ПОДЪЕМНИК ТЯЖЁЛОЙ МИШЕНИ

Предлагаемая полезная модель относится к автоматизированному полигонному оборудованию, предназначенному для дистанционного радиоуправляемого подъема и опускания тяжелой мишени наземной военной техники (танк, БТР и т.п.) при обучении стрельбе войсковых подразделений по появляющимся целям, а также для формирования и передачи на центральный пункт управления полигонным оборудованием информации об исправности, положении подъемника и поражении мишени.
Известны мишенные установки для обучения стрельбе по появляющимся целям, содержащие корпус, внутри которого установлен электропривод, соединенный с поворотным валом, на котором закреплен держатель с щитом мишени, программное устройство управления, подключенный к поворотному валу концевой выключатель, а также пружинное разгрузочное устройство, соединенное посредством тяги с поворотным валом (см., например, патенты РФ № -№2371661 кл. F41J 1/10; 2359208 кл. F41J 7/04; 2011143 кл. F41J 7/04; 378703 кл. F41J 1/00, подъемник тяжелой мишени УТМ-48М и др.).
К общим недостаткам известных мишенных установок следует отнести их малую информативность из-за отсутствия, например, объективного контроля неисправности и положения мишенной установки, а также неудобство эксплуатации при расположении установок на больших дальностях.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является универсальная мишенная установка, содержащая корпус, внутри которого размещены актуатор, поворотный вал с выступающими за корпус концами, на которых закреплены держатели со щитом мишени, блок управления, датчик положения мишени, пружинное разгрузочное устройство, соединенное с поворотным валом, а также беспроводной приемо-передатчик (радиомодем) и автономный источник питания, соединенные соответствующими электрическими и функциональными связями (патент на ПМ RU №74704 U1 кл. F41J 7/00, 2008 г. ).
Однако известная мишенная установка также характеризуется малой информативностью и низкими функциональными возможностями, т.к. не позволяет дистанционно и автоматически при удалении установки от центрального пункта управления полигонным оборудованием, в полной мере оценить исправность установки и положение мишени (поднята, опущена, находится в промежуточном положении, зависла при разряде аккумуляторов автономного источника питания, отказала в работе и др.), а также дистанционно, для снижения потерь мощности в автономном источнике питания (АИП), производить подключение АИП к пультовой аппаратуре мишенной установки.
В значительной мере указанные недостатки усложняют задачу организации радиосети для управления известными мишенными установками в условиях полигона при размещении на местности большого количества установок (от нескольких десятков и более шт. ).
Кроме того, наличие в известной установке дополнительного поворотного вала в значительной мере усложняет конструктивное исполнение ее, а наличие только одного датчика положения мишени не позволяет в полной мере обеспечить объективный контроль за состоянием и исправностью подъемника.
Целью предлагаемого технического решения является повышение информативности и функциональных возможностей подъемника тяжелой мишени, а также упрощение конструктивного исполнения и повышение удобства при эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что в подъемник тяжелой мишени, содержащий корпус, внутри которого размещены актуатор, поворотный вал с выступающими за корпус концами, на которых закреплены держатели со щитом мишени, блок управления, датчик положения мишени и пружинное разгрузочное устройство, выходная тяга которого шарнирно соединена с поворотным валом, корпус актуатора и его выходной вал также шарнирно соединены соответственно с основанием корпуса подъемника и с поворотным валом, при этом продольная ось актуатора и выходная тяга пружинного разгрузочного устройства установлены параллельно друг другу, а также радиомодем и автономный источник питания, дополнительно введены формирователь сигналов положения мишени и исправности подъемника, два силовых контактора и второй датчик положения, при этом первые выходы автономного источника питания подключены к входам питания радиомодема, вторые выходы - к входам питания формирователя сигналов положения мишени и исправности подъемника, датчиков положения и блока управления, подключенного своими выходами к входам соответственно первого и второго силового контактора, минусовые выводы которых объединены и подключены к минусовому выводу автономного источника питания, перекидные контакты контактных групп первого и второго контактора соединены с выводами актуатора, нормально-замкнутый контакт первого контактора объединен с нормально-замкнутым контактом второго контактора и подключен к плюсовому выводу автономного источника питания, а нормально-разомкнутый контакт второго контактора объединен с нормально-разомкнутым контактом первого контактора и подключен к минусовому выводу автономного источника питания, при этом первый, второй и третий управляющие выходы радиомодема подключены соответственно к первому и второму входам блока управления и входу автономного источника питания, выходы первого и второго датчиков положения подключены к одноименным входам формирователя сигналов положения мишени и исправности подъемника, первый, второй и третий информационные выходы которого подключены к одноименным входам радиомодема.
Формирователь сигналов положения мишени и исправности подъемника включает в себя стабилизатор напряжения, две оптопары, два инвертора, два D-триггера и один элемент 2ИЛИ-НЕ. Выход стабилизатора напряжения подключен к входам питания оптопар и через резистор к входам S "Уст.1" D-триггеров.
Выход первой оптопары подключен ко входу первого инвертора и к объединенным между собой информационным входом D и входом R "Уст. 0" второго D-триггера, а выход второй оптопары подключен ко входу второго инвертора и к объединенным между собой информационным входом D и входом R "Уст. 0" первого D-триггера.
Выход первого инвертора подключен к счетному входу первого D-триггера и к одному из входов элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго инвертора и к счетному входу второго D-триггера.
Инверсные выходы первого и второго D-триггеров и выход элемента 2ИЛИ-НЕ являются соответственно первым, вторым и третьим информационными выходами формирователя сигналов положения мишени и исправности подъемника, а входы первой и второй оптопар являются соответственно одноименными входами формирователя сигналов положения мишени и исправности подъемника.
Автономный источник питания включает в себя последовательно соединенные аккумуляторные батареи с дополнительным отводом для питания радиомодема и дополнительное силовое реле, подключенное одним выводом к минусовому выводу аккумуляторной батареи, а вторым плюсовым выводом - к третьему управляющему выходу радиомодема.
Минусовой вывод аккумуляторной батареи через нормально разомкнутые контакты дополнительного реле подключен к минусовому выводу автономного источника питания.
Предлагаемый подъемник тяжелой мишени обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня технических средств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" для полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется с помощью чертежей, где на:
- фиг. 1 представлена кинематическая схема подъемника;
- фиг. 2 - блок - схема подъемника;
- фиг. 3 - функциональная схема блока управления;
- фиг. 4 - электрическая принципиальная схема формирователя сигналов положения мишени и исправности подъемника;
- фиг. 5 - функциональная схема автономного источника питания;
- фиг. 6 - общий вид подъемника с опущенной мишенью;
- фиг. 7 - общий вид подъемника с поднятой мишенью;
- фиг. 8 - общий вид подъемника внутри корпуса (без верхней крышки).
Подъемник тяжелой мишени (фиг. 1) содержит корпус (на чертеже условно не показан), внутри которого установлены актуатор 1, поворотный вал 2, закрепленный в подшипниках 3 на опорах, с выступающими за корпус концами, на которых закреплены держатели 4 щита мишени (щит на чертеже условно не показан), два датчика 5 положения, копир 6, предназначенный для обеспечения срабатывания датчиков 5 и жестко закрепленный на поворотном валу 2, пружинное разгрузочное устройство, выполненное в виде разгружающей пружины 7, жестко закрепленной между двумя опорами 8, одна из которых имеет возможность перемещаться по направляющим 9. Выходная тяга 10 пружинного разгрузочного устройства одним концом жестко соединена с подвижной опорой 8, а другим концом через шарнирное соединение 11 - с поворотным валом 2. Направляющие 8, а также корпус актуатора 1 через аналогичные шарнирные соединения 11 закреплены на корпусе подъемника. Выходной вал актуатора 1 также через шарнирное соединение 11 соединен с поворотным валом 2. При этом выходная тяга 10 пружинного разгрузочного устройства и продольная ось актуатора 1 установлены параллельно друг другу.
Подъемник содержит также блок 12 управления (см. фиг. 3). Дополнительно в подъемник введены радиомодем 13 (см. фиг. 2), формирователь 14 сигналов положения мишени 15 и исправности подъемника, два силовых контактора 16 и автономный источник 17 питания.
Блок 12 управления (см. фиг. 3) включает в себя два ключа 18 и два электронных коммутатора 19.
Ключи 18 обеспечивают гальваническую развязку между слаботочными выходными управляющими сигналами радиомодема 13 (выходы 1 и 2) и сильноточными цепями питания актуатора 1.
С помощью формирователя 14 в подъемнике по сигналам с датчиков 5 производится формирование сигналов о положении мишени 15 ("поднята", "опущена", находится в промежуточном положении), а также сигнал исправности подъемника.
Указанные сигналы с выходов 1, 2, 3 формирователя 14 подаются на одноименные входы радиомодема 13 и с выхода последнего по каналу радиосвязи поступают в центральный пункт управления полигонным оборудованием.
Формирователь 14 (см. фиг. 4) включает в себя низковольтный стабилизатор 20 напряжения, две оптопары 21 и 22, два инвертора 23 и 24, два D-триггера 25 и 26 и элемент 27 2ИЛИ-НЕ. Входы оптопар 21 и 22 являются соответственно первым и вторым входами формирователя 14, а инверсные выходы D-триггеров 25 и 26 и элемента 27 2ИЛИ-НЕ, являются соответственно его 1,2 и 3 выходами. Формирователь может быть выполнен с использованием микросхем 533 серии.
Для фиксации мишени 15 в поднятом или опущенном положении датчики 5 установлены на кронштейнах и разнесены между собой на угол, соответствующий углу подъема мишени 15.
Срабатывание датчиков 5 происходит при сближении с копиром 6, жестко закрепленным на поворотном валу 2 подъемника.
В качестве датчиков 5 положения в предлагаемом подъемнике могут быть использованы малогабаритные бесконтактные индуктивные датчики типа ВБ2А (поставщик - ЗАО "Мега-К" г. Калуга).
Для дистанционного управления работой подъемником и осуществления приемо-передачи информации о положении мишени 15, о исправности подъемника, о подъеме или опускании мишени, а также о поражении мишени 15 (на чертежах датчик попадания, источники подсветки мишени, располагаемые на мишени, и световой имитации огня противника условно не показаны) через канал радиосвязи, в предлагаемом подъемнике использован приемо-передающий радиомодем КРПО (поставщик - ООО "ФорПост" г. Бронницы Московской обл.), работающий в разрешенном диапазоне 433 МГц длин волн.
С помощью контакторов 16 в подъемнике осуществляется изменение направления вращения актуатора 1 путем перекоммутации полярности питающего напряжения автономного источника 17 питания. В качестве контакторов 16 в подъемнике могут быть использованы силовые реле, например,TRV-L-12VDC-Z-F (поставщик - ООО "Промэлектроника" г. Санкт-Петербург).
В качестве актуатора 1 в подъемнике использован силовой актуатор типа ЛА-363С32 импортного производства.
Автономный источник 17 питания (см. фиг. 5) выполнен в виде последовательно соединенных между собой аккумуляторов 28, например, типа DELTA GX-12-55 с дополнительным низковольтным отводом 1 для питания радиомодема 17. Для дистанционного включения питания и обеспечения питанием всей пультовой аппаратуры подъемника автономный источник 17 дополнительно содержит силовое реле 29 с нормально разомкнутыми контактами, управление которым осуществляется по сигналу с третьего управляющего выхода радиомодема 13.
Пружинное разгрузочное устройство в подъемнике предназначено для частичного уравновешивания нагрузок в период подъема и опускания мишени 15. Усилие разгружающей пружины 7 всегда направлено в сторону, противоположную действию вращательного момента нагрузки. При опускании мишени 15 разгружающая пружина 7 сжимается, а в период подъема, разжимается, тем самым, сообщая дополнительный вращающий момент выходному поворотному валу 2 подъемника.
В исходном состоянии радиомодем 13 постоянно подключен к первому выходу автономного источника 17 питания и находится в ждущем режиме, а мишень 15 подъемника - в опущенном положении. Пультовая аппаратура подъемника обесточена.
Предлагаемый подъемник тяжелой мишени работает следующим образом.
По команде с центрального пункта управления полигонным оборудованием по радиоканалу в радиомодем 13 поступает команда "Питание", по которой радиомодем 13 по третьему выходу формирует сигнал на включение реле 29 в автономном источнике 17 питания. При срабатывании реле 29 происходит замыкание его контактов и пультовая аппаратура подъемника подключается к автономному источнику 17 питания.
При включении питания подъемника на выходе датчика 5, соответствующего опущенному положению мишени 15 появляется высокий уровень напряжения, по которому в формирователе 14 (см. фиг. 4) срабатывает оптопара 21 и на ее выходе появляется уровень "Лог.0", а на выходе инвертора 23 уровень "Лог.1".
Одновременно с этим на выходе второй оптопары 22 формируется уровень "Лог.1" (т.к. датчик 5, соответствующий подъему мишени 15, не сработан), который поступает на информационный вход Д D-триггера 25.
Уровнем "Лог.1" с выхода инвертора 23 D-триггер 25 по счетному входу устанавливается в единичное состояние, при котором на его инверсном выходе, а следовательно и на первом выходе формирователя 14 устанавливается уровень "Лог.0.
Уровень "Лог.0 при этом устанавливается и на выходе элемента 27, а, следовательно, и на третьем выходе формирователя 14. При этом D-триггер 26 по входу R уровнем "Лог.0" с оптопары 21 устанавливается в нулевое состояние и на его инверсном выходе уровень "Лог.1".
Уровни "Лог.0" с первого и третьего выхода формирователя 14 поступают на одноименные входы радиомодема 13, который формирует соответствующие сигналы "Опущена" и "Исправность" и по радиоканалу передает эти сигналы в центральный пункт управления полигонным оборудованием.
При подъеме мишени 15 в центральном пункте управления полигонным оборудованием формируется команда "Подъем" и по радиоканалу передается в радиомодем 13.
При этом на соответствующем выходе радиомодема 13 появляется уровень "Лог.1", по которому один из ключей 18 блока 12 управления (см. фиг. 3) срабатывает и открывает соответствующий коммутатор 19, через который плюсовой вывод автономного источника 17 питания поступает на вход соответствующего силового коммутатора 16. Коммутатор 16 срабатывает и через его контакты актуатор 1 подключается к автономному источнику 17 питания и производит подъем мишени 15.
При этом датчик 5, соответствующий опущенному положению мишени 15, размыкается и на выходе оптопары 21 формирователя 14 устанавливается уровень "Лог.1", а на выходе инвертора 23 - уровень "Лог.0", который не изменяет состояние D-триггера 25, но приводит к изменению состояния элемента 27 с "Лог.0" в "Лог.1", т.е. на третьем выходе формирователя 14 появляется уровень "Лог.1", который поступает на соответствующий вход радиомодема 13.
Состояние уровней "Лог.0" и "Лог.1" соответственно на первом и третьем выходе формирователя 14 свидетельствует о подъеме мишени 15.
Подъем мишени 15 продолжается до момента срабатывания другого датчика 5, соответствующего поднятой мишени 15.
При срабатывании этого датчика 5 на выходе оптопары 22, формирователя 14 формируется уровень "Лог.0", а на выходе инвертора 24 - уровень "Лог.1", которым элемент 27 2ИЛИ-НЕ устанавливается в состояние "Лог.0", а D-триггер 26 перебрасывается в единичное состояние и на его инверсном выходе и втором выходе формирователя 14 формируется уровень "Лог.0".
По указанному уровню радиомодем 13 формирует команду в центральный пункт управления полигонным оборудованием о том, что мишень 15 поднята.
Одновременно с этим радиомодем 13 отключает сигнал управления с соответствующего входа блока 12 управления, что приводит к размыканию цепей питания актуатора 1.
Состояние, при котором на втором и третьем выходах формирователя 14 устанавливаются уровни "Лог.0", соответствует положению мишени 15 в поднятом положении.
Опускание мишени 15 в подъемнике может производиться радиомодемом 13 автономно при срабатывании на ней датчика попадания (на прилагаемых чертежах датчик попадания условно не показан) или по команде с центрального пункта управления полигонным оборудованием.
По этой команде радиомодем 13 по второму входу блока 12 управления аналогично описанному формирует сигнал на срабатывание второго контактора 16, что приводит к изменению полярности питающего напряжения на актуаторе 1 и направления его вращения.
Опускание мишени 15 при этом производится вновь до момента срабатывания первого датчика 5 положения.
Выбранный алгоритм оценки положения мишени 15 в процессе подъема или опускания ее, а также формирование дополнительного сигнала "Исправность" при нахождении мишени в крайних ее положениях, позволяет в значительной мере повысить информативность заявленного подъемника тяжелой мишени.
По сравнению с известными предлагаемый подъемник характеризуется простотой конструктивного исполнения и высокой эксплуатационной надежностью, не требует привлечения обслуживающего персонала и позволяет дистанционно по радиоканалу управлять включением питания, подъемом и опусканием мишени вне зависимости от удаления подъемника от центрального пункта управления полигонным оборудованием.