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基于全向智能移动平台的挂弹车设计朱治国中国人民解放军第四三二八工厂技术处，山西长治，046011摘要：为适应军事斗争的准备，进一步提高飞机作战能力，研制新型挂弹车，主要用于快速装配和拆卸飞机配带的导弹、炸弹、挂架、伙伴加油舱和捕控指令吊舱等。该项目研制成功后，对部队装备快速反应、战斗力的提高等方面，有着十分重要的意义。关键词：全向，移动平台，挂弹车1引言本设计用于满足飞机外挂物的快速装配和拆卸的需求，开发全向智能挂弹车，该型挂弹车实现对飞机的高精度挂弹，具有操作简单，安全，灵活、良好的通用性和复杂环境下的高可靠性。飞机挂弹车以全向智能移动平台为基础，通过安装升降和调姿机构实现飞机导弹、炸弹、挂架等外挂物的挂载，整体结构如图1，下面详细介绍各分系统。图1全向智能挂弹车整体结构示意图2全向智能移动平台设计全向智能移动平台（以下简称平台车）运动非常灵活，能沿平面上任意连续轨迹行走，实现如横行、斜行、以零回转半径的方式原地旋转任意角度的运动。并且可进行点动式位置微调，满足精确定位和高精度轨迹跟踪的要求。平台车基于人机工效和安全性设计，配备了无线手持遥控系统、急停装置，便于人员操作和故障保护。并设计了扩展接口，便于根据实际需求，安装相应的功能组件。平台车的关键组件就是四套全向轮系，使平台车具有在二维平面内任意方向移动的能力，四个吊点用于吊装，平台车上四角设有急停装置，用于紧急制动。具有平面上的全向运动功能，直行（车头与运动方向一致，横向行驶原地回转，平面360°内任意角度的平动。运动位置精确调整功能具有平面上任意方向的位置微调功能，通过控制算法和手持遥控器点动操作，保证±1mm以内的位置精确调整。平台车上方为支撑台面，具有承载转运能力。按照不同的承载要求，设计了不同载重的模块和接口。平台车配置了车载电源，在空间狭小区域、厂房间转移或其它不宜实施拖线的位置，可以利用车载能源对移动平台供电。电源和动力供电相互不干扰，在对电源进行供电时可同时操作平台车。平台车轮组与地面接触材质为高强度聚氨酯材料，移动过程中不损伤地面，全向智能移动平台空载时能够横越过高度差约为30mm的轨道，能顺利通过70mm宽的轨道轮缘槽[1]。3挂弹车升降及调姿机构升降机构采用剪叉式液压升降台，举升力大、升降平稳、噪声低，操作方便、维修简便。并可以停留在升降范围内的任意位置上。（1）升降机构模块机械结构设计升降机构由上台面、内叉臂架、外叉臂架、下台面组成。（2）升降机构模块液压系统设计升降平台通过液压油缸推动剪叉机构实现平台举升和下降动作。系统可设置快慢两档，能够停止在有效行程内的任意位置。防爆管设计，安全自锁。液压系统主要包括有源系统、升降系统、管路系统三部分。油源系统由电机、油箱、齿轮泵、溢流阀、油滤、空滤等组成，其中电机、齿轮泵、联轴器、液压油箱、溢流阀等零部件组成液压集成泵。升降系统由集成阀组（调速阀、换向阀、分流集流阀），油缸、平衡阀等组成。液压油缸是整个液压系统的执行机构，升降模块采用了两个液压油缸实现升降台的升降功能。油缸附有平衡阀，实现安全自锁。将升降机构安装在平台车上之后的效果图，不工作时升降模块隐藏于车体内部，升降模块的上台面与车体上层蒙皮持平，负载的位姿调整机构安装在升降模块的上台面上。车体采用钢架结构，下层不加蒙皮，防止造成积水。图2升降模块机械结构组成图（3）位姿调整机构位姿调整采用四点调平机构，负载装夹在挂点之前，需要负载相对于挂点进行姿态调整实现装夹前的定位，在此过程中通过全向智能移动平台的零半径回转和任意角度平移的特性实现负载旋转、偏摆和纵移。图3为四点调平机构示意图，四点调平机构固定在升降机构上，将导弹通过连接装置支撑在调平机构的上端面，通过电机调节四个可调支架的长短完成导弹的俯仰和滚动等动作。图3四点调平机构示意图4挂弹车控制系统设计全向智能挂弹车的控制系统均安装在车体内部，控制系统主要由行走控制系统模块、升降及位姿控制系统模块、供配电以及制动控制系统模块等组成。行走控制系统模块主要实现挂弹车的全向移动功能；升降及位姿控制模块实现挂弹车移动时对转运模块进行升降和调姿功能；供配电系统主要为行走控制系统模块及升降及位姿控制系统提供能源；制动控制系统主要用于紧急情况停车，通过全向移动模块上的四个急停按钮及手持控制器上急停按钮控制完成急停操作。手持控制器通过采集按键、摇杆状态获得用户的控制信息，通过液晶显示当前角度、速度以及运动状态等；控制软件根据当前角度和速度，计算各个电机的运行速度和方向，并通过无线传输方式将控制命令出生年数到行走控制器，以实现挂弹车的各种运动状态控制[2]。电源开关为手持控制器的总电源控制开关；内置无线收发模块，外置天线，用于实现控制命令的无线传输；液晶屏用于显示当前车体的运行状态，如当前角度、当前速度以及运行模式（正常、逆时针、顺时针）、升降高度、当前姿态等；按键有停止键和液晶屏亮度调节键，前者按下移动平台将停止运动，适用于紧急情况下的停止操作，后者是用于液晶屏亮度调节，使手持控制器适用于任何亮度可调支架工况中；充电接口可以在关机情况下直接接入充电器，进行充电。功能操纵杆纵向开关用于移动平台行进速度的调节，共设有8个档位，控制移动平台从0m/s到1m/s的加减速调节，功能操纵杆横向开关可以控制移动平台的顺、逆时针转动；角度操纵杆为三轴调节型，采用点动控制，松开后即可停止移动平台的动作，主要用于移动平台行走角度方向控制，并在液晶屏中显示当前的角度，操纵杆的Z轴方向可以实现自中心位置起约±30°～±35°的旋转范围，可以控制车体在行走过程中的正/反向旋转，在此基础上增加操作杆或者按键实现升降模块和位姿调整机构的控制。5挂弹车防护的措施潮湿、霉菌、盐雾是海洋大气中经常遇到的破坏性因素，三者共存于海洋气候中并互相影响，加上温度、气候的变化以及长时间的影响，对机电构件和电子设备具有非常严重的腐蚀破坏作用，影响机电产品的正常使用和寿命。防潮、防霉防盐雾技术在气候环境中简称“三防”，在此章节主要从电气设备及元器件的选型、机构设计和表面防护三个方面论述挂弹车的三防措施。（1）电气设备及元器件电气设备及元器件的选型时参考温度、湿度要求，现有平台车中的机电设备中，蓄电池、逆变器、液晶屏、电机和驱动器需要重新选型，电气设备的连接均采用满足电磁干扰要求的连接器。（2）结构设计对暴露在车体外部的结构件，尽量采取消除缝隙的方式，防止积水、灰尘和盐雾的侵蚀。对电气设备采取密封结构进行防护，对于密封结构的设计尽量采取成熟结构和工艺，结合部位采用橡胶密封圈密封措施，防止密封结构在交变湿热环境中密封失效，出现“呼吸效应”造成内部积水，影响电气设备的正常工作；对于密封机构需要进出的电缆采用独立的密封机构，采用将电缆处密封和箱体结构密封分开处理的方法，即在密封结构电缆出口处安装钢管，电缆通过钢管进入密封机构连接电气设备，钢管和密封结构处采用密封圈，电缆用热缩塑性套管加固的密封方法，实现电缆与钢管的密封。在车体以及辅助设备的结构设计中采取以下措施：避免积水结构，车体上表面非承力部分可适当倾斜，便于排水，在可能积水和留存湿气的空间开设排水和排气孔，并避免凹凸不平的平面等。在湿度较大的气候环境下，尽量避免采用点焊、铆接、螺纹紧固，优先选用钣金结构或整体浇铸的结构形式，以避免形成缝隙腐蚀，同时在能形成缝隙腐蚀处加以密封涂覆或加密封衬垫。如确需采用螺纹紧固，可在不影响功能的情况下采取高于平面4mm~6mm凸台结构的螺纹盲孔，避免螺纹处或缝隙内积水。（3）表面防护措施在挂弹车的防护措施中，根据材料的特性、热处理的状态、使用环境和部位、结构形状和公差配合等因素，采取表面防护对于减缓结构腐蚀具有非常重要的作用，常用的表面防护措施包括采取金属镀覆层、化学覆盖层的方法和有机防护涂层等几种方法，其中根据需要防护材料的不同分为机械机构及围板和印制电路板的表面防护。6小结本设计充分考虑客户使用环境中的温度、湿度、气候条件以及电磁环境，设备应具有防潮、防霉防盐雾能力，满足用户的使用环境；充分考虑用户使用环境中的路面情况和用途，设备应具有良好的路面适应性和合适的尺寸，同时具备二维平面内的全向移动功能，从而保证良好的通行性能；针对设备使用过程中的作业高度的要求，设备应具有上下升降功能；针对设备使用过程中负载需要精确定位，设备应具有对负载的姿态进行调整的功能；针对设备所搭载负载属于大型且重量较大的问题，设备本身、升降机构和姿态调整机构均有一定要求的承载能力，设备操作简单可靠，不需要日常维护，减少客户维护成本。参考文献：[1]邹丹,马向莉.全向轮智能移动平台前景展望[J].军民两用技术与产品.2012年第2期[2]王宾,马超,温秉权.Mecanum三轮全向移动平台的设计[J].机电工程2013年11期作者简介：朱治国（1981.5-），男，山西长治，工程师，大学本科，专业方向：机电控制