一种上铰支点可移式起竖机构

1.本发明涉及武器发射技术领域，具体涉及一种上铰支点可移式起竖机构。


背景技术：

2.起竖机构是将导弹由水平运输状态起竖到垂直发射状态的重要执行机构，也是车载导弹的关键部件，其性能好坏直接影响导弹的作战效能。
3.垂直起竖机构主要有多级液压缸直推式起竖机构和电动缸多连杆式起竖机构两种。多级液压缸直推式起竖机构采用液压或燃气+液压混合驱动方式，机构布局如图1所示，底盘车1上通过起竖转轴2安装有起竖支架3，起竖支架3与底盘车1之间有一个旋转的自由度，起竖支架3用于装载发射箱、导弹等起竖负载4，通过多级液压缸5的驱动起竖负载4和起竖支架3绕起竖转轴2旋转，实现起竖负载4的起竖和回平，完成导弹发射状态和行军状态的转换。
4.电动缸多连杆式起竖机构的结构布局如图2所示，包括一个单级电动缸6和一套连杆机构。其中，o点为负载回转中心，起竖支架3和起竖负载4可以绕o点旋转。从动杆7在d点与底盘车1铰接，在c点与驱动杆8铰接；电动缸在e点与底盘车1铰接，并在b点与驱动杆8铰接。驱动杆8在a点与发射架铰接。在电动缸推力作用下，由连杆机构驱动起竖支架及起竖负载绕o点旋转，完成垂直起竖动作。
5.上述两种起竖机构存在以下缺点：多级缸在推动负载高速伸出的过程中，换级时会产生巨大冲击，容易对导弹结构产生破坏，甚至会造成重大事故；


技术实现要素：

6.所述起竖缸ⅰ和所述起竖缸ⅱ均采用单级滚珠丝杠电动缸；
7.所述起竖架具有水平状态和竖直状态；当所述起竖架处于水平状态时，所述滑块位于所述导轨靠近所述起竖缸ⅱ的一端部；当所述起竖架处于竖直状态时，所述滑块位于所述导轨靠近所述起竖缸ⅰ的另一端部。
8.更进一步地，所述导轨包括上侧导轨和下侧导轨；
9.所述上侧导轨为形成于所述起竖架表面且沿所述车底盘的宽度方向相对设置的两个导向凹槽；
10.所述下侧导轨为两个固定连接于所述起竖架且开口相对设置的l形构件；
11.由两个所述l形构件与所述起竖架围成所述滑块的运动空间；
12.所述滚轮包括安装于所述滑块上侧的两对上侧滚轮以及与安装于所述滑块下侧的两对下侧滚轮；
13.两对所述上侧滚轮与两个所述导向凹槽滚动配合；
14.两对所述下侧滚轮与两个所述l形构件滚动配合。
15.更进一步地，所述导轨由开口相对设置的两个c形构件构成；
16.所述c形构件固定连接于所述起竖架；
17.所述滑块的两侧均设置有滚轮；
18.所述滚轮容置于对应侧的所述c形构件内且与所述c形构件滚动配合。
19.更进一步地，所述滑块在朝向所述车底盘的一侧设置两个铰接座，两个所述铰接座分别为铰接座ⅰ和铰接座ⅱ；
20.所述起竖缸ⅰ的铰接支耳与所述铰接座ⅰ连接；
21.所述起竖缸ⅱ的铰接支耳与所述铰接座ⅱ连接。
22.更进一步地，还包括固定安装于所述起竖架的限位块ⅰ和限位块ⅱ；
23.所述限位块ⅰ位于所述导轨的一端，所述限位块ⅱ位于所述导轨的另一端；
24.所述限位块ⅰ和所述限位块ⅱ用于限制所述滑块的运动行程；
25.当所述起竖架处于水平状态时，所述滑块与所述限位块ⅰ相抵接；当所述起竖架起竖完成至竖直状态时，所述滑块与所述限位块ⅱ相抵接。
26.更进一步地，所述起竖缸ⅰ、所述起竖缸ⅱ、所述滑块、所述导轨以及所述起竖架均具有沿所述车底盘的长度方向延伸的中心线且各中心线均处于同一个竖直面内。
27.一种上述上铰支点可移式起竖机构的起竖方法，具体包括以下步骤：
28.控制起竖缸ⅰ的滚珠丝杆伸出至最大行程；
29.控制起竖缸ⅱ的滚珠丝杆伸出至最大行程，将滑块从导轨的一端推至另一端，使起竖架处于竖直状态，起竖完成。
30.有益效果：
31.1、本发明的上铰支点可移式起竖机构在起竖架与车底盘之间依次铰接有起竖缸ⅰ、滑块以及起竖缸ⅱ，滑块与起竖缸ⅱ形成上铰支点，滑块通过设置于车底盘的导轨进行导向移动，相比于现有的多级液压缸直推式起竖机构液压油缸行程长、换级冲击大，本发明的上铰支点可移式起竖机构利用上铰支点的移动缩短了起竖缸的行程，采用单级缸可以实现无换级冲击的高速平稳起竖。
32.2、现有多级液压缸直推式起竖机构需要电机泵组，存在体积重量大且普遍存在“跑、冒、滴、漏”等问题；而本发明的上铰支点可移式起竖机构的起竖缸ⅰ和起竖缸ⅱ均采用单级滚珠丝杠电动缸，只需要电机即可实现快速平稳起竖，无需液压缸、电机泵组和连杆机构，结构简单可靠，减轻了设备重量，降低了设备运行和维护成本。
33.3、相较于电动缸多连杆式起竖机构的起竖过程稳定性差、结构复杂、所需安装空间大，本发明的上铰支点可移式起竖机构无需连杆机构，结构简单紧凑，利用导轨对滑块移动的限制可实现平稳起竖，所需安装空间小；
34.4、本发明的上铰支点可移式起竖机构包括固定安装于起竖架且位于导轨两端的限位块ⅰ和限位块ⅱ；在起竖架处于水平状态时，滑块与限位块ⅰ相抵接，起竖完成时，滑块与限位块ⅱ相抵接，通过限位块ⅰ和限位块ⅱ对滑块的限位满足了起竖机构在水平状态和竖直状态的固定要求。
35.5、本发明的上铰支点可移式起竖机构中起竖缸ⅰ和起竖缸ⅱ均采用单级滚珠丝杠电动缸，通过电机驱动能满足起竖机构重复快速起竖与回平的要求。
附图说明
36.图1为现有技术中多级液压缸直推式起竖机构的结构布局示意图；
37.图2为现有技术中电动缸多连杆式起竖机构的结构布局示意图；
38.图3为本发明上铰支点可移式起竖机构的结构示意图；
39.图4为图3中滑块的结构示意图；
40.图5为图3中导轨的结构示意图。
41.现有技术：1-底盘车，2-起竖转轴，3-起竖支架，4-起竖负载，5-多级液压缸，6-单级电动缸，7-从动杆，8-驱动杆
42.本发明：11-车底盘，12-起竖架，13-起竖缸ⅰ，14-起竖缸ⅱ，15-滑块，16-导轨，17-上侧滚轮，18-下侧滚轮，19-限位块ⅰ，20-限位块ⅱ，151-铰接座ⅰ，152-铰接座ⅱ，161-导向凹槽，162-l形构件
具体实施方式
43.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
44.本发明实施例提供了一种上铰支点可移式起竖机构，如图3所示，该起竖机构包括车底盘11、起竖架12、起竖缸ⅰ13、起竖缸ⅱ14、滑块15和导轨16；
45.起竖架12位于车底盘11的顶部，并设置有铰接端；铰接端可以通过铰接轴与车底盘11的一端铰接连接；铰接端可以为车底盘的尾端；起竖架12在铰接端设置有两个铰接支耳；车底盘11设置有与两个铰接支耳一一对应的铰接座；起竖架12通过穿接于铰接支耳和铰接座的销轴实现与车底盘11的铰接连接；
46.起竖缸ⅰ13、滑块15以及起竖缸ⅱ14均沿车底盘11的长度方向依次分布，并位于车底盘11和起竖架12之间；起竖缸ⅰ13靠近铰接端的一端与车底盘11铰接，另一端与滑块15铰接；起竖缸ⅱ14远离铰接端的一端与起竖架12铰接，另一端与滑块15铰接；起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14均采用单级滚珠丝杠电动缸；
47.导轨16沿车底盘11的长度方向延伸，并设置于起竖架12朝向车底盘11的一侧；滑块15通过滚轮与导轨16之间滚动配合，通过导轨16使滑块沿车底盘11的长度方向往复运动；通过滚轮的滚动配合可以减少滑块与导轨之间的磨损，延长使用寿命；起竖缸ⅰ13、起竖缸ⅱ14、滑块15、导轨16以及起竖架12均具有沿车底盘11的长度方向延伸的中心线且各中心线均处于同一个竖直面内，即，起竖架12沿长度方向的中心线、起竖缸ⅰ13的轴心线、起竖缸ⅱ14的轴心线、滑块15沿车底盘11的长度方向延伸的中心线以及导轨16沿车底盘11的长度方向延伸的中心线均共面于同一个竖直面内，目的是为了保证在起竖过程中起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14作用力始终作用于起竖架12的中心线，使起竖架12的两侧均匀受力，防止因起升力的作用点偏离中心线而发生歪斜等危险现象；
48.起竖架12具有水平状态和竖直状态；当起竖架12处于水平状态时，滑块15位于导轨16靠近起竖缸ⅱ14的一端部；当起竖架12处于竖直状态时，起竖缸ⅰ13与起竖缸ⅱ14均伸展至最大行程，滑块15位于导轨16远离起竖缸ⅱ14的一端部。
49.该上铰支点可移式起竖机构的工作原理为：起竖架12平时处于水平状态，起竖完成时处于竖直状态；起竖时，起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14在电机驱动下可同步或依次快速伸出，推动滑块15运动，滑块15在导轨16的限制下沿导轨16从限位块ⅰ19向限位块ⅱ20一端移动，并带动起竖架12绕铰接端沿顺时针方向转动，当起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14完全伸出，滑块15与限位块ⅱ20相抵接，起竖架12绕铰接端旋转至竖直状态，从而实现快速平稳起竖。回
平时，起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14在电机驱动下可同步或依次快速缩回，拉动滑块15运动，滑块15在导轨16的限制下沿导轨16向限位块ⅰ19一端移动，并带动起竖架12绕铰接端沿逆时针方向转动，当起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14完全缩回时，滑块15与限位块ⅰ19相抵接，起竖架12绕铰接端转至水平状态，从而实现快速平稳回平。
50.上述上铰支点可移式起竖机构在起竖架12与车底盘11之间依次铰接有起竖缸ⅰ13、滑块15以及起竖缸ⅱ14，滑块15与起竖缸ⅱ14形成上铰支点，滑块15通过设置于车底盘11的导轨16进行导向移动，相比于现有的多级液压缸直推式起竖机构液压油缸行程长、换级冲击大，上述上铰支点可移式起竖机构利用上铰支点的移动缩短了起竖缸的行程，采用单级缸可以实现无换级冲击的高速平稳起竖。
51.现有多级液压缸直推式起竖机构需要电机泵组，存在体积重量大且普遍存在“跑、冒、滴、漏”等问题；而本发明的上铰支点可移式起竖机构的起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14均采用单级滚珠丝杠电动缸，只需要电机即可实现快速平稳起竖，无需液压缸、电机泵组和连杆机构，结构简单可靠，减轻了设备重量，降低了设备运行和维护成本。同时，起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14均采用单级滚珠丝杠电动缸，通过电机驱动能满足起竖机构重复快速起竖与回平的要求。
52.相较于电动缸多连杆式起竖机构的起竖过程稳定性差、结构复杂、所需安装空间大，本发明实施例的上铰支点可移式起竖机构无需连杆机构，结构简单紧凑，利用导轨16对滑块15移动的限制可实现平稳起竖，所需安装空间小；
53.根据导轨16的结构不同，可以采用以下两种实施方式：
54.方式一
55.如图5所示，导轨16包括用于对滚轮进行导向的上侧导轨16和下侧导轨16；上侧导轨16为形成于起竖架12表面且沿车底盘11的宽度方向相对设置的两个导向凹槽161，导向凹槽161可以为与滚轮配合的矩形凹槽；下侧导轨16为两个固定连接于起竖架12且开口相对设置的l形构件162，通过l形构件162底部的凹槽对滚轮进行导向；由两个l形构件162与起竖架12围成滑块15的运动空间，通过相对设置的两个l形构件162既可以对滚轮进行支撑又对滑块进行限位；
56.如图4所示，滚轮包括安装于滑块15上侧的两对上侧滚轮17以及与安装于滑块15下侧的两对下侧滚轮18；两对上侧滚轮17可以通过中心转轴安装于滑块的顶部；两对下侧滚轮18也可以通过中心转轴安装于滑块的底部；上侧滚轮17和下侧滚轮18均转动安装于对应的中心转轴，从而实现在上侧滚轮17和下侧滚轮18滚动的同时滑块15沿导轨16移动；两对上侧滚轮17与两个导向凹槽161滚动配合；两对下侧滚轮18与两个l形构件162滚动配合。
57.方式二
58.导轨16还可以由开口相对设置的两个c形构件构成；c形构件固定连接于起竖架12；两个相对设置的c形构件的内部空间以及c形构件与起竖架之间的空间形成滑块15的运动空间；滑块15的两侧均设置有滚轮；滚轮容置于对应侧的c形构件内且与c形构件滚动配合。在本实施方式中，滑块15两侧设置的滚轮既可以采用图4中的结构和布置方式，也可以采用在滑块15两侧分别设置两个滚轮的结构，两侧的4个滚轮构成两对滚轮，使滚轮的顶部与c形构件的内顶部滚动配合，并使滚轮的底部与c形构件的内底部滚动配合，通过两对滚轮将滑块15支承于相对设置的两个c形构件之间。
59.在上述各种实施例的基础上，如图4所示，滑块15在朝向车底盘11的一侧设置两个铰接座，两个铰接座分别为铰接座ⅰ151和铰接座ⅱ152；起竖缸ⅰ13的铰接支耳与铰接座ⅰ151连接；起竖缸ⅱ14的铰接支耳与铰接座ⅱ152连接。
60.如图5所示，上述上铰支点可移式起竖机构还包括固定安装于起竖架12的限位块ⅰ19和限位块ⅱ20；限位块ⅰ19位于导轨16的一端，限位块ⅱ20位于导轨16的另一端；限位块ⅰ19和限位块ⅱ20用于限制滑块15的运动行程，保证滑块15沿导轨16在两个限位块之间平稳移动；当起竖架12处于水平状态时，滑块15与限位块ⅰ19相抵接；当起竖架12起竖完成至竖直状态时，滑块15与限位块ⅱ20相抵接。
61.由于上铰支点可移式起竖机构包括固定安装于起竖架12且位于导轨16两端的限位块ⅰ19和限位块ⅱ20；在起竖架12处于水平状态时，滑块15与限位块ⅰ19相抵接，起竖完成时，滑块15与限位块ⅱ20相抵接，通过限位块ⅰ19和限位块ⅱ20对滑块15的限位满足了起竖机构在水平状态和竖直状态的固定要求。
62.另外，本发明实施例还提供了一种上述实施例中上铰支点可移式起竖机构的起竖方法，具体包括以下步骤：
63.控制起竖缸ⅰ13的滚珠丝杆伸出至最大行程；
64.控制起竖缸ⅱ14的滚珠丝杆伸出至最大行程，将滑块15从导轨16的一端推至另一端，使起竖架12处于竖直状态，起竖完成。
65.在使用过程中，起竖前，装载于起竖架12的起竖负载处于水平状态，起竖过程中，起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14的滚珠丝杆可以先后伸出或者同时伸出，起竖架12的铰接端围绕车底盘11的端部沿顺时针方向转动，滑块15沿导轨16从限位块ⅰ19朝向限位块ⅱ20移动，直至起竖架12和起竖负载起竖至竖直状态，完成起竖。采用上述起竖机构和起竖方法能够使起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14同时伸展和收缩，缩短了起竖缸的伸缩行程，而且直接由起竖缸ⅰ13和起竖缸ⅱ14驱动滑块15，无需连杆机构等中间传动机构，减小了起竖机构安装所占据的空间，采用单级缸还避免了起竖缸的级间冲击，降低了起竖缸的控制难度，同时也降低了维修难度、使用成本和维护成本。
66.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种上铰支点可移式起竖机构，其特征在于，包括起竖缸ⅰ、起竖缸ⅱ、滑块、导轨、起竖架和车底盘；所述起竖架位于所述车底盘的顶部，并设置有铰接端；所述铰接端与所述车底盘的一端铰接连接；所述起竖缸ⅰ、所述滑块以及所述起竖缸ⅱ均沿所述车底盘的长度方向依次分布，并位于所述车底盘和所述起竖架之间；所述起竖缸ⅰ靠近所述铰接端的一端与所述车底盘铰接，另一端与所述滑块铰接；所述起竖缸ⅱ远离所述铰接端的一端与所述起竖架铰接，另一端与所述滑块铰接；所述导轨沿所述车底盘的长度方向延伸，并设置于所述起竖架朝向所述车底盘的一侧；所述滑块通过滚轮与所述导轨之间滚动配合；所述起竖缸ⅰ和所述起竖缸ⅱ均采用单级滚珠丝杠电动缸；所述起竖架具有水平状态和竖直状态；当所述起竖架处于水平状态时，所述滑块位于所述导轨靠近所述起竖缸ⅱ的一端部；当所述起竖架处于竖直状态时，所述滑块位于所述导轨远离所述起竖缸ⅱ的一端部。2.如权利要求1所述的上铰支点可移式起竖机构，其特征在于，所述导轨包括上侧导轨和下侧导轨；所述上侧导轨为形成于所述起竖架表面且沿所述车底盘的宽度方向相对设置的两个导向凹槽；所述下侧导轨为两个固定连接于所述起竖架且开口相对设置的l形构件；由两个所述l形构件与所述起竖架围成所述滑块的运动空间；所述滚轮包括安装于所述滑块上侧的两对上侧滚轮以及与安装于所述滑块下侧的两对下侧滚轮；两对所述上侧滚轮与两个所述导向凹槽滚动配合；两对所述下侧滚轮与两个所述l形构件滚动配合。3.如权利要求1所述的上铰支点可移式起竖机构，其特征在于，所述导轨由开口相对设置的两个c形构件构成；所述c形构件固定连接于所述起竖架；所述滑块的两侧均设置有滚轮；所述滚轮容置于对应侧的所述c形构件内且与所述c形构件滚动配合。4.如权利要求1所述的上铰支点可移式起竖机构，其特征在于，所述滑块在朝向所述车底盘的一侧设置两个铰接座，两个所述铰接座分别为铰接座ⅰ和铰接座ⅱ；所述起竖缸ⅰ的铰接支耳与所述铰接座ⅰ连接；所述起竖缸ⅱ的铰接支耳与所述铰接座ⅱ连接。5.如权利要求1所述的上铰支点可移式起竖机构，其特征在于，还包括固定安装于所述起竖架的限位块ⅰ和限位块ⅱ；所述限位块ⅰ位于所述导轨的一端，所述限位块ⅱ位于所述导轨的另一端；所述限位块ⅰ和所述限位块ⅱ用于限制所述滑块的运动行程；当所述起竖架处于水平状态时，所述滑块与所述限位块ⅰ相抵接；当所述起竖架起竖完
成至竖直状态时，所述滑块与所述限位块ⅱ相抵接。6.如权利要求1-5任一项所述的上铰支点可移式起竖机构，其特征在于，所述起竖缸ⅰ、所述起竖缸ⅱ、所述滑块、所述导轨以及所述起竖架均具有沿所述车底盘的长度方向延伸的中心线且各中心线均处于同一个竖直面内。

技术总结
本发明公开了一种上铰支点可移式起竖机构，该起竖机构包括起竖缸Ⅰ、起竖缸Ⅱ、滑块、导轨、起竖架和车底盘；起竖架位于车底盘的顶部，并与车底盘的一端铰接；起竖缸Ⅰ、滑块以及起竖缸Ⅱ均沿车底盘的长度方向依次分布，并位于车底盘和起竖架之间；起竖缸Ⅰ靠近铰接端的一端与车底盘铰接，另一端与滑块铰接；起竖缸Ⅱ远离铰接端的一端与起竖架铰接，另一端与滑块铰接；导轨沿车底盘的长度方向延伸，并设置于起竖架朝向车底盘的一侧；滑块通过滚轮与导轨之间滚动配合；起竖缸Ⅰ和起竖缸Ⅱ均采用单级滚珠丝杠电动缸。上述起竖机构采用单级缸实现无换级冲击的快速平稳起竖，结构简单、可靠，重量轻，降低了设备维修、维护成本。维护成本。维护成本。


技术研发人员：文享华 姜毅 严松 缴天航
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/25