CN111457783B - 一种手枪模拟方法及手枪模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手枪模拟器，包括：外壳、后坐力电池模块、控制电路模块、电源模块；其中，外壳包括动捕LED灯、感应片、ZigBee无线通信模块、电源开关、弹匣按钮开关、扳机开关、保险、USB接口、枪栓；控制电路模块用于通过模拟训练动作触发手枪模拟器内部的控制电路，根据控制电路的触发状态判断模拟训练动作的正确性，模拟训练动作正确时，触发产生后坐力的指令；后坐力电池模块用于根据指令产生后坐力；外壳用于向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息；电源模块用于为控制电路模块供电。本公开实施例提供的手枪模拟器在模拟训练作战仿真中具有良好的应用前景。

Description

一种手枪模拟方法及手枪模拟器

技术领域

本发明涉及模拟仿真技术领域，特别涉及一种手枪模拟方法及手枪模拟器。

背景技术

手枪是我军常规轻武器之一，手枪模拟器相对于模拟训练来说非常重要，是模拟训练仿真的关键落地设备之一，随着部队改革的不断深入,实战化训练成为共识,对官兵素质要求也逐渐提高。

92式手枪广泛应用于武警部队的使用，日常训练中训练枪的尺寸、重量和使用手感极为重要，现有的模型训练枪在一模仿真实性上尚有定差距，存在重量误差大、无法扣动扳机、影响真实感等缺点。

发明内容

本公开实施例提供了一种手枪模拟方法及手枪模拟器，为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

在一些可选地实施例中，一种手枪模拟器，包括：

外壳、后坐力电池模块、控制电路模块、电源模块；

其中，所述外壳包括动捕LED灯、感应片、ZigBee无线通信模块、电源开关、弹匣按钮开关、扳机开关、保险、USB接口、枪栓；

外壳与控制电路模块电连接；

后坐力电池模块与控制电路模块电连接；

控制电路模块与电源模块电连接；

控制电路模块用于通过模拟训练动作触发手枪模拟器内部的控制电路，根据控制电路的触发状态判断模拟训练动作的正确性，模拟训练动作正确时，触发产生后坐力的指令；

后坐力电池模块用于根据指令产生后坐力；

外壳用于向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息；

电源模块用于为控制电路模块供电。

进一步地，外壳中的ZigBee无线通信模块与背负式计算机通信连接，用于向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息，以及接收背负式计算机发送过来的控制信息。

进一步地，控制电路模块包括主控电路模块和后坐力电路模块。

进一步地，主控电路模块包括换弹匣模拟电路、控制电源采样电路、电压转换电路、ZigBee模块电路、控制电源充电电路、个域网地址修改接口电路、蜂鸣器控制电路、拉枪栓检测电路、扣扳机检测电路、LED驱动电路、保险检测电路、动捕电路。

进一步地，后坐力电路模块包括电子后坐力控制电路、后坐力电压检测电路。

进一步地，电源模块包括第一电源模块和第二电源模块；第一电源模块用于为主控电路模块供电；第二电源模块用于为后坐力电路模块供电。

在一些可选地实施例中，一种手枪模拟方法，包括：

通过模拟训练动作触发手枪模拟器内部的控制电路；

根据控制电路的触发状态判断模拟训练动作的正确性；

当模拟训练动作正确时，触发产生后坐力的指令；

向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息。

进一步地，当模拟训练动作正确时，触发产生后坐力的指令，包括：

当模拟训练动作顺序为装弹匣、开保险、拉枪栓、扣扳机时，确定模拟训练动作正确，触发产生后坐力的指令。

进一步地，还包括：

向背负式计算机发送手枪模拟器中弹匣剩余弹量；

当VR场景中的虚拟枪支剩余弹量与手枪模拟器剩余弹量不一致时，背负式计算机向手枪模拟器下发修改弹量数据的指令。

进一步地，还包括：

每个手枪模拟器配备单独的ZigBee接收器和单独的个域网地址下载器，ZigBee接收器和个域网地址下载器具有唯一的个域网地址。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例提供了一种手枪模拟方法及手枪模拟器，包括机身结构、电源模块、控制电路模块、后坐力电池模块，参训者能够模拟真枪操作动作操作92模型枪，完成模拟训练动作，在模拟训练作战仿真中具有良好的应用前景。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的结构设计图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的电池后坐力底座的结构设计图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的电气原理图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟方法的流程示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器扣动扳机和更换弹夹的原理图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器产生电子后坐力的原理图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器产生电子后坐力的原理图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或一个以上实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

实施例一：

本公开实施例提供了一种手枪模拟器，图1是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的结构设计图，图2是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的电池后坐力底座的结构示意图，图3是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的电气原理图。

如图1至图3所示的一种手枪模拟器，包括：

外壳、后坐力电池模块、控制电路模块、电源模块；

由图1可知，手枪模拟器枪身由外壳和后坐力电池模块构成，图2是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的电池后坐力底座的结构设计图。后坐力电池模块作为枪机底座。

其中，外壳包括AB两面，外壳A面即枪口朝前时左半部分，外壳B面即枪口朝前时右半部分。

其中，外壳B面只安装5个动捕LED灯和一个感应片，LED灯和感应片通过接插件与枪体A面的电路板连接。

其中，外壳A面安装5个动捕LED灯、1个感应片、1个ZigBee无线通信模块、1个电源开关、1个弹匣按钮开关、1个扳机开关、1个双色LED灯、1个保险和1个USB接口，共13个电子元器件，这13个电子元器件统一装配在枪体A面内腔中，与电路板之间采用导线连接。

枪体两面装配合盖以后，后坐力电池底座安装于手枪握把下方，手枪握把下方有滑槽和自锁机构，后坐力电池底座上有滑轨，滑轨推入滑槽以后，自锁机构将后坐力电池底座锁紧。拆卸后坐力电池底座时，需按下手枪A面的后坐力电池按钮，然后将后坐力电池底座从手枪握把滑槽中推出。

手枪模拟器还包括控制电路模块，图3是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器的电气原理图。如图3所示，手枪模拟器的控制电路模块包括主控电路模块和后坐力电路模块。

其中，主控电路模块包括换弹匣模拟电路、控制电源采样电路、电压转换电路、ZigBee模块电路、控制电源充电电路、个域网地址修改接口电路、蜂鸣器控制电路、拉枪栓检测电路、扣扳机检测电路、LED驱动电路、保险检测电路、动捕电路。后坐力电路模块包括电子后坐力控制电路、后坐力电压检测电路。

具体地，控制电路模块设置于外壳内部，外壳与控制电路模块电连接，后坐力电池模块与控制电路模块电连接，控制电路模块与电源模块电连接。控制电路模块用于通过模拟训练动作触发手枪模拟器内部的控制电路，根据控制电路的触发状态判断模拟训练动作的正确性，模拟训练动作正确时，触发产生后坐力的指令；后坐力电池模块用于根据指令产生后坐力；外壳用于向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息；电源模块用于为控制电路模块供电。

进一步地，外壳中的ZigBee无线通信模块与背负式计算机通信连接，用于向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息，以及接收背负式计算机发送过来的控制信息。

具体地，外壳A面设置ZigBee无线通信模块，与背负式计算机通过无线通信连接，用于向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息，模拟训练动作信息包括，装弹匣、开保险、扣扳机等动作信息，还用于接收背负式计算机发送过来的控制信息。

进一步地，控制电路模块包括主控电路模块和后坐力电路模块。

主控电路模块包括换弹匣模拟电路、控制电源采样电路、电压转换电路、ZigBee模块电路、控制电源充电电路、个域网地址修改接口电路、蜂鸣器控制电路、拉枪栓检测电路、扣扳机检测电路、LED驱动电路、保险检测电路、动捕电路；后坐力电路模块包括电子后坐力控制电路、后坐力电压检测电路。

进一步地，电源模块包括第一电源模块和第二电源模块；第一电源模块用于为主控电路模块供电；第二电源模块用于为后坐力电路模块供电。

具体地，手枪模拟器共有2块锂电池供电，枪体内的8.4V电池为主控电路供电，后坐力电池底座内的11.1V电池为后坐力电路供电。

在一些示例性场景中，8.4V电池为两节锂电池串联组成，采用USB接口充电，电池固定于手枪握把内不能拆卸。11.1V后坐力电池为550mAh 85C锂聚合物电池，采用DC-5.5*2.1接口充电，充电时建议将后坐力电池底座从枪上取下来单独充电。

11.1V后坐力电池电压监测电路仅做低压报警提示，当电池电压低于10V时，双色LED灯红色闪烁报警，此时需要更换电量充足的后坐力电池底座。后坐力电池电压低于10V报警后，仍能保证后坐力触发最少20次。避免士兵训练过程中出现弹匣弹量未用完，但无后坐力感觉的情况出现。

8.4V控制电路电池电压监测采用ADC采样方式，能够实时监测电池电量损耗情况。控制电路模块会定时采集8.4V电池电压，设定6.4V门限电压，当电池电压低于门限电压时，双色LED灯红色常亮，必须通过USB接口对手枪模拟器充电。

通过上述手枪模拟器，参训者能够模拟真枪操作动作操作92模型枪，完成模拟训练动作，在模拟训练作战仿真中具有良好的应用前景。

实施例二：

本公开实施例提供了一种手枪模拟方法，图4是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟方法的流程示意图，如图4所示，一种手枪模拟方法，包括：

S401通过模拟训练动作触发手枪模拟器内部的控制电路；

在一些示例性场景中，拿起手枪进行模拟训练，通过按动手枪模拟器握把处更换弹夹按钮，触发控制电路模块中的换弹匣模拟电路，通过拨动模拟枪支上保险拨动键，切换保险开关模式，并触发控制电路模块中的保险检测电路，通过拉动枪栓，触发控制电路模块中的拉枪栓检测电路，通过扣动枪支物理扳机，触发控制电路模块中的扣扳机检测电路。

S402根据控制电路的触发状态判断模拟训练动作的正确性；

当检测电路被触发时，确定发生与之对应的模拟训练动作。例如，当换弹匣模拟电路被触发时，确定发生换弹匣的训练动作，当保险检测电路被触发时，确定发生上保险的训练动作，当拉枪栓检测电路被触发时，确定发生拉动枪栓的训练动作，当扣扳机检测电路被触发时，确定发生扣扳机的训练动作。

S403当模拟训练动作正确时，触发产生后坐力的指令；

当获取到模拟训练动作后，判断训练动作的正确性，当模拟训练动作顺序为装弹匣、开保险、拉枪栓、扣扳机时，确定模拟训练动作正确，触发产生后坐力的指令，同时手枪向背负式计算机汇报一次射击动作，汇报数据中包含弹匣剩余弹量，背负式计算机可以通过数据查看手枪剩余弹量，保证VR场景中的虚拟枪支剩余弹量与模拟手枪剩余弹量一致，如果出现背负式计算机存储弹量与枪支剩余弹量不符，背负式计算机可以向枪支下发修改弹量数据，枪支根据数据内容修改自身剩余弹量，当软件中枪支没有子弹时，不向对应枪支发送后坐力信号，此时，扣动枪支扳机没有后坐力。

S404向背负式计算机发送模拟训练动作信息以及射击信息。

具体地，手枪通过无线通信模块实时向背负式计算机发送模拟训练动作信息，动作信息包括，装弹匣、开保险、扣扳机等动作信息，还包括射击信息、以及模拟手枪剩余弹量信息，还用于接收背负式计算机发送过来的控制信息，包括手枪弹量的调控信息、产生后坐力的指示信息。

在一些示例性场景中，综合考虑仿真模拟训练系统传输信息种类、接入终端容量、信息传输带宽、通信覆盖区域、无线通信制式、系统扩容性和技术成熟度等因素，本公开实施例的无线通信系统采用了我国拥有相对成熟度最高的无线数传电台的无线通信体制，在通信频段上，选择工作频段(433MHz～900MHz)。

无线自组织网络是一种无中心的分布式控制网络，一个多跳临时性自治系统，网络中的移动终端、基站兼备路由器和主机两种功能，通过无线连接构成任意的网络拓扑。无线自组网可以看成是移动通信技术和计算网络的有机融合。在基站之间的网络通信中，由于应用场景和组网结构复杂多样，通信节点具有移动的随机性和突发性、业务传输的偶然性，因此系统设计要求宽带网络连接能够根据无线链路、拓扑结构、传输路径、业务状况等进行调整。自组织网络能通过节点自动对网络参数进行优化和调整，以适应无线通信的动态拓扑变化，从而提高通信系统的鲁棒性，改善通信质量。

进一步地，还包括：

每个手枪模拟器配备单独的ZigBee接收器和单独的个域网地址下载器，ZigBee接收器和个域网地址下载器具有唯一的个域网地址。

为了防止交换武器，每个士兵配备一套武器装备，武器装备包括手枪模拟器、背负式计算机，每套装备具有唯一PANID(Personal Area Network ID，个域网地址)的ZigBee网络，不能修改。每套装备以背负式计算机为主机，手枪模拟器为从机。主机作为ZigBee网络的协调器，从机为路由器。若因特殊原因需要更换武器，需要士兵打开新武器电源，将PANID设置模块插入手枪的USB接口内，武器检测到PANID下载器后自行读取PANID下载器中的PANID，更新手枪中原来的PANID。当新手枪的PANID与背负式计算机一致后，手枪加入这套装备的ZigBee网络，可以开始正常训练。

进一步地，扣动扳机的机械触发原理包括，扳机模拟开关采用机械扳机，联动触发行程开关结构，实现在扣动扳机时将行程开关触发，并通过Zigbee信息传输功能键将信号传递给背负式计算机，从而与软件系统联动的功能。

具体地，扣动扳机结构采用物理触发的方式，触发行程开关，行程开关是用于控制机械设备的行程及限位保护。本模拟器采用微动式开关，其接线方式如图5所示，图5是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器扣动扳机和更换弹夹的原理图。其中，1是推杆，2是弹簧，3是压缩弹簧，4是动断触点，5是动合触点。

在安装行程开关时，要检查挡铁在行走到位时能否碰撞行程开关头，切不可碰撞在行程开关中间或其他部位。

在安装或检查行程开关时，要把它固定牢固，并用手拨动或压动行程开关动作头，仔细听声音，检查是否有“啪”的响声，如果没有，应打开行程开关，调节连接微动开关与动作轴的螺丝。

进一步地，更换弹匣的电气触发原理包括，更换弹夹模拟开关采用标准弹夹更换方式，联动触发行程开关结构，实现在更换弹夹时将行程开关触发，并通过Zigbee信息传输功能键将信号传递给背负式计算机，从而与软件系统联动的功能。

更换弹夹模拟开关采用标准弹夹更换方式，更换弹夹时结构采用物理触发的方式，触发行程开关，行程开关是用于控制机械设备的行程及限位保护。此结构采用微动开关式行程开关其接线方式如图5所示，图5是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器扣动扳机和更换弹夹的原理图。其中，1是推杆，2是弹簧，3是压缩弹簧，4是动断触点，5是动合触点。

在安装行程开关时，要检查挡铁在行走到位时能否碰撞行程开关头，切不可碰撞在行程开关中间或其他部位。

在安装或检查行程开关时，要把它固定牢固，并用手拨动或压动行程开关动作头，仔细听声音，检查是否有“啪”的响声，如果没有，应打开行程开关，调节连接微动开关与动作轴的螺丝。

进一步地，手枪保险切换采用三触点旋转电位器实现武器0、1、2档之间的切换，分别代表保险闭锁、单发、连发三种武器击发状态。三触点旋转电位器的不同阻值代表不同的档位，从而与电子后坐力及扳机触发机构形成联动，实现武器闭锁-无法击发，武器单发-单次扣扳机时一次电子后坐力及一次枪机击发；连发-扣扳机时长超过0.3秒时，实现电子后坐力三次击发与三次枪机击发的功能。

具体地，电子后坐力采用电磁感应开关原理，图6是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器产生电子后坐力的原理图，图7是根据一示例性实施例示出的一种手枪模拟器产生电子后坐力的原理图。其中起动机电磁开关是由激磁线圈和动铁心组成，由电提供能量，是一种由电磁能转化为机械运动的并带辅助装置的柱塞式电磁铁。

通过上述手枪模拟方法，参训者能够模拟真枪操作动作操作92模型枪，完成模拟训练动作，在模拟训练作战仿真中具有良好的应用前景。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种手枪模拟器，其特征在于，包括：

外壳、后坐力电池模块、控制电路模块、电源模块；

其中，所述外壳包括动捕LED灯、感应片、ZigBee无线通信模块、电源开关、弹匣按钮开关、扳机开关、保险、USB接口、枪栓；

所述外壳与所述控制电路模块电连接；其中，所述控制电路模块包括主控电路模块和后坐力电路模块，所述主控电路模块包括换弹匣模拟电路、控制电源采样电路、电压转换电路、ZigBee模块电路、控制电源充电电路、个域网地址修改接口电路、蜂鸣器控制电路、拉枪栓检测电路、扣扳机检测电路、LED驱动电路、保险检测电路、动捕电路；

所述后坐力电池模块与控制电路模块电连接；

所述控制电路模块与电源模块电连接；

所述控制电路模块用于通过模拟训练动作触发手枪模拟器内部的控制电路，包括：通过按动手枪模拟器握把处更换弹夹按钮，触发控制电路模块中的换弹匣模拟电路，通过拨动手枪模拟器上保险拨动键，切换保险开关模式，并触发控制电路模块中的保险检测电路，通过拉动枪栓，触发控制电路模块中的拉枪栓检测电路，通过扣动枪支物理扳机，触发控制电路模块中的扣扳机检测电路；根据控制电路的触发状态判断所述模拟训练动作的正确性，包括当换弹匣模拟电路被触发时，确定发生换弹匣的训练动作，当保险检测电路被触发时，确定发生上保险的训练动作，当拉枪栓检测电路被触发时，确定发生拉动枪栓的训练动作，当扣扳机检测电路被触发时，确定发生扣扳机的训练动作；当所述模拟训练动作顺序为装弹匣、开保险、拉枪栓、扣扳机时，确定所述模拟训练动作正确；所述模拟训练动作正确时，触发产生后坐力的指令；

所述后坐力电池模块用于根据指令产生后坐力；

所述外壳中的ZigBee无线通信模块与背负式计算机通信连接，用于向背负式计算机发送所述模拟训练动作信息以及射击信息，以及接收背负式计算机发送过来的控制信息；

所述电源模块用于为所述控制电路模块供电。

2.根据权利要求1所述的手枪模拟器，其特征在于，

所述后坐力电路模块包括电子后坐力控制电路、后坐力电压检测电路。

3.根据权利要求1所述的手枪模拟器，其特征在于，

所述电源模块包括第一电源模块和第二电源模块；

所述第一电源模块用于为所述主控电路模块供电；

所述第二电源模块用于为所述后坐力电路模块供电。

4.一种手枪模拟方法，其特征在于，包括：

通过模拟训练动作触发手枪模拟器内部的控制电路；包括：通过按动手枪模拟器握把处更换弹夹按钮，触发控制电路模块中的换弹匣模拟电路，通过拨动手枪模拟器上保险拨动键，切换保险开关模式，并触发控制电路模块中的保险检测电路，通过拉动枪栓，触发控制电路模块中的拉枪栓检测电路，通过扣动枪支物理扳机，触发控制电路模块中的扣扳机检测电路；

根据控制电路的触发状态判断所述模拟训练动作的正确性，包括当换弹匣模拟电路被触发时，确定发生换弹匣的训练动作，当保险检测电路被触发时，确定发生上保险的训练动作，当拉枪栓检测电路被触发时，确定发生拉动枪栓的训练动作，当扣扳机检测电路被触发时，确定发生扣扳机的训练动作；当所述模拟训练动作顺序为装弹匣、开保险、拉枪栓、扣扳机时，确定所述模拟训练动作正确，触发产生后坐力的指令；

向背负式计算机发送所述模拟训练动作信息以及射击信息，向背负式计算机发送手枪模拟器中弹匣剩余弹量；背负式计算机可以通过数据查看手枪剩余弹量，保证VR场景中的虚拟枪支剩余弹量与模拟手枪剩余弹量一致，还用于接收背负式计算机发送过来的控制信息，包括手枪弹量的调控信息、产生后坐力的指示信息；

当VR场景中的虚拟枪支剩余弹量与手枪模拟器剩余弹量不一致时，背负式计算机向手枪模拟器下发修改弹量数据的指令。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

每个手枪模拟器配备单独的ZigBee接收器和单独的个域网地址下载器，所述ZigBee接收器和所述个域网地址下载器具有唯一的个域网地址。

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