Электропривод движущейся тележки с мишенной установкой (движущаяся мишень для тира)
Электропривод движущейся тележки с мишенной установкой относится к полигонному автоматизированному оборудованию и предназначен для дистанционного управления движением тележки, с установленной на ней мишенной установкой на рельсовом путепроводе, при обучении стрельбе личного состава войсковых подразделений по подвижным или появляющимся наземным целям. По сравнению с известными предлагаемый электропривод движущейся тележки с мишенной установкой обладает широкими функциональными возможностями, т.к. позволяет дистанционно с использованием радиоканала управлять движением тележки на рельсовом путепроводе в широком диапазоне скоростей и не зависимо от удаления путепровода от центрального пульта управления полигонным оборудованием, не требует привлечения обслуживающего персонала и дополнительного оборудования, в частности, зарядного устройства для аккумуляторов автономного источника питания, обеспечивает фиксацию местоположения движущейся тележки на рельсовом путепроводе и работу как от автономного источника питания, так и от промышленной сети. Электропривод содержит установленный на основании мотор-редуктор 1, шкив 2, натяжное тросовое устройство 3, движущую тележку 4 с установленной на ней мишенью 5, рельсовый путепровод 6. Дополнительно электропривод снабжен инвертором 7, частотным преобразователем 8, программным блоком 9 управления, радиомодемом 10, автономным источником 11 питания и тремя концевыми выключателями 12, 13, и 14. Второй и третий концевые выключатели 13 и 14 установлены на путепроводе 6 с учетом тормозного пути, необходимого для остановки мотора-редуктора 1, а первый концевой выключатель 12 установлен в начале путепровода 6 в конце тормозного участка пути движущейся тележки 4.
Предлагаемая полезная модель относится к полигонному автоматизированному оборудованию, предназначенному для дистанционного радиоуправления движением тележки с установленной на ней мишенной установкой на рельсовом путепроводе при обучении стрельбе личного состава войсковых подразделений по подвижным наземным целям.
Известны установки для управления движением тележек на рельсовом путепроводе с установленными на них мишенями (см., например, патент на полезную модель 
31643 от 20.08.2003 г., кл. F41J 9/00).
Однако известные установки характеризуются низкими функциональными возможностями, не обеспечивают автономности в работе, а их питание осуществляется только от промышленной сети ~380/220В 50 Гц.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является установка для движущейся мишени, содержащая электродвигатель с редуктором, натяжное тросовое устройство, шкив, установленный на выходном валу редуктора, тяговый трос натяжного тросового устройства через шкив и блок роликов одним концом соединен с одним концом тележки, а вторым концом через демпфирующее устройство, установленное в конце путепровода, - с другим концом тележки (см., например, патент 2357187 от 15.10.2007 г., кл. F41J 9/00).
Недостатками прототипа являются: невозможность работы установки от автономного источника питания, например, от аккумуляторной батареи; отсутствие контроля местоположения тележки на рельсовом путепроводе и, как следствие, невозможность дистанционного управления движением тележки на больших дальностях (0,5 км и более), а также невозможность дистанционно изменять скорость движения тележки.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение возможности дистанционного управления движением тележки и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы как от автономного источника питания, так и от промышленной сети ~220В 50 Гц.
Решение технической задачи достигается тем, что электропривод движущейся тележки с мишенной установкой, содержащий основание с установленным на нем мотором-редуктором и закрепленный на его валу шкив, натяжное тросовое устройство, тяговый трос которого через шкив и блок роликов одним концом соединен с одним концом тележки, установленной на рельсовом путепроводе, а вторым концом через демпфирующее устройство, установленное в конце путепровода, - с другим концом тележки, дополнительно снабжен инвертором, частотным преобразователем, программным блоком управления, радиомодемом, автономным источником питания и тремя концевыми выключателями, два из которых установлены в начале пути, а третий - в конце пути рельсового путепровода, выходы концевых выключателей подключены соответственно к первому, второму и третьему входам программного блока управления, информационные выходы которого подключены к управляющим входам частотного преобразователя, выходы которого подключены к клеммам мотора-редуктора, дополнительный вход которого подключен к дополнительному выходу программного блока управления, вход частотного преобразователя через инвертор подключен к первому выходу автономного источника питания, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами концевых выключателей, с четвертым входом программного блока управления и с входом радиомодема, информационные входы/выходы которого соединены с информационными выходами/входами программного блока управления.
Для обеспечения надежного торможения мотора-редуктора на концах путепровода установлены второй и третий концевые выключатели с учетом тормозного пути, необходимого для остановки мотора-редуктора после его выключения, а первый концевой выключатель установлен в начале путепровода в конце тормозного пути движущейся тележки.
Предлагаемый электропривод обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня технических средств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Новизна» для полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется с помощью чертежей, где на:
- фиг.1 представлена блок-схема электропривода движущейся тележки;
- фиг.2 - общий вид пультовой аппаратуры электропривода в сборе;
- фиг.3 - общий вид мотора-редуктора со шкивом и блоком роликов;
- фиг.4 - демпфирующее устройство натяжного тросового устройства.
Электропривод (фиг.1) содержит установленный на основании мотор-редуктор 1, шкив 2, натяжное тросовое устройство 3, движущую тележку 4 с установленной на ней мишенью 5, рельсовый путепровод 6. Дополнительно электропривод снабжен инвертором 7, частотным преобразователем 8, программным блоком 9 управления, радиомодемом 10, автономным источником 11 питания и тремя концевыми выключателями 12, 13 и 14.
В качестве мотора-редуктора 1 (фиг.3) в предлагаемом электроприводе используется 3-х фазный асинхронный электродвигатель с тормозным устройством и редуктором серии М5 (поставщик ЗАО «ФАМ-Холдинг» г.Санкт-Петербург). Диаметр (Д) шкива 2, установленного на выходном валу мотора-редуктора 1 выбран из расчета требуемой (максимальной) скорости (V) движения тележки 4 на рельсовом путепроводе 6, максимальных оборотов (n) редуктора и определяется в соответствии с выражением:
С помощью частотного преобразователя 8 в предлагаемом электроприводе осуществляется частотное регулирование скорости вращения мотора-редуктора 1 по сигналам, поступающим на управляющие входы частотного преобразователя 8 с информационных выходов программного блока 9 управления.
В качестве частотного преобразователя 8 в предлагаемом электроприводе использован преобразователь серии ATV требуемой мощности (с учетом мощности мотора-редуктора 1) ЗАО «Инжэлектрокомплект» г.Москва.
С помощью частотного преобразователя 8 осуществляется также преобразование однофазного напряжения ~220 В 50 Гц, формируемого на выходе инвертора 7, в выходное 3-фазное напряжение -380 В для питания мотора-редуктора 1.
Использование инвертора 7 в предлагаемом электроприводе позволяет обеспечить автономность его работы при питании от автономного источника 11 питания, в качестве которого в предлагаемом электроприводе использован блок необслуживаемых аккумуляторов, например, типа DELTA GX12-90.
С помощью инвертора 7 осуществляется преобразование постоянного напряжения автономного источника 11 питания в стабилизированное однофазное напряжение ~220В 50 Гц, т.е. кроме DC/AC - преобразования инвертор 7 выполняет и функцию источника бесперебойного питания, а также и обратную функцию как зарядное устройство для подзарядки аккумуляторов автономного источника 11 питания. Это исключает необходимость наличия в предлагаемом электроприводе дополнительного зарядного устройства. В качестве инвертора 7 в предлагаемом электроприводе использован многофункциональный автономный преобразователь МАП «Энергия» SIN г.Москва, мощность которого аналогична мощности используемого мотора-редуктора 1.
Для дистанционного управления работой электропривода с центрального пульта управления полигона и осуществления приема-передачи информации о местоположении движущейся тележки 4 на рельсовом путепроводе 6 через канал связи в предлагаемом электроприводе использован приемо-передающий радиомодем 10 (разработчик и изготовитель ООО «ФорПост» г.Бронницы Московской обл.), работающий в разрешенном диапазоне 2,4 ГГц длин волн. Информационный обмен между радиомодемом 10 и оборудованием электропривода осуществляется с помощью программного блока 9 управления, в качестве которого использован силовой контроллер Zelio Logic SR3B261B (поставщик-ЗАО «Инжэлектрокомплект» г.Москва).
В программном блоке 9 управления производится цифро-аналоговое преобразование двоичных кодов с выходов радиомодема 10, соответствующих выбираемой с центрального пульта управления скорости движения тележки 4, в соответствующий аналоговый сигнал для управления через частотный преобразователь 8 скоростью мотора-редуктора 1, а также преобразование сигналов с выходов концевых выключателей 12, 13 и 14.
С помощью концевых выключателей 12, 13 и 14 через частотный преобразователь 8 производится изменение направления вращения мотора-редуктора 1 и движения тележки 4, а также фиксация местоположения ее (в начале или в конце путепровода 6) и управление тормозным устройством мотора-редуктора 1. Эти сигналы также передаются в радиомодем 10 для их дальнейшей передачи по радиоканалу в центральный пульт управления полигонным оборудованием для фиксации местоположения движущейся тележки 4.
В качестве концевых выключателей 12, 13 и 14 в предлагаемом электроприводе использованы бесконтактные оптические датчики типа ВБЗС (поставщик ЗАО «Мега-К» г.Калуга), которые срабатывают при сближении с движущейся тележкой 4. Первый концевой выключатель 12 установлен в начале путепровода 6 на расстоянии от второго концевого выключателя 13, равном длине тормозного участка пути движущейся тележки 4 после выключения мотора-редуктора 1. Третий концевой выключатель 14 установлен от конца путепровода 6 также на расстоянии, равном длине тормозного участка пути движущейся тележки 4.
В исходном состоянии на входе частотного преобразователя 8 присутствует однофазное напряжение ~220В 50 Гц с выхода инвертора 7, при этом на его выходе напряжение отсутствует, и мотор-редуктор 1 обесточен.
Предлагаемый электропривод движущейся тележки с мишенной установкой работает следующим образом.
Если движущаяся тележка 4 находится на рельсовом путепроводе 6 в неопределенном положении (ни один из концевых выключателей 12, 13 и 14 не сработан), то программный блок 9 управления формирует сигнал «неисправность», который через радиомодем 10 поступает по радиоканалу в центральный пульт управления. В этом случае в центральном пульте управления формируется команда «Движение» (вне зависимости от направления движения тележки), по которой программный блок 9 управления разрешает через частотный преобразователь 8 движение тележки 4 в начальное положение (в начало пути путепровода).
При пересечении тележкой 4 второго концевого выключателя 13 частотный преобразователь 8 по команде с программного блока 9 управления отключается, а тележка 4 продолжает движение по инерции и, пройдя тормозной участок от второго до первого концевого выключателя, останавливается. При этом происходит срабатывание концевого выключателя 12, по которому программный блок 9 управления формирует сигнал «исправность», который через радиомодем 10 поступает в центральный пульт управления, а также сигнал включения тормозного устройства мотора-редуктора 1. В центральный пульт управления поступает также и сигнал с первого концевого выключателя 12, сигнализирующий о том, что тележка 4 находится в начале путепровода.
С этого момента в центральном пульте управления формируются команды на движение тележки 4 с учетом требуемого направления ее движения («Вперед» или «Назад»), а также команды в виде двоичного кода на задание требуемой скорости движения тележки 4 на рельсовом путепроводе 6. При этом движение «Назад» разрешается только после срабатывания третьего концевого выключателя 14.
При срабатывании концевого выключателя 14 происходит отключение частотного преобразователя 8 и мотора-редуктора 1, включение тормозного устройства которого производится по команде программного блока 9 управления также с учетом тормозного участка пути между вторым и первым концевыми выключателями 12 и 13. Это обеспечивает плавность торможения мотора-редуктора 1 после отключения питания и исключает возможность его поломки в случае включения тормозного устройства мотора-редуктора 1 одновременно с выключением питания мотора-редуктора 1.
По сравнению с известными предлагаемый электропривод движущейся тележки с мишенной установкой обладает широкими функциональными возможностями, т.к. позволяет дистанционно управлять движением тележки на рельсовом путепроводе в широком диапазоне скоростей и вне зависимости от удаления путепровода от центрального пульта управления полигонным оборудованием, не требует привлечения обслуживающего персонала и дополнительного оборудования, в частности, зарядного устройства, обеспечивает работу как от автономного источника питания, так и от промышленной сети и фиксацию местоположения движущейся тележки на рельсовом путепроводе.
1. Электропривод движущейся тележки с мишенной установкой, содержащий основание с установленным на нем мотором-редуктором, закрепленный на его валу шкив и натяжное тросовое устройство, тяговый трос которого через шкив и блок роликов одним концом соединен с одним концом тележки, установленной на рельсовом путепроводе, а вторым концом через демпфирующее устройство, установленное в конце путепровода, - с другим концом тележки, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен инвертором, частотным преобразователем, программным блоком управления, радиомодемом, автономным источником питания и тремя концевыми выключателями, два из которых установлены в начале пути рельсового путепровода, а третий - в конце пути, выходы концевых выключателей подключены соответственно к первому, второму и третьему входам программного блока управления, информационные выходы которого подключены к управляющим входам частотного преобразователя, выходы которого подключены к клеммам мотора-редуктора, дополнительный вход которого подключен к дополнительному выходу программного блока управления, вход частотного преобразователя через инвертор подключен к первому выходу автономного источника питания, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами концевых выключателей, с четвертым входом программного блока управления и с входом радиомодема, информационные входы/выходы которого соединены с информационными выходами/входами программного блока управления.
2. Электропривод движущейся тележки с мишенной установкой по п.1, отличающийся тем, что второй и третий концевые выключатели установлены на путепроводе с учетом тормозного пути, необходимого для остановки мотора-редуктора, а первый концевой выключатель установлен в начале путепровода в конце тормозного участка пути движущейся тележки.
