一种轻型越野方舱车钛合金光学平台的制作方法

1.本实用新型属于武器系统技术领域，涉及一种轻型越野方舱车钛合金光学平台。


背景技术：

2.在满足作战能力和可靠性的前提下，车载武器系统越来越向轻量化和小型化方向发展，车载武器装备轻量化能提高装备的机动性能，取得更好的作战效果，武器装备小型化可减少武器装备运输难度，扩大装备的作战领域，现阶段各个军事强国都在积极展开对武器装备轻量化和小型化的研究工作。传统钢材制造的光学平台越来越难以满足武器装备轻量化和小型化的需求。


技术实现要素：

3.(一)实用新型目的
4.本实用新型的目的是：提供一种轻型越野方舱车钛合金光学平台，实现武器装备轻量化和小型化的需求。
5.(二)技术方案
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种轻型越野方舱车钛合金光学平台，由主架1、副架2、移动架3、可调撑脚4、横向支撑5、垂直支撑6、三角支撑7和中板支撑底脚8组成。主架1作为钛合金光学平台的主体构成基本框架，中板支撑底脚8、可调撑脚4和垂直支撑6作为光学平台的主要支撑，通过螺接的方式安装在主架1底部，再同方舱底面9螺接，承担光学平台及上装设备受到的纵向力，横向支撑5和三角支撑7作为光学平台的辅助支撑，通过螺接方式安装在主架1侧面，再分别同方舱侧面、方舱底面9螺接，承担光学平台及上装设备受到的横向力，副架2通过螺接方式安装在主架1一侧。
7.所述主架1由面板10、侧板11、中板12、底板13、撑脚杆14和三角肋板15组成，整体外形近似长方体，并形成两个前后贯通的空腔用于安装设备。为适应设备外形，面板10、侧板11、中板12和底板13外形均为矩形板。为尽量减轻光学平台重量，同时为光学平台及设备安装留有装配空间，面板10上不直接承受设备重量、应力较小的部位采取了镂空处理；中板12上开圆孔，侧板11和底板13随形开矩形孔，将面板10、侧板11、中板12、底板13、撑脚杆14焊接成一个整体，三角肋板15焊接在拐角处，焊接过程中用工装夹具固定，保证焊接精度。
8.所述移动架3由碳纤维方管采用打孔铆接和树脂胶接结合的方式相互垂直连接，整体呈方框形，在设备安装的孔位处，预先在碳纤维方管内埋铁并攻螺纹孔，并在移动架3的四个角打通孔。移动架3一共三个，分别安装在主架1两个方形空腔内和副架2上，当需要安装设备时，将移动架3抽出，再将设备安装在移动架3上，再把移动架3连同设备抬起，先把移动架3的一端放入主架1空腔或副架2上，再整个滑入空腔内或副架2上，通过四角的通孔将移动架3螺接在主架1和副架2上。
9.所述可调撑脚4一共四个，安装在主架1底部，可以对主架1高度进行微调。可调撑脚4由移动滑块16、定位螺钉17、固定螺钉18、控制螺钉19和撑脚底座20组成，定位螺钉17用
于将撑脚底座20固定在方舱底面9，撑脚底座20顶面和撑脚杆14底面设计有滑槽，移动滑块16上下面设计有条形凸起可在滑槽内滑动，外侧一端设计有u型槽供固定螺钉18穿过，并在这一端攻螺纹孔螺连控制螺钉19，通过控制螺钉19牵引，移动滑块16可斜向上滑动，移动滑块16滑动到位后用两颗固定螺钉18将整个可调撑脚4固定在方舱底面9，通过移动滑块16的斜上或斜下滑动控制可调撑脚4的高度，达到调节主架1高度和水平度的目的。
10.所述横向支撑5一共五个，分别安装在主架1的两侧，由横向支撑脚21和固定块22组成，通过螺钉将横向支撑脚21和固定块22压紧在主架1上，横向支撑脚21上开槽形孔，可根据装配的具体情况调整位置，保证主架1和方舱之间不会应为过定位产生内部应力，横向支撑脚21和固定块22的接触面上刻有锯齿纹路，防止横向支撑脚21滑动。
11.所述垂直支撑6一共三个，安装在主架1的面板10下方提高光学平台强度，考虑到碳纤维复合材料抗压强度高，这里的垂直支撑6主要承受压应力，而不承受剪切应力，因此采用重量更轻的碳纤维复合材料制成。
12.所述三角支撑7一共两个，安装在主架1的侧板11上，三角支撑7中间设计有横梁，用以加固三角支撑7，增强整个光学平台水平方向的强度。
13.所述中板支撑底脚8一共两个，安装在主架1的底板13下方，中板支撑底脚8由底座23和底座螺栓24组成，底座螺栓24两端分别和底板13、底座23的螺纹装配，通过旋转底座23可调节主架1中间位置的高度，避免主架1安装在方舱上出现过定位现象。
14.除移动架3、副架2和垂直支撑6采用碳纤维复合材料，螺钉和螺栓采用钢制以外，其他结构件均由钛合金制成。
15.光学平台顶面可安装转台等大重量设备，副架2上和主架1腔内可安装激光器等重量较轻的设备。钛合金光学平台装配复杂，为保证加工精度，因此钛合金各部件均由数控机床加工而成。
16.(三)有益效果
17.上述技术方案所提供的轻型越野方舱车钛合金光学平台，将钛合金和碳纤维符合材料应用于轻型越野方舱车的车载光学平台，并进行结构设计优化，大幅度减轻了车载武器系统重量的同时，提高了方舱内空间的利用效率。
附图说明
18.图1为本实用新型所述轻型越野方舱车钛合金光学平台某视角的结构示意图。
19.图2为本实用新型所述轻型越野方舱车钛合金光学平台另一视角的结构示意图。
20.图3为本实用新型所述主架的结构示意图。
21.图4为本实用新型所述可调撑脚的结构示意图。
22.图5为本实用新型所述可调撑脚的结构拆解示意图。
23.图6为本实用新型所述移动架示意图。
24.图7为本实用新型所述横向支撑的局部放大图。
25.图8为本实用新型所述中板支撑底脚的结构示意图。
26.图中所示：1—主架，2—副架，3—移动架，4—可调撑脚，5—横向支撑，6—垂直支撑，7—三角支撑，8—中板支撑底脚，9—方舱底面，10—面板，11—侧板，12—中板，13—底板，14—撑脚杆，15—三角肋板，16—移动滑块，17—定位螺钉，18—固定螺钉，19—控制螺
钉，20—撑脚底座，21—横向支撑脚，22—固定块，23—底座，24—底座螺栓。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
28.本实用新型为了解决车载武器装备日益增长的轻量化和小型化需求，将钛合金和碳纤维复合材料应用于车载武器系统的光学平台，采用镂空设计并进行结构设计优化，相比于传统钢材的光学平台，不仅加载后变形量更小，同时大幅度减轻了车载武器系统的重量，镂空设计的光学平台内部还可以安装设备，最大程度利用了舱内空间。
29.本实施例中，轻型越野方舱车钛合金光学平台结构如图1和图2所示，主架1、可调撑脚4、横向支撑5、三角支撑7和中板支撑底脚8采用tc4钛合金材料制成，副架2、移动架3和垂直支撑6采用碳纤维t700材料制成，其余连接螺钉和螺栓材料采用不锈钢。
30.主架1由面板10、侧板11、中板12、底板13、撑脚杆14和三角肋板15组成，面板10为5mm厚钛合金板，在不直接安装设备的区域开矩形孔，在垂直支撑6和设备安装位置视具体情况攻螺纹孔或通孔；侧板11为5mm厚钛合金板，板上开矩形孔，考虑到光学平台强度，侧板11边框宽度应在40mm以上。中板12为4mm厚钛合金板，开三排圆孔，圆孔位置纵向错开。底板13为10mm厚钛合金板，开矩形孔，边框宽度为30mm，底板13适当位置攻螺纹孔用以安装中板支撑底脚8和移动架3。撑脚杆14由10mm厚、35mm宽的钛合金条和25mm厚、35mm宽的钛合金块焊接，钛合金条两侧可焊接三角形筋板加固，钛合金块底面设计滑槽供移动滑块16滑动。将面板10、侧板11、中板12、底板13和撑脚杆14焊接成矩形框架，如图3所示。焊接过程用工装夹具固定每个零件，避免因为焊接热应力导致主架1变形，三角在撑脚杆14与侧板11及撑脚杆14与底板13之间可焊接厚5mm的三角肋板15来加强主架1强度。
31.副架2主体为碳纤维复合材料的矩形框，底部四角和中间位置粘接5
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5mm的矩形垫块，保持矩形垫块底面处于同一平面上，方便平放在方舱底面9上安装，在副架2上打通孔，使得孔位直接穿过矩形框和矩形垫块。
32.如图4和图5所示，可调撑脚4由移动滑块16、定位螺钉17、固定螺钉18、控制螺钉19和撑脚底座20组成，撑脚底座20顶面和撑脚杆14底座23底面开滑槽，移动滑块16上下两面设计突出的矩形条，先用定位螺钉17固定撑脚底座20的位置，将两块移动滑块16安装在撑脚底座20上，再将主架1的撑脚杆14安装在可调撑脚4上方。
33.三角支撑7中间设计横梁，三角支撑7与主架1和方舱连接的孔位设计为槽型孔，将两个三角支撑7安装在主架1的侧板11上，槽型孔方便根据具体装配情况微调三角支撑7的位置。
34.如图7所示，横向支撑5由横向支撑脚21和固定块22组成，通过螺钉将横向支撑脚21和固定块22压紧在主架1上，横向支撑脚21开槽形孔，可根据装配的具体情况调整位置，保证主架1和方舱之间不会因为过定位产生内部应力，横向支撑脚21和固定块22的接触面上刻有锯齿纹路，防止横向支撑脚21滑动，将五个横向支撑5分别安装在主架1两侧。
35.如图8所示，中板支撑底脚8由底座23和底座螺栓24组成，底座螺栓24一端和底板13的螺纹孔装配，另一端连接底座23并顺时针旋紧。再将垂直支撑6直接螺接在主架1的面板10下方。
36.如图6所示，移动架3由碳纤维方管采用打孔铆接和树脂胶接结合的方式相互垂直连接，在设备安装的孔位预先埋铁并攻螺纹孔，并在移动架3的四个角打通孔。
37.将装配好的光学平台安装在方舱内，将水平仪放置在光学平台上表面，通过控制螺钉19牵引移动滑块16滑动从而调整可调撑脚4高度，将光学平台上表面调节至水平，在方舱底面9配打可调撑脚4的安装孔位，用固定螺钉18穿过撑脚杆14和撑脚底座20旋紧。逆时针旋转中板支撑底脚8的底座23和垂直支撑6至和方舱底面9紧密接触，在方舱底面9配打孔位，并用螺钉固定中板支撑底脚8的底座23和垂直支撑6。调节横向支撑5的横向支撑脚21伸出长度，使得支撑脚和方舱壁面紧密接触，在方舱壁面上配打孔位并用螺钉固定，再通过螺钉将横向支撑脚21和固定块22压紧在主架1上。将副架2安装在主架1的一侧，副架2底部的垫块和方舱底面9直接接触，在方舱底面9配打孔位，用螺钉穿过垫块上打好的通孔旋紧固定，最后将三角支撑7安装在主架1的一侧。移动架3通过四角的通孔安装在主架1底板13上，需要安装设备时将移动架3抽出，再将设备安装在移动架3上，将移动架3连同设备抬起，一端放入主架1空腔或副架2上，再整个滑入空腔内或副架2上，通过四角的螺纹孔再将移动架3固定在光学平台上。
38.由上述技术方案可以看出，本实用新型具有以下显著特点：
39.1、光学平台制材采用钛合金为主，碳纤维复合材料为辅的形式，极大地减少了光学平台的重量，相比于同强度的传统钢材光学平台，重量减少40％以上。
40.2、轻型越野底盘往往车架较短，车身较矮，方舱空间有限，而钛合金光学平台内部空腔和顶面都可安装设备，极大提高了方舱内空间的利用效率。
41.3、光学平台的安装底座高度可调，在安装时既可微调保持上平面水平，也可避免安装点过多导致出现过定位现象。
42.4、光学平台造型美观，结构设计较为独特，在满足强度的前提下，主架设计采用了镂空的框架式结构，既减轻了重量，也减少了钛合金用料，外形上较大区别于传统的光学平台。
43.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，包括主架(1)、副架(2)、移动架(3)、可调撑脚(4)、横向支撑(5)、垂直支撑(6)、三角支撑(7)和中板支撑底脚(8)；主架(1)作为光学平台的主体构成基本框架，中板支撑底脚(8)、可调撑脚(4)和垂直支撑(6)作为光学平台的支撑，通过螺接的方式安装在主架(1)底部，再同方舱底面(9)螺接，承担光学平台及上装设备受到的纵向力，横向支撑(5)和三角支撑(7)作为光学平台的辅助支撑，通过螺接方式安装在主架(1)侧面，再分别同方舱侧面、方舱底面(9)螺接，承担光学平台及上装设备受到的横向力，副架(2)通过螺接方式安装在主架(1)一侧；移动架(3)有三个，分别安装在主架(1)两个方形空腔内和副架(2)上，当需要安装设备时，将移动架(3)抽出，将设备安装在移动架(3)上，再把移动架(3)连同设备抬起，先把移动架(3)的一端放入主架(1)空腔或副架(2)上，再整个滑入空腔内或副架(2)上，通过四角的通孔将移动架(3)螺接在主架(1)和副架(2)上。2.如权利要求1所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述主架(1)包括面板(10)、侧板(11)、中板(12)、底板(13)、撑脚杆(14)和三角肋板(15)，整体为长方体状，并形成两个前后贯通的空腔用于安装设备；面板(10)、侧板(11)、中板(12)和底板(13)外形均为矩形板；中板(12)上开圆孔，侧板(11)和底板(13)随形开矩形孔，将面板(10)、侧板(11)、中板(12)、底板(13)、撑脚杆(14)焊接成一个整体，三角肋板(15)焊接在拐角处。3.如权利要求2所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述移动架(3)由碳纤维方管采用打孔铆接和树脂胶接结合的方式相互垂直连接，整体呈方框形，在设备安装的孔位处，预先在碳纤维方管内埋铁并攻螺纹孔，并在移动架(3)的四个角打通孔。4.如权利要求3所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述可调撑脚(4)一共四个，安装在主架(1)底部，对主架(1)高度进行微调；可调撑脚(4)包括移动滑块(16)、定位螺钉(17)、固定螺钉(18)、控制螺钉(19)和撑脚底座(20)，定位螺钉(17)用于将撑脚底座(20)固定在方舱底面(9)，撑脚底座(20)顶面和撑脚杆(14)底面设计有滑槽，移动滑块(16)上下面设计有条形凸起以在滑槽内滑动，外侧一端设计有u型槽供固定螺钉(18)穿过，并在这一端攻螺纹孔螺连控制螺钉(19)，通过控制螺钉(19)牵引，移动滑块(16)可斜向上滑动，移动滑块(16)滑动到位后用两颗固定螺钉(18)将整个可调撑脚(4)固定在方舱底面(9)，通过移动滑块(16)的斜上或斜下滑动控制可调撑脚(4)的高度，调节主架(1)高度和水平度。5.如权利要求4所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述横向支撑(5)一共五个，分别安装在主架(1)的两侧，包括横向支撑脚(21)和固定块(22)，通过螺钉将横向支撑脚(21)和固定块(22)压紧在主架(1)上，横向支撑脚(21)上开槽形孔，横向支撑脚(21)和固定块(22)的接触面上刻有锯齿纹路，防止横向支撑脚(21)滑动。6.如权利要求5所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述垂直支撑(6)一共三个，安装在主架(1)的面板(10)下方提高光学平台强度，垂直支撑(6)采用碳纤维复合材料制成。7.如权利要求6所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述三角支撑(7)一共两个，安装在主架(1)的侧板(11)上，三角支撑(7)中间设计有横梁，用以加固三角支撑(7)。8.如权利要求7所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述中板支撑底
脚(8)一共两个，安装在主架(1)的底板(13)下方，中板支撑底脚(8)包括底座(23)和底座螺栓(24)，底座螺栓(24)两端分别和底板(13)、底座(23)的螺纹装配，通过旋转底座(23)调节主架(1)中间位置的高度。9.如权利要求8所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述移动架(3)、副架(2)和垂直支撑(6)采用碳纤维复合材料制作。10.如权利要求9所述的轻型越野方舱车钛合金光学平台，其特征在于，所述主架(1)、可调撑脚(4)、横向支撑(5)、三角支撑(7)和中板支撑底脚(8)采用tc4钛合金材料制成。

技术总结
本实用新型公开了一种轻型越野方舱车钛合金光学平台，包括主架、副架、可调撑脚、横向支撑、垂直支撑、三角支撑和中板支撑底脚；主架作为光学平台的主体构成基本框架，中板支撑底脚、可调撑脚和垂直支撑作为光学平台的支撑，通过螺接的方式安装在主架底部，再同方舱底面螺接，承担光学平台及上装设备受到的纵向力，横向支撑和三角支撑作为光学平台的辅助支撑，通过螺接方式安装在主架侧面，再分别同方舱侧面、方舱底面螺接，承担光学平台及上装设备受到的横向力，副架通过螺接方式安装在主架一侧。本实用新型进行结构设计优化，大幅度减轻了车载武器系统重量的同时，提高了方舱内空间的利用效率。的利用效率。的利用效率。


技术研发人员：雷晗 王率军 赵益 魏国 岳通 贺廿六
受保护的技术使用者：西南技术物理研究所
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/6/20