一种悬挂曳引装置高速过杆结构设计

摘 要 我们在某型模拟移动目标靶中，采用了悬挂式电机驱动曳引结构设计（类似观光缆车的驱动方式），按照传统的结构设计，当靶标移动通过支撑杆时容易产生碰撞和脱轨问题发生，为此我们采用了特殊的结构设计，很好的解决了靶标通过支撑杆时可能的碰撞和磨损问题。此外，在悬挂曳引装置高速过杆结构设计中使用变频控制技术可以大大满足系统设计需求，其具有速度控制精确度高的优点，因此，可以大大提高过杆时的目标终点，从而能够实现阶梯式速度档位和运动速度程序控制，实现了移动靶标系统对拟不同运动特性的目标的模拟。该设计在实际使用过程中工作性能稳定，效果良好，同时该项技术具有较好的推广到其它类似工程应用领域。本文主要对悬挂曳引装置高速过杆结构设计需求与组成进行了分析，并针对传统的过杆结构及主要问题采取了相应的改进措施，以确保达到实际设计的需求。

关键词 悬挂曳引装置；高速过杆结构；设计

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-019-02

悬挂曳引装置高速过杆的传统结构设计当靶标移动通过支撑杆时容易产生碰撞和脱轨问题发生，因此，为了解决这一问题，应制定出一种特殊的结构设计，以确保可以对靶标通过支撑杆时可能的碰撞和磨损问题进行解决。在悬挂曳引装置高速过杆结构设计中，通过对变频控制技术的使用可以大大满足这一系统设计的需求，从而能够实现阶梯式速度档位和运动速度程序控制，以达到对拟不同运动特性的目标的模拟。

1 特殊过杆结构的设计需求

该装置设计需求是模拟靶标悬挂在钢绳上通过电动机驱动曳引实现在300 m的行程距离间，最快以50 km/h的速度移动。能够承受80 kg模拟移动靶标的悬挂式运动，能够抵御5级以下侧风。同时，由于该移动靶标系统具有便携运输、野外架设的使用要求，因此所有支撑、悬挂、曳引结构必须充分考虑结构简单、便于野外架设和拆卸。

2 移动靶速度控制的设计需求

移动靶标是用于制导武器科研试验用的目标靶，其主要用于制导武器攻击运动目标使用的模拟靶标。从设计需求上其需要具备几个方面的运动控制特点：首先要能实现在直线悬挂钢绳上通过电动机曳引驱动以最高50 km/h的极限速度移动；同时，还应实现加减速度变化档位调整，以5 km/h-50 Km/h每5 km一档，实现加减速功能。此外，还要实现靶标变加速的随机程序控制，由控制端程序控制

3 悬挂曳引装置高速过杆结构设计

3.1 悬挂曳引装置高速过杆整体结构组成

整个悬挂曳引钢绳通过两个起始端支撑杆、5根中间支撑杆支撑架设。所有立杆通过底盘用地锚和地面固定，左立杆和右立杆通过斜拉索与地面固定，中立杆背面设有撑杆，主要作用是在机动靶受到侧向风和导弹冲击力时保持立杆的稳定。立杆上下两个位置安装导向滑轮，用于引导和支撑钢丝绳处于张紧状态。立杆根据地形的需要均可调节高度，保持靶标水平运动。中立杆的结构形式为上、下钢绞线、曳引钢丝绳与立杆之间留有一定的安全距离，这样可避免靶框撞到中立杆上。中立杆底座为组合式，便于拆装，发生战损时可快速更换。立杆后有撑杆，下端用移动铰链与底座连接，主要用来调节中立杆使上、下钢绞线、曳引钢丝绳保持在同一水平面上。

3.2 传统的过杆结构及主要问题

传统过杆设计是由钢绞线、传动板、钢丝绳组成，传动板上下两个滑轮在钢绞线上运动，下滑轮可上下滑动，当传动板过中立杆时，上下滑轮运行至中立杆上的上夹绳器时，下滑轮向下滑动，使传动板顺利通过中立杆，传动板离开中立杆后，在弹簧力的作用下下滑轮回到平衡位置夹紧钢绞线，限制滑轮跳出钢绞线。立杆上的两个滑轮两端各有一个弹簧，当传动板上的夹绳器通过立杆时两滑轮张开，传动板离开中立杆后，在弹簧力的作用下两滑轮回到平衡位置夹紧钢丝绳，限制钢丝绳跳出滑轮。但是在野外使用过程中，由于受架设地形、地势以及自然风力的作用，传统设计的结构在实际使用中经常出现滑轮脱轨问题发生。于是我们改进了移动靶标通过支撑杆的结构设计。

3.3 如何改进过杆结构设计中的问题

改进后的过杆设计如图1所示。在改进设计中我们取消了中立杆滑轮组，减小了钢绞线和曳引绳之间的距离。当传动板过中立杆时，曳引钢丝绳在滚轮上滑动，夹曳引钢丝绳的夹绳器可绕横轴转动，减小对滚轮的冲击，转动量受限位器控制，防止转动过大碰到钢绞线。传动板离开立杆后，曳引钢丝绳可在滚轮上自由滑动，并且滚轮限制了曳引绳滑动的范围，使得曳引绳无法跳出滚轮。中立杆由竖直型改为倒斜L型，避免了过杆时靶面受风力影响摆动撞到中立杆。同时，为减小靶标受风力影响的摆动，设计了下钢绞线当作靶框运行限位的下导轨，中立杆处下钢绞线的结构形式经试验而知这种结构靶框过杆可靠，且减少了钢丝绳的磨损，提高了钢丝绳的使用寿命。

4 结束语

综合上述，通过优化设计简化了过杆机构，提高了过杆可靠性，经过连续8 h运行试验，靶标过杆可靠，这一独创过杆机构彻底解决了过杆技术难题，在国内首次实现了有侧风影响条件下，最高达50 km/h的靶标移动速度。同时，使用变频控制技术可以满足系统设计需求，速度控制精确度满足使用需求，能够实现阶梯式速度档位和运动速度程序控制，实现了移动靶标系统对拟不同运动特性的目标的模拟。该设计在实际使用过程中工作性能稳定，效果良好。同时该项技术具有较好的推广到其它类似工程应用领域。

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