CN114234710A - 筒弹抓取装置安全控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种筒弹抓取装置安全控制系统及方法，包括：回转模块、翻转模块、刚柔转换模块以及抓取模块；控制模块控制所述回转模块实现筒弹抓取装置的安全回转，再利用所述翻转模块实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，当筒弹抓取装置到达预设位置时，利用所述刚柔转换模块进行安全自锁，自锁完成后通过所述抓取模块实现筒弹的抓取和卡紧。
Description
技术领域
本发明涉及导弹装填领域，具体地，涉及一种筒弹抓取装置安全控制系统及方法。
背景技术
作为导弹武器系统的重要保障装备，运输装填车的机动性和装填性能也越来越受到关注。传统的运输装填车工作方式是随车吊机使用吊索起吊导弹，在人力辅助下调整姿态并进行装填。这种方式对人工辅助要求高，起吊物姿态调整速度慢，装填速度慢，人工参与较多，给部队操作人员带来安全隐患。自动装填采用安全抓取技术、机器视觉检测技术及计算机控制技术，可更加快速、安全、可靠、精密乃至智能化，显著提高火力保障效率。筒弹抓取装置可以实现自身及相对于筒弹集装模块间的姿态调整、执行抓取/松开筒弹模块命令。自动装填的对象是筒弹集装模块，装填过程动作存在很多掉弹、碰撞等安全隐患，筒弹抓取装置安全控制方法是导弹自动装填系统安全性的最核心项目。
专利文献CN113074589A(申请号：202110255739.7)公开了一种适用于导弹的自动装填运动控制系统，包括：起重设备子系统：提供抓取装置子系统的安装接口，实现装填目标的全过程运动；抓取装置子系统：通过起重设备子系统的装接对装填目标进行抓取、起吊和下放，并实现装填目标的位姿检测及姿态控制；位姿检测子系统：为装填目标的位姿检测采集原始信息及数据。本发明还提供了一种适用于导弹的自动装填运动控制方法，利用上述的基于视觉伺服的多体系统分布式运动控制系统，能够实现导弹任务载荷模块的自动装填。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种筒弹抓取装置安全控制系统及方法。
根据本发明提供的一种筒弹抓取装置安全控制系统，包括：回转模块、翻转模块、刚柔转换模块、抓取模块以及控制模块；
所述控制模块控制所述回转模块实现筒弹抓取装置的安全回转，再利用所述翻转模块实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，当筒弹抓取装置到达预设位置时，利用所述刚柔转换模块进行安全自锁，实现柔性柔性装置与刚性装置转换，自锁完成后通过所述抓取模块实现筒弹的抓取和卡紧。
优选地，所述回转模块采用控制模块通过控制限位保证驱动电机带动减速器以及回转支承实现筒弹抓取装置每次动作不超过一圈，保证筒弹抓取装置本体安全回转。
优选地，所述刚柔转换模块采用电机通过联轴器带动两个T型减速机转动，T型减速机转动带动梯形丝杠电动推杆将转动转化为钢丝绳的收放动作，实现柔性装置与刚性装置转换，梯形丝杠电机推杆保证了抓取过程中带载安全自锁。
优选地，所述翻转模块采用X轴方向和Y轴方向分别布置一套驱动装置，实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，通过控制模块结合水平传感器控制两套驱动装置从而保证筒弹抓取装置的安全水平状态。
优选地，所述抓取模块采用电机带动减速器，减速机两端通过联轴器带动丝杠转动，丝杠带动螺母卡抓实现筒弹的抓取和卡紧，控制模块通过检测接近开关均到位才停止电机旋转，保证筒弹集模块与筒弹抓取装置安全可靠衔接。
优选地，所述控制模块采用：控制模块控制驱动电机启动时先使能，后解除抱闸；控制模块控制驱动电机停止时，采用先抱闸后去使能的方法保证回转模块、翻转模块、刚柔转换模块以及抓取模块的带载安全启停。
根据本发明提供的一种筒弹抓取装置安全控制方法，包括：
步骤S1：控制模块控制回转模块实现筒弹抓取装置的安全回转；
步骤S2：利用翻转模块实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动；
步骤S3：当筒弹抓取装置到达预设位置时，利用所刚柔转换模块进行安全自锁，实现柔性柔性装置与刚性装置转换，自锁完成后通过抓取模块实现筒弹的抓取和卡紧。
优选地，所述回转模块采用控制模块通过控制限位保证驱动电机带动减速器以及回转支承实现筒弹抓取装置每次动作不超过一圈，保证筒弹抓取装置本体安全回转。
优选地，所述刚柔转换模块采用电机通过联轴器带动两个T型减速机转动，T型减速机转动带动梯形丝杠电动推杆将转动转化为钢丝绳的收放动作，实现柔性装置与刚性装置转换，梯形丝杠电机推杆保证了抓取过程中带载安全自锁。
优选地，所述翻转模块采用X轴方向和Y轴方向分别布置一套驱动装置，实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，通过控制模块结合水平传感器控制两套驱动装置从而保证筒弹抓取装置的安全水平状态；
所述抓取模块采用电机带动减速器，减速机两端通过联轴器带动丝杠转动，丝杠带动螺母卡抓实现筒弹的抓取和卡紧，控制模块通过检测接近开关均到位才停止电机旋转，保证筒弹集模块与筒弹抓取装置安全可靠衔接；
所述控制模块采用：控制模块控制驱动电机启动时先使能，后解除抱闸；控制模块控制驱动电机停止时，采用先抱闸后去使能的方法保证回转模块、翻转模块、刚柔转换模块以及抓取模块的带载安全启停。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：筒弹抓取装置安全控制方法能够实现自身及相对于筒弹集装模块间的姿态调整，实现筒弹抓取装置与筒弹集装模块安全可靠衔接、保证带载启停以及过程中突然断电后不会发生掉弹的风险，提高了自动抓取筒弹集装模块的安全性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为筒弹抓取装置安全控制系统示意图。
图2为筒弹抓取装置安全控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本发明解决的问题是，现有人工吊索装填筒弹安全性、可靠性、效率指标需求不断提高，原有设计已不满足要求，为解决所述问题，本发明提出一种筒弹抓取装置安全控制方法。
根据本发明提供的一种筒弹抓取装置安全控制系统，如图1所示，包括：回转模块、翻转模块、刚柔转换模块、抓取模块以及控制模块；
所述控制模块控制所述回转模块实现筒弹抓取装置的安全回转，再利用所述翻转模块实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，当筒弹抓取装置到达预设位置时，利用所述刚柔转换模块进行安全自锁，实现柔性柔性装置与刚性装置转换，自锁完成后通过所述抓取模块实现筒弹的抓取和卡紧。
具体地，所述回转模块采用控制模块通过控制限位保证驱动电机带动减速器以及回转支承实现筒弹抓取装置每次动作不超过一圈，保证筒弹抓取装置本体安全回转。控制模块结合减速器处的角编码器通过驱动电机控制筒弹抓取装置运动，控制模块根据初始角编码器数值限制筒弹抓取装置回转不超过一圈。
具体地，所述刚柔转换模块采用电机通过联轴器带动两个T型减速机转动，T型减速机转动带动梯形丝杠电动推杆伸缩将转动转化为钢丝绳的收放动作，实现柔性装置与刚性装置转换，梯形丝杠电机推杆保证了抓取过程中带载安全自锁，即筒弹抓取装置断电也不会导致箱弹掉落。
具体地，所述翻转模块采用X轴方向和Y轴方向分别布置一套驱动装置，实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，通过控制模块结合水平传感器的翻转俯仰角度信息控制两套驱动装置实现筒弹抓取装置的水平调节，从而保证筒弹抓取装置的安全水平状态，保证筒弹抓取装置带载后时刻保持水平不发生倾覆危险。
具体地，所述抓取模块采用电机带动减速器，减速机两端通过联轴器带动丝杠转动，丝杠带动螺母卡抓实现筒弹的抓取和卡紧，控制模块通过检测接近开关均到位才停止电机旋转，若有任意一个接近开关电平未跳变，则继续控制电机转动，保证筒弹集模块与筒弹抓取装置安全可靠衔接。
所述螺母卡抓采用接近开关来感应其行程，接近开关均到位才使筒弹安全抓取或卡紧。
具体地，所述控制模块采用：为筒弹抓取装置内各设备(电机驱动器、水平传感器以及接近传感器等)提供所需电源，实时检测筒弹抓取装置内各设备信息，并实时控制电机驱动器的启动停止。控制模块控制驱动电机启动时先使能，后解除抱闸；控制模块控制驱动电机停止时，采用先抱闸后去使能的方法保证回转模块、翻转模块、刚柔转换模块以及抓取模块的带载安全启停。
本发明实现了筒弹集装模块的安全抓取，大大提高了导弹自动装填系统装填的安全性。
根据本发明提供的一种筒弹抓取装置安全控制方法，如图2所示，包括：
步骤S1：控制模块控制回转模块实现筒弹抓取装置的安全回转；
步骤S2：利用翻转模块实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动；
步骤S3：当筒弹抓取装置到达预设位置时，利用所刚柔转换模块进行安全自锁，实现柔性柔性装置与刚性装置转换，自锁完成后通过抓取模块实现筒弹的抓取和卡紧。
具体地，所述回转模块采用控制模块通过控制限位保证驱动电机带动减速器以及回转支承实现筒弹抓取装置每次动作不超过一圈，保证筒弹抓取装置本体安全回转。控制模块结合减速器处的角编码器通过驱动电机控制筒弹抓取装置运动，控制模块根据初始角编码器数值限制筒弹抓取装置回转不超过一圈。
具体地，所述刚柔转换模块采用电机通过联轴器带动两个T型减速机转动，T型减速机转动带动梯形丝杠电动推杆伸缩将转动转化为钢丝绳的收放动作，实现柔性装置与刚性装置转换，梯形丝杠电机推杆保证了抓取过程中带载安全自锁，即筒弹抓取装置断电也不会导致箱弹掉落。
具体地，所述翻转模块采用X轴方向和Y轴方向分别布置一套驱动装置，实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，通过控制模块结合水平传感器的翻转俯仰角度信息控制两套驱动装置实现筒弹抓取装置的水平调节，从而保证筒弹抓取装置的安全水平状态，保证筒弹抓取装置带载后时刻保持水平不发生倾覆危险。
具体地，所述抓取模块采用电机带动减速器，减速机两端通过联轴器带动丝杠转动，丝杠带动螺母卡抓实现筒弹的抓取和卡紧，控制模块通过检测接近开关均到位才停止电机旋转，若有任意一个接近开关电平未跳变，则继续控制电机转动，保证筒弹集模块与筒弹抓取装置安全可靠衔接。
所述螺母卡抓采用接近开关来感应其行程，接近开关均到位才使筒弹安全抓取或卡紧。
具体地，所述控制模块采用：为筒弹抓取装置内各设备(电机驱动器、水平传感器以及接近传感器等)提供所需电源，实时检测筒弹抓取装置内各设备信息，并实时控制电机驱动器的启动停止。控制模块控制驱动电机启动时先使能，后解除抱闸；控制模块控制驱动电机停止时，采用先抱闸后去使能的方法保证回转模块、翻转模块、刚柔转换模块以及抓取模块的带载安全启停。
本发明实现了筒弹集装模块的安全抓取，大大提高了导弹自动装填系统装填的安全性。
实施例2
实施例2是实施例1的优选例
本发明提供的一种筒弹抓取装置安全控制系统，包括：回转模块、翻转模块、刚柔转换模块、抓取模块以及控制模块；
所述回转模块由驱动电机、蜗轮蜗杆减速器及回转支承组成。回转支承内圈与随车起重机固连，外圈与蜗轮固连，蜗轮与筒弹抓取装置上框架通过万向节连接，回转电机通过蜗杆带动蜗轮转动，继而使回转支承内外圈间相对转动，实现筒弹抓取装置绕Z轴方向旋转。控制模块结合涡轮蜗杆减速器处的角编码器通过回转驱动器控制筒弹抓取装置运动，控制系统软件中根据初始角编码器数值限制抓取装置回转不超过一圈，保证抓取装置本体的安全可控。
所述翻转模块由两套驱动电机、两个电动缸及相应的连接部分组成，在X轴方向和Y轴方向各布置了一套驱动装置，实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动。抓取控制组合结合水平传感器的翻转俯仰角度信息通过控制两套驱动装置实现筒弹抓取装置的水平调节，保证抓取装置带载后时刻保持水平不发生倾覆危险。
所述刚柔转换模块主要由1个驱动电机、2个T型减速机、两个电动缸、4个楔形接头、4个限位接近开关、滑轮及钢丝绳组成；控制模块根据上位机命令控制驱动电机通过联轴器带动T型减速机转动，通过梯形丝杠电动推杆伸缩将转动转化为钢丝绳的收放动作，实现柔性装置与刚性装置转换，梯形丝杠电动推杆保证了抓取过程中带载安全自锁，即筒弹抓取装置断电也不会导致箱弹掉落。
所述抓取模块由驱动电机、T型减速机、直线导轨滑块、梯形丝杠、4个接近传感器及卡爪组成。控制模块控制电机驱动T型减速机动作，减速机两端通过联轴器带动丝杠转动，从而丝杠螺母副在Y轴方向移动进行抓取动作，两侧两个丝杠螺母副分别为正反螺旋丝杠，实现两个卡爪的反向运动，传动副为梯形滑动螺旋，可自锁。控制模块软件通过检测4个限位接近开关电平均跳变后才停止驱动电机转动，若有任意一个接近开关电平未跳变，则继续控制驱动电机转动，保证了筒弹集装模块与抓取装置安全可靠衔接。
所述控制模块安装在筒弹抓取装置内，为抓取装置内各设备(电机驱动器、水平传感器、接近传感器等)提供所需电源，实时检测筒弹抓取装置内各设备信息，并结合上位机命令实时控制电机驱动器的启动停止。特别地，控制驱动电机启动时先使能，后解抱闸。控制电机停止时，采用先抱闸后去使能的逻辑方法保证驱动电机的带载安全启停。
本发明实现了筒弹抓取装置的安全抓取，大大提高了导弹自动装填系统装填的安全性。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种筒弹抓取装置安全控制系统，其特征在于，包括：回转模块、翻转模块、刚柔转换模块、抓取模块以及控制模块；
所述控制模块控制所述回转模块实现筒弹抓取装置的安全回转，再利用所述翻转模块实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，当筒弹抓取装置到达预设位置时，利用所述刚柔转换模块进行安全自锁，实现柔性柔性装置与刚性装置转换，自锁完成后通过所述抓取模块实现筒弹的抓取和卡紧。
2.根据权利要求1所述的筒弹抓取装置安全控制系统，其特征在于，所述回转模块采用控制模块通过控制限位保证驱动电机带动减速器以及回转支承实现筒弹抓取装置每次动作不超过一圈，保证筒弹抓取装置本体安全回转。
3.根据权利要求1所述的筒弹抓取装置安全控制系统，其特征在于，所述刚柔转换模块采用电机通过联轴器带动两个T型减速机转动，T型减速机转动带动梯形丝杠电动推杆将转动转化为钢丝绳的收放动作，实现柔性装置与刚性装置转换，梯形丝杠电机推杆保证了抓取过程中带载安全自锁。
4.根据权利要求1所述的筒弹抓取装置安全控制系统，其特征在于，所述翻转模块采用X轴方向和Y轴方向分别布置一套驱动装置，实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，通过控制模块结合水平传感器控制两套驱动装置从而保证筒弹抓取装置的安全水平状态。
5.根据权利要求1所述的筒弹抓取装置安全控制系统，其特征在于，所述抓取模块采用电机带动减速器，减速机两端通过联轴器带动丝杠转动，丝杠带动螺母卡抓实现筒弹的抓取和卡紧，控制模块通过检测接近开关均到位才停止电机旋转，保证筒弹集模块与筒弹抓取装置安全可靠衔接。
6.根据权利要求1所述的筒弹抓取装置安全控制系统，其特征在于，所述控制模块采用：控制模块控制驱动电机启动时先使能，后解除抱闸；控制模块控制驱动电机停止时，采用先抱闸后去使能的方法保证回转模块、翻转模块、刚柔转换模块以及抓取模块的带载安全启停。
7.一种筒弹抓取装置安全控制方法，其特征在于，包括：
步骤S1：控制模块控制回转模块实现筒弹抓取装置的安全回转；
步骤S2：利用翻转模块实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动；
步骤S3：当筒弹抓取装置到达预设位置时，利用所刚柔转换模块进行安全自锁，实现柔性柔性装置与刚性装置转换，自锁完成后通过抓取模块实现筒弹的抓取和卡紧。
8.根据权利要求7所述的筒弹抓取装置安全控制方法，其特征在于，所述回转模块采用控制模块通过控制限位保证驱动电机带动减速器以及回转支承实现筒弹抓取装置每次动作不超过一圈，保证筒弹抓取装置本体安全回转。
9.根据权利要求7所述的筒弹抓取装置安全控制方法，其特征在于，所述刚柔转换模块采用电机通过联轴器带动两个T型减速机转动，T型减速机转动带动梯形丝杠电动推杆将转动转化为钢丝绳的收放动作，实现柔性装置与刚性装置转换，梯形丝杠电机推杆保证了抓取过程中带载安全自锁。
10.根据权利要求7所述的筒弹抓取装置安全控制方法，其特征在于，所述翻转模块采用X轴方向和Y轴方向分别布置一套驱动装置，实现筒弹抓取装置绕X轴和Y轴方向的转动，通过控制模块结合水平传感器控制两套驱动装置从而保证筒弹抓取装置的安全水平状态；
所述抓取模块采用电机带动减速器，减速机两端通过联轴器带动丝杠转动，丝杠带动螺母卡抓实现筒弹的抓取和卡紧，控制模块通过检测接近开关均到位才停止电机旋转，保证筒弹集模块与筒弹抓取装置安全可靠衔接；
所述控制模块采用：控制模块控制驱动电机启动时先使能，后解除抱闸；控制模块控制驱动电机停止时，采用先抱闸后去使能的方法保证回转模块、翻转模块、刚柔转换模块以及抓取模块的带载安全启停。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220325 |