CN112414214B - 一种传感控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制或调节系统技术领域，具体提供一种传感控制系统，包括设置在枪械枪管外壁的激光发射器以及设置在枪械的枪体内并且与激光发射器电连接的延时控制模块；延时控制模块根据枪械发射空包弹时发出的信号，延时控制激光发射器发射激光脉冲。在本发明中，当扳动枪械扳机击针撞击底火时，枪械能够正常引爆空包弹，如此可以保证枪械具有真实的开枪声效和后坐力效果，使得训练具有真实射击效果，适应射击环境，提高训练成绩。利用延时控制模块延时控制激光脉冲发射，可以使单兵训练射击时更真实，更接近使用枪械射击真实，具有发射子弹的感觉，所以更适合军事训练。不仅如此，设置两段式导气管有效增压枪膛压力将弹壳推出更顺畅，后坐力逼真。

Description

一种传感控制系统

技术领域

本发明涉及控制或调节系统技术领域，尤其涉及一种附加在使用空包弹的枪械上作激光模拟射击的传感控制系统。

背景技术

为了增强人们保家卫国、保卫和平的国防意识，对军人和一般群众进行军事训练越来越重要，在军训过程中，容易实现的是持枪射击训练，但在以往的部队训练中，部队内军人都是采用真枪实弹的训练，其优点当然是操作真实，训练效果好，但存在的明显缺点就是耗费巨大并且极不安全。

近年来，由于光电技术的发展，市场上出现了较多种类的模拟枪，模拟枪一般可以模拟真枪射击的声音和操作时冲击的后坐力，但是模拟声音和模拟后坐力仍然与真实射击差别巨大。不仅如此，现有的模拟枪还具有采用激光代替弹药进行游乐或者训练时的射击，但是在发射激光时，由于激光触发即发射，即在扣动扳机时激光瞬间发射，这样就与真实射击产生很大差别，缺少真实感，所以用作军事训练具有很大的欠缺。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个问题，提供一种用于枪械上的传感控制系统。

为实现上述目的，本发明提供一种传感控制系统，包括设置在枪械的枪管外壁上的激光发射器以及设置在枪械的枪体内并且与所述激光发射器电连接的延时控制模块；

所述延时控制模块根据所述枪械发射空包弹时发出的信号，延时控制所述激光发射器发射激光脉冲。

根据本发明的一个方面，所述延时模块包括用于感应枪械发射空包弹时发出的声音信号和后坐力信号的传感模组；以及

与所述传感模组和所述激光发射器电连接，根据所述传感模组感应并传递的信号，延时控制所述激光发射器发射激光脉冲的电路板。

根据本发明的一个方面，所述传感模组包括用于感应声音信号的声音传感器。

根据本发明的一个方面，枪械的枪管上具有空包弹上膛口，所述声音传感器紧邻所述空包弹上膛口地布置在所述枪体内。

根据本发明的一个方面，所述声音传感器测量声强的范围为100dB~160dB。

根据本发明的一个方面，所述声音传感器测量声强的范围为120dB~140dB。

根据本发明的一个方面，所述传感模组包括用于感应后坐力信号的加速度传感器或者压力传感器。

根据本发明的一个方面，所述加速度传感器或者所述压力传感器设置在枪械的枪体尾部。

根据本发明的一个方面，所述电路板根据所述声音信号控制所述激光发射器发射激光脉冲；或者，

所述电路板根据所述声音信号和所述后坐力信号控制所述激光发射器发射激光脉冲。

根据本发明的一个方面，所述电路板上具有与所述传感模组和所述激光发射器电连接的RC延时电路或者时间继电器。

根据本发明的一个方面，所述电路板接收所述声音信号后，延时3ms触发所述激光发射器发射激光脉冲；

或者，所述电路板接收所述声音信号和所述后坐力信号后，延时3ms触发所述激光发射器发射激光脉冲。

根据本发明的一个方面，所述枪管内壁铺设碳纤维结构层。

根据本发明的一个方面，在所述枪管上，距离其管口5cm的位置设有用于固定所述碳纤维层的固定结构。

根据本发明的一个方面，所述固定结构上设有出弹孔和位于所述出弹孔四周的排污孔。

根据本发明的一个方面，所述激光发射器发射的激光脉冲具有0.05度发散角度。

根据本发明的一个方面，所述激光发射器可在-40℃~120℃的环境温度下发射激光脉冲。

根据本发明的一个方面，所述枪械的枪管外壁上设有导气管组件，所述导气管组件包括第一导气管和与所述第一导气管连通的第二导气管，所述第二导气管的直径小于所述第一导气管的直径。

根据本发明的传感控制系统，有益效果在于：

将发射激光脉冲的激光发射器设置在枪械枪管外壁上可以避免干扰枪管正常发射弹药，这样一来，当扳动枪械扳机时，枪械能够正常引爆空包弹，如此可以保证枪械具有真实的开枪声效和后坐力效果。

布置延时控制激光发射器发射激光脉冲的延时控制模块，在使用枪械训练时，扣动扳机的一瞬间空包弹引爆发射，但因为空包弹没有弹头，所以激光脉冲代替了实际弹头的运行轨迹和目标打击，这样可以提高射击的安全性。但因为激光为瞬间触发，扣动扳机就发射激光与真实射击不符，所以本发明利用延时控制模块延时控制发射激光，使得激光脉冲的射出与真实的枪械在扣动扳机引爆声响后弹头射出的时间是一致的，使得射击感受足够真实，保证训练射击的真实效果。

将声音传感器布置在临近枪械的枪管上的空包弹上膛口部位旨在紧邻声源，即紧邻枪械开枪时产生的射击音效声源部位，这样可以发挥声音传感器的最大作用，使得其感应声音信号更加准确和真实有效，不会误发信号，保证延时控制模块可以准确地根据声音信号延时控制激光发射。因为在训练射击时，可能多人同时射击，射击环境声音嘈杂，这时如果声音传感器的感知不够准确，可能会造成延时控制模块的误判断，导致没有扳动扳机就发射激光。本发明将声音传感器布置在枪械声源附近，并且设置相应的声强测量范围，可以保证有效感知本枪射击声音，准确传递信号。

同时设置声音传感器和加速度传感器（或者压力传感器）时，可以防止枪械误击发，因为当枪械子弹（空包弹）用完时，再扳动扳机还有相应的大的声效或者附近有较大的训练声响，这时声音传感器可能会造成误判断传递信号然后导致发射激光，基于这种情况，本发明设置的两种感应不同信号的传感器就可以解决这样的问题，因为打空枪时没有后坐力，所以加速度传感器或者压力传感器不工作，这时如果电路板如果需要根据两种信号才触发激光脉冲发射，那么没有后坐力信号的传递就不会误击发。由此可知，本发明提供的两种信号类型的传感器作为双保险保证枪械不会误击发，也起到了提醒操作人员装设弹药的作用。

延时3ms触发激光发射器1发射激光脉冲，能保证训练人员具有最真实的射击感觉，可以有效地提高射击训练效果，模拟真实训练，对以后的真实作战打下坚实基础。

枪械的枪管内壁还铺设有碳纤维结构层，并且在枪管上，距离管口5cm的位置处设有用于固定碳纤维层的固定结构。如此设置，将枪管内壁采用碳纤维填实，然后将枪口铆实，使得枪管内壁（即枪膛）的强度更高，韧性更好，同时不会产生脱落的风险，提高了安全性。而且在装填空包弹弹药时，可以根据枪管因设置碳纤维层的内径变化，适当减小弹药的直径（大概1%），使得弹药的在枪膛内的填充量变小，但是声效并不会产生变化。不仅如此，因为填充碳纤维层，还可以适当减薄原有枪管的壁厚或者做结构改变，这样可以有效地减轻枪械的重量，使得在不同场景的训练中，训练人员都不会因为枪体过重而感到乏累。

激光发射器发射的激光脉冲具有0.05度发散角度。如此设置可以进一步接近真实子弹弹头打击物体的效果，因为弹头实际运行轨迹是抛物线，最终打击物体时并非与管口位置完全水平，因此将激光脉冲设置上述发散角度可以实现这样的射击效果，使得激光射击与弹头射击效果一致，提高真实感。

附图说明

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式传感控制系统的结构图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式传感控制系统的结构图。如图1所示，根据本实施方式的传感控制系统，包括：设置在枪械的枪管3外壁上的激光发射器1以及设置枪械的枪体4内并且与激光发射器1电连接的延时控制模块2。在本实施方式中，延时控制模块2根据枪械扳动扳机发射空包弹时发出的信号（包括声音信号和后坐力信号），延时控制激光发射器1发射激光脉冲。

根据本发明的上述实施方式，将发射激光脉冲的激光发射器设置在枪械枪管外壁上可以避免干扰枪管正常发射弹药，这样一来，当扳动枪械扳机时，枪械能够正常引爆空包弹，如此可以保证枪械具有真实的开枪声效和后坐力效果，因为真实的空包弹引爆，使得使用枪械训练时，无论处在什么环境中都是真实的开枪效果，即声效和后坐力效果不会因为环境的变化而让训练人员感觉到虚假。但模拟枪则不同，如现有的安装声效和振动模块的仿真枪，正常训练时与真实射击就具有差别，一旦环境改变，具有回音或者嘈杂声音时，回荡在训练人员耳中的射击声效将进一步大大折扣，这样会让射击人员的感受更不真实，起不到好的射击训练的效果。

不仅如此，在本实施方式中，因为本发明布置了延时控制激光发射器发射激光脉冲的延时控制模块，因此在使用枪械训练时，扣动扳机的一瞬间空包弹引爆发射，但因为空包弹没有弹头，所以激光脉冲代替了实际弹头的运行轨迹和目标打击，这样可以提高射击的安全性。但因为激光为瞬间触发，扣动扳机就发射激光与真实射击不符，所以本发明利用延时控制模块延时控制发射激光，使得激光脉冲的射出与真实的枪械在扣动扳机引爆声响后弹头射出的时间是一致的，使得射击感受足够真实，保证训练射击的真实效果。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，延时控制模块2包括传感模组和电路板，其中传感模组用于感应枪械发射空包弹时发出的声音信号和后坐力信号，而电路板则是与传感模组和上述激光发射器1分别电连接，然后根据传感模组感应并传递的信号，延时控制激光发射器1发射激光脉冲。

在本实施方式中，传感模组包括用于感应声音信号的声音传感器。枪械的枪体4内的枪管3上具有空包弹上膛口（图中未示出），声音传感器紧邻空包弹上膛口布置，其可以布置在枪体4内的枪管3的外壁上，也可以布置在枪体4内其他位置。在本实施方式中，声音传感器测量声强的范围为100dB~160dB。优选地，声音传感器测量声强的范围为120dB~140dB。

根据本发明的上述实施方式，将声音传感器布置在临近枪械的枪管上的空包弹上膛口部位旨在紧邻声源，即紧邻枪械开枪时产生的射击音效声源部位，这样可以发挥声音传感器的最大作用，使得其感应声音信号更加准确和真实有效，不会误发信号，保证延时控制模块可以准确地根据声音信号延时控制激光发射。因为在训练射击时，可能多人同时射击，射击环境声音嘈杂，这时如果声音传感器的感知不够准确，可能会造成延时控制模块的误判断，导致没有扳动扳机就发射激光。本发明将声音传感器布置在枪械声源附近，并且设置相应的声强测量范围，可以保证有效感知本枪射击声音，准确传递信号。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，传感模组还包括用于感应枪械射击时产生的后坐力信号的加速度传感器或者压力传感器。并且加速度传感器或者压力传感器设置在枪械的枪体4的尾部，如此设置能够准确感知枪械射击时的后坐力变化，可以精准无误地传递后坐力信号。

不仅如此，在本实施方式中，电路板根据声音信号控制激光发射器1发射激光脉冲；或者，电路板根据声音信号和后坐力信号控制激光发射器1发射激光脉冲。

根据上述的一种实施方式，本发明同时设置上述声音传感器和加速度传感器（或者压力传感器）时，还可以防止枪械误击发，因为当枪械子弹（空包弹）用完时，再扳动扳机还有相应的大的声效或者附近有较大的训练声响，这时声音传感器可能会造成误判断传递信号然后导致发射激光，基于这种情况，本发明设置的两种感应不同信号的传感器就可以解决这样的问题，因为打空枪时没有后坐力，所以加速度传感器或者压力传感器不工作，这时如果电路板B如果需要根据两种信号才触发激光脉冲发射，那么没有后坐力信号的传递就不会误击发。由此可知，本发明提供的两种信号类型的传感器作为双保险保证枪械不会误击发，也起到了提醒操作人员装设弹药的作用。

根据本发明的一种实施方式，电路板上具有与传感模组（即各个传感器）和激光发射器1电连接的RC延时电路或者时间继电器。这样一来，当传感器感应信号后转换成电信号通过RC延时电路或者时间继电器就可以实现延时控制激光发射器发射激光脉冲。

在本实施方式中，为了使得激光脉冲的发射尽可能的与实际子弹弹头的发射效果相同，激光发射器1发射的激光脉冲应该是在电路板在接收声音信号或者接收声音信号和后坐力信号后，延时3ms触发激光发射器1发射激光脉冲。

根据本发明的上述实施方式，即便是采用激光代替真实弹头，也能保证训练人员具有最真实的射击感觉，可以有效地提高射击训练效果，模拟真实训练，对以后的真实作战打下坚实基础。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，枪械的枪管内壁还铺设有碳纤维结构层，并且在枪管上，距离管口5cm的位置处设有用于固定碳纤维层的固定结构。如此设置，将枪管内壁采用碳纤维填实，然后将枪口铆实，使得枪管内壁（即枪膛）的强度更高，韧性更好，同时不会产生脱落的风险，提高了安全性。而且在装填空包弹弹药时，可以根据枪管因设置碳纤维层的内径变化，适当减小弹药的直径（大概1%），使得弹药的在枪膛内的填充量变小，但是声效并不会产生变化。不仅如此，因为填充碳纤维层，还可以适当减薄原有枪管的壁厚或者做结构改变，这样可以有效地减轻枪械的重量，使得在不同场景的训练中，训练人员都不会因为枪体过重而感到乏累。在本发明中，枪管在铺设碳纤维结构层后直径为1.0-3.5mm。

进一步地，在本实施方式中，固定结构上设有出弹孔和位于出弹孔四周的排污孔，排污孔可以设置2-4个。这样可以在打枪后，及时排除枪管内的多余烟气，保证清洁和枪管内温度。

根据本发明的一种实施方式，激光发射器1发射的激光脉冲具有0.05度发散角度。如此设置是为了进一步接近真实子弹弹头打击物体的效果，因为弹头实际运行轨迹是抛物线，最终打击物体时并非与管口位置完全水平，因此将激光脉冲设置上述发散角度可以实现这样的射击效果，使得激光射击与弹头射击效果一致，提高真实感。

在本实施方式中，激光发射器1可在-40℃~120℃的环境温度下发射激光脉冲。实际训练环境的温度为-20℃~80℃，所以本发明能够满足正常的训练环境。同时，在本发明中，激光发射器1还做抗震、防尘和防水处理，保证在0.5米的高度摔下不会影响性能，保证在沙尘和雨雪天气能够正常使用发射激光脉冲。

进一步地，如图1所示，在本实施方式中，枪械的枪管外壁上设有导气管组件5，导气管组件5包括第一导气管501和与第一导气管501连通的第二导气管502，第二导气管502的直径小于第一导气管501的直径。如此设置，因为本发明的枪管内壁铺设碳纤维结构层，使得训练枪械的枪管管径较小，这时在发射空炮弹进行打击训练时，打击后的空弹壳无法从枪管直接打出，设置两段导气管并且直径逐渐减小可以有效地增压，利用负压将蛋壳从与打击方向相反的导气管部分推出，使得蛋壳推出更加顺畅无阻，保证了枪管内的清洁，方便了清洗火药发射燃烧的碳的堆积物的处理。

根据本发明的上述实施方式，实际应用过程中，上述枪械采用例如191式、03式或者95式步枪，由上可知，本发明的传感控制系统不会改变03式、95式或者191式步枪的性能，因为枪械除了不发射真子弹弹头，其他的全部相同。而当士兵采用本发明改造的03式或者95式步枪进行训练时，例如训练5公里武装越野，能够真实地模拟战争射击的场景，这样可以训练生理和心理状况，尽量克服真正上战场前生理和心理的紧张状况，为实战打下真实训练基础。在进行打击训练时，采用三要素联动的方式触发射击动作，具体地，勾动扳机撞针碰触、发出射击声音和枪体振动三个要素中的两个要素触发即可触发射击动作。

综上，根据本发明提供的传感控制系统，能够保证训练人员在进行枪械射击训练时与持真枪进行真实射击的效果趋近相同，保证具有足够的真实感，所以作为军事训练具有相当大的优势，保证训练效果，为以后真实作战打好坚实的基础。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (13)

1.一种传感控制系统，其特征在于，包括设置在枪械的枪管外壁上的激光发射器(1)以及设置在枪械的枪体内并且与所述激光发射器(1)电连接的延时控制模块(2)；

所述延时控制模块(2)根据枪械发射空包弹时发出的信号，延时控制所述激光发射器(1)发射激光脉冲；

枪械的枪管外壁上设有导气管组件(5)，所述导气管组件(5)包括第一导气管(501)和与所述第一导气管(501)连通的第二导气管(502)，所述第二导气管(502)的直径小于所述第一导气管(501)的直径；

所述延时控制模块(2)包括用于感应枪械发射空包弹时发出的声音信号和后坐力信号的传感模组；以及

与所述传感模组和所述激光发射器(1)电连接，根据所述传感模组感应并传递的信号，延时控制所述激光发射器(1)发射激光脉冲的电路板；

所述传感模组包括用于感应声音信号的声音传感器和用于感应后坐力信号的加速度传感器或者压力传感器。

2.根据权利要求1所述的传感控制系统，其特征在于，枪械枪管上具有空包弹上膛口，所述声音传感器紧邻空包弹上膛口地布置在所述枪体内。

3.根据权利要求1所述的传感控制系统，其特征在于，所述声音传感器测量声强的范围为100dB～160dB。

4.根据权利要求3所述的传感控制系统，其特征在于，所述声音传感器测量声强的范围为120dB～140dB。

5.根据权利要求1所述的传感控制系统，其特征在于，所述加速度传感器或者所述压力传感器设置在枪械的枪体尾部。

6.根据权利要求1所述的传感控制系统，其特征在于，所述电路板根据所述声音信号控制所述激光发射器(1)发射激光脉冲；或者，

所述电路板根据所述声音信号和所述后坐力信号控制所述激光发射器(1)发射激光脉冲。

7.根据权利要求6所述的传感控制系统，其特征在于，所述电路板上具有与所述传感模组和所述激光发射器(1)电连接的RC延时电路或者时间继电器。

8.根据权利要求7所述的传感控制系统，其特征在于，所述电路板接收所述声音信号后，延时3ms触发所述激光发射器(1)发射激光脉冲；

或者，所述电路板接收所述声音信号和所述后坐力信号后，延时3ms触发所述激光发射器(1)发射激光脉冲。

9.根据权利要求1所述的传感控制系统，其特征在于，所述枪管内壁铺设碳纤维结构层。

10.根据权利要求9所述的传感控制系统，其特征在于，在所述枪管上，距离其管口5cm的位置设有用于固定所述碳纤维结构 层的固定结构。

11.根据权利要求10所述的传感控制系统，其特征在于，所述固定结构上设有出弹孔和位于所述出弹孔四周的排污孔。

12.根据权利要求1所述的传感控制系统，其特征在于，所述激光发射器(1)发射的激光脉冲具有0.05度发散角度。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的传感控制系统，其特征在于，所述激光发射器(1)可在-40℃～120℃的环境温度下发射激光脉冲。

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