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摘 要：大型光电武器系统置于升降稳定平台上，在运输过程中虽不工作，但应采用隔振系统进行隔振缓冲，确保运输过程中的安全。而到达阵地后，要从运输状态转换成工作状态，因此需设计一套精密定位快速切换隔振系统以满足武器系统要求。目前国内开展适用于军用环境隔振设备的科研机构较多，但对于重量超过10t的光电武器系统进行隔振系统设计还是一大难题。设计中借鉴现已成熟的隔振系统装备经验，结合升降稳定平台的特性进行研制，在对设备进行隔振、缓冲的同时，保证在激励频率范围内不得出现有害的耦联振动、共振和非线性自激振荡。在实际的跑车试验中，路面随机输入路况下，振动量级很小，仅到10-2g量级，隔振效果不明显，但在冲击输入的路况下，升降稳定平台输入振动达0.28g，平台上表面输出振动0.11g，隔振缓冲系统的隔冲传递率约0.4。该隔振系统满足车载大型光电武器系统的稳定可靠、切换时间短、隔振效果好等要求。
关键词：光电武器系统；隔振系统；升降稳定平台；精密定位；快速切换
1.引言
在国外，车载电子设备方面的振动冲击控制及研究起步较早，但有关这方面的文献及资料却很少对外公开发表。近年来，在我国随着相关研制项目的增加和应用范围的扩展，车载设备振动冲击分析与控制的研究已开始受到普遍重视[1-5]，部分专业技术和工程设计人员也已经开始有针对性的对各种车辆、方舱、机柜、以及不同的装载设备等的振动特性和控制方法进行了相应的理论分析和试验研究[6-8]。目前国内开展适用于军用环境隔振设备的科研机构较多，且有相关隔振系统运用在电子设备武器系统中[5]，但对于重量超过10t的光电武器系统进行隔振系统设计还是一大难题。
车载大型光电武器系统在运输过程中，由于升降稳定平台通过蘑菇头与车体刚性连接，车辆行驶过程中，路面激励通过轮胎及悬挂系统可直接传递到平台上，其武器系统关键组成部分对振动有很大的敏感度[9]。由于安装平台表面受压后要求变形量很小，高刚度的稳定平台带来的缺点也较为显著，即隔振性能差，抗剪能力较差。因此在崎岖不平的路面或者遇到坑洼、凸起路面上，路面传递到平台上主要设备的振动冲击是很大的。当车速较快，路面情况较恶劣时，路面的冲击输入甚至可达20g，显然这样的冲击对设备的影响是巨大的[10]。因此，在运输过程中，一套有效的隔振缓冲系统对车载大型光电武器系统进行保护是极为重要的。
2.隔振系统的可行性[2-6]
5.结论
大型光电武器系统在运输过程中，由于受到由轮胎传递的地面激励将受迫振动，其关键组成部分对振动有很大的敏感度，必须采取减振措施。然而，对超过10t的大型车载光学装置的减振，目前罕有相关的研究成果。本文根据车载大型光电武器系统运输和工作时的需求，结合升降稳定平台的特性研制了一套隔振缓冲系统。在隔振能力测试中，X、Y向振动量级很小。路面随机输入工况下，Z向隔振传递率约为0.5～0.75，但其振动量级仅为10-2g，振动十分微小；路面冲击输入工况下，振动输入达0.28g，隔振缓冲系统的隔冲传递率约0.4，隔振效果良好。实验结果表明，在对设备进行有效隔振、缓冲的同时，具有稳定可靠、切换时间短、定位精度高等优点。为车载大型光电武器系统隔振设计提供了新的研究方法，并具有重要的军事意义。
参考文献：
[1]刘树峰，白鸿柏，李冬伟等.光电平台新型隔振机构设计[J].机械设计，2012：16-20.
LIU S F， BAI H B， LI D W， et al. Novel structure of vibration isolation design for photo-electric platform [J]. Machinery Design， 2012：16-20. （in Chinese）
[2]唐晓伟，朱利华.车载系统设备隔振缓冲设计[J].指挥信息系统与技术，2011，04：68-70+75.
TANG X W， ZHU L H. Vibration Isolation and Buffering Design for Equipment of Vehicle-Borne Systems
[J]. Command Information System and Technology， 2011， 04： 68-70+75. （in Chinese）
[3]王平，张国玉，刘家燕等.机载光电吊舱无角位移隔振设计[J].红外与激光工程，2012，10：2799-2804.
WANG P， ZHANG S G， LIU J Y，et al. Irrotational displacement vibration isolation on airborne optoelectronic pod[J]. Infrared and Laser Engineering， 2010， 10：2799-2804. （in Chinese）
[4]David L.Trumper， Tsuyoshi Sato. A Vibration Isolation Platform [J]. Mechatronics， 2002，12：281-294.
[5]赵志国，杨岳.车载电子设备隔振缓冲设计[J].企業技术开发，2010，01：21-22+31.
ZHAO Z G， YANG Y. Vibration isolation buffer design of vehicle electronic equipment [J]. Technological
Development of Enterprise， 2010， 01：21-22+31. （in Chinese） [6]高常春，张孟伟.车载光电设备主动隔振平台支撑结构设计及模糊PID控制[J].机械设计与制造，2012，03：179-181.
Gao C C， ZHANG M W. Structure and fuzzy PID control of active vibration isolation platform for optical
devices on vehicle[J]. Machinery Design & Manufacture， 2012 ，03：179-181. （in Chinese）
[7]安源，徐晖，金光.动载体光电平台角振动隔振设计[J].半导体光电，2005，10（27）：615-616.
AN Y， XU H， JIN G. Design of Angular Vibration Isolation for Optoelectronic Platform on Moving Vehicle[J]. Semiconductor Optoelectronics， 2005， 10（27）：615-616. （in Chinese）
[8]刘玲，郝运刚，王新科.某车载驱动器的抗振设计[J].兵工自动化，2013，08：78-80.
LIU L， HAO Y G， WANG X K. Anti-Vibration Design of Certain Type Vehicular Drive [J]. Ordnance Industry Automation， 2013， 08：78-80. （in Chinese）
[9]季馨，王树荣.电子设备振动环境适应性设计[M]. 北京：电子工业出版社，2012.1.
JI X， WANG S R. Design of vibration environmental adaptability of electronic equipment [M]. Beijin： Electronic Industry Press， 2012.1. （in Chinese）
[10]蒋美华，周少良，陈欣等. 车载机柜隔振系统道路试验[J].噪声与振动控制，2012，02：59-61+90.
JANG M H， ZHOU S L， Chen X，et al. Road Testing for Vibration Isolation System Between Ark and Vehicle[J]. Nose and Vibration Control， 2012， 02：59-61+90. （in Chinese）
[11]于伟，马佳光，田竞等.隔振对光电跟踪系统频率特性的影响及其抑制[J].光电工程，2012，04：60-66.
YU W， MA J G， TIAN J， et al. Adverse Effects of Vibration Isolation on Frequency Characteristic of the
Photo-electric Tracking System and Suppression of the Effects [J]. Opto-Electronicn Engineering， 2012， 04：60-66. （in Chinese）
[12]郭建增，刘铁根，池伟等.车载光学平台双层隔振系统设计与试验研究[J].强激光与粒子束，2011，05：1245-1249.
GUO J Z，LIU T G， CHI W， et al. Design and experiment of double-layer vibration isolation system for mobile vehicle-mounted optical platform[J]. High Power Laser and Particle Beams， 2011， 05： 1245-1249. （in Chinese）
[13]宁大勇，高云国.大型车载光电跟踪设备减振方法、仿真及试验[J].激光与红外，2010，02：181-186.
LING D Y， GAO Y G. Decreasing vibration method and simulation and experiment of giant vehicular
photo-electric tracker[J]. Laser & Infrared ， 2010， 02：181-186. （in Chinese）
注：此研究課题由总装背景项目资助。
关键词：光电武器系统；隔振系统；升降稳定平台；精密定位；快速切换
1.引言
在国外，车载电子设备方面的振动冲击控制及研究起步较早，但有关这方面的文献及资料却很少对外公开发表。近年来，在我国随着相关研制项目的增加和应用范围的扩展，车载设备振动冲击分析与控制的研究已开始受到普遍重视[1-5]，部分专业技术和工程设计人员也已经开始有针对性的对各种车辆、方舱、机柜、以及不同的装载设备等的振动特性和控制方法进行了相应的理论分析和试验研究[6-8]。目前国内开展适用于军用环境隔振设备的科研机构较多，且有相关隔振系统运用在电子设备武器系统中[5]，但对于重量超过10t的光电武器系统进行隔振系统设计还是一大难题。
车载大型光电武器系统在运输过程中，由于升降稳定平台通过蘑菇头与车体刚性连接，车辆行驶过程中，路面激励通过轮胎及悬挂系统可直接传递到平台上，其武器系统关键组成部分对振动有很大的敏感度[9]。由于安装平台表面受压后要求变形量很小，高刚度的稳定平台带来的缺点也较为显著，即隔振性能差，抗剪能力较差。因此在崎岖不平的路面或者遇到坑洼、凸起路面上，路面传递到平台上主要设备的振动冲击是很大的。当车速较快，路面情况较恶劣时，路面的冲击输入甚至可达20g，显然这样的冲击对设备的影响是巨大的[10]。因此，在运输过程中，一套有效的隔振缓冲系统对车载大型光电武器系统进行保护是极为重要的。
2.隔振系统的可行性[2-6]
5.结论
大型光电武器系统在运输过程中，由于受到由轮胎传递的地面激励将受迫振动，其关键组成部分对振动有很大的敏感度，必须采取减振措施。然而，对超过10t的大型车载光学装置的减振，目前罕有相关的研究成果。本文根据车载大型光电武器系统运输和工作时的需求，结合升降稳定平台的特性研制了一套隔振缓冲系统。在隔振能力测试中，X、Y向振动量级很小。路面随机输入工况下，Z向隔振传递率约为0.5～0.75，但其振动量级仅为10-2g，振动十分微小；路面冲击输入工况下，振动输入达0.28g，隔振缓冲系统的隔冲传递率约0.4，隔振效果良好。实验结果表明，在对设备进行有效隔振、缓冲的同时，具有稳定可靠、切换时间短、定位精度高等优点。为车载大型光电武器系统隔振设计提供了新的研究方法，并具有重要的军事意义。
参考文献：
[1]刘树峰，白鸿柏，李冬伟等.光电平台新型隔振机构设计[J].机械设计，2012：16-20.
LIU S F， BAI H B， LI D W， et al. Novel structure of vibration isolation design for photo-electric platform [J]. Machinery Design， 2012：16-20. （in Chinese）
[2]唐晓伟，朱利华.车载系统设备隔振缓冲设计[J].指挥信息系统与技术，2011，04：68-70+75.
TANG X W， ZHU L H. Vibration Isolation and Buffering Design for Equipment of Vehicle-Borne Systems
[J]. Command Information System and Technology， 2011， 04： 68-70+75. （in Chinese）
[3]王平，张国玉，刘家燕等.机载光电吊舱无角位移隔振设计[J].红外与激光工程，2012，10：2799-2804.
WANG P， ZHANG S G， LIU J Y，et al. Irrotational displacement vibration isolation on airborne optoelectronic pod[J]. Infrared and Laser Engineering， 2010， 10：2799-2804. （in Chinese）
[4]David L.Trumper， Tsuyoshi Sato. A Vibration Isolation Platform [J]. Mechatronics， 2002，12：281-294.
[5]赵志国，杨岳.车载电子设备隔振缓冲设计[J].企業技术开发，2010，01：21-22+31.
ZHAO Z G， YANG Y. Vibration isolation buffer design of vehicle electronic equipment [J]. Technological
Development of Enterprise， 2010， 01：21-22+31. （in Chinese） [6]高常春，张孟伟.车载光电设备主动隔振平台支撑结构设计及模糊PID控制[J].机械设计与制造，2012，03：179-181.
Gao C C， ZHANG M W. Structure and fuzzy PID control of active vibration isolation platform for optical
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[7]安源，徐晖，金光.动载体光电平台角振动隔振设计[J].半导体光电，2005，10（27）：615-616.
AN Y， XU H， JIN G. Design of Angular Vibration Isolation for Optoelectronic Platform on Moving Vehicle[J]. Semiconductor Optoelectronics， 2005， 10（27）：615-616. （in Chinese）
[8]刘玲，郝运刚，王新科.某车载驱动器的抗振设计[J].兵工自动化，2013，08：78-80.
LIU L， HAO Y G， WANG X K. Anti-Vibration Design of Certain Type Vehicular Drive [J]. Ordnance Industry Automation， 2013， 08：78-80. （in Chinese）
[9]季馨，王树荣.电子设备振动环境适应性设计[M]. 北京：电子工业出版社，2012.1.
JI X， WANG S R. Design of vibration environmental adaptability of electronic equipment [M]. Beijin： Electronic Industry Press， 2012.1. （in Chinese）
[10]蒋美华，周少良，陈欣等. 车载机柜隔振系统道路试验[J].噪声与振动控制，2012，02：59-61+90.
JANG M H， ZHOU S L， Chen X，et al. Road Testing for Vibration Isolation System Between Ark and Vehicle[J]. Nose and Vibration Control， 2012， 02：59-61+90. （in Chinese）
[11]于伟，马佳光，田竞等.隔振对光电跟踪系统频率特性的影响及其抑制[J].光电工程，2012，04：60-66.
YU W， MA J G， TIAN J， et al. Adverse Effects of Vibration Isolation on Frequency Characteristic of the
Photo-electric Tracking System and Suppression of the Effects [J]. Opto-Electronicn Engineering， 2012， 04：60-66. （in Chinese）
[12]郭建增，刘铁根，池伟等.车载光学平台双层隔振系统设计与试验研究[J].强激光与粒子束，2011，05：1245-1249.
GUO J Z，LIU T G， CHI W， et al. Design and experiment of double-layer vibration isolation system for mobile vehicle-mounted optical platform[J]. High Power Laser and Particle Beams， 2011， 05： 1245-1249. （in Chinese）
[13]宁大勇，高云国.大型车载光电跟踪设备减振方法、仿真及试验[J].激光与红外，2010，02：181-186.
LING D Y， GAO Y G. Decreasing vibration method and simulation and experiment of giant vehicular
photo-electric tracker[J]. Laser & Infrared ， 2010， 02：181-186. （in Chinese）
注：此研究課题由总装背景项目资助。