CN103245305B - 火炮身管轴线通用检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火炮身管轴线通用检测装置及其检测方法。所述检测装置包括十字靶板、通用接口组件、光电观瞄系统和显示器。本发明采用通用接口组件和光电观瞄系统满足了火炮身管机械轴线与光学传感器轴线的平行性检测需求，利用通用接口组件可适应不同火炮身管口径，拓展了检测装置的通用性，最终实现了不同口径火炮身管机械轴线与光学传感器轴线的光轴平行性检测需求。本检测装置通用性强，能够很好的满足野外环境下使用，具有广阔的推广应用前景。

Description

火炮身管轴线通用检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种轴线测量设备，具体地说是一种火炮身管轴线通用检测装置及其检测方法。

背景技术

轴线测量是计量科学的重要组成部分，广泛应用于工业生产和科学研究领域。随着科学技术和生产工艺的飞速发展，在精密加工、航空航天、交通建设、大地测量、武器装备校轴等许多领域都对轴线测量方法和测量精度提出了越来越高的要求。在武器装备校轴方面，为确保射击精度，需要对武器系统多光谱侦察、瞄准探测装备（红外、微光、可见光、激光等光电仪器）的光轴和火炮的机械轴线进行平行性检测。

目前常用的光轴平行性检测方法有：投影靶板法、小口径平行光管法、大口径平行光管法、激光光轴仪法、五棱镜法等，但目前基于这些方法的检测仪器往往都需要光学系统提供理想的无穷远目标，且检测设备体积大、重量大，对环境要求高，操作复杂，自动化程度低，准备周期长，受主观因素影响大，只适合在实验室条件下使用，无法满足野外环境下在线快速检测需求。更为重要的是，受平行光管物镜口径限制，上述检测方法和装置只能对多光学传感器之间的光轴平行性进行检测，无法满足火炮身管轴线与光学传感器光轴平行性检测需求，而光学传感器光轴与火炮身管轴线之间的偏差将会严重影响整个武器系统的射击精度。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种火炮身管轴线通用检测装置，以解决现有检测仪器无法检测火炮身管轴线与光学传感器光轴平行性的问题。

本发明的目的之二就是提供一种火炮身管通用检测方法，以在野外环境下在线快速检测火炮身管轴线与光学传感器光轴的平行性。

本发明目的之一是这样实现的：一种火炮身管轴线通用检测装置，包括有：

十字靶板，设置在火炮身管前方，用于作为火炮的射击目标；

通用接口组件，与光电观瞄系统共轴相接，用于夹持火炮身管；

光电观瞄系统，与显示器相接，并与所述通用接口组件共轴相接，用于采集十字靶板的图像同时生成十字分划线图案，并将所采集的十字靶板图像与所生成的十字分划线图案叠加后输出；以及

显示器，通过电缆与所述光电观瞄系统相接，用于显示所述光电观瞄系统所输出的图像。

所述光电观瞄系统包括：

物镜组，与CCD成像组件相接，用于接收十字靶板的光线并成像于CCD成像组件靶面上；

CCD成像组件，与所述物镜组和字符叠加控制电路相接，用于将CCD成像组件靶面所接收到的光信号通过信号处理电路转换成十字靶板图像，并输出给字符叠加控制电路；

字符叠加控制电路，与所述CCD成像组件和视频输出端口相接，用于生成十字分划线图案，并将所生成的十字分划线图案与所接收到的十字靶板图像相叠加后输出给视频输出端口；以及

视频输出端口，与所述字符叠加控制电路相接，用于输出十字分划线图案与十字靶板图像叠加后的图像。

所述通用接口组件包括：

标准接口，呈圆柱状结构；

钢球消隙装置，设置在所述标准接口的一径向面上，用于消除因间隙带来的平行性误差；

小口径卡肩和大口径卡肩，两者套在所述标准接口的圆柱面上，可沿所述标准接口的轴向移动，用于满足不同火炮身管长短规格变化的需求；

大口径身管接口，套在所述标准接口的圆柱面上，用于满足不同口径火炮身管的夹持需求；以及

防脱离装置，设置在所述标准接口的一端并与所述大口径身管接口相接，用于限制所述标准接口与所述大口径身管接口在使用时相对位置发生大的变动，消除因相对位置变动带来的误差。

本发明采用通用接口组件和光电观瞄系统满足了火炮身管机械轴线与光学传感器轴线的平行性检测需求，利用通用接口组件适应了不同火炮身管口径，拓展了检测装置的通用性，最终实现了各种口径火炮身管机械轴线与光学传感器轴线的光轴平行性检测需求。本检测装置通用性强，能够很好的满足野外环境下使用，具有广阔的推广应用前景。

本发明目的之二是这样实现的：一种火炮身管轴线通用检测方法，包括如下步骤：

a、将光学传感器安装在火炮上；

b、在火炮身管前方设置十字靶板作为射击目标；

c、使共轴相接的光电观瞄系统和通用接口组件从炮口处插入炮膛，使所述通用接口组件夹持住火炮身管；

d、通过显示器观察由光电观瞄系统所输出的十字靶板图像与十字分划线图案叠加后的图像，调整火炮瞄准位置，使所述十字靶板的图像中心与所述十字分划线的图案中心重合；

e、通过光学传感器的目镜观察光学传感器所对应的十字分划线中心与十字靶板中心的位置偏差，调整光学传感器的安装位置，使光学传感器所对应的十字分划线中心与十字靶板中心重合。

附图说明

图1是本发明检测装置中的光电观瞄系统与通用接口组件的结构示意图。

图2是检测火炮身管轴线与光学传感器光轴平行性的流程图。

图中：1、物镜组，2、CCD成像组件，3、字符叠加控制电路，4、视频输出端口，5、标准接口，6、钢球消隙装置，7、小口径卡肩，8、大口径卡肩，9、大口径身管接口，10、防脱离装置。

具体实施方式

实施例1：火炮身管轴线通用检测装置。

本发明火炮身管轴线通用性检测装置包括：十字靶板、通用接口组件、光电观瞄系统和显示器。十字靶板设置在火炮身管前方，用于作为火炮的射击目标。显示器通过电缆与光电观瞄系统相接，用于显示所述光电观瞄系统所输出的图像。

通用接口组件和光电观瞄系统构成火炮身管夹持装置，其结构如图1所示。光电观瞄系统由物镜组1、CCD成像组件2、字符叠加控制电路3和视频输出端口4组成。物镜组1与CCD成像组件2相接，用于接收十字靶板的光线并成像于CCD成像组件2靶面上；CCD成像组件2与物镜组1和字符叠加控制电路3相接，用于将CCD成像组件2靶面所接收到的光信号通过信号处理电路转换成十字靶板图像，并输出给字符叠加控制电路3；字符叠加控制电路3与CCD成像组件2和视频输出端口4相接，用于生成十字分划线图案，并将所生成的十字分划线图案与所接收到的十字靶板图像相叠加后输出给视频输出端口4；视频输出端口4与字符叠加控制电路3相接，用于输出十字分划线图案与十字靶板图像叠加后的图像。

通用接口组件包括标准接口5、钢球消隙装置6、小口径卡肩7、大口径卡肩8、大口径身管接口9和防脱离装置10。标准接口5呈圆柱状结构，其左端通过螺钉与光电观瞄系统固结在一起，保证标准接口5轴线与光电观瞄系统光轴的共轴。钢球消隙装置6设置在标准接口5的一径向面上，用于消除因标准接口5与相配孔的配合间隙带来的平行性误差。小口径卡肩7和大口径卡肩8套在标准接口5的圆柱面上，利用标准接口5上的定位孔，根据不同口径火炮消烟装置长短调节定位螺钉对应定位孔，以适应不同口径火炮消烟装置长短规格的变化。大口径身管接口9套在标准接口5的圆柱面上，以适应不同口径的火炮身管夹持需求。防脱离装置10设置在标准接口5右端并与大口径身管接口9相接，用于限制标准接口5与大口径身管接口9在使用时相对位置发生大的变动，消除因相对位置变动带来的误差。防脱离装置10由滑块、弹簧、钢球和操作螺钉组成，通过拨动操作螺钉带动滑块移动，使滑块正好卡在大口径身管接口9的断面槽内，同时钢球在弹簧的作用下正好落在滑块的锥孔上，使滑块始终处于正确位置。

实施例2：火炮身管通用检测方法。

如图2所示，采用本发明检测装置对火炮身管轴线与光学传感器光轴平行性进行检测，具体步骤如下：

将光学传感器安装在火炮上，用于为火炮探测并瞄准射击目标。对应多光谱的探测设备，即安装多个光学传感器。

根据被测武器系统光学传感器与火炮身管轴线交汇距离（该值针对不同武器系统存在差异，以L米为例），在L米处设置观瞄用十字靶板。

将火炮身管夹持装置从炮口插入炮膛，观察通用接口组件对火炮身管的夹持（即口径大小）是否合适，若不合适，则套用不同规格的大口径身管接口，直至口径大小与通用接口组件相适应。之后用电缆将光电观瞄系统与显示器连接起来。

调整火炮身管大致瞄准L米处的十字靶板，十字靶板通过物镜组1成像在CCD成像组件2靶面上，CCD成像组件2将CCD靶面接收到的光信号通过信号处理电路转换成视频信号，并输入到字符叠加控制电路板3上，字符叠加控制电路3生成的十字分划线图案叠加在采集到的十字靶板图像上，最终通过视频输出端口4输出到显示器。

通过显示器观察字符叠加控制电路3生成的十字分划线图案中心和十字靶板图像中心是否重合，如果不重合，则调整火炮身管瞄准位置，使字符叠加控制电路3生成的十字分划线图案中心和十字靶板图像中心重合，即完成火炮身管机械轴线和十字靶板的共轴调整。

之后通过武器系统上集成的光学传感器的目镜（或显示器）观察各光学传感器所对应的十字分划线中心和十字靶板图像中心是否重合，若不重合，则调整各光学传感器的安装位置，直到各光学传感器所对应的十字分划线中心和十字靶板图像中心重合，至此完成对火炮身管机械轴线与各光学传感器轴线的光轴平行性检测。

Claims (4)

1.一种火炮身管轴线通用检测装置，其特征是，包括有：

十字靶板，设置在火炮身管前方，用于作为火炮的射击目标；

通用接口组件，与光电观瞄系统共轴相接，用于夹持火炮身管；

光电观瞄系统，与显示器相接，并与所述通用接口组件共轴相接，用于采集十字靶板的图像同时生成十字分划线图案，并将所采集的十字靶板图像与所生成的十字分划线图案叠加后输出；以及

显示器，通过电缆与所述光电观瞄系统相接，用于显示所述光电观瞄系统所输出的图像；

所述通用接口组件包括：

标准接口，呈圆柱状结构；

钢球消隙装置，设置在所述标准接口的一径向面上，用于消除因间隙带来的平行性误差；

小口径卡肩和大口径卡肩，两者套在所述标准接口的圆柱面上，可沿所述标准接口的轴向移动，用于满足不同火炮身管长短规格变化的需求；

大口径身管接口，套在所述标准接口的圆柱面上，用于满足不同口径火炮身管的夹持需求；以及

防脱离装置，设置在所述标准接口的一端并与所述大口径身管接口相接，用于限制所述标准接口与所述大口径身管接口在使用时相对位置发生大的变动，消除因相对位置变动带来的误差。

2.根据权利要求1所述的火炮身管轴线通用检测装置，其特征是，所述光电观瞄系统包括：

物镜组，与CCD成像组件相接，用于接收十字靶板的光线并成像于CCD成像组件靶面上；

CCD成像组件，与所述物镜组和字符叠加控制电路相接，用于将CCD成像组件靶面所接收到的光信号通过信号处理电路转换成十字靶板图像，并输出给字符叠加控制电路；

字符叠加控制电路，与所述CCD成像组件和视频输出端口相接，用于生成十字分划线图案，并将所生成的十字分划线图案与所接收到的十字靶板图像相叠加后输出给视频输出端口；以及

视频输出端口，与所述字符叠加控制电路相接，用于输出十字分划线图案与十字靶板图像叠加后的图像。

3.一种火炮身管轴线通用检测方法，其特征是，设置火炮身管轴线通用检测装置，所述火炮身管轴线通用检测装置包括有：

十字靶板，设置在火炮身管前方，用于作为火炮的射击目标；

通用接口组件，与光电观瞄系统共轴相接，用于夹持火炮身管；

光电观瞄系统，与显示器相接，并与所述通用接口组件共轴相接，用于采集十字靶板的图像同时生成十字分划线图案，并将所采集的十字靶板图像与所生成的十字分划线图案叠加后输出；以及

显示器，通过电缆与所述光电观瞄系统相接，用于显示所述光电观瞄系统所输出的图像；

所述通用接口组件包括：

标准接口，呈圆柱状结构；

钢球消隙装置，设置在所述标准接口的一径向面上，用于消除因间隙带来的平行性误差；

小口径卡肩和大口径卡肩，两者套在所述标准接口的圆柱面上，可沿所述标准接口的轴向移动，用于满足不同火炮身管长短规格变化的需求；

大口径身管接口，套在所述标准接口的圆柱面上，用于满足不同口径火炮身管的夹持需求；以及

防脱离装置，设置在所述标准接口的一端并与所述大口径身管接口相接，用于限制所述标准接口与所述大口径身管接口在使用时相对位置发生大的变动，消除因相对位置变动带来的误差；

上述检测方法包括如下步骤：

a、将光学传感器安装在火炮上；

b、在火炮身管前方设置十字靶板作为射击目标；

c、使共轴相接的光电观瞄系统和通用接口组件从炮口处插入炮膛，使所述通用接口组件夹持住火炮身管；

d、通过显示器观察由光电观瞄系统所输出的十字靶板图像与十字分划线图案叠加后的图像，调整火炮瞄准位置，使所述十字靶板的图像中心与所述十字分划线的图案中心重合；

e、通过光学传感器的目镜观察光学传感器所对应的十字分划线中心与十字靶板中心的位置偏差，调整光学传感器的安装位置，使光学传感器所对应的十字分划线中心与十字靶板中心重合。

4.根据权利要求3所述的火炮身管轴线通用检测方法，其特征是，所述火炮身管轴线通用检测装置中的所述光电观瞄系统包括：

物镜组，与CCD成像组件相接，用于接收十字靶板的光线并成像于CCD成像组件靶面上；

CCD成像组件，与所述物镜组和字符叠加控制电路相接，用于将CCD成像组件靶面所接收到的光信号通过信号处理电路转换成十字靶板图像，并输出给字符叠加控制电路；

字符叠加控制电路，与所述CCD成像组件和视频输出端口相接，用于生成十字分划线图案，并将所生成的十字分划线图案与所接收到的十字靶板图像相叠加后输出给视频输出端口；以及

视频输出端口，与所述字符叠加控制电路相接，用于输出十字分划线图案与十字靶板图像叠加后的图像。