本發(fā)明涉及后坐控制領(lǐng)域，具體是一種火炮旋轉(zhuǎn)型磁流變反后坐裝置。

背景技術(shù)：

無論口徑大小，提高火炮射程、射速、威力、精度、快速反應(yīng)能力和生存能力是永恒主題。為了提高火炮射程射速，必須使炮彈在炮口具有足夠的初速度，根據(jù)動量守恒，必然伴隨劇烈的炮身后坐運動。其中后坐力對火炮的結(jié)構(gòu)強度及射擊精度有著較大的影響，低后坐力技術(shù)是火炮火力系統(tǒng)研究與改進設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，也是協(xié)調(diào)火炮威力、機動性及射擊精度三者之間矛盾的關(guān)鍵措施。雖然形式多種多樣，傳統(tǒng)火炮大致結(jié)構(gòu)如附圖1所示。其中反后坐裝置3一端與炮身相連，一端固定在炮架上，當(dāng)炮身發(fā)生后坐運動時，通過直線型的后坐阻尼裝置達到控制后坐力的目的，這種后坐阻尼裝置一般成為制退機。反后坐裝置的應(yīng)用是火炮現(xiàn)代化的標志之一，而反后坐裝置的技術(shù)進步也是現(xiàn)代火炮技術(shù)發(fā)展的重要方面?，F(xiàn)有的節(jié)制桿式制退機技術(shù)，基于工作介質(zhì)在節(jié)制桿作用下導(dǎo)致的變截面流動原理，實現(xiàn)不同后坐行程條件下的后坐力控制。節(jié)制桿式制退機工作介質(zhì)壓力高，對密封要求高，且大口徑火炮后坐行程長，對火炮的結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)成挑戰(zhàn)。

因此，需要一種將直線往復(fù)運動的火炮后坐運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，并使用旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置對旋轉(zhuǎn)運動施加阻尼作用，進而進行后坐力控制的火炮旋轉(zhuǎn)型磁流變反后坐裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種將直線往復(fù)運動的火炮后坐與復(fù)進運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，并使用旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置對旋轉(zhuǎn)運動施加阻尼作用，進而進行后坐力控制的火炮旋轉(zhuǎn)型磁流變反后坐裝置；

本發(fā)明的火炮旋轉(zhuǎn)型磁流變反后坐裝置，包括用于將火炮炮身的后坐運動轉(zhuǎn)化為單向旋轉(zhuǎn)運動的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)和用于對轉(zhuǎn)化形成的單向旋轉(zhuǎn)運動施加阻尼作用以抑制火炮后坐力的旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置；

進一步，所述后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)包括用于輸出單向旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)軸、沿火炮炮身縱向設(shè)置并與火炮炮身相互固定的齒條以及與所述齒條嚙合并轉(zhuǎn)動配合于所述轉(zhuǎn)軸的齒輪；所述齒輪與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有單向傳動裝置，所述單向傳動裝置在火炮炮身復(fù)進運動時分離并在火炮炮身后坐運動時接合以帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；

進一步，所述后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)包括用于輸出單向旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)軸、與所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動配合的絞盤以及纏繞于所述絞盤并與火炮炮身連接的拉線；火炮炮身后坐運動時可通過拉線拉動絞盤轉(zhuǎn)動；火炮炮身復(fù)進運動時，所述絞盤通過一回位彈簧帶動其反轉(zhuǎn)，所述絞盤與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有單向傳動裝置，所述單向傳動裝置在火炮炮身復(fù)進運動時分離并在火炮炮身后坐運動時接合以帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；

進一步，所述單向傳動裝置為棘輪裝置或超越離合器；

進一步，所述旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置包括與所述轉(zhuǎn)軸傳動連接或一體成型的中軸、可轉(zhuǎn)動密封外套于所述中軸用于容納可控磁流變介質(zhì)的磁流變液殼、傳動配合于所述中軸并位于所述磁流變液殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁盤以及用于在磁流變液殼內(nèi)產(chǎn)生磁場的勵磁線圈；

進一步，所述中軸位于磁流變液殼內(nèi)的軸段傳動配合有磁屏蔽殼，所述旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁盤固定于所述磁屏蔽殼外壁，所述勵磁線圈纏繞于所述中軸并位于所述磁屏蔽殼內(nèi)；

進一步，所述旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁盤沿中軸中向分布有多個，相鄰兩旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁盤之間通過非導(dǎo)磁材料制作的墊圈分隔；

進一步，所述磁流變液殼內(nèi)設(shè)有用于包容旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁盤的磁屏蔽殼，所述勵磁線圈位于所述磁流變液殼內(nèi)圓與磁屏蔽殼外圓之間。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的火炮旋轉(zhuǎn)型磁流變反后坐裝置，火炮炮身的后坐運動通過后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)轉(zhuǎn)化為單向旋轉(zhuǎn)運動，在通過旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置對轉(zhuǎn)化出的單向旋轉(zhuǎn)運動施加阻尼作用，進而實現(xiàn)對火炮炮身的后坐運動進行阻尼，最終達到對火炮的后坐力進行控制的目的。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為傳統(tǒng)火炮的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一種形式的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第二種形式的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第一種形式的旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明第二種形式的旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1為傳統(tǒng)火炮的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明第一種形式的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明第二種形式的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2和3所示，本實施例的火炮旋轉(zhuǎn)型磁流變反后坐裝置，包括用于將火炮炮身2的后坐運動轉(zhuǎn)化為單向旋轉(zhuǎn)運動的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)和用于對轉(zhuǎn)化形成的單向旋轉(zhuǎn)運動施加阻尼作用以抑制火炮后坐力的旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置；本實施例中的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)可采用現(xiàn)有一切能夠?qū)崿F(xiàn)將直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的裝置實現(xiàn)，火炮炮身2的后坐運動通過后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)轉(zhuǎn)化為單向旋轉(zhuǎn)運動，在通過旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置對轉(zhuǎn)化出的單向旋轉(zhuǎn)運動施加阻尼作用，進而實現(xiàn)對火炮炮身2的后坐運動施加阻尼，最終達到對火炮的后坐力進行控制的目的。

如圖2所示為本發(fā)明第一種形式的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)包括用于輸出單向旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)軸4、沿火炮炮身2縱向設(shè)置并與火炮炮身2相互固定的齒條3以及與所述齒條3嚙合并轉(zhuǎn)動配合于所述轉(zhuǎn)軸4的齒輪5；所述齒輪5與轉(zhuǎn)軸4之間設(shè)有單向傳動裝置，所述單向傳動裝置在火炮炮身2復(fù)進運動時分離并在火炮炮身2后坐運動時接合以帶動轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，炮身2后坐運動時，與其固定的齒條3也將與其同步移動，齒條3將帶動齒輪5轉(zhuǎn)動，而齒輪5通過單向傳動裝置帶動轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，此時，旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置將對轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動施加阻尼作用，當(dāng)炮身2復(fù)進運動時，單向轉(zhuǎn)動裝置分離，齒輪5的轉(zhuǎn)動將不會帶動轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，因此，炮身2的復(fù)進運動不會受到阻尼作用的影響。

如圖3所示為本發(fā)明第二種形式的后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，，所述后坐運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)包括用于輸出單向旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)軸4、與所述轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動配合的絞盤7以及纏繞于所述絞盤7并與火炮炮身2連接的拉線9；火炮炮身2后坐運動時可通過拉線9拉動絞盤7轉(zhuǎn)動；火炮炮身2復(fù)進運動時，所述絞盤7通過一回位彈簧8帶動其反轉(zhuǎn)，所述絞盤7與轉(zhuǎn)軸4之間設(shè)有單向傳動裝置，所述單向傳動裝置在火炮炮身2復(fù)進運動時分離并在火炮炮身2后坐運動時接合以帶動轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，絞盤7的外圓形成環(huán)槽，拉線9可纏繞在環(huán)槽內(nèi)，避免拉線9脫出，炮身2后坐運動時，將通過拉線9帶通絞盤7轉(zhuǎn)動，而絞盤7通過單向傳動裝置帶動轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，此時，旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置將對轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動施加阻尼作用，當(dāng)炮身2復(fù)進運動時，絞盤7在復(fù)位彈簧的帶動下反轉(zhuǎn)，單向轉(zhuǎn)動裝置分離，因此，絞盤7的反轉(zhuǎn)將不會帶動轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，因此，炮身2的復(fù)進運動不會受到阻尼作用的影響。

本實施例中，所述單向傳動裝置為棘輪裝置6或超越離合器；采用棘輪裝置6時，棘輪可與齒輪5或絞盤7固定，棘爪應(yīng)設(shè)置在轉(zhuǎn)軸4上，當(dāng)炮身2后坐運動時，棘輪和棘爪相互接合，使齒輪5或絞盤7能夠帶動轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，當(dāng)炮身2復(fù)進運動時，棘輪與棘爪分離，當(dāng)采用超越離合器作為單向傳動裝置時，超越離合器設(shè)置在齒輪5與轉(zhuǎn)軸4之間，炮身2復(fù)進運動時，超越離合器超越。

本實施例中，所述旋轉(zhuǎn)式阻尼裝置包括與所述轉(zhuǎn)軸4傳動連接或一體成型的中軸14、可轉(zhuǎn)動密封外套于所述中軸14用于容納可控磁流變介質(zhì)10的磁流變液殼17、傳動配合于所述中軸14并位于所述磁流變液殼17內(nèi)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁盤11以及用于在磁流變液殼17內(nèi)產(chǎn)生磁場的勵磁線圈13；圖4為第一種旋轉(zhuǎn)阻尼裝置的示意圖，圖5為第二種旋轉(zhuǎn)阻尼裝置的示意圖。圖4中，將電磁線圈13置于阻尼器中心，圖5將電磁線圈13置于阻尼器周向外緣。兩種旋轉(zhuǎn)阻尼裝置中軸14，圖4所示的第一種旋轉(zhuǎn)阻尼裝置中，中軸14松套于磁流變液殼17體兩端的端蓋16上，其接觸面可以用過毛氈密封等方式進行密封，防止工作介質(zhì)10外溢。轉(zhuǎn)軸4、導(dǎo)磁盤11、磁屏蔽殼12、導(dǎo)磁盤11墊圈15通過鍵實現(xiàn)傳動連接，轉(zhuǎn)軸4通過磁屏蔽殼12帶動導(dǎo)磁盤11做旋轉(zhuǎn)運動，與工作介質(zhì)10之間由于剪切作用而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻尼。圖5所示的第二種旋轉(zhuǎn)阻尼裝置中，中軸14松套于磁流變液殼17兩端的端蓋16上，其接觸面可以用過毛氈密封等方式進行密封，防止工作介質(zhì)10外溢，中軸14、導(dǎo)磁盤11、導(dǎo)磁盤11墊圈15之間通過鍵傳動，中軸14帶動導(dǎo)磁盤11和導(dǎo)磁盤11墊圈15做旋轉(zhuǎn)運動，與工作介質(zhì)10之間由于剪切作用而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻尼。圖4和圖5中，箭頭閉合環(huán)線所示為磁力線，其通過導(dǎo)磁盤11與工作介質(zhì)10的方向與剪切運動方向垂直，利于發(fā)揮剪切阻尼作用。為了使閉合磁力線通過導(dǎo)磁盤11和工作介質(zhì)10，避免磁場旁通，在第一種旋轉(zhuǎn)阻尼裝置中設(shè)置磁屏蔽殼12、磁流變液殼17體和導(dǎo)磁盤11墊圈15也由非導(dǎo)磁材料制作，轉(zhuǎn)軸4和導(dǎo)磁盤11墊圈15也同樣必須由非導(dǎo)磁材料制作。導(dǎo)磁盤11的片數(shù)可以根據(jù)火炮后坐動力學(xué)進行計算確定，片數(shù)越多，可能產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)阻尼越大。但由于第一種旋轉(zhuǎn)阻尼裝置中，導(dǎo)磁盤11都隨轉(zhuǎn)軸4做整體運動，因此除兩端的導(dǎo)磁盤11外，中間導(dǎo)磁盤11和工作介質(zhì)10可能產(chǎn)生整體運動而削弱剪切作用，在需要提供更大旋轉(zhuǎn)阻尼時，可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計，在每兩片相鄰導(dǎo)磁盤11間增加不隨轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動的定片，從而增大旋轉(zhuǎn)阻尼。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。