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专利号: 2013107127244
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 弹药;爆破
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适于全天候测试的红外线激光立靶测试装置,其包括第一红外光电探测靶体、第二红外光电探测靶体,该测试装置还包括炮口启动器、多路智能计时仪和供电电源箱,多路智能计时仪与运算处理计算机相连接,其特征在于:第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体均包括三角底盘和位于三角底盘上的靶体外壳,在靶体外壳的外侧上表面上设有光学镜头、水平调节观测水泡和瞄准镜安装基座,光学镜头设置在靶体外壳的外侧上表面中心处,在靶体外壳内部设有屏蔽盒,屏蔽盒竖直地位于光学镜头的正下方并与靶体外壳内侧的上表面固定连接,第一红外光电探测靶体的屏蔽盒内部的密封盒中设有第一探测接收器和第二探测接收器,第二红外光电探测靶体的屏蔽盒内部的密封盒中设有第三探测接收器,此外,在第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体密封盒内还封装有红外探测接收与处理电路,在第二探测接收器的上方处固定设有第一红外线激光器和第二红外线激光器,在第一红外光电探测靶体的靶体外壳的上表面处还安装有第三红外线激光器和第四红外线激光器,这两个红外线激光器同样位于光学镜头的两侧。

2.如权利要求1所述的红外线激光立靶测试装置,其特征在于:在第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体的靶体外壳的内侧底面上设置有红外线激光器驱动电路和信号传输电路,其中红外线激光器驱动电路用于根据炮口启动器提供的启动信号或者利用远程控制信号传输电路提供的启动信号控制红外线激光器发射激光。

3.如权利要求2所述的红外线激光立靶测试装置,其特征在于:第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体中的三角底盘的上表面与圆形连接凸起圆盘固定连接,第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体中的靶体外壳的下表面与圆形连接凹槽圆盘固定连接,该圆形连接凸起圆盘可相互适应地嵌入至该圆形连接凹槽圆盘中,从而能够使靶体外壳相对三角底盘360°旋转。

4.如权利要求3所述的红外线激光立靶测试装置,其特征在于:在圆形连接凸起圆盘或圆形连接凹槽圆盘上设置有锁紧旋钮,其用以固定两个圆盘之间的旋转。

5.如权利要求4所述的红外线激光立靶测试装置,其特征在于:在第一红外光电探测靶体的面板上设有炮口启动器启动输入接口、信号传输与控制接口、电源供电接口、电源指示表、信号指示调节的波段开关和电源开关,其中炮口启动器启动输入接口用于与炮口启动器相连接以传输启动信号,信号传输与控制接口与多路智能计时仪相连接以向运算处理计算机传输数据,电源供电接口与供电电源箱相连接以传递电能,这种电能传递通过电源开关控制通断,信号指示调节的波段开关设有六位拨段位置,与电源指示的电源指示表配合使用,具有24V电源指示拨段位置、12V电源指示拨段位置、炮口启动器信号指示选择位置、目标穿过第一红外光电探测靶体天幕的瞬间反射信号检测位置、目标穿过第二红外光电探测靶体天幕的瞬间反射信号检测位置和关闭显示位置。

6.如权利要求1-5中任一项所述的红外线激光立靶测试装置,其特征在于:第一红外线激光器和第二红外线激光器竖直向上发射红外激光以交汇形成第一天幕,该第一天幕垂直于水平靶道,第三红外线激光器和第四红外线激光器向上发射红外激光以交汇形成第二天幕,该第二天幕与水平靶道之间相互不垂直,第一天幕和第二天幕之间形成30度夹角,第一红外线激光器和第二红外线激光器位于激光立靶测试装置的中线上,且第一红外线激光器和第二红外线激光器之间的连线与第三红外线激光器和第四红外线激光器之间的连线相互平行,因此,第一天幕和第二天幕的目标能量通过光学镜头分别被靶体外壳内部的第二探测接收器和第一探测接收器所接收,同时为了提高倾斜的第二天幕的接收能量,将第一探测接收器进行倾斜的设置,在第一红外光电探测靶体中的两个探测接收器形成夹角角度与第一天幕和第二天幕的夹角一致。

7.如权利要求6所述的红外线激光立靶测试装置,其特征在于:炮口启动器与第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体的信号端口相连接以传输炮弹发射信息,供电电源箱用于向第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体的运行提供电能,第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体能够通过电缆线将探测信号传输到多路智能计时仪并最终传输到运算处理计算机中进行运算处理,多路智能计时仪与运算处理计算机基于远程通讯协议进行远程数据传输,形成网络化控制与处理平台。

8.如权利要求7所述的红外线激光立靶测试装置,其特征在于:在第二红外光电探测靶体中,在与第一红外光电探测靶体中第一红外线激光器和第二红外线激光器相同的位置上分别设有第五红外线激光器和第六红外线激光器,其中,与第一红外光电探测靶体不同的是,在第三红外线激光器的位置处设有第七红外线激光器,在第七红外线激光器相对于第二红外光电探测靶体中光学镜头对称的位置处设有第八红外线激光器,第二红外光电探测靶体中的光学镜头位于第五红外线激光器和第六红外线激光器之间连线的中心处,同时也位于第七红外线激光器和第八红外线激光器之间连线中心处,并且第五红外线激光器和第六红外线激光器之间连线和第七红外线激光器和第八红外线激光器之间连线的夹角为

45度,第七红外线激光器和第八红外线激光器竖直向上发射激光以汇聚形成第三天幕,第五红外线激光器和第六红外线激光器竖直向上发射激光以汇聚形成第四天幕,因此,第三天幕和第四天幕均是垂直于水平靶道,且形成45度天幕交汇角,第四天幕与第三天幕不同的是第四天幕垂直于弹道且与弹道线正交,在测量时第四天幕与第一天幕构成垂直于弹道线的平行天幕,第三天幕和第四天幕的目标反射能量均通过第二红外光电探测靶体中的光学镜头汇聚到第三探测接收器内,该第三探测接收器的位置等同于第一红外光电探测靶体中第二探测接收器的位置。

9.一种飞行弹丸着靶位置坐标与速度的测试方法,其通过权利要求1-8中任一项所述的红外线激光立靶测试装置对飞行弹丸速度和着靶位置坐标进行测试,其特征在于:该方法的具体方式是当弹丸沿水平靶道飞行并依次穿过第一至第四天幕时,两个红外光电探测靶体获得四个目标反射信息,经红外探测接收与处理电路产生对应于探测天幕的脉动信号,并传至多路智能计时仪,获取弹丸穿过四个探测天幕区间时记录三个计时值,通过串行通讯将时间值传送到各自的运算处理计算机中,利用计算机的专用处理计算软件对各相关参数进行计算,现场具体的操作步骤如下:(1)在预定测试位置弹道上,沿弹丸飞行方向依次布置第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体,调节第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体三角底盘上的高低旋钮,通过水平调节观测水泡,使两个靶体均与水平靶道的水平面平行,且处于同一弹道连线上;

(2)在第一红外光电探测靶体的瞄准镜安装基座中插入直型瞄准镜校对第一天幕和第四天幕之间是否平行,之后利用锁紧旋钮锁住第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体以固定这两个靶体的位置而不能旋转;

(3)利用数据连接线,将第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体中的获得的数据通过输出端口传输至多路智能计时仪,再通过多路智能计时仪的远程数据端口将远程传输数据线接至运算处理计算机的通讯接口;

(4)将炮口启动器信号输出接口通过信号线连接到第一红外光电探测靶体和第二红外光电探测靶体的启动输入接口,同时将供电电源箱输出电源接口与靶体的电源供电接口相连以提供电能;红外线激光器发射持续时间由试验现场的具体布置靶距设定;

(5)利用钢卷尺或激光测距仪测量出第一天幕与第四天幕之间的靶距S和预定火炮瞄准靶面中心到以第一光电探测靶体为基准的水平面距离高度H,并将S和H参数输入到计算机中的专用处理计算软件;

(6)装置采集到目标穿越四个天幕,记录以第一天幕为启动点的三个区间飞行时间值t1、t2、t3,并自动传送到运算处理计算机;

(7)运算处理计算机利用专用处理计算软件对装置测量到的参数和采集到的时间参数,结合坐标测量模型进行计算,获得目标的飞行速度和相对预定中心的目标着靶坐标;

具体地,相对预定中心的目标着靶坐标定义为:左右方向坐标为x,高低方向为y,则目标着靶坐标计算式为:

v=S/t3 (3)

其中α=30°,β=45°,而S和H为步骤(5)的预先测量值,同时利用炮口启动器提供控制发射激光器,通过采集到的三个区间飞行时间值t1、t2、t3,根据式(1)、(2)和(3)可获得飞行目标的速度及坐标值。