基本信息
- 项目名称：
- 多功能火炮炮膛自动清洁保养机
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 火炮炮膛的清洁与保养是影响火炮作战性能的重要因素，而在此之前，国内没有自动化的设备能较好完成此项任务。针对这一难题，我们设计了这款多功能火炮炮膛自动清洁保养机。机器通过巧妙的机构实现对不同型号的火炮内膛进行自动化的全面清洁和保养，工作全程由电路控制，简单，稳定，高效。整体设计思路新颖，机构设计巧妙灵活，创新性强。
- 详细介绍：
- 为了解决步（炮）兵装甲部队、海军舰船等单位长期、频繁使用火炮时所普遍面对的炮膛清洁保养难、繁等问题，我们设计了这款炮膛清洁保养机 。 本清洁保养机代替传统的手动擦洗炮管的方法，从自动、高效、高标准和适用范围广等方面出发设计，解决传统炮管清洁保养工作的工作难、过程繁、耗时长、耗费人力多等问题。清洁保养机工作时只需一人通过控制开关，调节清洁保养机不同的工作过程和功能。工作时，在固定装置对各种口径炮管进行自适应固定后，清洁保养机将通过空间正交的立体剪刀撑控制清洁头在炮膛内实现旋转运动和直线运动，由于清洁头本身也具有对不同口径炮管的适应功能，加之其三个清洁刷头时刻紧压在炮管内壁上，重复几个工作过程便可高标准的完成对炮膛的清洁任务；然后，只需简单切换清洁头上另外三个保养刷头，重复前述运动，便可在清洁过的炮膛壁上涂上一层均匀的油膜，高质量完成火炮的清洁和保养工作。 炮膛清洁保养机的动力部分来自两个雨刮器电机，所需电压既可由220V交流电，也可由车载电瓶提供，方便快捷，更适合部队。剪刀撑部分可根据需要加长，加上固定装置和清洁头对炮管的自适应功能，清洁保养机可适用于多种口径和长度的火炮，尤其是针对一些难拆卸的大型火炮、车载舰载火炮，清洁保养机更能发挥其独特的通用性。 我们设计出此清洁保养机可以使我军各部队的火炮清洁保养工作变得简单、快捷，在我军快速推行的军事变革中，为部队做好战斗和训练保障，为我军信息化建设贡献一份力量。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品立足于炮兵部队火炮清洁完全由战士手工作业完成的现实状况，目标是设计一种机械化火炮炮膛清洁保养装备，完全取代人工劳动，实现火炮清洗与保养作业的自动化。为满足不同的作战需求，现行火炮种类繁多，炮管口径和长度差异很大，因此，在构思作品时我们充分考虑了采用具有自适应调整功能的机构。另外，调察发现人工擦炮时清洗刷具有往复直线移动和旋转两种运动，故清洗装置也要能模拟这两种运动，可通过设计两条独立的运动链来实现。 作品主要有三大机构创新点：（1）运用平行四边形机构实现清洁头对不同内径炮管的适应及清洁、保养功能的分离。（2）运用一组正交铰链将两组平面剪刀撑整合成正交立体的空间立体剪刀撑，具有更强的伸缩性能和抗扭曲能力。（3）运用空间摆动凸轮机构的自适应性实现整个系统在不同外径的炮管上的固定。 作品的技术关键即设计出自适应清洁头及固定装置，成功解除火炮口径及形状对清洁工作的限制，并利用剪刀撑作为传动系统辅以旋转运动使得清洁过程得以自动完成，大大提高了清洁效率，本作品是我军炮兵部队实现擦炮自动化的理想装备。
科学性、先进性
- 无论国内外，火炮清洁工作均未能实现机械化，基本上依赖人手工完成，一般情况下，清洁作业时需要5-8人同时参与协同工作。而我们设计的清洁保养机自动化程度高、清洁能力强，作业效率高、体积小，重量轻，只需单人操作，较好地解决了部队长期存在的老大难问题；由于设计时就充分考虑到了实用价值，作品的固定和清洁等机构都具有自适应能力，能够适用于各种炮管的口径和长度，因此对部队现行使用的各种车载、舰载火炮及坦克火炮、加农炮等难以清洁的火炮都适用，而且作品成本低，工艺简单，通用性强，因此非常适合作为我军现代化保障装备。作品设计出了伸缩和扭转性能非常好的空间立体剪刀撑，能够带动清洁头边往复运动边旋转，两种运动合成清洁头在炮膛内的运动轨迹，保证清洁不留死角，也不会因覆盖面积过大降低工作效率。
获奖情况及鉴定结果
- 学校于2009年5月9日在校科技大楼组织召开本作品评审会，十一位专家教授经过认真细致地评审，一致同意形成以下鉴定结论： 该成果是紧贴部队实际需求而提出的一种自动化火炮清洁保养装备，目标明确，实用性强，解决了困扰部队多年的火炮清洁保养依靠人工作业、劳动强度大、效率低下的难题。作品创意新颖，结构设计巧妙。首次设计的空间剪叉式机构克服了传统平面剪叉式机构的不足。设计的空间摆动凸轮式加紧机构以及清洗头和保养头更换的平行四边形联动机构，实现了对不同口径火炮的清洁保养作业。作品将炮膛清洁与保养作业融合为一体，实现了功能的多样化，一次装夹就能实现全部作业，成倍提高作业效率。
作品所处阶段
- 原理实物样机
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本清洁保养机重量约为40Kg，升降台底部装有万向轮，可手推移动，不需人力搬运；清洁保养机主体置于升降台之上，可采用手动和自动两种方式升降，在清洗头的两组刷面分别浸满清洁液和保养油后，将清洁保养机升至炮膛口完成对接；将清洗头送入炮膛后，松开清洁刷固定螺丝，清洁刷被撑起贴于炮膛内壁，然后转动自适应固定装置的凸轮将清洁保养机固定于炮管外壁，完成清洁保养机对工作环境的选择适应；可根据实际情况选择启动拉伸运动电机和旋转运动电机，清洗头分别进行往复和旋转运动，清洁工作开始；清洁工作结束后，更换刷头，对炮膛刷油保养；收回清洗头，降下清洁保养机，清洁及保养工作完成。 由于设计时就充分考虑到了实用价值，作品的固定和清洁等机构都具有自适应能力，能够适用各种炮管的口径和长度，因此对部队现行使用的各种车载、舰载火炮及坦克火炮、加农炮等难以清洁的火炮都适用，而且作品成本低，工艺简单，通用性强，因此非常适合作为我军现代化保障装备。
同类课题研究水平概述
- 在我国乃至世界各国的军队里，火炮的清洁工作都比较艰难，在一定程度上对火炮的使用和管理造成了极大不便。长期以来，我军火炮炮管的清洗一直是由人力来完成的，这样不仅耗费人力多，耗时长，效率低，使得清洁工作变得异常艰难，而且在保养时，很难保证在炮膛内均匀涂抹油膜，对高标准的保养要求有很大考验。因此，设计出一个完善的能够高效、自动完成火炮炮膛清洁保养工作的清洁机可以说是军人的一大心愿，也是迫在眉睫的一个课题。 目前国外一些机构正在研究相关课题，但都还没有成熟的产品，而且价格也比较昂贵。我们正是基于目前这种情况才锁定我们的主题的，我们设计出的清洁机既能够大量节省人力、财力和物力，又能高标准、高效率完成火炮炮膛清洁工作。
