CN217821328U - 一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，属于测发控技术领域，解决了现有设备结构复杂、体积较大、成本较高、通用性较差的问题。该装置包括测发控壳体，以及集成于该壳体内的主控计算机、键盘‑鼠标‑显示器一体机、配电箱和光电转换器。主控计算机上配置有测发控软件，其数据输入端与待测试火箭或靶弹上携载的数据传感器连接，其数据输出端与键盘‑鼠标‑显示器一体机连接，并经光电转换器接入局域网，其控制信号输出端经配电箱接待测试火箭或靶弹上电气设备。键盘‑鼠标‑显示器一体机的显示屏上显示：用户输入的数据，数据传感器采集的测试数据。该设备可由一个主控计算机实现所有逻辑控制,体积小、重量轻。

Description

一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备

技术领域

本实用新型涉及测发控技术领域，尤其涉及一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备。

背景技术

测发控设备是集火箭/靶弹测试、发射、数据处理和监测等功能于一体的测试-发射设备。其一般分为前端设备和后端设备两部分。前端设备包括前端控制计算机、前端配电箱、前端测发控电源、前端光纤交换机、时序记录仪等设备。后端设备包括后端光纤交换机、后端发控计算机、后端发射控制盒等设备。前端设备和后端设备通过光纤交换机进行数据通信和指令传输，并通过以太网、RS422或RS485总线进行连接。前端设备受后端设备控制，共同完成火箭/靶弹测试和发射任务。

现有的测发控系统设备组成部件过多，严重依赖定制化，交联关系复杂、体积较大、价格昂贵，测试和发射时需要投入较多的人力才能完成一次测试-发射任务，导致小型固体火箭和靶弹的发射成本太高。尤其是对成本要求严苛的靶弹，更是难以承受，不适合现在灵活、机动、快速的测试和发射要求。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，用以解决现有设备结构复杂、体积较大、成本较高、通用性较差的问题。

一方面，本实用新型实施例提供了一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，包括测发控壳体，以及集成于该测发控壳体内的主控计算机、键盘-鼠标-显示器一体机、配电箱和光电转换器；其中，

主控计算机上配置有测发控软件，其数据输入端与待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的数据传感器连接，其数据输出端与键盘-鼠标-显示器一体机连接，并经光电转换器接入局域网，其控制信号输出端经配电箱接待测试的小型固体火箭或靶弹上电气设备；

键盘-鼠标-显示器一体机的显示屏上显示：用户输入的数据，测试过程中上述数据传感器采集的测试数据。

上述技术方案的有益效果如下：针对现有小型固体火箭/靶弹测发控设备成本较高的问题，从硬件角度采用现有低成本成熟产品功能模块，配合自主设计的适用于固体火箭和靶弹的通用配电箱，得到一个可独立使用或者与远程控制计算机配合使用的测发控设备，缩短了开发周期，降低了单台设备的研发成本。针对现有测发控设备通用性差的问题，通过减少硬件逻辑限制，由一个主控计算机实现逻辑控制，修改测发控软件以及更换部分连接电缆后，即可完成多型号小型固体火箭/靶弹的测试、发射工作，提高设备的通用性。针对现有测发控设备体积大，移动不便的问题，采用集成化设计，该测发控设备的整体大小仅为12U标准机架箱大小，体积小、重量轻。

基于上述设备的进一步改进，测发控设备，其特征在于，还包括集成于该测发控壳体内的供电装置；其中，

该供电装置内置至少3个AC-DC电源，包括第一AC-DC电源、第二AC-DC电源、第三AC-DC电源；

第一AC-DC电源的输出端经配电箱与小型固体火箭或靶弹上控制设备的供电端连接；

第二AC-DC电源的输出端经配电箱与小型固体火箭或靶弹上火工品的点火控制端连接；

第三AC-DC电源的输出端经配电箱与小型固体火箭或靶弹上伺服设备的供电端连接。

进一步，所述主控计算机内集成了电源模块、控制器、AI模块、配电通道控制模块、串口卡、网卡；其中，

电源模块的输入端与供电装置的输出端连接，输出端经配电通道控制模块分别与控制器、AI模块、串口卡、网卡的供电端连接；

控制器通过AI模块分别与配电箱的控制端、待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的数据传感器、配电箱内设置的配电通道状态传感器连接，并通过串口卡的多路可配置串口分别与配电箱、电源模块的供电端连接，以及，通过网卡的多路自识别网口与电源模块的控制端、光电转换模块的输出端、远程控制计算机的通信端连接。

进一步，所述主控计算机内还集成了多个扩展槽；其中，

每一扩展槽的控制端均与控制器的输出端连接，供电端经配电通道控制模块与电源模块的输出端连接。

进一步，所述串口卡具有4路RS232/422/485可配置串口，其还与待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的电气系统电连接；

所述网卡具有4路10/100/1000M自识别网口。

进一步，所述配电箱进一步包括配电箱壳体、集成于配电箱壳体内的配电电路板、配电箱安装板、大功率继电器单元、CAN总线模块、DC-DC电源模块；其中，

配电电路板上配置有多条独立的测发控配电通道，每一测发控配电通道上设有一个控制该通道通断的电磁继电器，所述电磁继电器的控制端与主控计算机的控制信号输出端连接；

配电箱安装板设于配电电路板上方，其上表面固定安装有大功率继电器单元、CAN总线模块、DC-DC电源模块；DC-DC电源模块的输出端与配电电路板上每一电磁继电器的供电端连接；CAN总线模块的一端与主控计算机连接，另一端与待测试的小型固体火箭或靶弹上电气设备、携载的数据传感器连接。

进一步，所述配电箱还包括集成于配电箱壳体内的至少一个功能扩展模块；其中，

每一所述功能扩展模块通过串口卡的RS485串口与主控计算机的控制信号输出端连接。

进一步，所述配电箱壳体具有配电箱前面板、配电箱后面板；其中，

配电箱前面板上安装有用于显示每一测发控配电通道通电状态的状态指示灯，并设有用于监测每一测发控配电通道通电状态的测试接口；

配电箱后面板上设有接入供电电源以及输入控制信号的配电箱电气接口。

进一步，所述测发控壳体上具有RX单模光纤接口和TX单模光纤接口。

进一步，所述主控计算机为CPCI总线计算机、PXI总线计算机、PCI总线计算机、PCIE总线计算机中的一种；并且，

所述测发控壳体采用标准12U机架箱。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

1、经某型号两发超音速靶弹试验、发射全流程验证，满足使用要求，圆满完成任务。

2、在不修改底层硬件设计的条件下，经简单电缆改造，可适用于某型号亚音速靶弹测试工作。

3、经过近万公里的长途运输及上百次的地面移动以及装卸工做，充分体现其设计的机动灵活的便携性设计，大大减少人力资源投入。

4、去除常规测发控后端设备，降低了设备研制成本、研制复杂度。

5、采用前后端一体机化设计，可适应对箭/弹直接测试，也可适应远程的程控测试方式，节省了远端（后端）测控流程软件。

提供实用新型内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了实施例1用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备组成示意图；

图2示出了实施例2主控计算机的配电控制原理图；

图3示出了实施例2配电箱结构示意图；

图4示出了实施例2配电箱前面板上状态指示灯和测试结口的示意图；

图5示出了实施例2配电箱后面板上接口示意图；

图6示出了实施例2测发控设备的使用方式一示意图；

图7示出了实施例2测发控设备的使用方式二示意图；

图8示出了实施例2测发控设备的使用方式三示意图。

附图标记：

1- 配电箱壳体；2- 配电箱前面板；3- 配电箱后面板；4- 配电电路板；5- 配电箱安装板；6- 大功率继电器单元；7- CAN总线模块；8- 功能扩展模块（DIO模块）；9- DC-DC电源模块；10- 箭/弹地电缆；11- 网线；12- 单模双轴光纤。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

实施例1

本实用新型的一个实施例，公开了一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，如图1所示，包括测发控壳体，以及集成于该测发控壳体内的主控计算机、键盘-鼠标-显示器一体机（KVM）、配电箱和光电转换器。

其中，测发控壳体可采用任何便携式大小的机架箱或减振机架箱。其为其余硬件部分的承载装置，并提供安全防护和集成空间。

主控计算机上配置有测发控软件，其为测发控设备的控制及驱动核心，用于运行测发控软件（采用现有软件，示例性地，参见专利CN201810695567.3、CN201710193640.2）（示例性地，参见专利CN202011147166.8、CN201911128087.X）。主控计算机具有集成控制功能。

主控计算机的数据输入端与待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的数据传感器连接（可采用直接连接或间接连接方式，不限于有线数据传输或无线数据传输，用于接收发射前、发射过程中的测试数据，包括电气设备的状态数据），其数据输出端与键盘-鼠标-显示器一体机连接（传输测试数据，并接收用户输入的数据），并经光电转换器通过设定网口接入局域网与远程控制计算机通讯（可实现远程控制），其控制信号输出端经配电箱接待测试的小型固体火箭或靶弹上的电气设备（输出与接待测试的小型固体火箭或靶弹适配的控制信号用于点火控制）。

上述电气设备包括小型固体火箭或靶弹上控制设备、小型固体火箭或靶弹上火工品电点火器、小型固体火箭或靶弹上伺服设备。

键盘-鼠标-显示器一体机的显示屏上显示：用户输入的数据，测试过程中上述数据传感器采集的测试数据，以及主控计算机根据所述测试数据解算出的测试结果。

键盘-鼠标-显示器一体机，用于实现数据输入，测试数据和测试结果显示，用于完成测发/发射流程中的人机交互。

数据传感器

与现有技术相比，本实施例提供的测发控设备针对现有小型固体火箭/靶弹测发控设备成本较高的问题，从硬件角度采用现有低成本成熟产品功能模块，配合自主设计的适用于固体火箭和靶弹的通用配电箱，得到一个可独立使用或者与远程控制计算机配合使用的测发控设备，缩短了开发周期，降低了单台设备的研发成本。针对现有测发控设备通用性差的问题，通过减少硬件逻辑限制，由一个主控计算机实现逻辑控制，修改测发控软件以及更换部分连接电缆后，即可完成多型号小型固体火箭/靶弹的测试、发射工作，提高了设备的通用性。针对现有测发控设备体积大，移动不便的问题，采用集成化设计，该测发控设备的整体大小仅为12U标准机架箱大小，体积小、重量轻。

实施例2

在实施例1的基础上进行改进，该测发控壳体上配有拉杆和滚轮（底部），便于移动。

优选地，该测发控设备还包括集成于该测发控壳体内的供电装置。其中，该供电装置内置至少3个AC-DC电源，包括提供测试发射过程中控制用电的第一AC-DC电源、提供小型固体火箭或靶弹中火工品用电的第二AC-DC电源、提供伺服功率用电的第三AC-DC电源，连接控制关系如图2所示。

第一AC-DC电源的输出端经配电箱的配电支路一与小型固体火箭或靶弹上控制设备的供电端连接，控制端与控制器的输出端连接。

第二AC-DC电源的输出端经配电箱的配电支路二与小型固体火箭或靶弹上火工品的点火控制端连接，控制端与控制器的输出端连接。

第三AC-DC电源的输出端经配电箱的配电支路三与小型固体火箭或靶弹上伺服设备的供电端连接，控制端与控制器的输出端连接。

配电箱内具有多条独立配电支路，包括配电支路一、配电支路二、配电支路三等。

主控计算通过以太网和RS485总线实现对供电装置中各AC-DC电源的智能控制。

接下来，首先介绍主控计算机。

优选地，主控计算机内集成了电源模块、控制器、AI模块、配电通道控制模块（也称DO模块）、串口卡、网卡和3个扩展槽等。

其中，电源模块的输入端与供电装置的输出端连接，输出端经配电通道控制模块分别与控制器、AI模块、串口卡、网卡、扩展槽的供电端连接，用于为控制器、AI模块、串口卡、网卡、扩展槽供电。

控制器具有数据存储功能，配置有测发控软件，其通过AI模块分别与配电箱的控制端、待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的数据传感器、配电箱内设置的配电通道状态传感器（用于采集各配电通道的通电状态）连接，实现控制用电电压、箭/弹上电压信号反馈以及配电箱配电状态采集；其还通过串口卡的多路可配置串口分别与配电箱、电源模块的供电端连接，用于实现主控计算机与配电箱、电源模块的电源通讯；以及，其还通过网卡的多路自识别网口与电源模块的控制端、光电转换模块的输出端、远程控制计算机的通信端连接，用于实现主控计算机对电源模块的电源控制，连接光电转换模块，以及接收远程控制计算机的控制。

串口卡具有4路RS232/422/485可配置串口，还与待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的电气系统电连接，用于实现箭上/弹上电气系统与地面通讯。

网卡具有4路10/100/1000M自识别网口。

扩展槽为预留功能扩展槽位，每一扩展槽的控制端均与控制器的输出端连接，供电端经配电通道控制模块与电源模块的输出端连接。

常规测发控测试的用电电压采集单元由配电箱完成，采用将电压信号经隔离变换转换为±5V/±10V范围内的低电压信号，然后由AI模块采集。主控计算机使用宽范围AI模块，提供64路单端或32路差分电压采集通道，箭/弹上控制电电压信号无需经电压转换模块转换，可直接由主控制计算机的AI模块采集，降低配电箱设计复杂性，提高了通用性。

主控计算机通过RS422串口卡或配电箱内的CAN总线模块实现弹上数据采集和指令控制，由运行在控制器中的测发控软件进行数据自动判读，完成测试和发射流程控制。

接下来介绍测发控设备中的核心配电设备，即配电箱。

优选地，配电箱进一步包括配电箱壳体、集成于配电箱壳体内的配电电路板、配电箱安装板、大功率继电器单元、CAN总线模块、DC-DC电源模块、采集模块，如图3所示。

其中，配电电路板上配置有多条独立的测发控配电通道，并配置有嵌入式控制软件，每一测发控配电通道上设有一个控制该通道通断的电磁继电器。所述电磁继电器的控制端与主控计算机的控制信号输出端连接。配电电路板可输出供电、开关量信号、数字量信号到火箭或靶弹，采集、接收来至火箭或靶弹的反馈信号给主控计算机进行数据判读。

配电箱安装板设于配电电路板上方，其上表面固定安装有大功率继电器单元、CAN总线模块、DC-DC电源模块等。DC-DC电源模块的输出端与配电电路板上每一电磁继电器的供电端连接，为电磁继电器供电。CAN总线模块的一端与主控计算机连接，另一端与待测试的小型固体火箭或靶弹上电气设备、携载的数据传感器连接，可提供两路CAN总线，实现弹地/箭地之间通讯和数据传输功能。

通过上述配电箱可实现小型固体火箭或靶弹上电气设备、携载的传感器与主控计算机之间的双向通信，使得控制效率更为高效。

优选地，配电箱还包括集成于配电箱壳体内的至少一个功能扩展模块（DIO模块）。其中，每一所述功能扩展模块通过串口卡的RS485串口与主控计算机的控制信号输出端连接，可通过RS485总线由测发控软件进行控制。

配电箱进行通用性设计，配电板各测发控配电通道进行隔离设计和冗余设计。各通道隔离设计可以去除常规配电电路的逻辑限制，通过主控计算机的测发控软件（上位机软件）和DO模块实现配电逻辑控制，提高了通用性和灵活性。冗余设计可以扩大系统功能和提升供电可靠性。

优选地，配电箱壳体具有配电箱前面板、配电箱后面板，如图4~图5所示。其中，配电箱前面板上安装有用于显示每一测发控配电通道通电状态的状态指示灯，并设有用于监测每一测发控配电通道通电状态的测试接口。配电箱后面板上设有接入供电电源以及输入控制信号的配电箱电气接口，实现供电电源以及信号的输入输出。

优选地，测发控壳体上具有RX单模光纤接口和TX单模光纤接口，用于主控计算机通过经光电转换器、RX单模光纤接口或TX单模光纤接口接入局域网，与远程控制计算机通讯。

光电转换模块为测发控系统实现远程控制功能模块，该模块通过网口与主控计算机相连，通过该模块可对测发控系统实现不大于20km的远程控制。

优选地，主控计算机为CPCI总线计算机、PXI总线计算机、PCI总线计算机、PCIE总线计算机中的一种；并且，所述测发控壳体采用标准12U机架箱。

实施时，该测发控设备的使用方式有以下三种。

方式1：仅使用测发控设备连接小型固体火箭或靶弹，如图6所示。该连接方式仅通过弹地电缆连接小型固体火箭/靶弹，可用于实验室匹配测试、总装厂/靶场技术阵地测试以及靶场实际发射环节。当用于靶场发射实际发射时请确保弹地电缆长度超出小型固体火箭/靶弹发射故障时的危险范围，或采取其他人员安全保护措施。

方式2：当需要远距离测试或发射时，可通过网线使用计算机进行远程控制，如图7所示。

方式3：当需要超远距离执行测试或发射任务时，可以使用光电转换模块，通过光纤连接远程控制计算机和测发控设备，实现远程控制，如图8所示。

与现有技术相比，本实施例提供的测发控设备具有如下有益效果：

1、经某型号两发超音速靶弹试验、发射全流程验证，满足使用要求，圆满完成任务。

2、在不修改底层硬件设计的条件下，经简单电缆改造，可适用于某型号亚音速靶弹测试工作。

3、经过近万公里的长途运输及上百次的地面移动以及装卸工做，充分体现其设计的机动灵活的便携性设计，大大减少人力资源投入。

4、去除常规测发控后端设备，降低了设备研制成本、研制复杂度。

5、采用前后端一体机化设计，可适应对箭/弹直接测试，也可适应远程的程控测试方式，节省了远端（后端）测控流程软件。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对现有技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，包括测发控壳体，以及集成于该测发控壳体内的主控计算机、键盘-鼠标-显示器一体机、配电箱和光电转换器；其中，

主控计算机上配置有测发控软件，其数据输入端与待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的数据传感器连接，其数据输出端与键盘-鼠标-显示器一体机连接，并经光电转换器接入局域网，其控制信号输出端经配电箱接待测试的小型固体火箭或靶弹上电气设备；

键盘-鼠标-显示器一体机的显示屏上显示：用户输入的数据，测试过程中上述数据传感器采集的测试数据。

2.根据权利要求1所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，还包括集成于该测发控壳体内的供电装置；其中，

该供电装置内置至少3个AC-DC电源，包括第一AC-DC电源、第二AC-DC电源、第三AC-DC电源；

第一AC-DC电源的输出端经配电箱与小型固体火箭或靶弹上控制设备的供电端连接；

第二AC-DC电源的输出端经配电箱与小型固体火箭或靶弹上火工品的点火控制端连接；

第三AC-DC电源的输出端经配电箱与小型固体火箭或靶弹上伺服设备的供电端连接。

3.根据权利要求2所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述主控计算机内集成了电源模块、控制器、AI模块、配电通道控制模块、串口卡和网卡；其中，

电源模块的输入端与供电装置的输出端连接，输出端经配电通道控制模块分别与控制器、AI模块、串口卡、网卡的供电端连接；

控制器通过AI模块分别与配电箱的控制端、待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的数据传感器、配电箱内设置的配电通道状态传感器连接，并通过串口卡的多路可配置串口分别与配电箱、电源模块的供电端连接，以及，通过网卡的多路自识别网口与电源模块的控制端、光电转换模块的输出端、远程控制计算机的通信端连接。

4.根据权利要求3所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述主控计算机内还集成了多个扩展槽；其中，

每一扩展槽的控制端均与控制器的输出端连接，供电端经配电通道控制模块与电源模块的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述串口卡具有4路RS232/422/485可配置串口，其还与待测试的小型固体火箭或靶弹上携载的电气系统电连接；

所述网卡具有4路10/100/1000M自识别网口。

6.根据权利要求5所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述配电箱进一步包括配电箱壳体、集成于配电箱壳体内的配电电路板、配电箱安装板、大功率继电器单元、CAN总线模块、DC-DC电源模块；其中，

配电电路板上配置有多条独立的测发控配电通道，每一测发控配电通道上设有一个控制该通道通断的电磁继电器，所述电磁继电器的控制端与主控计算机的控制信号输出端连接；

配电箱安装板设于配电电路板上方，其上表面固定安装有大功率继电器单元、CAN总线模块、DC-DC电源模块；DC-DC电源模块的输出端与配电电路板上每一电磁继电器的供电端连接；CAN总线模块的一端与主控计算机连接，另一端与待测试的小型固体火箭或靶弹上电气设备、携载的数据传感器连接。

7.根据权利要求6所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述配电箱还包括集成于配电箱壳体内的至少一个功能扩展模块；其中，

每一所述功能扩展模块通过串口卡的RS485串口与主控计算机的控制信号输出端连接。

8.根据权利要求6或7所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述配电箱壳体具有配电箱前面板、配电箱后面板；其中，

配电箱前面板上安装有用于显示每一测发控配电通道通电状态的状态指示灯，并设有用于监测每一测发控配电通道通电状态的测试接口；

配电箱后面板上设有接入供电电源以及输入控制信号的配电箱电气接口。

9.根据权利要求8所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述测发控壳体上具有RX单模光纤接口和TX单模光纤接口。

10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、9任意一项所述的用于小型固体火箭或靶弹的测发控设备，其特征在于，所述主控计算机为CPCI总线计算机、PXI总线计算机、PCI总线计算机、PCIE总线计算机中的一种。

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