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一种礼炮炮管自动清洗的装置
摘要:礼炮,是举行隆重庆典或欢迎贵宾表示敬礼时所放的炮。礼炮炮管较普通管道因膛线这一特殊结构存在擦拭困难的问题。而炮管擦拭对礼炮提高精度、延长使用寿命的作用和意义非常重大。现有的火炮擦拭方法主要有:人工擦拭、半自动擦拭和全自动擦拭。本文提出一款高效、智能的新型炮管擦拭机器人,其主要由自适应旋转钢刷头、自适应往复擦洗头和自适应全驱动六轮行走机构三大部分组成,分别由独立的电机进行驱动,由单片机统一控制三大部分协调工作,具有自动检测、自动适应炮管半径、自动清洗、自动回收的特点,应用前景将非常广阔。
关键词:炮管擦拭;全自动;自适应
中图分类号:TE937 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)12-0029-02
1 引言
随着技术的发展,礼炮的应用越来越广泛。民用礼炮主要使用可燃性气体和助燃气体的混合物在密闭环境下爆炸,瞬间产生巨响。军械礼炮则类似火炮,采用榴弹、发烟弹等作为发射药。礼炮炮管如不经常擦拭,则易导致炮管易锈蚀或卷入杂质,出现螺线磨损,严重影响炮弹发射的准确性、可靠性以及炮管的使用寿命,严重时引发炮管涨膛甚至炸膛。此外,电子礼炮炮管受潮易造成礼炮点火困难,严重时还会造成电脑主板烧坏而使功能失效。擦拭炮管内膛可以有效防止锈蚀和减小磨损,保证礼炮的使用寿命、安全性、可靠性以及精度。

擦拭剂以前多用机械擦洗,清洁效果不好且易损失炮管。目前常用的清洗方式有:手工清洗、半自动清洗和全自动清洗。人工手动擦拭直接采用人力逐段往复推拉刷子进行擦拭。该方法简单实用,但是费时费力,还可能损失内膛。半自动擦拭就是由人控制擦拭刷头,操作控制装置进行擦拭,擦拭动力由电动或气动提供。全自动擦拭指除了准备工作需要由人完成以外,其他的擦拭工作完全由机器完成,从而实现无人化擦拭,这样一个人就能同时擦拭多台礼炮,效率大大提高。
2 方案设计
整体设计思路
本文结合炮管的结构特点以及清洗要求,对礼炮炮管自动清洗装置提出如下设计要求:(1)能够在多种口径不同的炮管上作业,具有很强的互换性;(2)可以强力刮松固留在炮管内的杂物,反复擦洗上防护油;(3)检测炮管清洁度,确保无残余杂质和水分。
根据以上要求,拟采取如下设计:(1)通过在炮管行走机器人装载擦拭机构,采用全自动的控制方式取代现有的手工清洗、半自动清洗等效率较低的方式,从而提高炮管擦拭的效率。(2)通过采用喷洒擦抹剂、?刷刮松和清洗布擦拭三步一体的擦拭方式,结合清洁度检测系统实时检测擦拭效果,提高炮管擦拭的质量。(3)通过自适应六轮全驱动行走机构、自适应旋转钢刷头、自适应往复擦洗头,适应多样化的擦拭口径,实现一机多用。
机械结构设计
本设计机械结构部分主要由自适应往复擦洗头、六轮全驱动自适应行走机构、自适应旋转钢刷头和装在机器人两端的自适应万向轮导向机构组成。由于炮管内壁有着复杂的螺旋线,为了使机器人能够在凹凸不平的内管壁行走顺畅,在机器人的前后两端增加了万向轮导向机构,引导机器人的前进。本设计的整体结构设计三维模型如图1所示。
六轮全驱动行走机构
六个行走轮脚可以绕着机架上的轴做一定角度的旋转并设有旋转限位块,且每组左右两个脚轮通过双钩拉簧进行拉紧,使轮脚上的轮子在弹簧的拉力下紧压炮管内壁