CN106839869A - 一种警用枪械训练器 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光射击领域，具体涉及一种警用枪械训练器，包括有警枪、激光枪、接收靶、信号处理板和其他外部设备，激光枪设置有激光器和驱动电路板和电源，激光器和驱动电路板安装在警枪的枪膛内，接收靶设有安装在表层的光学通路组件和安装在里层的光电二极管组件，光电二极管组件与光学通路组件连接，信号处理板安装在接收靶的背面并且与光电二极管组件连接；信号处理板通过导线与设置在射击位的其他外部设备连接。本发明不改变警枪的手感与重量，发明了一种由激光器、接收靶、信号处理板和其他外部设备组成的警用枪械训练器，具有枪靶分离、射击距离可调、自动显示成绩、智能报靶和实施方便的优点。

Description

一种警用枪械训练器

技术领域

本发明属于激光射击领域，具体涉及一种警用枪械训练器。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

随着警队信息化建设的加快，警队在训练方式上发生了很大的改变。射击训练是警队最基本也是最主要的训练部分。传统的实弹射击训练方式，不但浪费弹药，增加了警队开销，还存在安全隐患，组织和实施起来比较困难。因此，有人想到了以“光”代弹的方法，研制一种新型的激光模拟警用枪械训练器具有很现实的意义。

国外一些发达国家，例如美国、英国、德国、瑞士等都在进行自动步枪激光射击模拟训练器材的研制，并已开发出多种训练产品，特别是美国的“米勒斯”系列可模拟36种武器，性能好，精确而且逼真，大大推动了部队的训练工作。但由于价格昂贵，大量引进不符合我国国情。

广州市嘉百励光电科技有限公司的徐礼华团队发明了一种激光枪。该发明包括枪壳和腔体，腔体内放置控制板和与控制板电连接的激光发射器；控制板包括控制器和与控制器电连接的倾斜感应装置，倾斜感应装置用于根据枪壳的倾斜姿态生成与之相应的姿态电信号；枪壳还设有与控制板电连接的显示屏、报警装置和与激光发射器电连接的激光供电开关。该发明结构简单，解决了现有激光枪无法准确定位的技术问题。但是要把它借鉴来作为警用枪械训练器，存在以下几点明显不足：(1)改变警枪结构，手感与枪重等与实际警枪不符，让警员在打靶训练时缺少身临其境的真实射击体验。(2)没有实现枪靶分离，枪与靶之间还存在电连接，射击距离受电线长度限制，组织起来很不方便。(3)接收靶不够智能，没有显示环数和自动报靶的功能，射击人员无法得到训练成绩。

为了解决上述问题，本发明采用了激光发射器、光电传感器、单片机、编码等关键技术，在现有警队用枪的基础上进行改装，不改变警枪的手感与重量，发明了一种由激光器、接收靶、信号处理板和其他外部设备组成的警用枪械训练器，具有枪靶分离、射击距离可调、自动显示成绩、智能报靶、实施方便等优点。

发明内容

为解决现有技术中诸多固有问题，提出一种警用枪械训练器。

在本发明的一个优选的实施例中，一种警用枪械训练器，包括有警枪、激光枪、接收靶、信号处理板和其他外部设备，激光枪设置有激光器和驱动电路板和电源，激光器和驱动电路板安装在警枪的枪膛内，电源安装在警枪用于存放弹夹的空腔内；接收靶设有安装在表层的光学通路组件和安装在里层的光电二极管组件，光电二极管组件与光学通路组件连接，信号处理板安装在接收靶的背面并且与光电二极管组件连接；信号处理板通过导线与设置在射击位的其他外部设备连接。

进一步地，光学通路组件为安装在靶面上的多个同圆心的光纤束环组，每个光纤束环组由多个垂直安装在靶面上的单个光纤束围绕而成。

进一步地，光电二极管组件为安装在接收靶里层的若干光电二极管，每个光电二极管均与接收靶表层的一个光纤束连接。

进一步地，接收靶为圆盘形结构，该圆盘形的接收靶的靶面分割为八个大小相同的扇形分区，每个扇形分区内布置有相同数量的光纤束和光电二极管，同一个扇形分区内的所有光电二极管并联后与信号处理板信号连接。

进一步地，信号处理板包括光电转换电路、放大电路、滤波电路、整流电路和单片机，光电转换电路的输入端与光电二极管组件的输出端连接，放大电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，滤波电路的输入端与放大电路的输出端连接，整流器的输入端与滤波电路的输出端连接，整流电路的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与其他外部设备连接。

进一步地，其他外部设备包括有数码显示板、语音板和电源板。

进一步地，激光器为细长的圆柱形结构，激光器内设有一个全放射镜和一个半反射镜，全放射镜和半反射镜之间构成光学谐振腔，该光学谐振腔内设有激活物质。

进一步地，激光器为半导体激光器。

进一步地，驱动电路板安装在枪膛内位于激光器的后端，驱动电路板上设置有与扳机联动的开关。

进一步地，用于安装干电池的空腔内还安装有配重块。

具体优点为：本发明采用了激光发射器、光电传感器、单片机、编码等关键技术，在现有警队用枪的基础上进行改装，不改变警枪的手感与重量，让警员在打靶训练时有实弹打靶的体验；发明了一种由激光器、接收靶、信号处理板和其他外部设备组成的警用枪械训练器，具有枪靶分离、射击距离可调、自动显示成绩、智能报靶和实施方便的优点。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是本发明警用枪械训练器系统框图；

图2是本发明中涉及到的光电系统原理框图；

图3是本发明中激光枪结构示意图；

图4是本发明中接收靶靶面结构示意图；

图5是本发明中信号处理板的流程图；

图6是本发明中单片机与其他外部设备连接原理图；

附图标记说明：激光器1，全反射镜1a，半反射镜1b，激活物质1c，干电池2，开关3，接收靶4，光纤束5。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

根据本发明的所示出的实施例，如图1所示，一种警用枪械训练器，包括有警用枪械、激光枪、接收靶、信号处理板和其他外部设备，激光枪设置有激光器和驱动电路板和电源，激光器和驱动电路板安装在警枪的枪膛内，电源安装在警枪用于存放弹夹的空腔内；接收靶设有安装在表层的光学通路组件和安装在里层的光电二极管组件，光电二极管组件与光学通路组件连接，信号处理板安装在接收靶的背面并且与光电二极管组件连接；信号处理板通过导线与设置在射击位的其他外部设备连接。

如图2所示，是本发明中涉及到的光电系统原理框图，激光枪发射激光源，通过传输介质(空气)，到达光学探测区(接收靶)，光信号转变为电信号传送到电子系统中，由电子系统统一控制语音报靶和显示打靶结果。

光学通路组件为安装在靶面上的多个同圆心的光纤束环组，每个光纤束环组由多个垂直安装在靶面上的单个光纤束围绕而成。

光电二极管组件为安装在接收靶里层的若干光电二极管，每个光电二极管均与接收靶表层的一个光纤束连接。

在本实施例中，光源就是来自激光枪发射来的激光信号，在接收靶的表层，用光纤束作为光学通路，激光信号通过光纤束传到里层的光电二极管上，光信号转变为电信号。

进一步说明，由于光纤束仅有有限的入射角的特点，能很好的抑制背景光的干扰和散漫光的影响，提高系统的抗干扰能力。

接收靶为圆盘形结构，该圆盘形的接收靶的靶面分割为八个大小相同的扇形分区，每个扇形分区内布置有相同数量的光纤束和光电二极管，同一个扇形分区内的所有光电二极管并联后与信号处理板信号连接。

需要说明的是，靶面采用模块式结构，如图4所示，把靶面分为上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个扇形的区域，五个环数一共30个模块。光电二极管均匀分布在接收靶上，同一个模块内的光电二极管并联。当激光脉冲信号照射到这个模块时整个模块作为一个独立的信号输出到信号处理板，每一个信号代表着相应的位置和环数。

信号处理板包括光电转换电路、放大电路、滤波电路、整流电路和单片机，光电转换电路的输入端与光电二极管组件的输出端连接，放大电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，滤波电路的输入端与放大电路的输出端连接，整流器的输入端与滤波电路的输出端连接，整流电路的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与其他外部设备连接。

进一步说明，如图5所示，在接收靶中接收的电信号只有零点几毫伏，十分微弱，因此只有将它放大才能检测出来。信号通过放大电路后，信号中混有多种干扰信号，包括背景光、干扰光、电磁干扰等，这些干扰信号大多是低频信号，于是选用高通滤波来滤除这些信号。最后这些信号经过整流电路后得到正向脉冲直流信号，满足将信号送入单片机的要求。

其他外部设备包括有数码显示板、语音板和电源板，由电源板集中供电，把单片机处理后的信号输出传送到数码显示板和语音板。

进一步说明，本设计发明采用一款高性能单片机作为整个打靶系统的核心控制部分。如图6所示，A0～A3控制多路模拟开关，靶面内的30个模块与多路模拟开关相连，传感器收到的30路信号经调理电路调理后送入30路模拟开关4067，每一路检测到的信号经4067的公共端送到单片机内；单片机在检测到信号后对信号进行处理；C口与可编程扩展芯片82C55相连，82C55的B口与液晶显示相连，完成对数码显示板的控制功能；D0～D5与语音芯片相连完成对语音板的控制。

激光器为细长的圆柱形结构，激光器内设有一个全放射镜和一个半反射镜，全放射镜和半反射镜之间构成光学谐振腔，该光学谐振腔内设有激活物质。

进一步的说明，激光器由激活物质(本发明采用半导体材料GaAs作为激活物质)、泵浦(激励能源)和光学谐振腔三部分组成，本发明采用一种细长的圆柱状激光器，安装在枪膛里，不改变警枪外部结构；

如图3所示，激励能源激活激活物质，有两个严格平行放置的全反射镜和半反射镜构成光学谐振腔，激活物质内电子被激活，不断从低能级跃到高能级，到达高能级后电子会自动的从高能级再跃到低能级同时释放光子，释放的光子就形成了激光，并去激发其他原子。其中一部分激光通过半反射镜发射出去，另一部分激光留在激光器内的空气中继续激活激活物质内的电子从而使激光源源不断的产生。

激光器为半导体激光器，发射激光瞬时，能与子弹出膛速度相比拟。

驱动电路板安装在枪膛内位于激光器的后端，驱动电路板上设置有与扳机联动的开关。

用于安装干电池的空腔内还安装有配重块。干电池和配重块安装在用于安装弹夹的空腔内，用来平衡警枪的整体重量不变，可以很好的模拟荷枪实弹的手感。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改进或变型。

Claims (10)

1.一种警用枪械训练器，包括有警枪、激光枪、接收靶、信号处理板和其他外部设备，其特征在于：激光枪设置有激光器和驱动电路板和电源，所述激光器和驱动电路板安装在警枪的枪膛内，电源安装在警枪用于存放弹夹的空腔内；所述接收靶设有安装在表层的光学通路组件和安装在里层的光电二极管组件，光电二极管组件与光学通路组件连接，信号处理板安装在接收靶的背面并且与光电二极管组件连接；信号处理板通过导线与设置在射击位的其他外部设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述光学通路组件为安装在靶面上的多个同圆心的光纤束环组，每个光纤束环组由多个垂直安装在靶面上的单个光纤束围绕而成。

3.根据权利要求2所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述光电二极管组件为安装在接收靶里层的若干光电二极管，每个光电二极管均与接收靶表层的一个光纤束连接。

4.根据权利要求3所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述接收靶为圆盘形结构，该圆盘形的接收靶的靶面分割为八个大小相同的扇形分区，每个扇形分区内布置有相同数量的光纤束和光电二极管，同一个扇形分区内的所有光电二极管并联后与信号处理板信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述信号处理板包括光电转换电路、放大电路、滤波电路、整流电路和单片机，光电转换电路的输入端与光电二极管组件的输出端连接，放大电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，滤波电路的输入端与放大电路的输出端连接，整流器的输入端与滤波电路的输出端连接，整流电路的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与其他外部设备连接。

6.根据权利要求1所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述其他外部设备包括有数码显示板、语音板和电源板。

7.根据权利要求1所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述激光器为细长的圆柱形结构，激光器内设有一个全放射镜和一个半反射镜，全放射镜和半反射镜之间构成光学谐振腔，该光学谐振腔内设有激活物质。

8.根据权利要求1或7所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述激光器为半导体激光器。

9.根据权利要求1所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述驱动电路板安装在枪膛内位于激光器的后端，驱动电路板上设置有与扳机联动的开关。

10.根据权利要求1或9所述的一种警用枪械训练器，其特征在于：所述用于安装干电池的空腔内还安装有配重块。