Устройство слежения за положением орудия

Полезная модель относится к области приборостроения, более конкретно - к приборам слежения. Такие приборы найдут применение главным образом в устройствах прицеливания и системах управления огнем, где требуется высокая точность и стабильность определения положения орудия.
Известны устройства, преобразующие угол отклонения орудия от заданного положения в электрические сигналы [1]. Эти устройства являются основными элементами стабилизаторов танкового вооружения и подразделяются на омические (датчики сопротивления), индуктивные. Для обеспечения высокой точности передаваемого сигнала эти устройства необходимо располагать непосредственно на стволе орудия. В условиях больших перегрузок, возникающих при стрельбе, указанные устройства становятся неработоспособными.
Наиболее близким по технической сущности является устройстве слежения за положением орудия [2], включающее привод, датчик слежения, установленный в корпусе, где привод выполнен в виде кулисы, один конец которой соединен с датчиком слежения, другой конец кулисы выполнен в виде башмака, контактирующего с плоскостью казенной части ствола орудия и поджатого к ней с помощью прижимного механизма. Данное устройство позволяет отслеживать углы заклона орудия и выбрано в качестве прототипа.
Недостатком данного привода является недостаточная точность стрельбы с ходу, так как ствол в пределах собственного радиального зазора может колебаться при ударных и вибрационных нагрузках, что приводит к возникновению погрешности передачи углов заклона орудия. Сложная кинематическая схема передачи угла заклона ствола орудия на датчик слежения, состоящая из многих элементов, требует применения непростой формулы пересчета, в которой каждый компонент вносит свою погрешность, что снижает точность передачи углов заклона орудия, равно как и изменение собственной температуры устройства.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности передачи углов заклона и стрельбы орудия танка с ходу.
Для решения поставленной задачи в устройстве слежения за положением орудия, включающем привод, датчик слежения, установленный в корпусе, в отличие от прототипа, привод выполнен в виде ленточно-рычажной передачи, включающей ведомый рычаг, шарнирно соединенный с корпусом и с шатуном, механизм односторонней передачи вращения, содержащий ролик, промежуточный ролик и выходной ролик, первую и вторую гибкие связи, при этом выходной ролик установлен соосно шарнирному соединению ведомого рычага и корпуса с возможностью вращения вокруг своей оси и соосно соединен с датчиком слежения, шатун шарнирно соединен с роликом, который предназначен для жесткого закрепления на орудии, промежуточный ролик установлен соосно шарнирному соединению шатуна и ведомого рычага с возможностью вращения вокруг своей оси и попарно кинематически связан с роликом и выходным роликом посредством первой и второй гибкой связей соответственно, причем ролик, промежуточный ролик и выходной ролик выполнены равного диаметра.
Введение механизма односторонней передачи вращения позволяет организовать точную безлюфтовую передачу вращения в одном направлении с постоянным передаточным отношением один к одному от орудия к выходному ролику, который соосно соединен с датчиком слежения, что повышает точность передачи углов заклона орудия.
Шарнирно соединенные между собой ведомый рычаг и шатун в ленточно-рычажной передаче, шарнирно соединены с орудием и с корпусом соответственно, перемещаются в пространстве в зависимости от изменения положения орудия, являются корпусными деталями для размещения механизма односторонней передачи вращения и не имеют связи с датчиком слежения, тем самым линейные перемещения орудия с ведомым рычагом и шатуном, возникающие в пределах собственных радиальных зазорах, при ударных и вибрационных нагрузках, не передаются на датчик слежения, а также изменения собственной температуры не влияет на погрешности передачи угла, что приводит к повышению точности прицеливания и слежения, как в статическом положении, так и в движении с ходу.
На фиг. приведена кинематическая схема устройства слежения за положением орудия.
Устройство слежения за положением орудия содержит датчик слежения 1, установленный в корпусе 2, привод, выполненный в виде ленточно-рычажной передачи, включающей ведомый рычаг 3, шарнирно соединенный с корпусом 2 и с шатуном 4, механизм односторонней передачи вращения, содержащий ролик 5, промежуточный ролик 6 и выходной ролик 7, первую 8 и вторую 9 гибкие связи, при этом выходной ролик 7 установлен соосно шарнирному соединению ведомого рычага 3 и корпуса 2 с возможностью вращения вокруг своей оси и соосно соединен с ротором датчика слежения 1, шатун 4 шарнирно соединен с роликом 5, который предназначен для жесткого закрепления на орудии, промежуточный ролик 6 установлен соосно шарнирному соединению шатуна 4 и ведомого рычага 3 с возможностью вращения вокруг своей оси и попарно кинематически связан с роликом 5 и выходным роликом 7 посредством первой 8 и второй 9 гибкой связей соответственно, причем ролик 5, промежуточный ролик 6 и выходной ролик 7 выполнены равного диаметра.
В качестве датчика слежения может использоваться индукционный, емкостной или резистивный датчик, преобразующий изменение угла заклона орудия в переменный электрический сигнал.
Устройство работает следующим образом.
При повороте орудия на произвольный угол а происходит изменение местоположения ролика 5, жестко закрепленного на орудии, который повернется на тот же угол α вместе с орудием, изменив свое местоположение в пространстве. Угловой поворот ролика 5 через первую гибкую связь 8 передается на промежуточный ролик 6, а затем через вторую гибкую связь 9 на выходной ролик 7 с передаточным отношением один к одному, обеспеченным равенством диаметров ролика 5, промежуточного ролика 6 и выходного ролика 7, ротор датчика слежения 1, соосно соединенный с выходным роликом 7, также повернется на угол α, и датчик слежения 1 преобразует угловое перемещение в электрический сигнал. Изменение электрического сигнала произойдет пропорционально изменению угла α.
Предложенное техническое решение позволяет повысить точность слежения и управления огнем, точность передачи угла от орудия до датчика слежения, исключить температурное влияние при передаче углов в приводе, уменьшить погрешность при воздействии ударных и вибрационных нагрузок при эксплуатации, повысить точность стрельбы с ходу.
Источники информации:
1. В.И.Котовский. Стабилизиторы танкового вооружения. Москва, Военное издательство Министерства обороны СССР. 1961 г., стр. 56-70. (аналог)
2. Патент RU 2188997 C2, МПК F41G 5/24. Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" (RU). Передаточное устройство для определения положения ствола танковой пушки. Опубл. 10.09.2002 г. - (прототип).