专利名称：弹载固态记录器的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据记录仪技术领域，具体为应用于火箭、导弹等飞行器动态 数据的实时采集、存储的弹载固态记录器。
背景技术：
导弹飞行过程中的动态数据通常是由无线电遥测系统获得，而导弹进入黑 障区的动态数据主要采用记录器来获取，记录器在载入体落地前被弹出，其回 收后可获得导弹黑障区的飞行数据。早期弹上数据记录采用磁记录器，缺点为
体积大、功耗大、随机存取能力差、可靠性差，抗过载能力差；上世纪80年代 初，国内开始研制固态记录器，采用半导体存储器作为存储介质来实现数据的 记录，与传统的磁记录器相比，其虽然在功耗、灵活性、可靠性、抗过载能力 等方面有了一定的提高，但因体积较大，防护结构设计受限，在回收过程中不 易保护；此外，由于在抗高过载设计中，采用的一体化灌封方式，将电路与整 个壳体通过灌封材料固化为一体，导致了系统的可维护性差，不可修复性和不 可重复使用性。
发明内容
本发明为了解决现有固态记录器存在体积较大、防护结构设计受限，在回 收过程中不易保护以及抗过载能力差、可维护性差、不可重复使用等缺陷，提 供一种可部分回收的弹载固态记录器，具有结构新颖、体积小、精度高、采集 通道多、存储容量大、抗过载能力强、维护容易等优点。
本发明是采用如下技术方案实现的弹载固态记录器，包括采编器和存储
器，采编器和存储器上分别设有接插件，两接插件之间连有电缆，所述的采编 器包括至少一个信号输入模块，信号输入模块内设有信号输入电路板，信号输 入模块一侧设有与信号输入电路板连接的接插件，信号输入模块下方设有内设 采集控制电路板的采集控制模块，采集控制模块一侧设有用于连接弹上时统信 号和电源的接插件，接插件通过电缆与采集控制电路板连接，信号输入电路板 和采集控制电路板通过三通接插件连接，信号输入模块上方设有盖板，采集控 制模块下方设有底座，盖板、信号输入模块、采集控制模块和底座呈笼屉式结 构，四者通过长条螺栓固定在一起。本发明所述的采编器采用笼屉式可拆装结 构，无需改变采编器的整体结构，通过增加模块层数，就可扩展采集通道数， 方便系统功能的升级，其中第一层为信号输入模块，其信号输入电路板主要包
括信号调理电路和通道选择电路；第二层为采集控制模块，其采集控制电路板 主要负责完成数据采集、编码，可在线编程，能够灵活调整采集通道数和采样 率。本发明所述的采编器的采集控制基于FPGA来实现，通过改变FPGA的内 部逻辑，可以灵活调整记录器的通道采样率及现有硬件条件下采样通道个数， 另外，还可以增加信号输入模块，来扩展通道数目，使其满足不同场合的应用 需求。上述信号输入电路板、采集控制电路板上的控制电路以及如何通过改变 FPGA的内部逻辑来调整记录器的通道采样率及通道个数是本领域的普通技术 人员所熟知的，为现有公知技术。—
所述的存储器包括外壳以及与其固定的外壳盖，外壳内设置与其四周紧密 配合、且由上缓冲层、中间缓冲层和下缓冲层构成的隔离缓冲体，其中中间缓 冲层内嵌套有与其紧密配合的内壳以及固定于内壳一侧的内壳盖，内壳盖内侧 固定有插入内壳的存储电路板，所述的外壳、设置在外壳内的隔离缓冲体以及
设置在隔离缓冲体内的存储电路板构成嵌套式结构，存储电路板通过电缆与设 置在外壳上的接插件连接。本发明所述的存储器采用嵌套式缓冲结构，这种缓 冲结构使存储器安装拆卸灵活方便，便于电路调试及回收后读数，而且可以保
证存储电路板能承受较大的过载，试验证明其承受过载能力高于20000g，满足 飞行器落地瞬间受到的巨大冲击，保证存储器回收时内部的存储电路板不被损 坏，使飞行器数据可靠、完整。所述的隔离缓冲体可采用橡胶浇注成型。
所述采编器的底座四周固定有减震器，可减小采编器在飞行状态下所承受 的振动、冲击等环境应力作用，提高了系统工作的可靠性。
所述采编器的底座下方设有安装板，安装板上设有定位孔，采编器安装板 的尺寸和定位孔的位置、数量可根据使用环境灵活改变，提高了其通用性。
所述存储器外壳是由铝材制成，内壳由钢材制成，釆用铝作为存储器的外 壳，在回收落地过程中可有效吸收冲击能量，减小内部结构所承受的过载，同 时，内钢外铝的设计也大大减轻了存储器的重量。
所述存储器的内壳盖上设有走线槽，内壳盖前端固定有压线盖，压线盖一 侧开有出线孔，中间缓冲层上且与压线盖相对应的位置上开有穿线孔。当内壳 盖与压线盖装配完毕后，与存储器电路板连接的电缆穿过内壳盖并横向安置在 走线槽内，然后经压线盖一侧的出线孔穿出，电缆的走线形成"Z"字形，当电 缆受到较大的外力时，这种走线方式可有效地减小外力的作用，避免电路板被 损坏，使电路板得到更可靠的保护。
与现有技术相比，本发明所述的记录器主要由不回收的采编器和可回收的 存储器两部分组成，釆编器主要对弹上信号进行调理、采集及编码，并根据控 制信号控制记录器的工作方式，具有采集通道多、采样精度高、多种采样率可
调等特点，机械设计采用笼屉式可拆装结构，无需改变采编器的整体结构，通 过增加模块层数，就可扩展采集通道数，方便系统功能的升级，具有较好的通 用性，适合多种飞行器动态参数的测量；存储器主要对来自采编器的数据进行 存储及保护，其独有的嵌套式缓冲结构设计及电缆走线设计，可有效保护其回 收时内部的存储电路板不被损坏，电路系统在高过载情况下所存数据安全可靠， 同时存储器利于维护，可多次重复使用。总之，本发明具有体积小、通用性好、 采样率、记录通道数可调、操作简单、成本低等优点，适用于飞行器多种参数 的获取和测试。
图1为本发明的工作原理方框图
图2为本发明的外部结构示意图
图3为图2中采编器的剖视图
图4为图2中存储器的剖视图
图5为图4中隔离缓冲体的结构放大示意图
图6为图4中内壳、内壳盖及压线盖的结构放大示意图
图7为图4中内壳及内壳盖的结构放大示意图
图中l-盖板2-信号输入模块3-信号输入电路板4-接插件5-釆集控 制模块6-采集控制电路板7、 8-接插件9-底座10-减震器11-安装板 12-外壳盖13-上缓冲层14-中间缓冲层15-内壳16-内壳盖17-压线盖 18-下缓冲层19-外壳20-采编器21-接插件22-存储器23-电缆24-存 储电路板25-定位孔26-走线槽27-穿线孔28-出线孔
具体实施例方式
弹载固态记录器，包括采编器20和存储器22，采编器20和存储器22上 分别设有接插件8、 21，两接插件之间连有电缆23，用于将采编器采集的数据 输入存储器，所述的采编器20包括至少一个信号输入模块2，信号输入模块2 内设有信号输入电路板3，信号输入模块2 —侧设有与信号输入电路板3连接 的接插件4，飞行器信号通过接插件4传输到采编器中，信号输入模块2下方 设有内设采集控制电路板6的采集控制模块5，采集控制模块5 —侧设有用于 连接弹上时统信号和电源的接插件7，接插件7通过电缆与采集控制电路板6 连接，信号输入电路板3和采集控制电路板6通过三通接插件连接，信号输入 模块2上方设有盖板1，采集控制模块5下方设有底座9，盖板1、信号输入模 块2、采集控制模块5和底座9通过长条螺栓固定在一起，采编器20的底座9 四周固定有减震器IO，底座9下方设有安装板11，便于采编器与载体装配，安 装板ll上设有定位孔25。
所述的存储器22包括外壳19以及与其固定的外壳盖12，外壳19内设置 与其四周紧密配合、且由上缓冲层13、中间缓冲层14和下缓冲层18构成的隔 离缓冲体，其中中间缓冲层14内嵌套有与其紧密配合的内壳15以及固定于内 壳15 —侧的内壳盖16，内壳盖16内侧固定有插入内壳15的存储电路板24， 所述的外壳19、设置在外壳19内的隔离缓冲体以及设置在隔离缓冲体内的存 储电路板24构成嵌套式结构，存储电路板上的存储介质可采用Flash Memory, 具有体积小、单片容量大、成本低、非易失性、抗过载能力强等特点，并且采 用边擦边写的存储方式，使存储器可循环记录数据，保证了数据的实时更新， 避免因外部干扰导致数据被意外擦除，这是本领域的普通技术人员很容易实现 的；存储电路板24通过电缆与设置在外壳19上的接插件21连接，存储器外壳
19是由铝材制成，内壳15由钢材制成；存储器22的内壳盖16上设有走线槽 26，内壳盖16前端固定有压线盖17，压线盖17—侧开有出线孔28，中间缓冲 层14上且与压线盖17相对应的位置上开有穿线孔27。所述存储器容量采用冗 余设计，就目前应用情况，能够记录长达5000秒导弹飞行数据，远远大于导弹 的实际飞行时间，即可全程记录导弹的飞行数据；大容量的设计降低了因采样 率提高和采集通道增加带来的存储空间提升的压力。
本发明的弹载固态记录器体积小，采编器单个模块高度为15mm，存储器 内壳体积为60X58X38 mm3。
本发明配套有地面测试系统，可远程(300m)控制弹载固态记录器及实时 监测记录器采集的多路动态数据，实时绘制波形，在不拆装导弹的情况下方便 的完成数据的监测与存储。
当记录器装配到飞行器上进行试验时，飞行器信号通过接插件4输入到采 编器中，电源线及飞行器时统倩号通过接插件7输入到采编器中，记录器的地 面测试系统也通过接插件7输入采编器中；当系统接通电源后，开始进入采编 存储状态，此时飞行器的信号通过采编器采集编码后通过接插件8 、电缆23 和接插件21写入存储器中，同时数据由接插件7连接300米电缆至地面测试系 统，通过上位机监测所采集的数据；采编器接收到飞行器发出的时统信号后， 帧计数清零，开始实时记录飞行器的各种动态参数，飞行器落地后，取出存储 器，通过地面测试系统将存储器内的数据读出并保存，从而完成飞行器全程飞 行数据的记录。
权利要求
1、一种弹载固态记录器，包括采编器(20)和存储器(22)，采编器(20)和存储器(22)上分别设有接插件(8、21)，两接插件之间连有电缆(23)，其特征是所述的采编器(20)包括至少一个信号输入模块(2)，信号输入模块(2)内设有信号输入电路板(3)，信号输入模块(2)一侧设有与信号输入电路板(3)连接的接插件(4)，信号输入模块(2)下方设有内设采集控制电路板(6)的采集控制模块(5)，采集控制模块(5)一侧设有用于连接弹上时统信号和电源的接插件(7)，接插件(7)通过电缆与采集控制电路板(6)连接，信号输入电路板(3)和采集控制电路板(6)通过三通接插件连接，信号输入模块(2)上方设有盖板(1)，采集控制模块(5)下方设有底座(9)，盖板(1)、信号输入模块(2)、采集控制模块(5)和底座(9)呈笼屉式结构，四者通过长条螺栓固定在一起；所述的存储器(22)包括外壳(19)以及与其固定的外壳盖(12)，外壳(19)内设置与其四周紧密配合、且由上缓冲层(13)、中间缓冲层(14)和下缓冲层(18)构成的隔离缓冲体，其中中间缓冲层(14)内嵌套有与其紧密配合的内壳(15)以及固定于内壳(15)一侧的内壳盖(16)，内壳盖(16)内侧固定有插入内壳(15)的存储电路板(24)，所述的外壳(19)、设置在外壳(19)内的隔离缓冲体以及设置在隔离缓冲体内的存储电路板(24)构成嵌套式结构，存储电路板(24)通过电缆与设置在外壳(19)上的接插件(21)连接。
2、 根据权利要求1所述的弹载固态记录器，其特征是所述采编器(20)的 底座(9)四周固定有减震器(10)。
3、 根据权利要求1或2所述的弹载固态记录器，其特征是所述采编器(20) 的底座(9)下方设有安装板(11)，安装板(11)上设有定位孔(25)。
4、 根据权利要求1或2所述的弹载固态记录器，其特征是所述存储器外壳 (19)是由铝材制成，内壳(15)由钢材制成。
5、根据权利要求1或2所述的弹载固态记录器，其特征是所述存储器(22) 的内壳盖(16)上设有走线槽(26)，内壳盖(16)前端固定有压线盖(17)， 压线盖(17) —侧开有出线孔(28)，中间缓冲层(14)上且与压线盖(17)相 对应的位置上开有穿线孔(27)。
全文摘要
本发明涉及数据记录仪技术领域，具体为弹载固态记录器，解决现有固态记录器存在体积较大、防护结构设计受限，不易保护以及抗过载能力差、不可重复使用等缺陷，由采编器和存储器组成，采编器由盖板、信号输入模块、采集控制模块和底座构成，呈笼屉式结构，存储器由外壳、隔离缓冲体以及设置在隔离缓冲体内的存储电路板构成，呈嵌套式结构。采编器具有采集通道多、多种采样率可调等特点，通过增加模块层数，可扩展采集通道数，适合多种飞行器动态参数测量；存储器可保护内部存储电路板不被损坏，高过载情况下所存数据安全可靠，同时利于维护，可重复使用。本发明具有体积小、通用性好、采样率、记录通道数可调、操作简单、成本低等优点。
文档编号G07C5/00GK101105869SQ200710062170
公开日2008年1月16日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日
发明者任勇峰, 刘东海, 崔永俊, 张文栋, 李圣昆, 甄国涌, 胡振良 申请人:中北大学