一种大型车辆伪装棚的扩展机构设计与分析
毛子夏
（北京航天发射技术研究所，北京100076）
摘 要 ：针对目前大型车辆伪装棚采用人工搭建方式存在的效率低、时间长等问题，提出了一种全自动大扩展比伪装棚结构方案，重点对核心扩展单元进行了设计和分析，所采用的新型剪叉机构具有大扩展比、高刚度和轻量化等优点，对该机构制作了原理样机，进行了验证性试验，文章的研究成果对于全自动大型伪装棚设计开发具有一定的指导意义。
关键词 ：大型车辆；伪装棚；剪叉机构；稳定性分析
图1 运输状态
引言
随着信息化战争中快速、远程、精确打击技术的日益成熟，导弹陆基机动发射系统也处于多种武器的侦察和打击范围之内，所以陆基机动发射系统作战部署的隐蔽性已经受到了严重挑战[1]。近年来，各国都非常重视伪装技术的发展，并且为相应的机动设施、战术导弹设施、固定阵地的大型设施设计了不同的伪装方案，同时建立了相应的伪装体系[2]。目前研究主要集中的隐身技术方面，即采用材料技术、红外技术和雷达技术等改变目标的可探测性信号特征，降低目标被探测系统发现的概率[3]。将隐身技术应用于军用车辆上，能够大大提升其安全防护能力，但是成本高，只能降低反射面积，无法从根本上解决其显著几何特征问题。
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本论文从结构变形思路出发，提出一种大型车辆伪装棚结构，采用高折展比剪叉机构，实现大型发射车辆伪装棚的自动架设与大空间伪装。可以提高军用车辆战场伪装的机械化和自动化程度，实现快速更改外在光学特征，能够大大提升其安全防护能力和战场生存能力。
1 大型车辆伪装棚结构方案
针对大型军用车辆提出一种快速、可靠和自动化的伪装部署方案，以提高伪装棚的部署效率，能够实现伪装机构的全自动展开与收回，并保证安全性。考虑到运输性，要求设计大折展比机构来实现，如图1所示，为该伪装棚收拢后车载运输状态。
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对扩展机构的各个连杆的稳定性进行计算，结果如图4所示。
图2 车长度方向展开示意图
折展过程如图2所示，从中间向两侧依次对称展开。每次展开一节后，降下该节的支撑腿，根据传感器测定反馈支撑腿下降距离。如此，可充分满足折展系统在复杂路况下的展开和收缩。纵向折展各节之间相互独立，互不影响。
国内旅游学术界对于游客感知价值尚未形成统一的标准，其中学者李文兵，张红梅在顾客感知价值的基础上提出游客感知价值是“游客在感知利得和利失的基础上对旅游产品或旅游服务在一定的旅游情境中满足其旅游需要程度的感知和评价”【4】。本文正是基于以上两位学者对于游客感知价值的定义，研究和评价民宿游客在感知利得和利失的基础上对于民宿旅游产品或服务是否满足其旅游需求的总体感知和评价。
2 扩展机构设计与分析
由于车辆伪装棚的体积较大，工作环境恶劣，需要抵抗较大风载，因此折展机构需要具备较好的力学特性。本论文提出一种新型剪叉机构，作为伪装棚展开机构的扩展单元，在保证机构轻量化的同时具有很好的抵抗风载能力。
2.1 扩展机构设计
从欧拉公式可以看出，截面的惯性矩I越大，临界应力越大。柔度越小，临界应力越大。由于
，所以提高惯性半径i的数值就可以减小λ的数值。可见，如不能增加截面面积，则应尽可能把材料放在离截面形心较远处，以取得较大的I和i，就等于提高了临界应力。
由压杆的挠度曲线方程可以导出计算压杆临界应力的欧拉公式：
图3 侧面展开机构三维模型
由于大部分的力都集中在杆BF和ED处，设计时应增大截面积，同时需要考虑压杆稳定的问题。当细长杆件受压时，会表现出与强度失效全然不同的性质。受压时，开始轴线为直线，接着必然是被压弯至最后折断，此时并非其强度不够，而是稳定性不够，因此要考虑受压杆因失稳而失效。
I为横截面的惯性矩。λ是一个量纲为一的量，称为柔度或细长比，它集中地反映了压杆的长度、约束条件、截面尺寸和形状等因素对临界应力σcr的影响。
中期受地壳、气候变化的影响，这里发展为准平原化的内陆环境，降雨量明显减少；但网状河流比较发育，斜坡地带的成煤堆积物远不如坑洼处的泥炭沼泽丰富，并对煤层进行了冲蚀充填于泥炭沼泽，起到了填平补齐作用，导致了煤层变化大，尖灭现象较多，并有较大面积的薄煤带形成。
通过ADAMS软件分析可知，该杆最大轴向力为211.14N，截面积为600mm2。因为连杆各横截面上的轴力相同，可得EG杆最大应力为：
临界应力越大，压杆也就越稳定，当其他条件一定，压杆柔度越小，其临界应力越大，因而越稳定。
通过对压杆稳定性及其校核的理解，压杆的稳定性与临界应力σcr有关。由欧拉公式和经验公式
得，临界应力σcr始终与柔度λ有关。
故强度符合要求。
结合欧拉公式可以推出影响压杆稳定的因素有：（1）压杆的截面；（2）压杆的长度和约束条件；（3）压杆材料的性质。
新型剪叉机构如图3所示，这种改良的剪刀叉机构同顶部扩展机构中的剪刀叉机构相比，展开比较大，同时承受竖直方向的载荷能力较强，刚度大，强度大，两端固定在支撑杆上，避免了移动副的产生。侧面扩展机构在自重作用下，机构可实现自行展开，展开过程不需要外加驱动，同时机构展开过程中BC始终与AD平行。
2.2 扩展机构连杆稳定性分析
伪装棚三个方向的折展运动互相独立。首先实现车宽方向的展开，再实现车长方向的展开，最后实现车高方向的展开。折叠过程与展开过程互为逆过程。同时，伪装棚与折展骨架独立，在折展骨架实现完全展开后，再进行伪装棚的展开。
因为EG和HF杆是同样形状的杆截面积相同，所以校核EG杆稳定情况即可。如果EG杆稳定，HF杆一定稳定。EG杆最大轴向力为211.14N，截面积为600mm2。因为连杆各横截面上的轴力相同，可得EG杆最大应力为：
图4 各杆轴向力曲线
故强度符合要求。
为了防止幼苗出土之后遭受冻害，播种适宜提早进行，在十堰地区，最适宜的播种时间是每年3月中旬。为了缩短育苗周期，可以在秋季或者早春时节播种，建立塑料拱棚，为种子营造适宜的发芽环境。在山区可以将育苗做成宽1.0-1.2 m左右的阳畦，在阳畦的底部铺10 cm厚的肥土。播种育苗的时候适宜采用点播的方式，对于已经裂口的种子，可以按照20 cm×l0 cm的间距均匀播种，摆播的时候要求种尖侧平、缝合线与地面垂直。播种之后要均匀撒播肥土，覆土的厚度不能超过种子2 cm。
例1：（李白《月下独酌》）“醒时同交欢，醉后各分散。”翟理斯译为While sober I feel,you are both my good friends/While drunken Ifeel,our companionship ends[8].“月”是中国古诗中典型的意象，以明月表达自己的思乡思友之情。但是翟理斯不懂其中之情，翻译后字意只是清醒时你是我最好的朋友，喝醉后情谊就断了，诗的意象就丢失了许多。
3 试验验证
本文针对大型车辆伪装棚方案设计，开发了核心扩展单元的原理样机，如图5所示，并进行了扩展/撤收原理验证试验。试验表明，该剪叉机构能够收拢到300mm，扩展到1500m。机构运行顺畅无卡阻，能够靠自重展开，无需外加驱动源，末端运行的曲线与仿真结果基本一致，满足运动平稳性要求。
4 结论
本文针对大型军用车辆伪装需求，提出了一种大扩展比伪装棚结构方案，并对核心扩展单元进行了研究，设计了一种具有大扩展比、轻量化和高刚度剪叉机构，对该机构进行了运动学分析和稳定性分析，制作原理样机进行验证，试验表明该机构能够实现自重情况下展开，扩展撤收运动快速平稳无死点，操控简捷，维护保养简单方便。本文的研究成果对于全自动大型伪装棚设计开发具有一定的指导意义。
图5 扩展机构样件实验
参考文献 ：
[1]高凯，李明博.导弹陆基机动发射系统伪装技术研究[J].飞航导弹，2013（3）：42-46.
[2]颜云辉，王展，董德威.军事伪装技术的发展现状与趋势[J].中国机械工程，2012，23（17）：2136-2141.
[3]陆智，樊峰.浅析车辆隐身技术在军事中应用的现状及发展[J].科技与创新，2015，11：002.
Abstract ：In view of the problems existing in the manual construction of large vehicle camouflage shed at present，such as low efficiency and long time，a fully automatic large expansion ratio camouflage shed structure scheme is put forward，with emphasis on the design and analysis of the core expansion unit.The new shear fork mechanism has the advantages of large expansion ratio，high stiffness and lightweight，etc.The prototype of the mechanism is made and the verification test is carried out.The research results of this paper have certain guiding significance for the design and development of automatic large camouflage shed.
Keywords ：large vehicle;camouflage shed;shearing fork mechanism;stability analysis
中图分类号 ：E951.4
文献标志码： A
文章编号： 2095-2945（2019）14-0093-03
作者简介 ：毛子夏（1982，07-），男，汉族，湖南湘潭人，硕士研究生，工程师，主要研究方向：专用特种车辆。
标签：大型车辆论文; 伪装棚论文; 剪叉机构论文; 稳定性分析论文; 北京航天发射技术研究所论文;