CN107064544A - 基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置及调整方法 - Google Patents

基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置及调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置及其调整方法。其置只需设置简单的角度参数，便可实现两台天幕靶天幕面平行度的自动化调整；其采用电子指南针测量，其测角精度可达0.5°。本发明采用的技术方案包括箱体，箱体内部设置有光电探测模块，箱体的上表面设置有指南针、光学镜头、水泡和角度输入与控制器，所述的箱体的侧面设置有转动齿轮机构，水平转盘上设置有步进电机，转动齿轮机构设置于步进电机的动作端上，水平转盘的底部设置有涡轮，转动齿轮机构的下端齿轮与涡轮相啮合，水平转盘的下表面嵌设有径向轴承和推力轴承，并与涡轮的上部连接，所述的底座上设置有水平调整螺杆，所述的角度输入与控制器控制步进电机转动。

Description

基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置及调整方法
一、技术领域
本发明涉及靶场测试技术领域，具体涉及一种基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置及其调整方法。
二、背景技术：
在枪、炮、弹、发射药的研制和生产中，弹丸速度是需要经常测试的关键参数。目前在生产校验靶场较为常用方法是区截装置与测时仪共同组成测速***。目前国内靶场普遍使用的区截装置有线圈靶、光幕靶以及天幕靶，它们都是采用非接触式测量原理探测弹丸穿过探测区域的时刻。
天幕靶主要由光路***、信号处理电路和机械结构组成。天幕靶光路***主要由镜头、狭缝光阑和光电探测器件组成，镜头和狭缝光阑共同作用，在空间形成一个具有一定厚度的扇形探测光幕，由于天幕靶在室外使用时，通常以天空为背景，所以通常将天幕靶形成的扇形探测光幕称为天幕。天幕靶工作时，一旦有飞行物体进入该天幕，遮住了进入狭缝的部分光线，则通过狭缝而到达光敏元件的光通量就发生了变化，因此，光敏元件所在的电路会产生一正比于该光通量变化的信号。信号处理电路将此信号经过放大、整形，最后输出一个脉冲信号。如果将经过放大电路放大的弹丸信号直接输出，可给出弹形模拟信号。
用两台天幕靶与一台测时仪组成测速***，当弹丸飞越两台天幕靶探测靶面时，两台天幕靶电路分别输出一个脉冲信号，测时仪测得两个脉冲信号的时间间隔t，该时间间隔即为弹丸穿越两台天幕靶天幕面的时间，设两台天幕靶靶距为S，则可计算出弹丸飞越两台天幕靶天幕面之间的平均速度为
天幕靶测速***在使用时，要求组成一套测速***的两台天幕靶的天幕面必须相互平行，现有的天幕靶在现场布置时，通常采用以下两种方法调整两台天幕靶天幕面的平行。
第一种方法为钢卷尺调平行法，采用钢卷尺调平行法对两台天幕靶天幕面进行平行调节的方法为：将钢卷尺拉直并靠近两台天幕靶的箱体，要使钢卷尺与箱体没有任何接触，钢卷尺与箱体侧面保持一条5mm左右宽的狭缝。通过观察沿着两台箱体侧面的整条狭缝宽度是否一致来判断箱体侧面与钢卷尺是否平行，如果宽度不一致，则可转动天幕靶的水平转盘，使箱体侧面与钢卷尺之间的狭缝宽度一致，则箱体侧面与钢卷尺达到平行。将两台靶的箱体都调到与钢卷尺平行的状态后，则两靶的天幕面也达到了平行的状态。由于该方法主要是靠人眼观察，所以该方法的精度较低，并且操作麻烦。
第二种方法为激光瞄准调平行法，有些配备了激光瞄准装置的天幕靶，可以按激光瞄准调平行法调节两台天幕靶的天幕面平行。两个激光瞄准器分别安装在两台天幕靶的箱体上部，并与各自的天幕靶天幕面垂直，在布靶时，先调整两天幕靶的水平，再用两台天幕靶的激光器互相瞄准，则由几何关系可知：两台天幕靶的天幕面相互平行。激光瞄准调平行法相对于钢卷尺调平行法精度有所提高，但该方法任需要复杂的人工操作，并且该方法在两台天幕靶的高度相差较大时便无法使用。
三、发明内容
本发明为解决现有天幕靶调整天幕面平行方法存在的操作复杂、调整精度低的问题，提供一种基于地磁原理的天幕靶天幕面自动调平行装置及其调整方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置，其特征在于：该装置包括箱体、水平转盘和底座，箱体设置于水平转盘上，箱体内部设置有光电探测模块，箱体的上表面设置有指南针、光学镜头、水泡和角度输入与控制器，所述的箱体的侧面设置有转动齿轮机构，水平转盘上设置有步进电机，转动齿轮机构设置于步进电机的动作端上，水平转盘的底部设置有涡轮，转动齿轮机构的下端齿轮与涡轮相啮合，水平转盘的下表面嵌设有径向轴承和推力轴承，并与涡轮的上部连接，所述的底座上设置有水平调整螺杆，所述的角度输入与控制器控制步进电机转动。
所述的水平调整螺杆设置有3个，均匀设置于底座上。
所述的一种调整两台天幕靶天幕面平行的方法通过测量和设置两台天幕靶的天幕面与大地南北方向之间的夹角，使两个角度一致，进而实现调整两台天幕靶天幕面平行。
所述的一种调整两台天幕靶天幕面平行的方法的具体的调整步骤为：
1)确定预定弹道，并在地面上标识出预定弹道的投影线，在投影线上确定弹丸速度测试点，并在投影线上以该测速点为对称点摆放两台天幕靶；
2)将其中距离枪炮口较近的第一台天幕靶或距离炮口较远的第二台天幕靶的天幕面通过旋转箱体调整至与预定弹道相对垂直的角度，并读出箱体上方的电子指南针上显示的天幕靶天幕面与大地南北方向的偏角a1；
3)将该角度输入距离枪炮口较远的第二台天幕靶或距离炮口较近的第一台天幕靶箱体上方的角度输入与控制器，角度输入与控制器控制步进电机，并驱动传动齿轮机构，使得水平转盘绕径向轴承和推力轴承相对于涡轮转动，直至距离枪炮口较远的第二台天幕靶或距离炮口较近的第一台天幕靶天幕面14与大地南北方向的偏角a2与a1相等；
4)此时，由于两台天幕靶天幕面与大地南北方向的偏角相等，所以两台靶的天幕面均与预定弹道垂直，并且两台天幕靶的探测光幕面14相互平行。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
1、自动化程度高：本天幕靶天幕面自动调平行装置只需设置简单的角度参数，不需要过多的人为调整，便可实现两台天幕靶天幕面平行度的自动化调整；
2、平行度调整精度高：由于本装置采用电子指南针测量天幕靶天幕面与大地南北方向的角度，其测角精度可达0.5°，与现有的钢卷尺靠平行法和激光瞄准调平行法相比，精度大大提高。
四、附图说明：
图1带自动调平行功能的天幕靶主探测器侧视图；
图2带自动调平行功能的天幕靶主探测器俯视图；
图3两台天幕靶主探测器试验现场布置示意图；
附图标记说明：1－电子指南针，2－箱体，3－转动齿轮机构，4－水平转盘，5－涡轮，6－底座，7－光学镜头，8－水泡，9－角度输入与控制器，10－步进电机，11－径向轴承，12－推力轴承，13－水平调整螺杆，14－天幕面。
五、具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1和图2，本发明为一种基于地磁原理的天幕靶探测光幕面自动调平行装置，由电子指南针1，箱体2，传动齿轮机构3，水平转盘4，涡轮5，底座6，光学镜头7，水泡8，角度输入与控制器9，步进电机10，径向轴承11，推力轴承12，水平调整螺杆13，天幕面14组成。
该装置包括箱体2、水平转盘4和底座6，所述的箱体2设置于水平转盘4上，水平转盘4上还设置有步进电机10，底座6设置于水平转盘4和涡轮5底部，所述的箱体2的上表面设置有指南针1、光学镜头7、水泡8和角度输入与控制器9，所述的箱体2的侧面设置有转动齿轮机构3，箱体2的内部设置有光电探测模块，转动齿轮机构3设置于步进电机10的动作端上，所述的底座6上设置有水平调整螺杆13，所述的角度输入与控制器9控制步进电机10转动，
所述的水平调整螺杆13设置有3个，均匀设置于底座6上。
底座6设置于箱体2底部。
所述电子指南针1，光学镜头7，角度输入与控制器9和水泡8被安装在箱体上部，箱体除了外部安装有电子指南针1，光学镜头7，角度输入与控制器9和水泡8外，内部安装有光电探测模块，箱体安装于水平转盘4上，步进电机10也安装于水平转盘4上。
光学镜头用于形成天幕靶的天幕面14，电子指南针1用于指示天幕靶天幕14与大地南北方向的偏角。
角度输入与控制器9用于输入任意角度，并控制步进电机10转动，电机10带动传动齿轮机构3转动，实现水平转盘4绕径向轴承11和推力轴承12相对于涡轮5转动，最终带动箱体2、探测光幕14和电子指南针1转动，直到电子指南针1测量到天幕面14与大地南北方向的偏角为角度输入与控制器9输入的角度为止。
通过调整水平调整螺杆13可实现整个装置水平状态的调整，水泡用于指示天幕面14是否与大地垂直，当水泡在两个任意相互垂直的方向上均在中央位置时，天幕面14便与水平大地垂直。
见图1、图2和图3，一种调整两台天幕靶天幕面平行的方法，通过测量和设置两台天幕靶的天幕面与大地南北方向之间的夹角，使两个角度一致，进而实现调整两台天幕靶天幕面平行的目的。具体调整步骤如下：
1、确定预定弹道，并在地面上标识出预定弹道的投影线，在投影线上确定弹丸速度测试点，并在投影线上以该测速点为对称点摆放两台天幕靶。
2、将其中距离枪炮口较近的第一台天幕靶(或距离炮口较远的第二台天幕靶)的天幕面通过旋转箱体调整至与预定弹道相对垂直的角度，并读出箱体上方的电子指南针1上显示的天幕靶天幕面14与大地南北方向的偏角a1。
3、将该角度输入距离枪炮口较远的第二台天幕靶(或距离炮口较近的第一台天幕靶)箱体2上方的角度输入与控制器9，角度输入与控制器9控制步进电机10，并驱动传动齿轮机构3，使得水平转盘4绕径向轴承11和推力轴承12相对于涡轮5转动，直至距离枪炮口较远的第二台天幕靶(或距离炮口较近的第一台天幕靶)探测光幕面14与大地南北方向的偏角a2与a1相等。
4、此时，由于两台天幕靶天幕面14与大地南北方向的偏角相等，所以两台靶的天幕面14均与预定弹道垂直，并且两台天幕靶的天幕面14相互平行。
本发明是先调的一台天幕靶，然后将第二台天幕靶的角度调整的与其一致。而不是任意调整两台中的一台。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置，其特征在于：该装置包括箱体(2)、水平转盘(4)和底座(6)，箱体(2)设置于水平转盘(4)上，箱体(2)内部设置有光电探测模块，箱体(2)的上表面设置有指南针(1)、光学镜头(7)、水泡(8)和角度输入与控制器(9)，所述的箱体(2)的侧面设置有转动齿轮机构(3)，水平转盘(4)上设置有步进电机(10)，转动齿轮机构(3)设置于步进电机(10)的动作端上，水平转盘(4)的底部设置有涡轮(5)，转动齿轮机构(3)的下端齿轮与涡轮(5)相啮合，水平转盘(4)的下表面嵌设有径向轴承(11)和推力轴承(12)，并与涡轮(5)的上部连接，所述的底座(6)上设置有水平调整螺杆(13)，所述的角度输入与控制器(9)控制步进电机(10)转动。
2.根据权利要求1所述的一种基于地磁原理的天幕靶自动调平行装置，其特征在于：所述的水平调整螺杆(13)设置有3个，均匀设置于底座(6)上。
3.根据权利要求1所述的一种调整两台天幕靶天幕面平行的方法，其特征在于：所述的方法通过测量和设置两台天幕靶的天幕面与大地南北方向之间的夹角，使两个角度一致，进而实现调整两台天幕靶天幕面平行。
4.根据权利要求3所述的一种调整两台天幕靶天幕面平行的方法，其特征在于：所述的具体的调整步骤为：
1)确定预定弹道，并在地面上标识出预定弹道的投影线，在投影线上确定弹丸速度测试点，并在投影线上以该测速点为对称点摆放两台天幕靶；
2)将其中距离枪炮口较近的第一台天幕靶或距离炮口较远的第二台天幕靶的天幕面通过旋转箱体调整至与预定弹道相对垂直的角度，并读出箱体上方的电子指南针上显示的天幕靶天幕面与大地南北方向的偏角a1；
3)将该角度输入距离枪炮口较远的第二台天幕靶或距离炮口较近的第一台天幕靶箱体上方的角度输入与控制器，角度输入与控制器控制步进电机，并驱动传动齿轮机构，使得水平转盘绕径向轴承和推力轴承相对于涡轮转动，直至距离枪炮口较远的第二台天幕靶或距离炮口较近的第一台天幕靶天幕面14与大地南北方向的偏角a2与a1相等；
4)此时，由于两台天幕靶天幕面与大地南北方向的偏角相等，所以两台靶的天幕面均与预定弹道垂直，并且两台天幕靶的探测光幕面14相互平行。
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