关于某型装备发控通道机电融合检测装置的设计与实现

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　　摘  要：通过多年的保障实践，从系统检测角度，把某型装备发控通道、机械位置及对接可靠性进行了有机融合，设计制作机电一体化测试工装，为现役潜艇某武器系统通道的性能检测提供有力的工具，提高装备的稳定性和可靠性，已多次应用于维修保障实践，军事经济效益明显。
　　关键词：电控通道;机械位置;融合检测;稳定可靠
　　中图分类号：TP311.52         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）18-0105-03
　　Abstract： Through many years of support practice， from the point of view of system detection， the launch and control channel， mechanical position and docking reliability of a certain type of equipment are organically integrated， and the mechatronics testing tooling is designed and made. It provides a powerful tool for testing the performance of a weapon system of an active submarine， and improves the stability and reliability of the equipment. It has been used in maintenance support practice many times， and the military economic benefit is obvious.
　　Keywords： electronic control channel; mechanical position; fusion detection; stable and reliable
　　1 概述
　　某型武器系統装备在日常训练、出航准备或执行任务时，偶发出现主仪器与武器连接通道不稳定情况，表现为无法通信或通信错误，需要通过反复插拔电缆解脱器、移动或调整连接机构盖板等方法来试验通路连接情况。当通路连接正常后，需要保持定位状态，如果在使用过程中移动或打开连接机构对其进行维护保养，则需要再次通过上述方法来试验连接情况，确保通路状态。由于是偶发现象，使用人员对装备的性能不托底，在心理上对作战使用产生了一定的影响，同时通过上述操作，也会对装备造成二次伤害，影响了武器的效能发挥。
　　2 用途及意义
　　本文通过保障实践和探索，对某型武器系统装备主仪器与武器连接通道不稳定情况进行深入研究，设计制作发控通道机电融合检测装置，弥补装备在维修和使用过程中的验证手段，为系统提供机械位置定位和功能验证工具，提高维修效率和装备工作的稳定性，促进战位人员及时掌握装备状态，做到在使用装备时有的放矢，提高备战打赢的信心。
　　3 功能需求
　　3.1 原因分析
　　通过对系统的深入分析，导致上述问题的主要原因是：（1）在使用过程中，虽然有配套的训练模拟器，但训练模拟器的连接通道与实际的发控通道不同，并不能全面检测发控通道的电气性能，主要体现在以下三个方面：一是训练模拟器仅与主仪器中1个通道相连，与其余发控通道电路物理隔离，无法判断其余通道中相关信号处理电路的好坏;二是训练模拟器与发控仪直接相连，没有经过装置上的设定电缆，即发控仪到发射装置电路的性能无法测试;三是不具备检查主仪器对武器电源开启信号的电压、电流及持续时间等负载能力参数的测试条件。（2）发射装置与武器安装位置的机械特性无法进行检测，一是在使用过程中，常出现电缆解脱器插头与武器插座无法对正的情况，当需要对电缆解脱器机械安装位置进行调整时，又无相应的辅助工装检查其对正情况;二是当管体、导轨受海水腐蚀或发生形变后，需要对武器的通过性和电缆解脱器的位置进行检测和维修，目前一般使用口径规检测其通过性，但无法确认电缆解脱器对中情况。
　　综上所述，是导致主仪器与武器连接通道存在不足的主要因素，是影响武器系统装备使用效能的症结所在，需要在日常维护中进行深入的研究和讨论，采取相应的措施手段，验证装备通道性能的完好性。
　　3.2 功能要求
　　为更好地做好该型武器系统的保障工作，提高武器系统装备机电通道的稳定性，通过多年的维修保障和实践探索，设计制作一套发控通道机电融合检测装置，用于对系统发控通道参数进行全面的检测，完成通道的电气、机械特性确认：该检测装置在物理特性上主要解决对武器参数设定电缆的连通性、设定电缆插头机械位置的准确性、管装器材通过性的机械特性进行检查;在电气性能方面主要用于检查通过设定电缆及接口传输过来的武器的类型、弹道等参数的正确性，并模拟武器电源开启、发射等信号反馈给主仪器，同时直观的显示各种数据和发射过程。
　　4 技术实现
　　4.1 设计思路
　　以维修保障的实际需求为牵引，充分考虑系统的科学性、合理性、实用性和可靠性，针对装备特点，将电气功能检测和机械位置融合考虑，设计制作发控通道机电融合检测装置专用工装，在电气性能方面实现对通过电设定电缆传输过来的武器的类型、弹道参数传输的正确性判断，并直观的显示各种数据和武器的发射过程;在机械特性上实现对设定电缆的连通性、设定电缆插头机械位置的准确性、管装器材的通过性进行检查，达到对该型武器系统的机电通道进行融合检测。同时考虑工装在实际使用中的特点，将电气检测部分和机械部分设计具备独立功能，电气部分设备可替代训练模拟器，具备独立完成与主仪器的各通道检测和日常训练功能;机械部分装置具备口径规功能，可独立完成发射管管体内导轨测量，进行通过性试验验证。 　　4.2 系统组成
　　发控通道机电融合检测装置主要由电气设备和机械装置两部分组成，具体明细包含：电控箱（含主控板、电源板、显示控制板、自校准装置）、武器模拟装置（电缆解脱器插座、定位销、武器模拟口径规）、接口电缆、组合拉杆及便携式箱体组成。
　　4.3 组部件设计
　　4.3.1 电控箱。电控箱主要由电源、主控电路和显控部分构成。其中电源部分主要完成AC220V到设备所需的各种直流电源的转换;主控电路主要完成武器通道控制模块;显控部分主要完成各种数据的显示。（1）电源部分。因主仪器没有给武器提供独立的持续供电，因此，在该检测装置上设置独立的外接电源。外接电源部分主要由整流、滤波和隔离型开关电源模块组成，将AC220V市电转换成设备所需的DC5V电源。使用AC220V转DC5V的电源模块SPW-15-S05和DC5V转DC24V电源模块NR5S24/100B将AC220V市电转换成设备所需的DC5V和DC24V电源。DC5V一部分用于电源板上的控制信号隔离，还有一部分经过DK50连接器和控制板相连，给控制电路提供电源。DC24V一部分用于电源板上的控制隔离信号，还有一部分实现武器发射模拟显示发光二极管的电源。（2）主控电路部分。主控电路模块由数据采集接收部分和武器通道控制部分组成。数据采集接收部分负责模拟A类武器内部计算机，接收发控仪的装订数据，包括延时、航深、转角、工频等信息，采集武器电源开启、电源关闭、武器发射等发控命令，通过控制芯片进行解析后送给显示模块。武器通道控制部分负责模拟B类武器的显示控制状态，并把发射过程通过显示模块显示出来。（3）显示及采集部分。显示部分主要是把微控制器接收到的数据进行编码，通过显示驱动把相关的数据在显示屏上显示出来。其次，在显示控制模块上设计有模拟武器电池开启的负载，在电池开启命令发出后，监控武器开启电源电压、电流大小及持续时间，从而判断发控仪电源开启通道的正确性及带负载情况。
　　4.3.2 武器模拟装置。武器模拟装置从结构上分可以分为定位部分、设定插头安装部分及武器模拟装置管体部分。定位部分实现武器模拟装置在发射装置中位置的精确定位，为检测发射管体是否变形、设定电缆机械手是否错位及设定插头电气通路检查提供前提条件。设定插头安装部分主要由TY15A-20T专用设定电缆插头组成，是实现主仪器和武器进行通讯的通路，是主仪器与发控通道机电检测装置进行通讯的硬件条件。武器模拟装置管体主要由10mm厚的无缝铝合金材料制作的圆筒量规，是定位部分和设定插头的载体，也是检查发射管内圆、发射管导槽尺寸以及发射管直线度的工装，主要用于验证管装器材在发射管内的通过性。设计时应保证武器模拟装置管体的整体强度，减轻重量，装配牢固可靠，不产生装配和使用变形;有效长度不小于被检查管体直径的两倍;武器模拟装置管体的几何尺寸和量规直线度、定位销公差等是检查发射管通过性的关键参数，与实装武器参数一致。
　　4.4 软件设计
　　系统软件采用C语言编程，采用先进的单片微机系统技术，在正常状态下微控制器处于等待状态，当相应的标志位信号使能后，来自主仪器的数据经过数据采集模块采集后，由微控制器对数据及发控命令进行处理，随后发送给显示屏进行显示，整个过程系统处于单进程运行的执行状态。
　　5 结束语
　　该发控通道机电融合检测装置以A、B双路备份的设计思想，综合运用电气和机械融合检测手段，完成对系统装备电气参数和机械特性的检测和确认，功能齐备、性能可靠、结构合理、携带方便、操作简单。该检测装置制作成功后，为现役潜艇某武器系統通道的性能检测提供了有力的工具，已多次应用于维修保障实践，适用各军内修理单位、保障大队及艇员，目前已推广应用于某部队保障大队配套工装，可解决装备保障的急需，军事、经济效益显著。
　　参考文献：
　　[1]装备维修技术[M].国防工业出版社，2008.
　　[2]舒正平.军事装备维修管理学[M].国防工业出版社，2013.
　　[3]X型武器系统随机资料[Z].
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