一种可自动调节的挡弹板安装结构及调节方法

技术领域

本发明涉及车辆防弹技术领域，具体涉及一种可自动调节的挡弹板安装结构及调节方法。

背景技术

挡弹板在平常使用过程中是开启状态，不影响车辆行驶；在紧急危险状况下，处于关闭状态，可起到对车辆和乘员的保护作用。目前的挡弹板是通过手动调节的，开启和关闭需要人在车外进行操作，在紧急危险状况下，存在人身安全风险和操作难度大的问题。

现有挡弹板为手动调节开启和关闭状态，如图8所示，开启状态时，手动打紧固定螺栓，将挡弹板固定为打开状态，关闭状态时，拆掉固定螺栓，挡弹板绕旋转轴旋转到关闭状态。需借助工具手动拆卸固定螺栓，操作麻烦，不便于紧急状况快速调节，且需要人在车外操作有安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可自动调节的挡弹板安装结构及调节方法，无需人在车外操作开关挡弹板，降低安全隐患，提高调节便利性。

为了解决上述技术问题，本发明的一种可自动调节的挡弹板安装结构，包括挡弹板、伸缩装置、操作开关和控制器，所述挡弹板与车辆前风窗的顶部之间设置有若干旋转支架，所述旋转支架与前风窗的顶部转动连接，所述旋转支架与所述挡弹板固定连接，所述伸缩装置的尾端铰接在车身顶盖上，所述伸缩装置的伸缩杆与所述旋转支架铰接，且能够驱动所述旋转支架转动，所述操作开关设置在车辆内部，所述控制器与所述伸缩装置、所述操作开关之间电性连接。

在上述挡弹板安装结构中，车内的人员通过操作开关和控制器配合，控制伸缩装置的伸缩杆伸缩，进而驱动旋转支架带动挡弹板旋转，实现对挡弹板开合的远端控制。当车辆正常行驶时候，将挡弹板向上旋转打开，保持良好的驾驶视野，不影响正常行驶；当遇到紧急情况时，将挡弹板向下旋转罩盖住前风窗，进行防护，从而可避免在紧急状况下，人在车外对挡弹板进行手动操作的不便，提高调节便利性，同时可以快速实现防弹防护，降低安全隐患。

作为本发明挡弹板安装结构的改进，所述前风窗的安装框架上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接。通过压力传感器实时感知测量前风窗上的玻璃受到的冲击压力，并且通过控制器接收处理压力传感器的压力信号，当实时的冲击压力值超过设定的阀值时，控制器控制伸缩装置动作，使挡弹板向下旋转至关闭位置，从而实现在遇到紧急情况时，挡弹板自动的对前风窗以及车内人员进行保护，使保护更加及时、快速。

在上述采用压力传感器的技术方案中，所述控制器可以调节所述伸缩装置的伸缩杆伸缩速度。伸缩装置的速率可调，当前风窗实时的冲击压力值超过设定阀值时，控制器控制伸缩装置动作，并调快伸缩杆的伸缩速率，缩短挡弹板关闭所需的时间，进一步的加快保护的速度。在平常手动通过操作开关调节挡弹板时，控制器适当调低伸缩装置的速率，更加容易调节挡弹板至想要的角度。

作为本发明挡弹板安装结构的另一种改进，该挡弹板安装结构还包括限位装置，所述限位装置包括开启限位装置和关闭限位装置，所述开启限位装置用于在所述挡弹板向上旋转至一定角度时，阻止所述挡弹板的继续转动，所述关闭限位装置用于在所述挡弹板向下旋转至罩盖住所述前风窗时，阻止所述挡弹板的继续转动。通过开启限位装置限制挡弹板的打开的最大开度，防止向上开度过大，从而使车辆行驶过程中，避免由于挡弹板而受到较大的风阻影响；通过关闭限位装置将挡弹板恰好限位在完美罩盖前风窗的角度上，从而保证较高的防护质量。

在上述采用限位装置的技术方案中，所述开启限位装置和所述关闭限位装置上均设置有位置传感器，所述位置传感器与所述控制器之间电性连接。通过分别在开启限位装置和关闭限位装置上集成位置传感器，在挡弹板的翻转行程始末位置实时将采集挡弹板位置信息，并传递给控制器，然后对伸缩装置进行停止控制，从而实现类似“位置开关”的作用，自动停止，以免损伤伸缩装置，为实现自动调节控制做准备。

在上述采用限位装置的技术方案中，优选所述挡弹板旋转后与所述前风窗平面的夹角为0°～65°。正常情况时，挡弹板旋转到65°，基本保持主体水平，从而能够保证良好的驾驶视野和气流通过性；另外，此时的挡弹板不仅能够遮挡太阳光线，保护驾驶者的眼睛，无刺眼情况，也可以遮挡太阳通过前风窗的玻璃反射的光线，避免被轻易侦查到。也可以将挡弹板旋转到0°，与前风窗完美罩合，实现最大程度的保护。

作为本发明挡弹板安装结构的又一种改进，所述伸缩装置采用电动撑杆组件。采用电动撑杆组件，结构简单、占用空间小；容易控制而且准确性高，可以将防弹板调节到限位行程范围内的任意角度并保持；关闭电动撑杆时，保持位置，无漂移，具有更好的静态负载处理特性。

为了解决上述技术问题，本发明的一种基于上述挡弹板安装结构的挡弹板调节方法，包括：测量前风窗受到的实时冲击压力；设定前风窗冲击压力的阀值；对比实时冲击压力与设定阀值的大小，若实时冲击压力大于设定阀值，则控制伸缩装置动作，向下旋转挡弹板；实时监测关闭限位装置处的挡弹板位置信号，若检测到挡弹板的位置信号，则停止伸缩装置动作。

作为上述挡弹板调节方法的改进，在所述开启伸缩装置，向下旋转转挡弹板之前，该方法还包括，取消挡弹板实时所有的控制指令，停止挡弹板的转动动作。停止挡弹当下的所有动作，仅执行自动调节的控制指令，避免指令冲突。

作为上述挡弹板调节方法的另一种改进，在所述开启伸缩装置，向下旋转转挡弹板之前，该方法还包括，调高伸缩装置的伸缩杆伸缩速度。以更快的速度调节挡弹板旋转，缩短关闭挡弹板时间，进一步加快防护的速度。

在上述挡弹板调节方法中，通过对比前风窗受到的冲击压力与设定阀值的大小，实时判断车辆是否处于紧急危险情况，即当实时冲击压力大于设定阀值时处于紧急危险情况，然后立即开启伸缩装置，调节挡弹板向下旋转，并在感知挡弹板到达关闭位置后，关闭伸缩装置，从而自动的实现挡弹板关闭，迅速完成突发紧急情况下对前风窗保护。

综上所述，采用上述挡弹板安装结构及调节方法，解决现有技术必须在车外进行挡弹板开关操作，以及无法快速完成调节的缺点，车内人员通过操作开关即可轻易实现对挡弹板的翻转角度调节；并且挡弹板转动调节灵活，可以根据实际情况将挡弹板调节到限位行程范围内的任意角度并保持，使车辆行驶时具有更好的空气动力性，以及起到遮阳、反侦查效果；另外，通过控制器实时采集前风窗玻璃边框上的压力信号和挡弹板的位置信号，实现挡弹板在遇到紧急状况下自动快速关闭，降低安全隐患。

附图说明

在附图中：

图1为本发明的挡弹板安装结构打开状态侧视结构示意图。

图2为本发明的挡弹板安装结构打开状态立体结构示意图。

图3为本发明的挡弹板安装结构打开状态的开启限位装置局部放大示意图。

图4为本发明的挡弹板安装结构关闭状态侧视结构示意图。

图5为本发明的挡弹板安装结构关闭状态立体结构示意图。

图6为本发明的挡弹板安装结构关闭状态的开启限位装置局部放大示意图。

图7为本发明的控制器电性连接结构示意图。

图8为挡弹板现有技术结构示意图。

图中，1、挡弹板；11、左挡板；12、右挡板；13、透光孔；14、联动支架；2、伸缩装置；3、操作开关；4、旋转支架；41、铰接部；42、固定部；51、前风窗；52、车身顶盖；61、开启限位装置；611、开启限位支架；612、开启限位块；62、关闭限位装置；7、位置传感器；8、控制器；9、压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

此外，需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-7示出了本发明一种可自动调节的挡弹板安装结构，包括挡弹板1、伸缩装置2、操作开关3和控制器8，挡弹板1与车辆前风窗51的顶部之间设置有若干旋转支架4，旋转支架4与前风窗51的顶部转动连接，旋转支架4与挡弹板1固定连接，伸缩装置2的尾端铰接在车身顶盖52上，伸缩装置2的伸缩杆与旋转支架4铰接，且能够驱动旋转支架4转动，操作开关3设置在车辆内部，控制器8与伸缩装置2、操作开关3之间电性连接。

使用时，车内的人员通过操作开关3和控制器8控制伸缩装置2工作，伸缩装置2伸出伸缩杆，推动旋转支架4向下转动，带动挡弹板1沿着前风窗51顶部的铰接转轴向下翻转；伸缩装置2收缩伸缩杆，拉动旋转支架4前风窗51顶部的铰接转轴向上转动。如图1和图2所示，在车辆正常行驶时候，将挡弹板1向上旋转打开，保持良好的驾驶视野；如图4和图5所示，在遇到紧急情况时，将挡弹板1向下旋转罩盖住前风窗51，进行防护。可避免在紧急状况下，人在车外对挡弹板1进行手动操作的不便，提高调节便利性，同时快速实现防弹防护，降低安全隐患。

如图2所示，上述挡弹板的安装结构还包括限位装置，限位装置包括开启限位装置61和关闭限位装置62，开启限位装置61用于在挡弹板1向上旋转至一定角度时，阻止挡弹板1的继续转动，关闭限位装置62用于在挡弹板1向下旋转至罩盖住前风窗51时，阻止挡弹板1的继续转动。对挡弹板1的旋转运动进行机械限位，保证其运动在设定的安全范围内，避免对前风窗51和车身顶盖52造成损伤。

可选的，如图3所示，车身顶盖52上固定有开启限位支架611，与开启限位支架611相对的旋转支架4上设置有开启限位块612，挡弹板1向上旋转到最大角度时，开启限位支架611与开启限位块612接触相抵，利用相互配合的开启限位支架611和开启限位块612，限制挡弹板1的打开姿态，保证挡弹板1在打开时不影响车辆的正常使用。同样的，在前风窗51的底部，也可以设置柱块状的关闭限位装置62，在挡弹板1向下旋转至罩盖在前风窗51上时，用于与挡弹板1直接接触，限制其继续旋转，使挡弹板1拥有设定的理想防护姿态。

可选的，挡弹板1旋转后与前风窗51平面的夹角为0°～65°。正常行驶时候，将挡弹板1向上旋转到与前风窗51有65°的最大开度方向，此时挡弹板1与车身顶盖52保持平行，具有良好的驾驶视野和气流通过性；也可以通过操作开关3控制挡弹板1向下旋转到0°的位置，完全贴合前风窗51的平面，切换到保护状态。

如图2和图5所示，挡弹板1包括左挡板11和右挡板12，左挡板11和右挡板12上均透光孔13，且二者之间固定有联动支架14。一般军用车为提高车辆的防爆性能，会采用两块式的前挡风玻璃，减小玻璃体积，因此挡弹板1也对应分为左挡板11和右挡板12分别进行防护。另外，左挡板11和右挡板12分别都开有透光孔13，每组透光孔13由两条横向的孔，以及分别与两条横向孔垂直连接的竖向空组成，用来最大限度尽量安全的观察路况，以及周围情况。两块挡板通过联动支架14固定在一起，保持同步动作。

如图1和图4所示，旋转支架4呈倒放的L形，包括铰接部41和固定部42，铰接部41的端部与车辆前风窗51的顶部转动连接，伸缩装置2的伸缩杆铰接在铰接部41的中间位置，固定部42与挡弹板1贴合固定连接。伸缩装置2的伸缩杆与旋转支架4组成伸缩翻转机构，使挡弹板1通过旋转支架4与车辆前风窗51的顶部转动连接，进而将伸缩杆的直线运动转化为挡弹板1的转动，在车内通过操作开关3即可控制挡弹板1的打开或关闭，方便快捷。

优选的，伸缩装置2采用电动撑杆组件。采用电动撑杆作为执行机构结构简单，不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备，也可减少执行机构的重量；并且在打开挡弹板1时，需要供电，在达到所需开度时就可不再供电，节约能量。另外，电动撑杆也可以准确的将挡弹板1旋转至任意角度，并保持不动，可以根据实际的需要，灵活调节。

上述挡弹板1安装结构的工作原理：电动撑杆组件后端通过铰接座连接在车身顶盖52上，前端的伸缩杆与旋转支架4的中部铰接，使电动撑杆组件能够推动旋转支架4带动挡弹板1转动；另外，在挡弹板1旋转的过程中，在车身顶盖52上设置开启限位装置61，在前风窗51框架上设置关闭限位装置62，使挡弹板1在设定的范围内旋转。操作开关3包括打开键、关闭健、上调节健和下调节键，进而通过操作开关3可以实现挡弹板1以下三种手动控制状态：

①挡弹板1打开状态时：如图1和图2所示，按下打开键，电动撑杆收缩，直到开启限位支架611与开启限位块612相互配合限位，挡弹板1与前风窗51平面的夹角为65°，基本保持与车身顶盖52平行状态。

②挡弹板1关闭状态时：如图4和图5所示，按下关闭键，电动撑杆伸长，关闭限位装置62与挡弹板1接触限位，挡弹板1与前风窗51平面贴合，二者的夹角几乎为0°，实现较好的防护。

③挡弹板1处于任意角度：挡弹板1可在0°～65°范围内任意度数停止。持续按住车内操作开关3的下调节键，电动撑杆开始伸长，每伸出60mm，电动撑杆绕电动撑杆后端铰接轴向上旋转1°，同时旋转支架4带动挡弹板1绕旋转轴向下翻转，在翻转过程中松开操作开关3，即停止翻转，使挡弹板1可在0°～65°度范围内任意度数停止；同样的，持续按住上调节键，可以向上调节挡弹板1到任意角度。另外，仅按一次上调节键或下调节键，挡弹板1仅旋转一个对应的单位角度。

为了实现挡弹板1自动调节，如图1和图4所示，前风窗51的安装框架上设置有压力传感器9，压力传感器9与控制器8电连接。当子弹打在前风窗51的玻璃上时，玻璃整体会受到冲击压力，通过压力传感器9实时感知前风窗51上受到的压力值，并将压力值信号传递给控制器8，当测量的压力值达到设定的阀值时候，控制器8自动控制挡弹板1向下旋转，使其立刻罩盖在前风窗51上进行保护，实现自动防护调节。

优选的，控制器8可以调节伸缩装置2的伸缩杆伸缩速度。伸缩装置2可以是采用三相电机的电动撑杆组件，外接交流电流电机调速器来实现变速；也可以应用变频电动机作为驱动，实现变速。将伸缩装置2的速率设计为可调式，在平时手动调节时，伸缩杆伸缩和挡弹板1旋转的速度较低，在自动调节时，速度较高。当前风窗51实时的冲击压力值超过设定阀值时，判定遇到紧急情况，控制器8控制伸缩装置2以较快的速度收缩伸缩杆，缩短挡弹板1关闭所需的时间，进一步的加快保护的速度；在平常手动通过操作开关3调节挡弹板时，控制器8适当调低伸缩装置2的速度，更加容易调节挡弹板1至想要的角度。

在自动调节挡弹板1时，需要增加行程开关，使其到达关闭状态时自动停止，以免损坏电动撑杆。如图2和图5所示，开启限位装置61和关闭限位装置62上均设置有位置传感器7，位置传感器7与控制器8之间电性连接。将位置传感器7分别集成到开启限位装置61和关闭限位装置62上，利用控制器8接收位置传感器7感知的挡弹板1的位置信息，进而对伸缩装置2进行控制，实现在挡弹板1到达起止位置时候，自动停止伸缩装置2的功能，辅助实现紧急情况下完全的自动控制。

使用时，控制器8的电性连接方式如图7所示，上述挡弹板1的安装结构自动控制流程：压力传感器9实时监测前风窗51受到的冲击压力；控制器8接收压力信号并分析处理，当压力值超过阀值时，控制伸缩装置2动作使挡弹板1向下旋转；挡弹板1旋转至于关闭限位装置62接触时，当关闭限位装置62上的位置传感器7检测到挡弹板1的位置，并将位置信号传递给控制器8后，关闭伸缩装置2，完成挡弹板1关闭操作。

本发明的一种基于上述挡弹板安装结构的可自动调节的挡弹板调节方法，包括：

S01：测量前风窗51受到的实时冲击压力。通过安装在前风窗51框架上的压力传感器9实时监测前风窗51的挡风玻璃上受到的冲击压力，并将压力值信号传递给控制器8。

S02：设定前风窗51冲击压力的阀值。阀值根据实际测量得到，使前风窗51的防弹玻璃在第一次受到子弹冲击时候，立马动作响应，关闭挡弹板1，并且要求在阀值对应的冲击压力以下，前风窗51能够保持完好。

S03：对比实时冲击压力与设定阀值的大小，若实时冲击压力大于设定阀值，则控制伸缩装置2动作，向下旋转挡弹板1。控制器8接收到实时冲击压力后，与设定阀值进行比较判断，根据比较结果来确定是否需要关闭挡弹板1。当实时冲击压力大于设定阀值时，判断进入紧急危险状况，立即停止控制器8对伸缩装置2的所有其它控制指令，仅执行使伸缩装置2伸出伸缩杆的指令，驱动挡弹板1向下旋转；当实时冲击压力小于设定阀值时，不做任何动作，结束比较判断流程。

在步骤S03中，在控制伸缩装置2动作，向下旋转挡弹板1之前还包括：调快伸缩装置2的伸缩速度。进一步缩短关闭挡弹板1的时间。

S04：实时监测关闭限位装置处的挡弹板1位置信号，若检测到挡弹板1的位置信号，则停止伸缩装置2动作。在上一步中，挡弹板1自动的向下旋转，因此需要一个形成开关，使它停止。通过集成在关闭限位装62处的位置传感器7(可以是接近式传感器)实时监测，直到监测到挡弹板1时，即挡弹板1转动到关闭状态的位置，控制器8接收到响应的位置传感器7的信号，关闭伸缩装置2，完成自动关闭挡弹板1的操作。

上述调节方法是挡弹板在紧急情况下的自动调节方法，完全无需人工参与，随时自动响应。当自动调节方法启动时候，控制器8会暂停接收操作开关3的控制信号，并且停止正在执行的控制指令，即停止手动调节的功能。另外，无论挡弹板1处于打开、关闭、任意角度中的任意状态，自动调节响应后，都会驱动伸缩装置2伸长，确保挡弹板1关闭到位。

平时使用时，可以采用手动调节方法，手动调节方法包括：按下操作开关3上的按按键，发出调节指令信号，其中，所述按键包括打开键、关闭健、上调节健和下调节键；控制器8根据接收到的调节指令信号，对应控制伸缩装置2伸出或收缩伸缩杆；控制器8收到位置传感器7发出的挡弹板1位置信息时，停止控制伸缩装置2。

其中，按一下打开键，对应持续收缩伸缩杆；按一下关闭键，对应持续伸出伸缩杆；按一下上调节键，对应收缩伸缩杆一个单位距离，长按上调节键，对应持续收缩伸缩杆；按一下下调节键，对应伸出伸缩杆一个单位距离，长按下调节键，对应持续伸出伸缩杆。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。