基於地磁原理的天幕靶自動調平行裝置及調整方法與流程

2023-09-24 05:19:55 1

一、技術領域

本發明涉及靶場測試技術領域，具體涉及一種基於地磁原理的天幕靶自動調平行裝置及其調整方法。

二、

背景技術：
：

在槍、炮、彈、發射藥的研製和生產中，彈丸速度是需要經常測試的關鍵參數。目前在生產校驗靶場較為常用方法是區截裝置與測時儀共同組成測速系統。目前國內靶場普遍使用的區截裝置有線圈靶、光幕靶以及天幕靶，它們都是採用非接觸式測量原理探測彈丸穿過探測區域的時刻。

天幕靶主要由光路系統、信號處理電路和機械結構組成。天幕靶光路系統主要由鏡頭、狹縫光闌和光電探測器件組成，鏡頭和狹縫光闌共同作用，在空間形成一個具有一定厚度的扇形探測光幕，由於天幕靶在室外使用時，通常以天空為背景，所以通常將天幕靶形成的扇形探測光幕稱為天幕。天幕靶工作時，一旦有飛行物體進入該天幕，遮住了進入狹縫的部分光線，則通過狹縫而到達光敏元件的光通量就發生了變化，因此，光敏元件所在的電路會產生一正比於該光通量變化的信號。信號處理電路將此信號經過放大、整形，最後輸出一個脈衝信號。如果將經過放大電路放大的彈丸信號直接輸出，可給出彈形模擬信號。

用兩臺天幕靶與一臺測時儀組成測速系統，當彈丸飛越兩臺天幕靶探測靶面時，兩臺天幕靶電路分別輸出一個脈衝信號，測時儀測得兩個脈衝信號的時間間隔t，該時間間隔即為彈丸穿越兩臺天幕靶天幕面的時間，設兩臺天幕靶靶距為s，則可計算出彈丸飛越兩臺天幕靶天幕面之間的平均速度為

天幕靶測速系統在使用時，要求組成一套測速系統的兩臺天幕靶的天幕面必須相互平行，現有的天幕靶在現場布置時，通常採用以下兩種方法調整兩臺天幕靶天幕面的平行。

第一種方法為鋼捲尺調平行法，採用鋼捲尺調平行法對兩臺天幕靶天幕面進行平行調節的方法為：將鋼捲尺拉直並靠近兩臺天幕靶的箱體，要使鋼捲尺與箱體沒有任何接觸，鋼捲尺與箱體側面保持一條5mm左右寬的狹縫。通過觀察沿著兩臺箱體側面的整條狹縫寬度是否一致來判斷箱體側面與鋼捲尺是否平行，如果寬度不一致，則可轉動天幕靶的水平轉盤，使箱體側面與鋼捲尺之間的狹縫寬度一致，則箱體側面與鋼捲尺達到平行。將兩臺靶的箱體都調到與鋼捲尺平行的狀態後，則兩靶的天幕面也達到了平行的狀態。由於該方法主要是靠人眼觀察，所以該方法的精度較低，並且操作麻煩。

第二種方法為雷射瞄準調平行法，有些配備了雷射瞄準裝置的天幕靶，可以按雷射瞄準調平行法調節兩臺天幕靶的天幕面平行。兩個雷射瞄準器分別安裝在兩臺天幕靶的箱體上部，並與各自的天幕靶天幕面垂直，在布靶時，先調整兩天幕靶的水平，再用兩臺天幕靶的雷射器互相瞄準，則由幾何關係可知：兩臺天幕靶的天幕面相互平行。雷射瞄準調平行法相對於鋼捲尺調平行法精度有所提高，但該方法任需要複雜的人工操作，並且該方法在兩臺天幕靶的高度相差較大時便無法使用。

三、

技術實現要素：

本發明為解決現有天幕靶調整天幕面平行方法存在的操作複雜、調整精度低的問題，提供一種基於地磁原理的天幕靶天幕面自動調平行裝置及其調整方法。

為實現上述目的，本發明採用的技術方案為：基於地磁原理的天幕靶自動調平行裝置，其特徵在於：該裝置包括箱體、水平轉盤和底座，箱體設置於水平轉盤上，箱體內部設置有光電探測模塊，箱體的上表面設置有指南針、光學鏡頭、水泡和角度輸入與控制器，所述的箱體的側面設置有轉動齒輪機構，水平轉盤上設置有步進電機，轉動齒輪機構設置於步進電機的動作端上，水平轉盤的底部設置有渦輪，轉動齒輪機構的下端齒輪與渦輪相嚙合，水平轉盤的下表面嵌設有徑向軸承和推力軸承，並與渦輪的上部連接，所述的底座上設置有水平調整螺杆，所述的角度輸入與控制器控制步進電機轉動。

所述的水平調整螺杆設置有3個，均勻設置於底座上。

所述的一種調整兩臺天幕靶天幕面平行的方法通過測量和設置兩臺天幕靶的天幕面與大地南北方向之間的夾角，使兩個角度一致，進而實現調整兩臺天幕靶天幕面平行。

所述的一種調整兩臺天幕靶天幕面平行的方法的具體的調整步驟為：

1)確定預定彈道，並在地面上標識出預定彈道的投影線，在投影線上確定彈丸速度測試點，並在投影線上以該測速點為對稱點擺放兩臺天幕靶；

2)將其中距離槍炮口較近的第一臺天幕靶或距離炮口較遠的第二臺天幕靶的天幕面通過旋轉箱體調整至與預定彈道相對垂直的角度，並讀出箱體上方的電子指南針上顯示的天幕靶天幕面與大地南北方向的偏角a1；

3)將該角度輸入距離槍炮口較遠的第二臺天幕靶或距離炮口較近的第一臺天幕靶箱體上方的角度輸入與控制器，角度輸入與控制器控制步進電機，並驅動傳動齒輪機構，使得水平轉盤繞徑向軸承和推力軸承相對於渦輪轉動，直至距離槍炮口較遠的第二臺天幕靶或距離炮口較近的第一臺天幕靶天幕面14與大地南北方向的偏角a2與a1相等；

4)此時，由於兩臺天幕靶天幕面與大地南北方向的偏角相等，所以兩臺靶的天幕面均與預定彈道垂直，並且兩臺天幕靶的探測光幕面14相互平行。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和效果：

1、自動化程度高：本天幕靶天幕面自動調平行裝置只需設置簡單的角度參數，不需要過多的人為調整，便可實現兩臺天幕靶天幕面平行度的自動化調整；

2、平行度調整精度高：由於本裝置採用電子指南針測量天幕靶天幕面與大地南北方向的角度，其測角精度可達0.5°，與現有的鋼捲尺靠平行法和雷射瞄準調平行法相比，精度大大提高。

四、附圖說明：

圖1帶自動調平行功能的天幕靶主探測器側視圖；

圖2帶自動調平行功能的天幕靶主探測器俯視圖；

圖3兩臺天幕靶主探測器試驗現場布置示意圖；

附圖標記說明：1－電子指南針，2－箱體，3－轉動齒輪機構，4－水平轉盤，5－渦輪，6－底座，7－光學鏡頭，8－水泡，9－角度輸入與控制器，10－步進電機，11－徑向軸承，12－推力軸承，13－水平調整螺杆，14－天幕面。

五、具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

參見圖1和圖2，本發明為一種基於地磁原理的天幕靶探測光幕面自動調平行裝置，由電子指南針1，箱體2，傳動齒輪機構3，水平轉盤4，渦輪5，底座6，光學鏡頭7，水泡8，角度輸入與控制器9，步進電機10，徑向軸承11，推力軸承12，水平調整螺杆13，天幕面14組成。

該裝置包括箱體2、水平轉盤4和底座6，所述的箱體2設置於水平轉盤4上，水平轉盤4上還設置有步進電機10，底座6設置於水平轉盤4和渦輪5底部，所述的箱體2的上表面設置有指南針1、光學鏡頭7、水泡8和角度輸入與控制器9，所述的箱體2的側面設置有轉動齒輪機構3，箱體2的內部設置有光電探測模塊，轉動齒輪機構3設置於步進電機10的動作端上，所述的底座6上設置有水平調整螺杆13，所述的角度輸入與控制器9控制步進電機10轉動，

所述的水平調整螺杆13設置有3個，均勻設置於底座6上。

底座6設置於箱體2底部。

所述電子指南針1，光學鏡頭7，角度輸入與控制器9和水泡8被安裝在箱體上部，箱體除了外部安裝有電子指南針1，光學鏡頭7，角度輸入與控制器9和水泡8外，內部安裝有光電探測模塊，箱體安裝於水平轉盤4上，步進電機10也安裝於水平轉盤4上。

光學鏡頭用於形成天幕靶的天幕面14，電子指南針1用於指示天幕靶天幕14與大地南北方向的偏角。

角度輸入與控制器9用於輸入任意角度，並控制步進電機10轉動，電機10帶動傳動齒輪機構3轉動，實現水平轉盤4繞徑向軸承11和推力軸承12相對於渦輪5轉動，最終帶動箱體2、探測光幕14和電子指南針1轉動，直到電子指南針1測量到天幕面14與大地南北方向的偏角為角度輸入與控制器9輸入的角度為止。

通過調整水平調整螺杆13可實現整個裝置水平狀態的調整，水泡用於指示天幕面14是否與大地垂直，當水泡在兩個任意相互垂直的方向上均在中央位置時，天幕面14便與水平大地垂直。

見圖1、圖2和圖3，一種調整兩臺天幕靶天幕面平行的方法，通過測量和設置兩臺天幕靶的天幕面與大地南北方向之間的夾角，使兩個角度一致，進而實現調整兩臺天幕靶天幕面平行的目的。具體調整步驟如下：

1、確定預定彈道，並在地面上標識出預定彈道的投影線，在投影線上確定彈丸速度測試點，並在投影線上以該測速點為對稱點擺放兩臺天幕靶。

2、將其中距離槍炮口較近的第一臺天幕靶(或距離炮口較遠的第二臺天幕靶)的天幕面通過旋轉箱體調整至與預定彈道相對垂直的角度，並讀出箱體上方的電子指南針1上顯示的天幕靶天幕面14與大地南北方向的偏角a1。

3、將該角度輸入距離槍炮口較遠的第二臺天幕靶(或距離炮口較近的第一臺天幕靶)箱體2上方的角度輸入與控制器9，角度輸入與控制器9控制步進電機10，並驅動傳動齒輪機構3，使得水平轉盤4繞徑向軸承11和推力軸承12相對於渦輪5轉動，直至距離槍炮口較遠的第二臺天幕靶(或距離炮口較近的第一臺天幕靶)探測光幕面14與大地南北方向的偏角a2與a1相等。

4、此時，由於兩臺天幕靶天幕面14與大地南北方向的偏角相等，所以兩臺靶的天幕面14均與預定彈道垂直，並且兩臺天幕靶的天幕面14相互平行。

本發明是先調的一臺天幕靶，然後將第二臺天幕靶的角度調整的與其一致。而不是任意調整兩臺中的一臺。

以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。