一种用于飞机腹下导弹装配的顶装机构及其控制方法与流程

1.本发明涉及一种用于飞机腹下导弹装配的顶装机构及其控制方法，属于飞机挂装导弹装配技术领域。


背景技术：

2.随着现代化战争形式的不断发展，对军用飞机导弹装配的便捷性、时效性和安全性提出了更高的要求，导弹装配的工作场所主要集中在飞机的腹下位置。顶装技术和设备在近年来我国已经有了相当程度的进步，国产顶装车的发展尤为迅速，先后在市场上出现了许多不同的型号和形式的顶装车，目前的飞机腹下挂装设备主要可以包括人力直接挂装、吊挂设备挂装和举升设备挂装三种形式，存在供电线路干扰，费时费力，工作效率低，设备操作复杂等问题。


技术实现要素：

3.本发明为了解决上述背景技术中提到的现有技术的飞机腹下挂装设备存在供电线路干扰，费时费力，工作效率低，设备操作复杂等技术问题，提出一种用于飞机腹下导弹装配的顶装机构及其控制方法，可实现飞机腹下各种尺寸型号导弹的快速装配，机构操作方便，结构合理，定位准确，响应速度快，并且具有较高的通用性与稳定性。
4.本发明提出一种用于飞机腹下导弹装配的顶装机构，包括基于行星滚柱丝杠的动力传动机构、行走控制机构、上平台支撑机构、剪叉式升降机构和底座，所述剪叉式升降机构的上端连接上平台支撑机构，底部安装于底座的滑道上，所述行走控制机构遥控底座行进到指定工位，基于行星滚柱丝杠的动力传动机构控制剪叉式升降机构上升或下降到导弹安装高度。
5.优选地，所述基于行星滚柱丝杠的动力传动机构包括丝杠驱动电机、减速器、行星滚柱丝杆和丝杠套筒，所述丝杠驱动电机输出轴连接减速器，并通过联轴器将减速器与行星滚柱丝杆连接，行星滚柱丝杠体将电机轴旋转运动转化成丝杠套筒的直线运动。
6.优选地，所述行星滚柱丝杆包括丝杆轴、内齿圈、保持架、螺母和多个滚柱，所述丝杆轴设置在螺母内且同轴线布置，多个滚柱沿圆周方向均匀布置在丝杆轴和螺母之间，丝杠螺母通过法兰连接至丝杠套筒。
7.优选地，所述行走控制机构包括电控箱、电源箱和行走驱动电机装置，所述行走驱动电机装置驱动顶装机构移动，所述电控箱控制行走驱动电机装置的启停，所述电源箱用于供电。
8.优选地，所述电控箱内设置有接收器控制模块、控制器、一号驱动模块、二号驱动模块和三号驱动模块，所述接收器控制模块与控制器连接，所述控制器分别与一号驱动模块、二号驱动模块和三号驱动模块连接，所述一号驱动模块驱动行走控制电机正转、反转及停止动作，所述二号驱动模块驱丝杠驱动电机，所述三号驱动模块驱动y轴控制电机和x轴控制电机。
9.优选地，所述行走驱动电机装置包括行走控制电机、行走控制电机减速器、连接板、主传动齿轮和副传动齿轮；所述行走控制电机与行走控制电机减速器连接，所述行走控制电机减速器与主传动齿轮连接，所述主传动齿轮传动给副传动齿轮，所述副传动齿轮带动驱动轮转动。
10.优选地，所述上平台支撑机构包括连接平台、十字滑台和上支撑板；所述连接平台下面通过与剪叉式升降机构连接，上面同十字滑台固定，十字滑台与上撑板固定，所述十字滑台控制水平方向的导弹安装位置。
11.优选地，所述十字滑台包括y向滑台底板、y向导轨、滑动板、滑块、减速器、y轴控制电机、y轴滑动板、x轴控制电机和x轴滑动板，所述y轴控制电机通过减速器驱动滚柱丝杠副，然后带动滑块，从而由滑块带动滑动板沿y向导轨前进，进而带动滑动板移动；所述x轴控制电机通过减速器驱动滚柱丝杠副，然后带动滑块沿x向导轨移动，动力传递至x轴滑动板，上支撑板底部与x向滑动板连接，从而带动十字滑台上支撑板移动到目标位置。
12.优选地，所述剪叉式升降机构包括由外剪叉臂和内剪叉臂组成的x形剪叉架体、棘轮和后下臂横梁，所述外剪叉臂和内剪叉臂的交叉固定处设置有棘轮，x形剪叉架体底部设置有后下臂横梁，所述后下臂横梁的中央部分与基于行星滚柱丝杠的动力传动机构的叉头连接。
13.一种用于飞机腹下导弹装配的顶装机构的控制方法，具体包括以下步骤：
14.(1)由遥控器实现顶装机构的行走控制，接收器控制模块安装于电控箱内，控制器负责接收并解析遥控器控制指令信息，并通过相应can总线接口传输至一号驱动模块，以驱动行走控制电机的正转、反转及停止动作，实现顶装机构的前进、后退和转向；
15.(2)由遥控器实现基于行星滚柱丝杠的动力传动机构的驱动，接收器控制模块安装于电控箱内，控制器负责接收并解析遥控器控制指令信息，并通过相应can总线接口传输至二号驱动模块，驱动丝杠驱动电机，实现基于行星滚柱丝杠的动力传动机构的前进、后退及锁止功能；
16.(3)由遥控器实现十字滑台的移动控制，接收器控制模块安装于电控箱内，控制器负责接收并解析遥控器控制指令信息，并通过相应can总线接口传输至三号驱动模块，驱动y轴控制电机和x轴控制电机，进行上支撑板的水平位置调整。
17.本发明所述的用于飞机腹下导弹装配的顶装机构及其控制方法的有益效果为：
18.(1)本发明根据行星滚柱丝杠动力驱动和传动的原理，设计了以电动机驱动，行星滚柱丝杠作为传动机构的动力驱动机构，具有抗冲击能力强，响应速度快，传动平稳，传动精度高，传动效率高等优势。
19.(2)本发明以行星滚柱丝杠传动机构为基础，集成一个全电遥控行走及安装定位的顶装机构，实现顶装机构的操纵便捷、省力、时效高，定位准确等功能。
20.(2)本发明以剪叉式升降机构作为平台的承重和升降机构，以十字滑台为支撑平台底座，并集成了遥控行走机构，机构运动灵活，可适用于不同尺寸型号的导弹装配。
21.(3)本发明的电动机的控制器高度集成应用于电控箱内，且电控箱内置无线电接收器。操作者可通过遥控器实时控制顶装机构的移动、升降高度与平台位置，实现支撑台上导弹安装位置的准确定位，机构控制系统集成化程度较高、操作便捷。
22.(4)本发明可实现飞机腹下各种尺寸型号导弹的快速装配，机构操作方便，结构合
理，定位准确，响应速度快，并且具有较高的通用性与稳定性。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
24.在附图中：
25.图1是本发明基于行星滚柱丝杠的传动机构结构示意图；
26.图2是本发明行星滚柱丝杠结构爆炸图；
27.图3是本发明行走控制机构整体结构示意图；
28.图4是本发明行走机构驱动轮连接结构示意图；
29.图5是本发明剪叉式升降结构示意图；
30.图6是本发明基于电机控制的十字滑台结构示意图；
31.图7是本发明集成飞机腹下导弹安装顶装机构的结构示意图；
32.图8是本发明顶装机构控制方法的流程示意图；
33.其中，10-基于行星滚柱丝杠的动力传动机构、101-丝杠驱动电机、102-丝杠驱动电机减速器、103-电机底座、104-连轴器、105-行星滚柱丝杆、1051-内齿圈、1052-保持架、1053-螺母、1054-滚柱、106-丝杠套筒、107-叉头、20-行走控制机构、201-电控箱、j4-接收器、202-电源箱，203-驱动轮控制机构、2031-行走控制电机、2032-行走控制电机减速器、2033-连接板、2034-主传动齿轮、2035-副传动齿轮、2036-连接座、2037-驱动轮、204-万向轮、205-底座、301-连接平台、302-十字滑台、3021-y向滑台底板、3022-y向滑轨、3023-滑动板、3024-滑块、3025-y轴减速器、3026-y轴控制电机、3027-y轴滑动板、3028-x轴控制电机、3029-x轴滑动板、3030-x轴减速器、303-上支撑板、40-剪叉式升降机构、401-后下臂横梁、402-内剪叉臂、403-棘轮、404-外剪叉臂；
34.j4-接收器控制模块、k5-控制器、q6-一号驱动模块、q7-二号驱动模块、q8-三号驱动模块。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零件或装置。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
36.具体实施方式一：参见图1-8说明本实施方式。本实施方式所述的用于飞机腹下导弹装配的顶装机构，包括基于行星滚柱丝杠的动力传动机构10、行走控制机构20、上平台支撑机构30、剪叉式升降机构40和底座205，所述剪叉式升降机构40的上端连接上平台支撑机构30，底部安装于底座205的滑道上，所述行走控制机构20遥控底座205行进到指定工位，动力传动机构10控制剪叉式升降机构40上升或下降到导弹安装高度。
37.所述基于行星滚柱丝杠的动力传动机构，包括丝杠驱动电机101、丝杠驱动电机减速器102，行星滚柱丝杠杆105和丝杆套筒106，所述丝杠驱动电机101输出轴连接丝杠驱动电机减速器102，并通过联轴器104将减速器与行星滚柱丝杆105连接，行星滚柱丝杠105将
电机轴旋转运动转化成丝杠套筒106的直线运动。
38.所述的行星滚柱丝杠105包括丝杆轴、内齿圈1051、保持架1052、螺母1053和多个滚柱1054；所述丝杆轴设置在螺母1053内且同轴线布置，多个滚柱1054沿圆周方向均匀布置在丝杆轴和螺母1053之间，丝杠螺母1053通过法兰连接至丝杠套筒106。
39.所述行走控制机构20包括电控箱201、电源箱202、行走驱动电机装置203和万向轮204；所述行走驱动电机装置203驱动顶装机构移动，所述电控箱201控制行走驱动电机装置203的启停，所述电源箱202用于供电。
40.所述电控箱201内设置有接收器j4、控制器k5、一号驱动模块q6、二号驱动模块q7和三号驱动模块，所述接收器j4与控制器k5连接，所述控制器k5分别与一号驱动模块q6、二号驱动模块q7和三号驱动模块连接，所述一号驱动模块q6驱动左行走控制电机2031和右行走控制电机2032的正转、反转及停止动作，所述二号驱动模块q7驱动丝杠控制电机101，所述三号驱动模块q8驱动y轴控制电机3026和x轴控制电机3028。
41.所述行走驱动电机装置203包括行走控制电机2031、行走控制电机减速器2032、连接板2033、主传动齿轮2034和副传动齿轮2035；所述驱动轮控制机构203与减速器2032连接，所述减速器2032与主传动齿轮2034连接，所述主传动齿轮2034传动给副传动齿轮2035，所述副传动齿轮2035带动驱动轮2037转动。
42.所述上平台支撑机构30包括连接平台301、十字滑台302和上撑板303；所述连接平台301下面通过与剪叉式升降机构40连接，上面同十字滑台302通过固定，十字滑台302与上撑板303固定，所述十字滑台302控制水平方向的导弹安装位置。
43.所述十字滑台302包括y向滑台底板3021、y向导轨3022、滑动板3023、滑块3024、y轴减速器3025、y轴控制电机3026、y轴滑动板3027、x轴控制电机3028、x轴滑动板3029和x轴减速器3030，所述y轴控制电机3026通过y轴减速器3025驱动滚柱丝杠副，然后带动滑块3024，从而由滑块3024带动滑动板3023沿导轨3022前进，进而带动滑动板3027移动；所述x轴控制电机3028通过x轴减速器3030驱动滚柱丝杠副，然后带动滑块3024沿x向导轨移动，动力传递至x轴滑动板3029，十字滑台上支撑板303底部与十字滑台x向滑动板3029连接，从而带动十字滑台上支撑板303移动到目标位置。
44.所述剪叉式升降机构40包括由外剪叉臂404和内剪叉臂402组成的x形剪叉架体、棘轮403和后下臂横梁401，所述外剪叉臂404和内剪叉臂402的交叉固定处设置有棘轮403，x形剪叉架体底部设置有后下臂横梁401，所述后下臂架横梁401的中央部分与叉头107连接。
45.下面参照附图描述根据本发明实施例提出的行星滚柱丝杠、集成顶装机构及其控制方法，首先将参照附图1描述根据本发明实施例提出的基于行星滚柱丝杠的传动机构。
46.图1是本发明所述的基于行星滚柱丝杠的传动机构结构示意图。
47.如图1所示，该传动机构包括丝杠驱动电机101、减速器102、电机驱动器q6、电机底座103、联轴器104、行星滚柱丝杠105和丝杠套筒106。
48.如图2所示，行星滚柱丝杠105包括丝杆轴、内齿圈1051、保持架1052、螺母1053和多个滚柱1054，所述丝杆轴设置在螺母1053内且同轴线布置，多个滚柱1054沿圆周方向均匀布置在丝杆轴和螺母之间，丝杠螺母1053通过法兰连接至丝杠套筒106。所述丝杠驱动电机101连接减速器102，并用电机底座103做支撑，通过联轴器104将减速器102与行星滚柱丝
杆105连接，行星滚柱丝杠105将电机轴旋转运动转化成丝杠套筒的直线运动，然后通过叉头107连接叉臂横梁401推动横梁沿滑道运动。
49.工作时，操作者操作遥控器y2，发出无线电指令，接收器模块j4接收到无线电信号，进行解调还原，由控制器k5辨识后发出指令到二号驱动模块q7，接通丝杠驱动电机101电源，电机转动，并通过减速机102进行降速增扭，通过联轴器104带动丝杠杆105转动，转换为丝杠套筒106的直线运动，带动套筒做轴向运动，然后通过叉头连接后下臂横梁401并推动沿滑道运动，当电机101正转时，剪叉式升降机构40上升，反转时剪叉式升降机构40下降，停止转动时，由棘轮403保持锁止。
50.图3是本发明所述的行走控制机构的结构示意图。
51.如图3所示，顶装机行走驱动机构20包括主控箱201、电源箱202，行走驱动电机装置203，万向轮204组成；如图4所示，所述行走驱动电机装置203包括行走驱动电机2031、减速器2032，连接板2033，主传动齿轮2034，副传动齿轮2035，连接座2036和驱动轮2037。所述行走驱动电机2031有两个，分别是左行走驱动电机和右行走驱动电机。
52.工作时，操作者操纵遥控器y1，发送不同操作指令的无线电信号，接收器j4接收到无线电信号，进行解调还原，由控制器k5辨识后发出指令到一号驱动模块q6，分别对左行走驱动电机和右行走驱动电机进行控制。以电源箱202为动力源，以行走驱动电机2031为动力，通过主-副齿轮传动，从而驱动车轮转动使顶装机构行驶。
53.左行走驱动电机和右行走驱动电机同时正转，顶装机构前进；左行走驱动电机和右行走驱动电机同时反转，顶装机构后退；左行走驱动电机停止，右行走驱动电机正转，顶装机构向左前转向；左行走驱动电机正转，右行走驱动电机停止，顶装机构向右前转向；左行走驱动电机停止，右行走驱动电机反转，顶装机构向左后转向；左行走驱动电机反转，右行走驱动电机停止，顶装机构向右后转向。
54.图5是本发明所述的剪叉式升降结构示意图。
55.如图5所示，剪叉式升降机构40由“x”形的内剪叉臂402和外剪叉臂404交叉而成，两臂架的上两端与支撑平台301的底面通过螺栓连接，下部两端连接到底座205的两端，在后下臂架横梁401的中央部分与叉头107连接。工作时，通过丝杠套筒106的移动来推动剪刀的展开与折叠，并利用剪刀式支承架的展开与折叠来完成支撑平台301的升降。升降机构的保险机构采用棘轮403锁定形式。
56.图6是本发明所述的基于电机控制的十字滑台结构示意图。
57.如图6所示，所述十字滑台302的y向滑台底板3021通过螺栓固定在连接平台301上，连接平台301通过剪叉式升降机构404连接，十字滑台上支撑板303上与十字滑台x向滑动板3029通过螺栓固定。所述十字滑台302主要由y向滑台底板3021、y向导轨3022、滑动板3023、滑块3024、y轴减速器3025、y轴控制电机3026、y轴滑动板3027、x轴驱动电机3028、x轴滑动板3029和x轴减速器3030等组成。
58.工作时，根据实际情况，支撑平台303上升到指定高度时，需要进行x轴和y轴的方向调整，从而保证导弹的安装精度。由操作者操纵遥控器y3，发送不同操作指令的无线电信号，接收器j4接收到无线电信号，进行解调还原，由控制器k5辨识后发出指令到三号驱动模块q8，分别对y轴驱动电机3026和x轴驱动电机3028进行控制。y轴驱动电机3026正转，带动滚柱丝杠旋转，转化为螺母的直线运动，螺母与滑块3024连接，从而由滑块带动滑动板3023
沿导轨3022前进，带动滑动板3027移动。当需要进行x轴移动时，y轴驱动电机3026停止，x轴驱动电机3028转动，动力传递至x轴滑动板3029，从而带动上撑板303移动到目标位置。所述上支撑板303为曲面，与飞机腹曲率相同，以便支撑飞机腹。
59.另外，在本发明的实施例中所提到的遥控器和接收器的信号处理系统，是指现有的信号处理系统，主要控制无线电信号的发射、编码、接收和解码，在此不再赘述其具体结构及工作原理。
60.如图8所示，该飞机腹下导弹安装的顶装机构的控制方法包括以下步骤：
61.(1)由遥控器y1实现顶装机构的行走控制，行走电动机接收器控制模块j4安装于电控箱201内，控制器k5负责接收并解析遥控器y1控制指令信息，并通过相应can总线接口传输至一号驱动模块q6，以驱动行走电动机2031的正转、反转及停止动作，实现顶装机构的前进、后退和转向；
62.(2)由遥控器y2实现动力传动机构10的驱动，接收器控制模块j4安装于控制箱内，控制器k5负责接收并解析遥控器y2控制指令信息，并通过相应can总线接口传输至二号驱动模块q7，驱动电动机101，实现动力传动机构10的前进、后退及锁止功能；
63.(3)由遥控器y3实现十字滑台302的移动控制，接收器控制模块j4安装于控制箱内，控制器k5负责接收并解析遥控器y3控制指令信息，并通过相应can总线接口传输至三号驱动模块q8，驱动y轴控制电机3026和x轴控制电机3028，支撑板103的水平位置调整。
64.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。