基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置和方法，属于兵器靶场光电测试领域，水平框架的内部一端设置有底板I，矩形底板I顶部设置有激光器I；门型框架两端分别与水平框架两侧铰接；门型框架的横梁底部设有光敏管阵列II、光敏管阵列V和光敏管阵列VII，其一侧内壁竖向并排设置有光敏管阵列I和光敏管阵列VI，底部设有激光器II；其另一侧内壁竖向并排设置有光敏管阵列III和光敏管阵列IV，底部设有激光器III。该装置可对多发弹丸进行精确识别并得到多弹丸着靶位置信息，并可进行远程操控；测试区域可调整，形成的大靶面可用于测试多发弹丸的位置参数，解决了现有测试方法对于多发弹丸相互遮挡难以测试的问题。法对于多发弹丸相互遮挡难以测试的问题。法对于多发弹丸相互遮挡难以测试的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置和方法


[0001]本专利技术涉及兵器靶场光电测试
，具体涉及基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置和方法。

技术介绍

[0002]在兵器靶场测试领域中，连发武器的立靶密集度是评估武器杀伤能力的重要参数，而武器发射多发弹丸击中预定平面的空间位置来确定立靶密集度，在预定平面之间较近距离布置测试装置，可获得多发弹丸的空间位置。随着武器的快速发展，连发武器的发射数量可达到每分钟上万发弹丸，容易造成多发弹丸在某一空间存在相互遮挡。目前，主要使用的非接触式测试方法有声靶、光电靶和CCD立靶；声靶容易收到外界测试环境干扰的影响，对于低于音速的弹丸无法进行测试，并且多个弹丸同时到达声靶测试区域因存在激波相互干扰影响测试；采用多个光电靶组合形成不同的空间几何结构，实现对弹丸位置参数的测试，如基于六光幕的多目标同时着靶的测试方法，将双“V”形六光幕阵列每个光幕按阵列细分成多个小光幕，对多发弹丸穿过小光幕的信号进行分类排序，可确定每发弹丸穿过6个光幕相应的时刻序列，结合具有空间几何关系的六光幕探测阵列建立弹丸参数计算模型，得到弹丸的飞行速度和空间位置坐标。但是，该测试方法中多个光幕的布局形成较为复杂，对于多发弹丸同时穿过同一个光幕区间时，无法区分相互遮挡的多发弹丸，存在漏测的问题。采用两个平行的CCD立靶对弹丸的速度和位置进行测试，通过增加CCD的数量，可对具有一定先后顺序的多弹丸进行识别，并可得到相应的弹丸参数信息，但是CCD立靶在现场布置较为不便，无法达到两两相互交会CCD的探测平面完全重合度，而重合度影响着测试的精度。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置和方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，包括：
[0006]水平框架，其内部一端设置有底板I，所述矩形底板I顶部设置有激光器I；
[0007]门型框架，其两端分别与所述水平框架两侧铰接；所述门型框架包括横梁，所述横梁底部设有一字形排列的光敏管阵列II、光敏管阵列V和光敏管阵列VII，其一侧内壁沿竖直方向并排设置有光敏管阵列I和光敏管阵列VI，底部设有激光器II；其另一侧内壁沿竖直方向并排设置有光敏管阵列III和光敏管阵列IV，底部设有激光器III；
[0008]当所述门型框架垂直所述水平框架时，所述激光器I发射的线激光光束和光敏管阵列I、光敏管阵列II和光敏管阵列III在同一个平面内，形成第一探测平面；所述激光器II发射的线激光光束和光敏管阵列IV和光敏管阵列V在同一个平面内，形成第二探测平面；激光器III发射的线激光光束和光敏管阵列VI和光敏管阵列VII在同一个平面内，形成第三探
测平面；
[0009]多发弹丸穿过三个探测平面，利用弹丸穿过探测平面瞬间遮挡每层光敏管阵列上光敏管的位置坐标，结合三个激光器发射点坐标建立每个平面的直线方程，并投影在同一平面，利用投影同一平面的多条直线交点获得每一发弹丸的着靶位置。
[0010]优选地，所述门型框架还包括对称设置在所述水平框架两侧的两组光敏调节组件，所述横梁两端分别与两组所述光敏调节组件顶部活动连接；
[0011]每组所述光敏调节组件均包括一端与所述水平框架侧壁铰接的矩形杆，所述矩形杆内侧沿长度方向开设有通槽，所述通槽前侧靠近底部设置有矩形板I，所述通槽后侧滑动设置有矩形板II；
[0012]所述光敏管阵列I和光敏管阵列VI设置在一侧所述矩形板I外侧，所述激光器II设置在一侧所述矩形板I底部；一侧所述矩形板II靠近所述矩形板I一侧设有用于加长所述光敏管阵列I和光敏管阵列VI的光敏管阵列I加长阵列和光敏管阵列VI加长阵列；
[0013]所述光敏管阵列III和光敏管阵列IV设置在另一侧所述矩形板I外侧，所述激光器III设置在另一侧所述矩形板I底部，另一侧所述矩形板II靠近所述矩形板I一侧设有用于加长所述光敏管阵列III和光敏管阵列IV的光敏管阵列III加长阵列和光敏管阵列IV加长阵列。
[0014]优选地，所述矩形杆具有腔体，所述矩形板II的横截面为凸型，所述的矩形杆的通槽内壁两侧沿长度开设有与所述矩形板II两侧匹配的滑槽I，所述通槽后壁沿长度开设有与所述矩形板II的竖楞配合的滑槽II，所述矩形板II的竖楞后壁沿长度方向开设有T型的的限位槽；
[0015]所述矩形板II的竖楞一侧设置有齿条，所述矩形杆内设置有驱动电机和直线伸缩推杆电机，所述驱动电机的输出轴连接有与所述齿条啮合的齿轮；所述直线伸缩推杆电机的推杆端部设置有推盘，所述直线伸缩推杆电机的推杆穿过所述限位槽使得所述推盘卡接在所述限位槽内。
[0016]优选地，所述横梁底部沿长度方向开设有滑槽III，所述矩形板I和矩形板II顶部均设置有与所述滑槽III配合的凸块；当所述矩形板II位于所述通槽内时，所述矩形板I的凸块卡入所述滑槽III内，当所述矩形板II上升至所述矩形板I上方时，所述矩形板II的凸块卡入所述滑槽III内。
[0017]优选地，两个所述矩形杆一侧通过合页与所述水平框架的侧壁铰接，所述水平框架四角均开设有调节通孔，每个所述调节通孔内均设置有调平模块。
[0018]优选地，每组所述光敏调节组件还包括电动伸缩杆，所述水平框架的侧壁上开设有放置槽，所述电动伸缩杆与所述放置槽远离所述水平框架的一端铰接，所述电动伸缩杆的伸缩端通过U形连接件与所述水平框架的矩形杆铰接。
[0019]优选地，所述水平框架内部另一端设置有底板II和控制模块，所述控制模块包括设置在所述底板II上的盒体及设置在盒体内部的设有电源模块、信号处理模块、控制器和数据传输模块；所述电源模块为测试装置供电，所述信号处理模块采集与处理所有光敏管阵列中光敏管的信号；所述控制器控制所述电动伸缩杆的伸缩，以及调平模块的高低，实现框架结构的尺寸大小以及其与地面的垂直度；所述数据传输模块将处理以后的信号发送给远程接收站。
[0020]本专利技术的另一目的在于提供基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试方法，所述光敏管阵列I、光敏管阵列II和光敏管阵列III构成第一组光敏管接收阵列，所述光敏管阵列IV和光敏管阵列V构成第二组光敏管接收阵列，所述光敏管阵列VI和光敏管阵列VII构成第三组光敏管接收阵列，所述方法包括以下步骤：
[0021]定义光敏管阵列的编号及三个探测平面的坐标系；
[0022]以第一探测平面中的光敏管阵列I所在直线与其对应的矩形板I底部的相交处为坐标原点o0，定义平行于水平地面为x0轴，且与探测平面重合，探测平面所在方向为o0x0轴正方向；y0轴与x0轴垂直，且垂直向上方向为o0y0轴正方向，建立直角坐标系o0x0y0；以第二探测平面中的激光器II发射位置为坐标原点o1，定义平行于水平地面为x1轴，且与探测平面重合，探测平面所在方向为o1x1轴正方向；y1轴与x1轴垂直，且垂直向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，其特征在于，包括：水平框架(1)，其内部一端设置有底板I(2)，所述矩形底板I(2)顶部设置有激光器I(3)；门型框架，其两端分别与所述水平框架(1)两侧铰接；所述门型框架包括横梁(18)，所述横梁(18)底部设有一字形排列的光敏管阵列II(7)、光敏管阵列V(10)和光敏管阵列VII(12)，其一侧内壁沿竖直方向并排设置有光敏管阵列I(6)和光敏管阵列VI(11)，底部设有激光器II(4)；其另一侧内壁沿竖直方向并排设置有光敏管阵列III(8)和光敏管阵列IV(9)，底部设有激光器III(5)；当所述门型框架垂直所述水平框架(1)时，所述激光器I(3)发射的线激光光束和光敏管阵列I(6)、光敏管阵列II(7)和光敏管阵列III(8)在同一个平面内，形成第一探测平面；所述激光器II(4)发射的线激光光束和光敏管阵列IV(9)和光敏管阵列V(10)在同一个平面内，形成第二探测平面；激光器III(5)发射的线激光光束和光敏管阵列VI(11)和光敏管阵列VII(12)在同一个平面内，形成第三探测平面；多发弹丸穿过三个探测平面，利用弹丸穿过探测平面瞬间遮挡每层光敏管阵列上光敏管的位置坐标，结合三个激光器发射点坐标建立每个平面的直线方程，并投影在同一平面，利用投影同一平面的多条直线交点获得每一发弹丸的着靶位置。2.根据权利要求1所述的基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，其特征在于，所述门型框架还包括对称设置在所述水平框架(1)两侧的两组光敏调节组件(17)，所述横梁(18)两端分别与两组所述光敏调节组件(17)顶部活动连接；每组所述光敏调节组件(17)均包括一端与所述水平框架(1)侧壁铰接的矩形杆(171)，所述矩形杆(171)内侧沿长度方向开设有通槽，所述通槽前侧靠近底部设置有矩形板I(172)，所述通槽后侧滑动设置有矩形板II(173)；所述光敏管阵列I(6)和光敏管阵列VI(11)设置在一侧所述矩形板I(172)外侧，所述激光器II(4)设置在一侧所述矩形板I(172)底部；一侧所述矩形板II(173)靠近所述矩形板I(172)一侧设有用于加长所述光敏管阵列I(6)和光敏管阵列VI(11)的光敏管阵列I加长阵列(13)和光敏管阵列VI加长阵列(16)；所述光敏管阵列III(8)和光敏管阵列IV(9)设置在另一侧所述矩形板I(172)外侧，所述激光器III(5)设置在另一侧所述矩形板I(172)底部，另一侧所述矩形板II(173)靠近所述矩形板I(172)一侧设有用于加长所述光敏管阵列III(8)和光敏管阵列IV(9)的光敏管阵列III加长阵列(14)和光敏管阵列IV加长阵列(15)。3.根据权利要求2所述的基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，其特征在于，所述矩形杆(171)具有腔体，所述矩形板II(173)的横截面为凸型，所述的矩形杆(171)的通槽内壁两侧沿长度开设有与所述矩形板II(173)两侧匹配的滑槽I，所述通槽后壁沿长度开设有与所述矩形板II(173)的竖楞配合的滑槽II，所述矩形板II(173)的竖楞后壁沿长度方向开设有T型的的限位槽(30)；所述矩形板II(173)的竖楞一侧设置有齿条(174)，所述矩形杆(171)内设置有驱动电机(175)和直线伸缩推杆电机(176)，所述驱动电机(175)的输出轴连接有与所述齿条(174)啮合的齿轮(177)；所述直线伸缩推杆电机(176)的推杆端部设置有推盘，所述直线伸缩推杆电机(176)的推杆穿过所述限位槽(30)使得所述推盘卡接在所述限位槽(30)内。
4.根据权利要求3所述的基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，其特征在于，所述横梁(18)底部沿长度方向开设有滑槽III，所述矩形板I(172)和矩形板II(173)顶部均设置有与所述滑槽III配合的凸块(19)；当所述矩形板II(173)位于所述通槽内时，所述矩形板I(172)的凸块(19)卡入所述滑槽III内，当所述矩形板II(173)上升至所述矩形板I(172)上方时，所述矩形板II(173)的凸块(19)卡入所述滑槽III内。5.根据权利要求2所述的基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，其特征在于，两个所述矩形杆(171)一侧通过合页(28)与所述水平框架(1)的侧壁铰接，所述水平框架(1)四角均开设有调节通孔，每个所述调节通孔内均设置有调平模块(20)。6.根据权利要求5所述的基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，其特征在于，每组所述光敏调节组件(17)还包括电动伸缩杆(178)，所述水平框架(1)的侧壁上开设有放置槽(29)，所述电动伸缩杆(178)与所述放置槽(29)远离所述水平框架(1)的一端铰接，所述电动伸缩杆(178)的伸缩端通过U形连接件(179)形连接件与所述水平框架(1)的矩形杆(171)铰接。7.根据权利要求2所述的基于三线激光平面探测的弹丸着靶位置测试装置，其特征在于，所述水平框架(1)内部另一端设置有底板II(21)和控制模块(22)，所述控制模块(22)包括设置在所述底板II(21)上的盒体(23)及设置在盒体(23)内部的设有电源模块(24)、信号处理模块(25)、控制器(26)和数据传输模块(27)；所述电源模块(24)为测试装置供电，所述信号处理模块(25)采集与处理所有光敏管阵列中光敏管的信号；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓倩，李翰山，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：