与装载车体4上的法兰连接。辅助油缸6的活塞直径相对俯仰油缸A1和俯仰油缸B2略小，安装在俯仰油缸A1和俯仰油缸B2中间位置，其中辅助油缸6的缸筒端通过法兰与装载车体4上的法兰连接，且辅助油缸6缸筒端的法兰与俯仰油缸A1活塞杆端的法兰在装载车体4的同一位置且同轴，辅助油缸6的活塞杆端通过法兰与动力站总成3上的油缸安装法兰34连接，且辅助油缸6活塞端法兰与俯仰油缸B2的缸筒端法兰在动力站总成3同一位置且同轴。由此，俯仰油缸B2、辅助油缸6以及两者与装载车体4连接点的连线形成三角形布局，俯仰油缸A1、辅助油缸6以及两者与动力站总成3连接点的连线形成三角形布局。
通过控制俯仰油缸A1、俯仰油缸B2、辅助油缸6活塞杆的伸缩调整装载车体4的姿态，辅助油缸6对装载车体4进行姿态调节起到动力补偿作用，可以辅助协同提供液压动力；此外三个油缸还起到液压锁定的作用，在姿态达到要求位置后进行锁定，保证装载车体4的姿态稳定。
如图3所示，装载车体4为30mm厚的钢板焊接成型，然后矫正、调质后喷砂处理加工而成；装载车体4具有背板46以及设置在背板46一侧的支撑台44；背板46上设置有两条直线导轨41，支撑台44上设置有多级液压缸45、钢丝绳导向轮组件42和钢丝绳导向铜套43。
背板46背侧焊接有法兰，用于和辅助油缸6、俯仰油缸A1以及俯仰油缸B2连接；背板46正侧具有用于安装直线导轨41的孔位；两条平行设置的直线导轨41表面镀铬处理，通过沉头螺钉拧入背板46相应的孔位，实现与背板46的连接。如图2所示，直线导轨41用于和导弹舱7的导槽匹配，起到固定、导向导弹舱7作用，在装载车体姿态调节机构完成装载车体4的姿态调整后，由多级液压缸45和液压抓取锁定装置5将导弹舱7导入直线导轨41内，使导弹舱7沿直线导轨41移动。
装载车体4上支撑台44朝向直线导轨41的一侧安装有多级液压缸45，多级液压缸45通过固定底板与支撑台44相连(通过12颗M16的高强度螺栓、螺母固定)，活塞杆末端与液压抓取锁定装置5连接固定；本例中多级液压缸45为五级双作用油缸，具备行程大，压缩量小，精度高，层级运动稳定，承载好等优点，多级液压缸45的作用是液压抓取锁定装置5将导弹舱7抓取锁定后，导入装载车体4的直线导轨41内，在到达垂直发射架后，通过对多级液压缸45导弹进行垂直下放装载；即由多级液压缸45驱动垂直移动，将装载车体4上的导弹运至船体的舰载导弹发射架内。
在支撑台44上设置的钢丝绳导向轮组件42和钢丝绳导向铜套43用于和动力总成3中的双电机卷扬单元32配合，实现对钢丝绳的导向和保护。钢丝绳导向轮组件42包括两个以上导向轮，导向轮为不锈钢滚筒设计，内含两端轴承，通过高强度螺钉与支撑台44连接；导向轮起到对双电机卷扬单元32引出的钢丝绳的导向作用。在支撑台44上还设置有多个钢丝绳导向铜套43，用于钢丝绳的穿过，起到保护钢丝绳的作用；钢丝绳导向铜套43通过四颗M10的螺钉与支撑台44固定，方便更换。双电机卷扬单元32引出的钢丝绳依次经过钢丝绳导向轮组件42和钢丝绳导向铜套43后与导弹舱7上的挂钩挂接。
如图4所示，液压抓取锁定装置5与装载车体4上的多级液压缸45相连，用于抓取、锁定装载有导弹的导弹舱7。液压抓取锁定装置5包括：固定底座51、液压油缸52、导杆53、固定臂54、机械手爪55、转动臂56、导杆连接体57和筒型连接架58。
其整体连接关系为：筒型连接件58下端通过外缘凸台法兰与固定底座51上端的凸台法兰连接，上端通过沿周向均匀间隔分布的六个高强度螺栓与多级液压缸45固接，从而将整个装置安装在多级液压缸45上。筒型连接件58顶部中心加工圆形缓冲凸台，起到对多级液压缸45的支撑缓冲作用。
固定底座51下端面沿周向均匀间隔分布有三个凸台，每个凸台两侧各安装一个固定臂54。固定臂54上沿纵向设置有三个孔位，其中位于上方的两个相邻孔位用于和固定底座51连接(通过螺钉与对应位置的连接固定底座51上的凸台连接)，下方的孔位用于和机械手爪55上的外侧孔位连接。机械手爪55共三个，与固定底座51上三个凸台位置一一对应；机械手爪55的外侧孔与对应位置凸台两侧的两个固定臂54上的孔位通过螺钉连接，孔位深度适量精确，保证了与固定臂54之间的活动间隙。每个机械手爪55两侧各设置一个转动臂56，转动臂56与机械手爪55的内侧孔通过螺钉连接。由此，机械手爪55、固定臂54以及转动臂56形成四连杆原理机构，机械手爪55上的孔位加工精度高，螺纹深度保证适量，从而保证螺钉拧入时与转动臂56、固定臂54可以适当的间隙进行相对转动。转动臂56上设置有两个孔位，一个孔位用于和机械手爪55连接，另一个孔位用于和导杆53连接。
液压油缸52通过三根导杆53驱动六个转动臂56同步运动，具体为：与每个机械手爪55相连的两个转动臂56与同一导杆53相连，转动臂56与导杆53相连的孔位深度适量精确，保证了与转动臂56之间的活动间隙。在固定底座51上沿周向均匀间隔分布有三个直线轴承59的安装孔，三个直线轴承59分别装入固定底座51上对应的安装孔内，并通过螺钉与固定底座51连接。三根导杆53的顶部分别与导杆连接体57相连，底部分别穿过直线轴承59后与对应的两个转动臂56连接。导杆连接体57具有三个沿周向均匀间隔分布的连接臂，连接臂上加工有凹台，导杆53插入凹台通过螺钉、垫片连接固定，从而将三个导杆53与导杆连接体57相连。导杆连接体57的中心加工螺纹孔位，与液压油缸52的活塞端连接。液压油缸52缸体端加工安装孔，装入筒型连接件58内部，与筒型连接件58通过高强度螺栓连接。由此液压油缸52通过导杆连接体7驱动三根导杆53同步运动，进而实现三个机械手爪55上的同步张开或闭合。
导弹舱7上设置有用于和机械手爪55配合的弹舱抓取支架71，弹舱抓取支架71的外缘形状与机械手爪55形状匹配，通过机械手爪55对弹舱抓取支架71的抓取和锁定，实现对舰载导弹的抓取和锁定。
如图5所示，动力站总成3包含所需的液压站、控制箱以及控制插装阀组。动力站总成3为铸造钢件，一体铸造成型，然后对要求孔位进行加工。具体的：动力站总成3包括：铸造外壳31、液压站、控制单元、双电机卷扬单元32、分缆导向轮33等；其中铸造外壳31起到承载作用，通过螺栓紧固连接在装载机大臂81上；液压站安装在铸造外壳31内部，为该装置中的液压系统(即所述液压油缸)提供动力；控制单元用于实现该装置的整体运行控制，包括电气元件及液压插装阀组，液压插装阀采用插装阀及阀块，优点是空间小、结构紧凑、便于电磁控制；双电机卷扬单元32采用在铸造外壳31两侧对称分布卷扬电机，中位设计钢丝绳卷缆盘的结构，双电机卷扬单元32通过螺栓连接安装在铸造外壳31上，分缆导向轮33通过螺栓连接在铸造外壳31上，用于双电机卷扬单元32引出的钢丝绳的分缆导向，即双电机卷扬单元32引出的钢丝绳依次经过分缆导向轮33、钢丝绳导向轮组件42和钢丝绳导向铜套43后与导弹舱7上的挂钩挂接。双电机卷扬单元32的作用是：当多级液压缸45行程不够，导致导弹舱7无法进入发射架底部时，液压抓取锁定装置5松开导弹舱7，由双电机卷扬单元32释放钢丝绳进而进一步将垂发导弹装载到发射机底部。
该装置使用时，首先通过液压抓取锁定装置5抓取并锁定装载有导弹的导弹舱，将导弹舱导入装载车体的直线导轨42上；在到达船体后，利用装载车体姿态调节机构对装载车体4进行姿态调节，配合装载机大臂81的俯仰，使直线导轨42垂直位于发射机上方，然后通过多级液压缸45驱动导弹舱7沿直线导轨41移动，实现对导弹舱41的垂直下放装载，直至将导弹舱7装载到发射机底部。当多级液压缸45行程不够，导致导弹舱7无法进入发射架底部时，控制液压抓取锁定装置5松开导弹舱7，由双电机卷扬单元32释放钢丝绳进一步将导弹舱7垂直下放装载到发射机底部。本发明不仅可以满足靠岸装填垂发导弹的功能，安装在船体上，可以实现床上二次装载垂发导弹。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，其特征在于：包括：动力站总成(3)、装载车体(4)、液压抓取锁定装置(5)和装载车体姿态调节机构；
所述动力站总成(3)用于为整个装置提供动力；
所述装载车体姿态调节机构用于调节所述装载车体(4)的姿态，并在姿态调节后进行位置锁定；
所述装载车体(4)具有背板(46)以及设置在背板(46)一侧的支撑台(44)；所述背板(46)上设置有用于和导弹舱(7)上的导槽滑动配合的直线导轨(41)；所述支撑台(44)朝向直线导轨(41)的一侧安装有多级液压缸(45)，所述多级液压缸(45)的活塞杆末端与所述液压抓取锁定装置(5)相连；
所述液压抓取锁定装置(5)用于抓取并锁定装载有导弹的导弹舱(7)，将所述导弹舱(7)导入装载车体(4)的直线导轨(41)上；
所述多级液压缸(45)用于在所述装载车体(4)完成姿态调整后，驱动所述导弹舱(7)沿所述直线导轨(41)移动，实现对所述导弹舱(7)的垂直下放装载。
2.如权利要求1所述的利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，其特征在于：所述动力站总成(3)还包括：作为动力补偿的卷扬机；
所述卷扬机引出的钢丝绳经过导向轮后与所述导弹舱(7)上的挂钩挂接；
当所述多级液压缸(45)行程不够，导致所述导弹舱(7)无法进入发射架底部时，所述液压抓取锁定装置(5)松开导弹舱(7)，由所述卷扬机释放钢丝绳进一步将所述导弹舱(7)垂直下放装载到发射机底部。
3.如权利要求2所述的利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，其特征在于：所述卷扬机为双电机卷扬单元(32)；在所述动力站总成(3)外壳的两侧对称分布卷扬电机，两个卷扬电机中间设置钢丝绳卷缆盘；
所述双电机卷扬单元(32)引出的钢丝绳依次经过设置在所述动力站总成(3)外壳上的分缆导向轮(33)以及设置在所述支撑台(44)上的钢丝绳导向轮组件(42)后与导弹舱(7)上的挂钩挂接。
4.如权利要求1或2或3所述的利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，其特征在于：所述装载车体姿态调节机构包括：俯仰油缸A(1)、俯仰油缸B(2)和辅助油缸(6)；
所述俯仰油缸A(1)的缸筒端通过法兰与所述动力站总成(3)连接，活塞杆端通过法兰与所述装载车体(4)连接；
所述俯仰油缸B(2)的缸筒端通过法兰与所述动力站总成(3)连接，活塞杆端通过法兰与装载车体(4)连接；
所述辅助油缸(6)的缸筒端通过法兰与装载车体(4)连接，且所述辅助油缸(6)缸筒端的法兰与所述俯仰油缸A(1)活塞杆端的法兰在所述装载车体(4)的同一位置且同轴；所述辅助油缸(6)的活塞杆端通过法兰与所述动力站总成(3)连接，且所述辅助油缸(6)活塞端法兰与俯仰油缸B(2)的缸筒端法兰在动力站总成(3)同一位置且同轴；
通过所述俯仰油缸A(1)、俯仰油缸B(2)和辅助油缸(6)的协同动作调整所述装载车体(4)的姿态，使所述装载车体(4)上的直线导轨(41)处于并锁定在竖直状态。
5.如权利要求1或2或3所述的利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，其特征在于：所述液压抓取锁定装置(5)包括：固定底座(51)、液压驱动单元、筒型连接架(58)两个以上机械手爪(55)和与所述机械手爪(55)一一对应的传动单元；
所述固定底座(51)通过所述筒型连接架(58)与所述多级液压缸(45)相连；
每个所述机械手爪(55)通过一个所述传动单元与所述固定底座(51)相连；
所述传动单元包括：导杆(53)、固定臂(54)和转动臂(56)；所述机械手爪(55)的外侧通过固定臂(54)与所述固定底座(51)相连，内侧通过所述转动臂(56)与所述导杆(53)相连，由此使所述机械手爪(55)、固定臂(54)和转动臂(56)形成四连杆机构；所述导杆(53)与所述液压驱动单元相连；
所述液压驱动单元用于驱动两个以上所述传动单元同步运动，以控制所述机械手爪(55)张开或闭合；
所述导弹舱(7)上设置有用于和所述机械手爪(55)配合的弹舱抓取支架(71)，所述机械手爪(55)用于所述弹舱抓取支架(71)的抓取和锁定。
6.如权利要求5所述的利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，其特征在于：所述液压驱动单元包括：导杆连接体(57)和液压油缸(52)；
每根所述导杆(53)的一端与所述导杆连接体(57)相连，另一端穿过设置在所述固定底座(51)上的直线轴承(59)后与对应的转动臂(56)连接；
所述导杆连接体(57)与所述液压油缸(53)的活塞端连接；由此所述液压油缸(53)通过所述导杆连接体(57)驱动所有导杆(53)同步运动。
7.如权利要求3所述的利用多级液压缸的舰载垂发导弹装载装置，其特征在于：在所述支撑台(44)上钢丝绳的引出路线上设置有钢丝绳导向铜套(43)，钢丝绳经所述钢丝绳导向轮组件(42)进一步穿过所述钢丝绳导向铜套(43)后与导弹舱(7)上的挂钩挂接。
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