一种DF37毫米高射炮炮闩锁定装置及控制方法与流程

本发明属于一种锁具装置，更具体涉及一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置及控制方法。

背景技术：

37毫米高射炮是我国用于人工防雹增雨的主要工具，数量多、分布广。据2018年统计，全国有7000多门高射炮，用于防雹增雨作业，是防灾减灾不可或缺的有力工具。这种高射炮一般需要4～6人工操作，由于高射炮安装位置多在郊区或山顶,目前并没有对df37毫米高射炮使用限制的管理设备装置。作业时多采用气象部门指定多人在郊外或山顶炮点操作。随着经济发展，国内使用df37毫米高射炮人工防雹增雨不断增多，且该设备分布广，df37毫米高射炮全安使用问题一直存在，成了防雹作业df37高射炮全安使用突出的问题。进一步限制高射炮炮闩的使用权限，是高射炮安全管理的一项重要需求。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供了一种df37毫米高射炮炮闩机锁定装置，在原炮上进行了改造，并且保留原炮的手动操作功能，结构简单，价格低廉，可靠性好。

本发明还提供了一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置的控制方法，便于维护和维修，作业人员信息记录，用有线通讯方式进行指纹授权解锁方向机，防止高炮被用于除防雹增雨以外的其它用途，在很大程度上提高本发明的目的是在于提供了了df37毫米高射炮安全使用。

本发明的目的采用以下技术措施得以实现：

一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置，包括在炮体的摇架外壳内受拉杆驱动的凸出轴，凸出轴随拉杆运动使曲柄绕炮闩开关轴旋转开关炮闩，锁定装置安装在摇架外壳背离凸出轴的一面，锁定装置内具有l型滑道，锁杆的一端穿过该滑道节段一及摇架外壳，延伸至突出轴朝向拉杆的一侧，锁杆的另一端露于锁定装置外，锥套与节段一内的锁杆固定连接，锥套的锥面朝向摇架外壳，复位件一对锥套施加背离摇架外壳的复位力；锁芯在该滑道的节段二内滑动，同时受复位件二施加朝向锁杆的复位力，锁芯靠近锁杆一侧的周面设有凸台，杆件在节段二内钩连凸台，杆件远离节段二的一端连接丝杠副，受步进电机轴梳传动的丝杠套于丝杠副内，对丝杠副施加平行于锁芯的轴向位移。

进一步地，所述锁杆在锁定装置外侧连接锁帽，铜导套靠近锁帽套于锁杆外周，铜导套用于限定锁杆，防止锁杆滑出锁定装置。

进一步地，所述节段二背离锁杆的一端面封装有封板，锁芯背离锁杆的一侧穿过封板滑动。

进一步地，所述锁定装置位于节段二的侧面开设钥匙孔，钥匙穿过钥匙孔，伸入到凸台靠近锁杆的一面，钥匙插入锁定装置的一端为圆柱形，钥匙端部具有半圆柱形的缺槽，凸齿设于该端部背离缺槽的一侧。

一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置的控制方法，其步骤是：

锁闭：按压锁帽，使锁杆推入凸出轴面向拉杆的一侧，锁芯在复位件二的驱动下伸入到锥套背离摇架外壳的一侧，阻挡锁杆复位；

解锁方法一：当锁芯在复位件二的作用下阻挡锁杆复位时，钥匙的缺槽正对凸台插入钥匙孔后，旋转使凸齿正对凸台，驱动锁芯背向锁杆位移，解除锁芯对锁杆的锁闭，使凸出轴位移；

解锁方法二：通过操作面板指纹验证输入指令给plc控制器，plc控制器根据指令输出控制信号给电机驱动器，电机驱动器驱动步进电机转动，驱动与杆件连接的丝杠副内沿丝杠轴向产生位移，使锁芯远离锁杆，让复位件一驱动锁杆远离凸出轴；

所述plc控制器还与触摸屏以rs-485通讯，进行数据传输，plc控制器反馈数据传输给触摸屏，通过触摸屏查阅系统实时数据，通过触摸屏修改系统参数，通过触摸屏输入控制指令给plc控制器；触摸屏将plc控制器输出的系统实时数据以modbus形式输出给dtu无线数据传输模块，dtu无线数据传输模块通过天线发射到df-14防雹实时信息系统网站服务器；操作面板还设有机械开关及按钮。

此项发明根据国家气象局、上海物管处、减灾司需求指定研发,已获得上级主管部门初步认可，并在内蒙古试用。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1.加强高炮使用安全管理：锁杆和锁芯封装于锁定装置内，不易被破坏，尤其是当锁定装置的外壳采用特种螺栓连接在摇架外壳上时，在无专用起子的情况下，普通工具难以破坏其结构解锁，特种螺栓具有多边形内凹腔，内凹腔底面还向外突出形成异形突出部，突出部延伸到内凹腔顶端面，可顶出普通的多边形起子；只能通过验证的方式启动步进电机拉回丝杠副才能达到解锁目的。

2.使用人员的身份认证管理，可通过身份验证采集作业人员信息，指挥人员信息，在线监视，防止高炮用于恐怖主义。

3.锁体结构简单，价格低廉，可靠性好，便于维护和维修：杆件可以和丝杠副焊接连接，不用在杆件上加工钥匙孔，省工，组件少，成本低。钥匙可在步进电机故障或失去供电的情况下，通过旋转产生偏心位移使锁芯背离锁杆位移，钥匙属特制件，难以被普通工具替换可授权使用，安全性高。

4.锁体可靠性好：现有技术中的普通电子锁，拨动锁芯是使用的电磁力，而在板申请中锥套底面被锁芯阻挡时，锁芯受到压力，产生较大的静摩擦力，导致电子锁无法缩回锁芯，无法解锁，而本发明中采用丝杠、丝杠副配合传动产生的轴向力远大于静摩擦力，能顺利缩回锁芯。

本发明的锁定装置在锁闭时不依靠供电，操作简单，解锁后也无需持续供电，可保持开锁状态，有别于现有技术中的电子锁。本发明的炮闩锁定装置未改变原有的炮闩手动开闭结构，不改变现有的高射炮的操作。

附图说明

图1为一种df37毫米高射炮炮闩安装位置示意图；

图2为一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置闩外观结构示意图；

图3为一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置主要部件结构示意图；

图4为一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置电机组件外观示意图；

图5为一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置电机组件剖面示意图；

图6为一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置电机组件与锁杆结构示意图；

图7为一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置控制方法图。

其中：1锁定装置、2摇架外壳、3曲柄、4炮闩轴、5凸出轴、1-2特种螺栓、1-3突出部、1-4钥匙、1-5多边形凹槽、1-6内凹腔、1-7丝杠、1-8钥匙孔、1-9锁帽、1-10锁扣主体、1-11步进电机、1-12-锁杆，1-13缺槽、1-14凸齿、1-15锁芯、1-16连接座螺丝、1-18复位件一、1-19杆件、1-20复位件二、1-21电机趾头螺丝、1-22丝杠副，1-23锥套、1-24凸台、1-25封板、1-29铜套、1-61节段一、1-62节段二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据图1、图2、图3可知，一种df37毫米高射炮炮闩锁定装置，包括在炮体的摇架外壳2内受拉杆6驱动的凸出轴5，凸出轴5随拉杆6运动使曲柄3绕炮闩开关轴4旋转开关炮闩，锁定装置1安装在摇架外壳2背离凸出轴5的一面，锁定装置1内具有l型滑道1-6，锁杆1-12的一端穿过该滑道1-6节段一1-61及摇架外壳2延伸至突出轴5朝向拉杆6的一侧，锁杆1-12的另一端露于锁定装置1外，锥套1-23与节段一1-61内的锁杆1-12固定连接，锥套1-23的锥面朝向摇架外壳2，复位件一1-18对锥套1-23施加背离摇架外壳2的复位力；锁芯1-15在该滑道1-6的节段二1-62内滑动，同时受复位件二1-20施加朝向锁杆1-12的复位力，锁芯1-15靠近锁杆1-12一侧的周面设有凸台1-24，杆件1-19在节段二1-62内钩连凸台1-24，杆件1-19远离节段二1-62的一端连接丝杠副1-22，受步进电机1-11轴梳传动的丝杠1-7套于丝杠副1-22内，对丝杠副1-22施加平行于锁芯1-15的轴向位移。

锁杆1-12在锁定装置1外侧连接锁帽1-9，铜导套1-29套于锥套1-23上侧的锁杆1-12外周，铜导套1-29用于限定锁杆1-12，防止锁杆1-12滑出锁定装置1，当锥套1-23随锁杆1-12运动至阻挡凸出轴5时，锁芯1-15沿锁杆1-12及锥面滑动，当复位组件一1-18驱动锁杆1-12复位时，锁芯1-15阻挡锥套1-23的底面。

所述复位组件一1-18可选用弹簧，弹簧靠近锁杆1-12的摇架外壳2安装，对锥套1-23施加压力，锥套1-23的锥面朝向摇架外壳2安装；复位组件一1-18也可对锥套1-23施加拉力使锁杆1-12复位时，容易想到的，此时复位组件一1-18靠近锁杆1-12的锁帽1-9安装，复位组件一1-18可选用弹簧或皮筋，弹簧或皮筋两端分别连接铜导套1-29和锥套1-23的底面。复位组件一1-18和锥套1-23还可以选用磁铁，复位组件一1-18和锥套1-23之间互相产生斥力或吸引力。

复位组件二1-20选用弹簧时。所述节段二1-62背离锁杆1-12的一端面封装有封板1-25，锁芯1-15背离锁杆1-12的一侧穿过封板1-25滑动，弹簧被封板1-25限位。复位组件二1-20可设置为相互产生吸引力的凸台1-24和杆件1-19，杆件1-19吸引凸台1-24，使锁芯1-15靠紧锁杆1-12，此时可不设封板。

锁定时，手动下向压锁帽1-9，锁杆1-12连同锥套1-23向下移动，锥套1-23的锥面相对锁芯1-15滑动，锁芯1-15受侧向分力压缩复位组件二1-2向右移动，锁杆1-12的复位组件一1-18受力向下移动，当锥套1-23移动至低于锁芯1-15时，锁芯1-15受复位组件二1-20反作用力，向左移动，锁芯1-15挡在锥套1-23的上方。松开锁帽1-9，锁杆1-12在复位组件一1-18反作用力使锁杆1-12向上移动，锥套1-23与锁芯1-15接触，限制锁杆1-12继续向上移动，同时锁杆1-12底部伸进摇架外壳2内挡在凸出轴4前方，使凸出轴4无法移动，造成炮闩无法打开，达到锁住炮闩的目的。

实施例2

在实施例1的基础上，为使步进电机1-11故障状态或无法为步进电机供电时，均能在授权后手动解除对凸出轴4的锁定，如图4，锁定装置1的俯视剖视图，锁定装置1位于节段二1-62的侧面开设钥匙孔1-8，钥匙1-4穿过钥匙孔1-8，伸入到凸台1-24靠近锁杆1-12的一面，如图5，钥匙1-4插入锁定装置1的端部具有半圆柱形的缺槽1-13，凸齿1-14设于该端部背离缺槽1-13的一侧，当锁芯1-15在复位件二的作用下阻挡锁杆1-12复位时，钥匙1-4的缺槽1-13正对凸台1-24插入钥匙孔1-8后，旋转使凸齿1-14正对凸台1-24，可驱动锁芯1-15背向锁杆1-12位移，解除锁芯对锁杆的锁闭，使凸出轴5能够位移。钥匙孔1-8的设置方向不影响杆件1-19的运动，钥匙保持插入状态下，也能正常操作步进电机或锁帽完成锁定。

实施例3

根据图5可知，基于实施例1和实施例2的df37毫米高射炮方向机锁定装置的控制方法，其步骤是：df37毫米高射炮方向机锁定装置控制装置通电后，由已授权人员在指纹采集模块上验证指纹，验证通过后，按解锁按扭，解锁按扭指令给plc控制器根据指令输出控制信号给电机驱动器，电机驱动器驱动电机，使电机转动，从而实现方向机齿环解锁。

解锁：通过操作面板36指纹验证通过后，输入开锁指令给plc控制器37，plc控制器37根据指令输出控制信号给电机驱动器39，电机驱动器39驱动步进电机1-11，使电机转动，从而实现凸出轴、炮闩轴解锁；

plc控制器37与触摸屏38以rs-485通讯，进行数据传输，plc控制器37反馈数据传输给触摸屏38，操作者通过触摸屏38可查阅系统实时数据。同时操作者可以通过触摸屏38修改系统参数，也可以通过触摸屏38输入控制指令给plc控制器37，从而实现凸出轴、炮闩轴解锁。

触摸屏38将plc控制器37输出的系统实时数据以modbus形式输出给dtu无线数据传输模块41，dtu无线数据传输模块41通过天线42发射到df-14防雹实时信息系统网站服务器。

以plc控制器37作为系统cpu，触摸屏38为hmi，机械开关及按钮为操作面板36，电机驱动器39为相应执行机构的驱动单元，组成了现有的电控系统的神经中枢。

plc控制器37与触摸屏38，plc控制器37采用rs_485通讯协议进行数据传输，具有多点双向通讯，抗噪声干扰性好等特点，能保证传输速率、传输距离。

dtu无线数据传输模块41其作用是将系统参数(开锁人员信息，时间)及时的传输到指挥中心。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。