本文圍繞自動武器站系統(tǒng)的輕量化、小型化這一重要問題,以高精度、高動態(tài)性能、高緩沖效能的新型集成式柔順緩沖機構(gòu)為研究目標,針對柔順直線導向與緩沖機構(gòu)的設計問題進行深入研究,論文的主要研究工作如下:（1）自動武器站運動學模型和誤差分析是論文的研究基礎,分析了自動武器站系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)組成及其各部分的基本功用,運用齊次坐標變換原理,建立了光電搜跟單元與武器隨動單元的運動學關系模型,分析了自動武器站指向誤差成因機理,借助旋轉(zhuǎn)矩陣理論建立了垂直度誤差與武器站火力線指向精度的關系模型,提出了武器站機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計、制造與裝配的精度要求,為柔順緩沖機構(gòu)設計奠定了基礎。（2）針對緩沖系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化目標的理論問題,分析了緩沖器在速度階躍激勵下的沖擊響應和最大儲能能力變化規(guī)律,提出了自動武器站搖架緩沖系統(tǒng)響應特性要求:最大后坐力、最大后坐位移和快速復位能力,推導出相應的加速度峰值、位移峰值、穩(wěn)態(tài)振幅等特性的數(shù)學表達式,分析了不同約束條件下和不同阻尼比范圍內(nèi)的單自由度緩沖系統(tǒng)沖擊響應的特性,建立了緩沖系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設計目標的數(shù)學模型,利用該模型獲得了同時滿足三個性能指標的最佳剛度、阻尼參數(shù),為柔順緩沖機構(gòu)提... 

【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：183 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

常規(guī)步兵戰(zhàn)車射擊平臺如圖1.1所示，目前陸軍常規(guī)車載輕武器武器的觀察、瞄準和射擊均采用手動

1.2.1 自動武器站的介紹圖 1.1 常規(guī)步兵戰(zhàn)車射擊平臺如圖 1.1所示，目前陸軍常規(guī)車載輕武器武器的觀察、瞄準和射擊均采用手動操作，反應時間長、射擊精度低、射手的生存能力低。因此，世界各軍事強國紛紛研發(fā)各種自動武器站[10]。如圖 1.2所示，自動武器站是一種可以安裝在多種軍用車輛或其它平臺上的相對獨立的模塊化、通用化武器系統(tǒng)。一般由全電驅(qū)動的無人值守槍塔和操控單元兩大部分組成，槍塔上集成有觀瞄系統(tǒng)(如光學瞄具、CCD攝像機、熱像儀、激光測距機等)、驅(qū)動系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)和武器；操控單元則包括火控計算機、顯示器、操作手柄和作戰(zhàn)軟件等，主要配備各類機槍、榴彈發(fā)射器等輕武器，部分可以配備小口徑火炮或單兵導彈。

或自行開發(fā)了自己的自動武器站系統(tǒng)。美國是研究CROWS最早也最為積極的國家，CROWS-XM101的研發(fā)得到美國陸軍的大力支持，由美國陸軍單兵武器項目管理辦公室和偵察/光學公司(ROI，Recon/Optical,Inc.)聯(lián)合研制。可以安裝多種輕型武器，包括40mm榴彈發(fā)射器、12.7mm大口徑機槍、7.62mm機槍以及5.56mm班用機槍。CROWS的瞄準系統(tǒng)和武器在高低方向上可各自獨立運動，可以提供監(jiān)視模式，即武器在非瞄準狀態(tài)下，也可以用瞄具搜索目標。CROWS能配裝在任何裝有制式座圈的車輛平臺上，射手可以在車內(nèi)通過操縱桿和一臺彩色顯示屏來跟蹤、鎖定目標，并可在車內(nèi)發(fā)射武器。2003年10月，美國陸軍把XM101通用自動武器站送往伊拉克戰(zhàn)場進行實戰(zhàn)試驗，該系統(tǒng)大受野戰(zhàn)部隊歡迎。我國對類似武器系統(tǒng)研究工作起步晚，水平較低，現(xiàn)階段尚處于仿研和摸索過程中[24]。從目前國外研發(fā)的自動武器站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成來看，其結(jié)構(gòu)特征可以歸納為：(1)遙控操作的雙向穩(wěn)定通用武器架（具有可遙控操作的方位-俯仰兩維伺服槍架，可安裝多種輕武器）；(2)具有可集成紅外、可見光、激光等傳感器通道的一體化瞄具(3)具有高分辨率的平面顯示單元和槍手操控臺。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]模擬柔順機構(gòu)中柔順桿件末端特征的2R偽剛體模型[J]. 馮忠磊,余躍慶,王雯靜.  機械工程學報. 2011(01)
[2]新型精密傳動機構(gòu)設計與制造綜述[J]. 王國彪,賴一楠,范大鵬,楊華勇,王時龍.  中國機械工程. 2010(16)
[3]基于基礎結(jié)構(gòu)法的柔順機構(gòu)可靠性拓撲優(yōu)化[J]. 占金青,張憲民.  機械工程學報. 2010(13)
[4]平面柔順機構(gòu)的自由度[J]. 陳貴敏,李端玲.  機械工程學報. 2010(13)
[5]柔性鉸鏈機構(gòu)設計方法的研究進展[J]. 于靖軍,裴旭,畢樹生,宗光華,張憲民.  機械工程學報. 2010(13)
[6]遙控武器站相關技術(shù)與發(fā)展趨勢[J]. 賈永前,楊明華,杜慶洋.  四川兵工學報. 2010(06)
[7]某型遙控武器站射擊密集度仿真與優(yōu)化[J]. 毛保全,王傳有,邵毅,房學龍.  裝甲兵工程學院學報. 2010(02)
[8]全柔性微位移放大機構(gòu)性能與參數(shù)關系[J]. 邱麗芳,吳國昌,李疆,翁海珊.  北京科技大學學報. 2010(03)
[9]遙控武器站功能融合設計思想[J]. 徐振輝,毛保全,趙俊嚴,楊明華.  裝甲兵工程學院學報. 2010(01)
[10]主動式?jīng)_擊隔離的快速回復性理論研究[J]. 張萌,張振山,張文群.  振動與沖擊. 2010(01)

博士論文
[1]面向生物工程的精密定位機構(gòu)及其動力學特性研究[D]. 葉果.中國礦業(yè)大學 2011
[2]導引頭伺服機構(gòu)工作特性與先進測控方法研究[D]. 張文博.國防科學技術(shù)大學 2009
[3]靜電梳齒結(jié)構(gòu)的MEMS分析和優(yōu)化設計[D]. 李燕斌.華中科技大學 2008
[4]非線性隔振抗沖器的設計與建模研究[D]. 丁旭杰.上海交通大學 2008
[5]光電穩(wěn)定跟蹤裝置誤差建模與評價問題研究[D]. 李巖.國防科學技術(shù)大學 2008
[6]導引頭伺服機構(gòu)若干強度與動力學問題研究[D]. 聶旭濤.國防科學技術(shù)大學 2008
[7]橡膠隔振器動力學性能及設計方法研究[D]. 王銳.華中科技大學 2007
[8]硅微單側(cè)直腳諧振器與復合V型梁熱致動器的機械性能研究[D]. 沈雪瑾.上海大學 2007
[9]大行程納米定位系統(tǒng)若干關鍵技術(shù)研究[D]. 李鳴鳴.上海大學 2007
[10]光電穩(wěn)定伺服機構(gòu)的關鍵測控問題研究[D]. 張智永.國防科學技術(shù)大學 2006

碩士論文
[1]柔順機構(gòu)的2R偽剛體模型研究[D]. 馮忠磊.北京工業(yè)大學 2010
[2]某車載遙控武器站的初步研究[D]. 李輝.南京理工大學 2009
[3]具有磁流變阻尼的直線進給系統(tǒng)動力學特性研究[D]. 陳振輝.廣東工業(yè)大學 2008
[4]某遙控特種機械的動力學建模仿真與分析[D]. 李化耀.南京理工大學 2008
[5]精密火工品壓藥設備關鍵技術(shù)及氣動壓藥機控制系統(tǒng)研究與應用[D]. 汪績寧.重慶大學 2008
[6]自行火炮炮塔動靜態(tài)特性分析[D]. 孫亮.南京理工大學 2007
[7]炮艙結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的振動特性分析[D]. 王文睿.西北工業(yè)大學 2007
[8]89式12.7mm重機槍動力學仿真與優(yōu)化[D]. 朱蓉.南京理工大學 2006
[9]某機電系統(tǒng)總體設計及動態(tài)分析[D]. 許艷.南京理工大學 2006
[10]磁流變沖擊緩沖器的結(jié)構(gòu)設計與模糊控制研究[D]. 滕昱棠.南京理工大學 2006



本文編號：3089992