CN202041120U

CN202041120U - 多用途稳定式非杀伤性智能炮

Info

Publication number: CN202041120U
Application number: CN2010206726692U
Authority: CN
Inventors: 可伟; 乔海岩
Original assignee: Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Current assignee: Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2020-12-15

Abstract

本实用新型涉及一种多用途稳定式非杀伤性智能炮。它包括：综合控制台：包括指令操控台、人机交互界面和对外电气及通讯接口；炮台主体：包括对外电气及通讯接口、风速风向计、方位、俯仰伺服系统、火险探测、预报系统、炮管喷射及主体转位机构、炮体减摇稳定装置和输水连接机构；给水及动力装置：包括船舶高压水塔、输水连接机构、船舶电站、离心式清水泵和水压、水流测压测速计；和软件装置：包括双轴伺服平台控制算法模块、水射流轨迹算法模块和图像处理算法模块；可实现防盗、反恐、消防和预期监控四位一体。

Description

多用途稳定式非杀伤性智能炮

技术领域

本实用新型涉及一种非杀伤性的智能炮。

背景技术

目前舰船和大空间重点部位的智能炮作用单一，控制方式简单，均采用人工控制，对于第一时间探测险情并自动做出反应进行攻击和实时扑救这方面效果不很理想。

由于舰载平台受海浪影响较大，一直处于摇摆状态，因此，舰载智能炮在使用过程中出水的落点不稳定，将大大影响作战效果，而且现装备使用的智能炮没有对计算出水弹道相关的参数如风速、风向、水压、流量等不确定性因素进行实时补偿、修正，导致出水落点准确性差，打击效果不理想，有时会贻误战机。

发明内容：

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供一种多用途稳定式非杀伤性智能炮，它可实现防盗、反恐、消防和预期监控四位一体。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：它包括：

综合控制台：包括指令操控台、人机交互界面和对外电气及通讯接口；指令操控台配置各种电子开关等，包括开启电源、火源扇扫、给水开关、喷射切换、功能复位等等功能按钮，方便操作者进行随时切换和控制等操作；人机交互界面实时显示水炮工作状态及其周围的工作环境，工作人员可以在远程即可了解现场状况并随时做出相应调整以及记录影像资料，以便为后期处理提供依据；对外电气及通讯接口配置了与控制箱进行通讯的串行接口以及对外的供电接口，通过该接口，操控台可以进行开机自检、与控制箱进行实时全双工通讯；

炮台主体：包括对外电气及通讯接口、风速风向计、方位、俯仰伺服系统、火险探测、预报系统、炮管喷射及主体转位机构、炮体减摇稳定装置和输水连接机构；对外电气及通讯接口配置了与上位机进行命令交互的全双工通讯接口，并配置了与各个部分衔接的输入输出接口以及控制箱正常工作的供电等；风速风向计可以高灵敏度感测全方位风向及风速大小，并通过通讯接口输出给控制箱内的水射流轨迹模块用来修正水道；方位、俯仰伺服系统是实现炮台台体水平旋转及炮管高低的控制系统，其执行机构是两个步进电机，通过控制板控制两个驱动器来驱动电机步进，实现方位及俯仰上的稳定运行；火险探测、预报系统依托图像处理板里的火险预处理算法(包括火焰识别、火焰轮廓等相关算法)，利用CCD传感器进行采集模拟信号，通过一系列预处理来对现场情况进行识别；炮管喷射及主体转位机构选用超耐压型管壁材料来实现超高压、远距离喷射，其主体结构为水平转位台，俯仰转位机构位于水平台体上，当进行伺服机动时，方位、俯仰可同时联动，实现快速定位；炮体减摇稳定装置，由于舰船等载体受海浪摇摆剧烈，特分别在每个转位轴上安装陀螺元件来敏感转动速度，通过控制系统闭环来构造稳定系统，使得喷射水流直接命中目标；输水连接机构通过给水系统供水，配置耐压水管道，将水及其他可喷射物体通过管道送至炮台进水口；

给水及动力装置：包括船舶高压水塔、输水连接机构、船舶电站、离心式清水泵和水压、水流测压测速计；船舶高压水塔输有超高压设备，将水以一定压力输送给炮台，实现超远距离拦截恐怖入侵，为海军提供了一种非致命的打击手段；输水连接机构通过配置三通等设备实现给水、循环水、排水等一体化；船舶电站为智能炮高压及电力系统提供足够余量的后勤保障，以此来保证系统的正常运作；离心式清水泵是当系统工作于消防状态时启用的，它可以利用三相电机来直接驱动泵进行运转，是智能炮的一种冗余设计；水压、水流测压测速计检测流速及压力，通过电气接口送至控制板的输入口，数据进入水射流轨迹算法模块进行精确高速解算，以此来得出整个系统在外部参量变化的情况下其轨迹变化趋势；

和软件装置：包括双轴伺服平台控制算法模块、水射流轨迹算法模块和图像处理算法模块；双轴伺服平台控制算法模块是控制双轴平台稳定运行的核心，并且外加敏感元件陀螺构成闭环，以此实现系统稳定，内部核心算法采用工程适用的模糊PID控制算法来实现控制，根据多种产品的试验证明效果十分理想；水射流轨迹算法模块是通过多组基地试验，并综合参考了外界的各种干扰因素，通过数以百计的试验数据，建立数据库，建立参考模型来实现的一套具有工程实用价值的水射流轨迹方程；图像处理算法模块是通过CCD摄像机来进行采集数据，利用高速DM642核心处理器实现复杂图像处理、辨识等工作，从而为火险探测的可靠性又加了一道保险。

本实用新型具有下列优点：1、可实现防盗、反恐、消防和预期监控四位一体；2、监控距离远，运行灵活，适合大空间和特殊场合攻击；3、具有防爆、防潮功能，可适用于环境恶劣的工作场所；4、报警确认简单、迅速、直观；5、喷射无死角，无盲区；6、炮体安装有光、机、电一体化装置；7、能自动实现险情空间定位，通过联动控制系统实现险情的定点攻击与扑救；8、抗干扰能力强，能有效防止外部强烈振动以及海浪等对智能炮造成的三个自由度上的强烈干扰，具有高精度的稳定平台，使炮台始终稳定于惯性空间；9、智能炮转动机构配置有过载保护装置，能有效防止电机损坏

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图为本实用新型结构方块图。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型包括综合控制台、炮台主体、给水及动力装置和软件装置。

综合控制台：包括指令操控台、人机交互界面和对外电气及通讯接口。指令操控台配置各种电子开关等，包括开启电源、火源扇扫、给水开关、喷射切换、功能复位等等功能按钮，方便操作者进行随时切换和控制等操作。人机交互界面实时显示水炮工作状态及其周围的工作环境，工作人员可以在远程即可了解现场状况并随时做出相应调整以及记录影像资料，以便为后期处理提供依据；对外电气及通讯接口配置了与控制箱进行通讯的串行接口以及对外的供电接口，通过该接口，操控台可以进行开机自检、与控制箱进行实时全双工通讯。

炮台主体：包括对外电气及通讯接口、风速风向计、方位、俯仰伺服系统、火险探测、预报系统、炮管喷射及主体转位机构、炮体减摇稳定装置和输水连接机构。对外电气及通讯接口配置了与上位机进行命令交互的全双工通讯接口，并配置了与各个部分衔接的输入输出接口以及控制箱正常工作的供电等。风速风向计可以高灵敏度感测全方位风向及风速大小，并通过通讯接口输出给控制箱内的水射流轨迹模块用来修正水道。方位、俯仰伺服系统是实现炮台台体水平旋转及炮管高低的控制系统，其执行机构是两个步进电机，通过控制板控制两个驱动器来驱动电机步进，实现方位及俯仰上的稳定运行。火险探测、预报系统依托图像处理板里的火险预处理算法(包括火焰识别、火焰轮廓等相关算法)，利用CCD传感器进行采集模拟信号，通过一系列预处理来对现场情况进行识别；炮管喷射及主体转位机构选用超耐压型管壁材料来实现超高压、远距离喷射，其主体结构为水平转位台，俯仰转位机构位于水平台体上，当进行伺服机动时，方位、俯仰可同时联动，实现快速定位。炮体减摇稳定装置，由于舰船等载体受海浪摇摆剧烈，特分别在每个转位轴上安装陀螺元件来敏感转动速度，通过控制系统闭环来构造稳定系统，使得喷射水流直接命中目标。输水连接机构通过给水系统供水，配置耐压水管道，将水及其他可喷射物体通过管道送至炮台进水口。

给水及动力装置：包括船舶高压水塔、输水连接机构、船舶电站、离心式清水泵和水压、水流测压测速计。船舶高压水塔输有超高压设备，将水以一定压力输送给炮台，实现超远距离拦截恐怖入侵，为海军提供了一种非致命的打击手段；输水连接机构通过配置三通等设备实现给水、循环水、排水等一体化。船舶电站为智能炮高压及电力系统提供足够余量的后勤保障，以此来保证系统的正常运作。离心式清水泵是当系统工作于消防状态时启用的，它可以利用三相电机来直接驱动泵进行运转，是智能炮的一种冗余设计。水压、水流测压测速计检测流速及压力，通过电气接口送至控制板的输入口，数据进入水射流轨迹算法模块进行精确高速解算，以此来得出整个系统在外部参量变化的情况下其轨迹变化趋势。

和软件装置：包括双轴伺服平台控制算法模块、水射流轨迹算法模块和图像处理算法模块。双轴伺服平台控制算法模块是控制双轴平台稳定运行的核心，并且外加敏感元件陀螺构成闭环，以此实现系统稳定，内部核心算法采用工程适用的模糊PID控制算法来实现控制，根据多种产品的试验证明效果十分理想。水射流轨迹算法模块是通过多组基地试验，并综合参考了外界的各种干扰因素，通过数以百计的试验数据，建立数据库，建立参考模型来实现的一套具有工程实用价值的水射流轨迹方程。图像处理算法模块是通过CCD摄像机来进行采集数据，利用高速DM642核心处理器实现复杂图像处理、辨识等工作，从而为火险探测的可靠性又加了一道保险。

Claims

1.一种多用途稳定式非杀伤性智能炮，其特征在于：它包括：

综合控制台：包括指令操控台、人机交互界面和对外电气及通讯接口；指令操控台配置各种电子开关，包括开启电源、火源扇扫、给水开关、喷射切换、功能复位功能按钮，方便操作者进行随时切换和控制操作；人机交互界面实时显示水炮工作状态及其周围的工作环境；对外电气及通讯接口配置了与控制箱进行通讯的串行接口以及对外的供电接口，通过该接口，操控台可以进行开机自检、与控制箱进行实时全双工通讯；

炮台主体：包括对外电气及通讯接口、风速风向计、方位、俯仰伺服系统、火险探测、预报系统、炮管喷射及主体转位机构、炮体减摇稳定装置和输水连接机构；对外电气及通讯接口配置了与上位机进行命令交互的全双工通讯接口，并配置了与各个部分衔接的输入输出接口以及控制箱正常工作的供电；风速风向计可以高灵敏度感测全方位风向及风速大小，并通过通讯接口输出给控制箱内的水射流轨迹模块用来修正水道；方位、俯仰伺服系统是实现炮台台体水平旋转及炮管高低的控制系统，其执行机构是两个步进电机，通过控制板控制两个驱动器来驱动电机步进，实现方位及俯仰上的稳定运行；火险探测、预报系统依托图像处理板里的火险预处理算法，利用CCD传感器进行采集模拟信号，通过一系列预处理来对现场情况进行识别；炮管喷射及主体转位机构选用超耐压型管壁材料来实现超高压、远距离喷射，其主体结构为水平转位台，俯仰转位机构位于水平台体上，当进行伺服机动时，方位、俯仰可同时联动，实现快速定位；炮体减摇稳定装置稳定炮台主体；输水连接机构通过给水系统供水，配置耐压水管道，将水通过管道送至炮台进水口；

给水及动力装置：包括船舶高压水塔、输水连接机构、船舶电站、离心式清水泵和水压、水流测压测速计；船舶高压水塔输有超高压设备，将水以一定压力输送给炮台；输水连接机构通过配置三通设备实现给水、循环水、排水一体化；船舶电站为智能炮高压及电力系统提供足够余量的后勤保障；离心式清水泵是当系统工作于消防状态时启用的，它可以利用三相电机来直接驱动泵进行运转，是智能炮的一种冗余设计；水压、水流测压测速计检测流速及压力，通过电气接口送至控制板的输入口，数据进入水射流轨迹算法模块进行精确高速解算。