柔顺直线导向与缓冲机构设计问题研究
发布时间：2021-03-19 18:09
本文围绕自动武器站系统的轻量化、小型化这一重要问题,以高精度、高动态性能、高缓冲效能的新型集成式柔顺缓冲机构为研究目标,针对柔顺直线导向与缓冲机构的设计问题进行深入研究,论文的主要研究工作如下:（1）自动武器站运动学模型和误差分析是论文的研究基础,分析了自动武器站系统工作原理、系统组成及其各部分的基本功用,运用齐次坐标变换原理,建立了光电搜跟单元与武器随动单元的运动学关系模型,分析了自动武器站指向误差成因机理,借助旋转矩阵理论建立了垂直度误差与武器站火力线指向精度的关系模型,提出了武器站机械结构的优化设计、制造与装配的精度要求,为柔顺缓冲机构设计奠定了基础。（2）针对缓冲系统参数优化目标的理论问题,分析了缓冲器在速度阶跃激励下的冲击响应和最大储能能力变化规律,提出了自动武器站摇架缓冲系统响应特性要求:最大后坐力、最大后坐位移和快速复位能力,推导出相应的加速度峰值、位移峰值、稳态振幅等特性的数学表达式,分析了不同约束条件下和不同阻尼比范围内的单自由度缓冲系统冲击响应的特性,建立了缓冲系统参数优化设计目标的数学模型,利用该模型获得了同时满足三个性能指标的最佳刚度、阻尼参数,为柔顺缓冲机构提...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常规步兵战车射击平台如图1.1所示，目前陆军常规车载轻武器武器的观察、瞄准和射击均采用手动
1.2.1 自动武器站的介绍图 1.1 常规步兵战车射击平台如图 1.1所示，目前陆军常规车载轻武器武器的观察、瞄准和射击均采用手动操作，反应时间长、射击精度低、射手的生存能力低。因此，世界各军事强国纷纷研发各种自动武器站[10]。如图 1.2所示，自动武器站是一种可以安装在多种军用车辆或其它平台上的相对独立的模块化、通用化武器系统。一般由全电驱动的无人值守枪塔和操控单元两大部分组成，枪塔上集成有观瞄系统(如光学瞄具、CCD摄像机、热像仪、激光测距机等)、驱动系统、稳定系统和武器；操控单元则包括火控计算机、显示器、操作手柄和作战软件等，主要配备各类机枪、榴弹发射器等轻武器，部分可以配备小口径火炮或单兵导弹。
或自行开发了自己的自动武器站系统。美国是研究CROWS最早也最为积极的国家，CROWS-XM101的研发得到美国陆军的大力支持，由美国陆军单兵武器项目管理办公室和侦察/光学公司(ROI，Recon/Optical,Inc.)联合研制。可以安装多种轻型武器，包括40mm榴弹发射器、12.7mm大口径机枪、7.62mm机枪以及5.56mm班用机枪。CROWS的瞄准系统和武器在高低方向上可各自独立运动，可以提供监视模式，即武器在非瞄准状态下，也可以用瞄具搜索目标。CROWS能配装在任何装有制式座圈的车辆平台上，射手可以在车内通过操纵杆和一台彩色显示屏来跟踪、锁定目标，并可在车内发射武器。2003年10月，美国陆军把XM101通用自动武器站送往伊拉克战场进行实战试验，该系统大受野战部队欢迎。我国对类似武器系统研究工作起步晚，水平较低，现阶段尚处于仿研和摸索过程中[24]。从目前国外研发的自动武器站系统结构组成来看，其结构特征可以归纳为：(1)遥控操作的双向稳定通用武器架（具有可遥控操作的方位-俯仰两维伺服枪架，可安装多种轻武器）；(2)具有可集成红外、可见光、激光等传感器通道的一体化瞄具(3)具有高分辨率的平面显示单元和枪手操控台。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟柔顺机构中柔顺杆件末端特征的2R伪刚体模型[J]. 冯忠磊,余跃庆,王雯静. 机械工程学报. 2011(01)
[2]新型精密传动机构设计与制造综述[J]. 王国彪,赖一楠,范大鹏,杨华勇,王时龙. 中国机械工程. 2010(16)
[3]基于基础结构法的柔顺机构可靠性拓扑优化[J]. 占金青,张宪民. 机械工程学报. 2010(13)
[4]平面柔顺机构的自由度[J]. 陈贵敏,李端玲. 机械工程学报. 2010(13)
[5]柔性铰链机构设计方法的研究进展[J]. 于靖军,裴旭,毕树生,宗光华,张宪民. 机械工程学报. 2010(13)
[6]遥控武器站相关技术与发展趋势[J]. 贾永前,杨明华,杜庆洋. 四川兵工学报. 2010(06)
[7]某型遥控武器站射击密集度仿真与优化[J]. 毛保全,王传有,邵毅,房学龙. 装甲兵工程学院学报. 2010(02)
[8]全柔性微位移放大机构性能与参数关系[J]. 邱丽芳,吴国昌,李疆,翁海珊. 北京科技大学学报. 2010(03)
[9]遥控武器站功能融合设计思想[J]. 徐振辉,毛保全,赵俊严,杨明华. 装甲兵工程学院学报. 2010(01)
[10]主动式冲击隔离的快速回复性理论研究[J]. 张萌,张振山,张文群. 振动与冲击. 2010(01)
博士论文
[1]面向生物工程的精密定位机构及其动力学特性研究[D]. 叶果.中国矿业大学 2011
[2]导引头伺服机构工作特性与先进测控方法研究[D]. 张文博.国防科学技术大学 2009
[3]静电梳齿结构的MEMS分析和优化设计[D]. 李燕斌.华中科技大学 2008
[4]非线性隔振抗冲器的设计与建模研究[D]. 丁旭杰.上海交通大学 2008
[5]光电稳定跟踪装置误差建模与评价问题研究[D]. 李岩.国防科学技术大学 2008
[6]导引头伺服机构若干强度与动力学问题研究[D]. 聂旭涛.国防科学技术大学 2008
[7]橡胶隔振器动力学性能及设计方法研究[D]. 王锐.华中科技大学 2007
[8]硅微单侧直脚谐振器与复合V型梁热致动器的机械性能研究[D]. 沈雪瑾.上海大学 2007
[9]大行程纳米定位系统若干关键技术研究[D]. 李鸣鸣.上海大学 2007
[10]光电稳定伺服机构的关键测控问题研究[D]. 张智永.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]柔顺机构的2R伪刚体模型研究[D]. 冯忠磊.北京工业大学 2010
[2]某车载遥控武器站的初步研究[D]. 李辉.南京理工大学 2009
[3]具有磁流变阻尼的直线进给系统动力学特性研究[D]. 陈振辉.广东工业大学 2008
[4]某遥控特种机械的动力学建模仿真与分析[D]. 李化耀.南京理工大学 2008
[5]精密火工品压药设备关键技术及气动压药机控制系统研究与应用[D]. 汪绩宁.重庆大学 2008
[6]自行火炮炮塔动静态特性分析[D]. 孙亮.南京理工大学 2007
[7]炮舱结构在冲击载荷作用下的振动特性分析[D]. 王文睿.西北工业大学 2007
[8]89式12.7mm重机枪动力学仿真与优化[D]. 朱蓉.南京理工大学 2006
[9]某机电系统总体设计及动态分析[D]. 许艳.南京理工大学 2006
[10]磁流变冲击缓冲器的结构设计与模糊控制研究[D]. 滕昱棠.南京理工大学 2006
本文编号：3089992
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常规步兵战车射击平台如图1.1所示，目前陆军常规车载轻武器武器的观察、瞄准和射击均采用手动
1.2.1 自动武器站的介绍图 1.1 常规步兵战车射击平台如图 1.1所示，目前陆军常规车载轻武器武器的观察、瞄准和射击均采用手动操作，反应时间长、射击精度低、射手的生存能力低。因此，世界各军事强国纷纷研发各种自动武器站[10]。如图 1.2所示，自动武器站是一种可以安装在多种军用车辆或其它平台上的相对独立的模块化、通用化武器系统。一般由全电驱动的无人值守枪塔和操控单元两大部分组成，枪塔上集成有观瞄系统(如光学瞄具、CCD摄像机、热像仪、激光测距机等)、驱动系统、稳定系统和武器；操控单元则包括火控计算机、显示器、操作手柄和作战软件等，主要配备各类机枪、榴弹发射器等轻武器，部分可以配备小口径火炮或单兵导弹。
或自行开发了自己的自动武器站系统。美国是研究CROWS最早也最为积极的国家，CROWS-XM101的研发得到美国陆军的大力支持，由美国陆军单兵武器项目管理办公室和侦察/光学公司(ROI，Recon/Optical,Inc.)联合研制。可以安装多种轻型武器，包括40mm榴弹发射器、12.7mm大口径机枪、7.62mm机枪以及5.56mm班用机枪。CROWS的瞄准系统和武器在高低方向上可各自独立运动，可以提供监视模式，即武器在非瞄准状态下，也可以用瞄具搜索目标。CROWS能配装在任何装有制式座圈的车辆平台上，射手可以在车内通过操纵杆和一台彩色显示屏来跟踪、锁定目标，并可在车内发射武器。2003年10月，美国陆军把XM101通用自动武器站送往伊拉克战场进行实战试验，该系统大受野战部队欢迎。我国对类似武器系统研究工作起步晚，水平较低，现阶段尚处于仿研和摸索过程中[24]。从目前国外研发的自动武器站系统结构组成来看，其结构特征可以归纳为：(1)遥控操作的双向稳定通用武器架（具有可遥控操作的方位-俯仰两维伺服枪架，可安装多种轻武器）；(2)具有可集成红外、可见光、激光等传感器通道的一体化瞄具(3)具有高分辨率的平面显示单元和枪手操控台。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟柔顺机构中柔顺杆件末端特征的2R伪刚体模型[J]. 冯忠磊,余跃庆,王雯静. 机械工程学报. 2011(01)
[2]新型精密传动机构设计与制造综述[J]. 王国彪,赖一楠,范大鹏,杨华勇,王时龙. 中国机械工程. 2010(16)
[3]基于基础结构法的柔顺机构可靠性拓扑优化[J]. 占金青,张宪民. 机械工程学报. 2010(13)
[4]平面柔顺机构的自由度[J]. 陈贵敏,李端玲. 机械工程学报. 2010(13)
[5]柔性铰链机构设计方法的研究进展[J]. 于靖军,裴旭,毕树生,宗光华,张宪民. 机械工程学报. 2010(13)
[6]遥控武器站相关技术与发展趋势[J]. 贾永前,杨明华,杜庆洋. 四川兵工学报. 2010(06)
[7]某型遥控武器站射击密集度仿真与优化[J]. 毛保全,王传有,邵毅,房学龙. 装甲兵工程学院学报. 2010(02)
[8]全柔性微位移放大机构性能与参数关系[J]. 邱丽芳,吴国昌,李疆,翁海珊. 北京科技大学学报. 2010(03)
[9]遥控武器站功能融合设计思想[J]. 徐振辉,毛保全,赵俊严,杨明华. 装甲兵工程学院学报. 2010(01)
[10]主动式冲击隔离的快速回复性理论研究[J]. 张萌,张振山,张文群. 振动与冲击. 2010(01)
博士论文
[1]面向生物工程的精密定位机构及其动力学特性研究[D]. 叶果.中国矿业大学 2011
[2]导引头伺服机构工作特性与先进测控方法研究[D]. 张文博.国防科学技术大学 2009
[3]静电梳齿结构的MEMS分析和优化设计[D]. 李燕斌.华中科技大学 2008
[4]非线性隔振抗冲器的设计与建模研究[D]. 丁旭杰.上海交通大学 2008
[5]光电稳定跟踪装置误差建模与评价问题研究[D]. 李岩.国防科学技术大学 2008
[6]导引头伺服机构若干强度与动力学问题研究[D]. 聂旭涛.国防科学技术大学 2008
[7]橡胶隔振器动力学性能及设计方法研究[D]. 王锐.华中科技大学 2007
[8]硅微单侧直脚谐振器与复合V型梁热致动器的机械性能研究[D]. 沈雪瑾.上海大学 2007
[9]大行程纳米定位系统若干关键技术研究[D]. 李鸣鸣.上海大学 2007
[10]光电稳定伺服机构的关键测控问题研究[D]. 张智永.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]柔顺机构的2R伪刚体模型研究[D]. 冯忠磊.北京工业大学 2010
[2]某车载遥控武器站的初步研究[D]. 李辉.南京理工大学 2009
[3]具有磁流变阻尼的直线进给系统动力学特性研究[D]. 陈振辉.广东工业大学 2008
[4]某遥控特种机械的动力学建模仿真与分析[D]. 李化耀.南京理工大学 2008
[5]精密火工品压药设备关键技术及气动压药机控制系统研究与应用[D]. 汪绩宁.重庆大学 2008
[6]自行火炮炮塔动静态特性分析[D]. 孙亮.南京理工大学 2007
[7]炮舱结构在冲击载荷作用下的振动特性分析[D]. 王文睿.西北工业大学 2007
[8]89式12.7mm重机枪动力学仿真与优化[D]. 朱蓉.南京理工大学 2006
[9]某机电系统总体设计及动态分析[D]. 许艳.南京理工大学 2006
[10]磁流变冲击缓冲器的结构设计与模糊控制研究[D]. 滕昱棠.南京理工大学 2006
本文编号：3089992
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