CN112611542B - 一种用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，属于激光设备测试技术领域，其通过转靶组件、模拟目标组件的组合设计和模拟目标组件的结构设计，可以实现不同转动线速度、不同结构形式模拟目标的仿真模拟，进而准确实现激光设备的动态目标毁伤能力测试。本发明的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其结构简单，拆装简便，能实现不同厚度、不同线速度模拟目标的准确模拟，并能根据不同的模拟目标设置对应的干扰靶，保证了激光设备进行激光动态目标毁伤能力测试的方案多样性和操作灵活性，为激光设备的准确调试提供了保障，推动了激光设备的技术发展，降低了激光设备的测试成本，具有较好的应用前景和推广价值。

Description

一种用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置

技术领域

本发明属于激光设备测试技术领域，具体涉及一种用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置。

背景技术

随着激光装备技术的不断发展，越来越多的激光设备开始投入实际应用。对于激光设备而言，动态目标毁伤能力一直是检验激光装备性能的一项重要指标，关系着激光设备的使用性能。

由于激光破坏目标的过程具有瞬时性，导致激光设备的测试难度往往较大、测试成本较高。而且，在进行激光设备的动态目标毁伤能力测试时，往往还需要保证测试设备能与激光设备的快速反应能力相匹配，保证能够准确检测出激光设备在进行动态目标持续跟随、准确打击的能力。

然而，现有的激光检测设备往往是采用真实动态目标来进行测试，这不仅成本高，而且控制困难；再者，在激光设备的调试阶段，往往需要大量的动态目标来满足测试需求，这也是现有测试技术所无法满足的。鉴于此，不难看出，现有的激光设备测试技术很难满足激光设备的试验需求，一定程度上制约了激光设备的发展。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，能够准确模拟激光设备检测过程中的动态目标，实现激光设备动态目标毁伤能力的快速、准确测试，降低激光设备的测试成本。

为实现上述目的，本发明提供一种用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其包括转靶组件和模拟目标组件；

所述转靶组件包括驱动电机和转动架；所述转动架的中部连接在所述驱动电机的输出轴上，并可在该驱动电机的驱动下绕轴转动；所述转动架的一端设置有第一套筒，用于所述模拟目标组件的嵌入安装；

所述模拟目标组件包括间隔设置的底板和顶板；所述顶板与所述底板以环向间隔设置的多个支撑柱连接，两板之间的支撑柱上固定设置有至少一块靶板，且所述顶板的中部开设有通孔，并使得所述通孔正对与之相邻靶板的中部；所述靶板的一侧设置有测量柱，并在该测量柱上对应各所述靶板的两侧分别设置有测量单元，以测量靶板端面两侧的激光信号；且在所述靶板背离所述顶板的一侧端面上设置有感温探头，所述感温探头背离靶板的中心位置设置，用于测量靶板的实时温度；以及在所述底板和与之相邻的靶板之间设置有感光探头，用于检测各靶板温升的辐射光谱信号。

作为本发明的进一步改进，所述转动架背离所述第一套筒的一端设置有第二套筒，并对应该第二套筒设置有质量可调的干扰配重组件；所述干扰配重组件可匹配嵌入所述第二套筒中，以作为激光动态目标毁伤能力测试的干扰靶。

作为本发明的进一步改进，所述第一套筒与所述第二套筒对称设置。

作为本发明的进一步改进，所述第一套筒的底部设置有可旋转的转盘，并使得所述模拟目标组件可在嵌入所述第一套筒后固定于该转盘；且所述转盘通过传动带与所述驱动电机的输出轴匹配，并可在该输出轴的带动下转动。

作为本发明的进一步改进，还设置有点光源；所述点光源对应靠近顶板的靶板设置，用于为激光设备上的光电跟瞄系统提供引导光源。

作为本发明的进一步改进，所述顶板与所述底板之间的距离为50～400mm。

作为本发明的进一步改进，所述感温探头为热电偶。

作为本发明的进一步改进，对应所述转动架设置有支撑结构，用于在所述转动架不转动时支撑所述转动架的两端。

作为本发明的进一步改进，所述测量单元为光电探测器，其正对靶板的一侧为测试窗口，并在所述测试窗口处叠放设置有窄带滤光片和衰减片。

作为本发明的进一步改进，所述模拟目标组件的相邻板体之间通过套管隔开；所述套管套设在所述支撑柱上，并以其两端分别抵接对应的板体端面。

作为本发明的进一步改进，所述干扰配重组件包括配重盘和多个可调整安装于所述配重盘中的配重砝码。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其通过转靶组件、模拟目标组件的组合设计和模拟目标组件的结构设计，可以实现不同转动线速度、不同结构形式模拟目标的仿真模拟，进而准确实现激光设备的动态目标毁伤能力测试，为激光设备调试阶段提供足够多的动态测试目标，极大地提升了激光设备调试的准确性和效率，降低了激光设备测试的成本；

(2)本发明的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其通过在转靶组件的转动架上对应模拟目标组件设置干扰配重组件，使得干扰配重组件可以根据模拟目标组件的改变而调整，进而为激光设备的动态目标试验提供准确的干扰靶，进而准确检测激光设备的光学跟瞄系统的目标识别能力和跟瞄能力，进一步提升激光设备检测的准确性和灵活性，丰富靶标装置的试验内容；

(3)本发明的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其结构简单，拆装简便，能实现不同厚度、不同线速度模拟目标的准确模拟，并能根据不同的模拟目标设置对应的干扰靶，保证激光设备在调试阶段有足够多的动态目标来进行激光动态目标毁伤能力测试，保证了激光设备测试的多样性和灵活性，为激光设备的准确调试提供了保障，推动了激光设备的技术发展，降低了激光设备的测试成本，具有较好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中靶标装置的立体结构示意图；

图2是本发明实施例中靶标装置的模拟目标组件的结构示意图；

图3是本发明实施例中靶标装置的干扰配重组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中靶标装置的模拟目标组件的工作原理示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、转靶组件；101、转动架；102、第一套筒；103、第二套筒；104、驱动电机；105、传动带；106、转盘；

2、模拟目标组件；201、靶板；202、顶板；203、底板；204、测量柱；205、测量单元；206、感温探头；207、感光探头；208、导线穿管；209、点光源；210、支撑柱；211、套管；

3、干扰配重组件；301、配重盘；302、配重砝码；

4、安装板；5、控制终端。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～4，本发明优选实施例中用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置包括转靶组件1和设置在该转靶组件1上的模拟目标组件2与干扰配重组件3。通过转靶组件1带动模拟目标组件2“自转”，以及带动模拟目标组件2和干扰配重组件3“公转”，可以准确模拟出激光设备动态目标毁伤能力测试过程中的各类动态情形，准确完成激光设备的动态目标毁伤能力测试。

具体而言，优选实施例中的转靶组件1如图1中所示，其包括呈杆状的转动架101和对应其设置的驱动电机104，转动架101的中部连接在驱动电机104的转动轴端部，并可在该转动轴的带动下进行绕轴转动。同时，在转动架101的两端分别设置有套筒，即对称设置的第一套筒102和第二套筒103，用于模拟目标组件2和干扰配重组件3的对应设置。不过，第一套筒102和第二套筒103是否对称设置可以根据实际需要进行优选，而且，在特殊情况下，转动架101上也可以根据需要不设置第二套筒103和干扰配重组件3，通过模拟目标组件2的“公转”来完成动态目标毁伤测试即可。

进一步地，在第一套筒102的一侧还设置有转盘106，其通过传动带105与驱动电机104匹配，如图1中所示。通过上述设置，使得驱动电机104可以带动转盘106进行转动。实际设置时，转盘106与传动带105优选是齿条-齿轮组件，可以充分保证传动的稳定性。

同时，对于驱动电机104而言，其可以同时驱动转动架101和转盘106转动，也可以仅驱动转动架101转动(此时将传动带105卸下)，如此，便可对应激光设备模拟出各种不同状态的动态目标。而且，转动架101、转盘106的转速、转动方向也可以通过控制驱动电机来对应调节，这无疑进一步保证了靶标装置的测试灵活性和测试多样性。

如图2、4中所示，优选实施例中的模拟目标组件2包括间隔设置的顶板202和底板203，两板之间间隔设置有至少一个靶板201，例如优选实施例中如图2中所示的3个靶板201。根据测试的需求，靶板201的数量可以具体选择，模拟目标组件2的设置厚度也可以对应调整。

具体而言，优选实施例中的顶板202为如图2中所示的环板结构，其中部开设有一定尺寸的通孔，用于激光设备可以直接作用在靶板201上。同时，优选实施例中的底板203与顶板202之间通过沿环向间隔设置的多个支撑柱210对应连接而成，使得顶板202、靶板201、底板203可以形成稳定的间隔测试结构。优选地，顶板202、靶板201、底板203相互平行。

在一个实施例中，通过对应支撑柱210设置多个套管211的方式来实现相邻两板之间的定位和固定。即支撑柱210的两端分别连接在底板203和顶板202上，且各靶板201上分别对应支撑柱210开设有通孔，用于支撑柱210的穿过；同时，在各靶板201之间的支撑柱210上，在靶板201与底板203之间、靶板201与顶板202之间的支撑柱210上分别套设对应长度的套管211，使得套管211的两端分别抵接对应的板体，通过改变套管211的长度，可以实现相邻两板之间间隔的调节。

显然，靶板201在顶板202和底板203之间的设置也可以通过其他形式来实现，例如将支撑柱210设置为多段式阶梯轴的形式，通过阶梯轴上环台的限位，可以实现靶板201的限位。

此外，在实际设置时，靶板201可以优选设置为任意形状，例如圆形、方形、多边形等。正如图2中所示的，靶板201设置为多边形/类方形结构，支撑柱210设置在靶板201的四角处。

进一步地，在模拟目标组件2中还设置有测量柱204，其夹设在顶板202和底板203之间，两端分别通过连接件与上述两板连接，如图2中所示。其次，在测量柱204上，还间隔设置有若干个测量单元205，具体而言，优选对应各靶板201的两侧分别设置有上述测量单元205，以对应测量和显示连续激光击穿多层靶板201的时间。以图4中所示的3个靶板201为例，不难看出，测量单元205的设置数量为4个，4个测量单元分别用于测量对应靶板201端面两侧的激光信号。进一步具体地，优选实施例中的测量单元205为光电探测器，其测试窗口处叠放着窄带滤光片和衰减片，前者限定激光波长波段的光可穿透，可用来消除自然光对光电探测器的影响；后者选择透过率1％，用于衰减靶板201上漫反射激光的功率密度，两种光学镜片的尺寸及参数可根据实际使用需求来选择。

进一步地，对应各靶板201还分别设置有感温探头206，其优选设置在靶板201背离顶板202一侧的端面上，且优选设置在远离靶板201中心位置的区域，以此来避免激光穿透靶板201时对感温探头206的损坏。在优选实施例中，感温探头206为热电偶，可用于检测毁伤试验进行过程中靶板201的实时温度。相应地，在测量柱204上对应各感温探头206设置有信号接收机构，用于实时接收来自各感温探头206的测量信号。

进一步地，在底板203和与之相邻的靶板201之间还设置有感光探头207，用于检测对应靶板201温升的辐射光谱信号。感光探头207优选设置在底板203上，且其优选呈一定倾斜角度设置，并正对靶板201的中心位置。如此，可以有效避免激光穿透所有靶板201后对感光探头207造成损坏。相应地，在测量柱204上对应感光探头207设置有信号接收机构，用于实时接收来自感光探头207的测量信号，即感光探头207将靶板201温升产生的辐射光谱信号传给测量柱204上的信号接收机构，经光电转化后将光信号转化成电信号并呈现不同的光谱形态。

显然，感温探头206和感光探头207与测量柱204之间的信号传输可以通过有线连接的形式来完成，也可以通过无线连接的形式来完成。

另外，在底板203与顶板202之间还设置有导线穿管208，用于相关导线的设置；且该导线穿管208的端部穿过顶板202，并在该导线穿管208的端部设置有点光源209，用于为激光设备上的光电跟瞄系统提供引导光源。

如图3中所示，优选实施例中的干扰配重组件3整体呈一端开口的筒状结构，其重量可调并可快速装配固定在第二套筒103中，用于提供与模拟目标组件2外形相近的干扰靶。具体而言，干扰配重组件3包括配重盘301和可从配重盘301中快速拆装的配重砝码302，通过配重砝码302的更换，可以快速调节干扰配重组件3的重量，使得其与模拟目标组件2相匹配。实际设置时，优选控制模拟目标组件2与干扰配重组件3之间的质量差不大于10g，以此来保证模拟实验的准确性。

进一步地，在实际设置时，模拟目标组件2的设置厚度(顶板202与底板203之间的距离)为50～400mm，根据靶板201设置数量、设置材质、设置厚度以及各板之间间隔的选择，可以对应调节模拟目标组件2的整体厚度，例如设置成150mm、200mm或者300mm。同时，优选实施例中的测量单元205优选适用于波长范围400nm～3000nm的应用范围，且其响应时间不大于10ns，以此来保证其感知到激光的瞬间便可产生电信号并传递给信号接收机构。此外，优选实施例中的感温探头206其测温误差优选不大于1℃，且感光探头207检测辐射光谱信号的分辨率在1nm以内。

另外，在实际设置时，转靶组件1优选设置在安装板4上，并通过安装板4安装在对应的测试工位。同时，对应模拟目标组件2上的测量柱204设置有控制终端5，以此来接收各测量部件测得的数据，进而完成激光设备的动态目标毁伤能力测试。其次，为了保证转靶组件1在转动架101不转动时的工作稳定性，对应其在底部设置有支撑结构(图中未示出)，其优选为成对设置的支撑架，可分别支撑住转动架101的两端底部，防止转动架101在模拟目标组件2“自转”检测时的移位、运动。

对于优选实施例中的靶标装置而言，其工作过程可优选包括如下内容：

当转动架101不转动时，通过支撑结构使得转动架101固定于对应位置，此时，对应打开点光源209，以其发出的光引导激光设备的光电跟瞄系统捕获靶板201。此后，根据试验需要控制激光设备发出连续激光束射向靶板201，并通过各感温探头206、各测量单元205、感光探头207来完成相应的数据测量，以此实现激光设备的静态目标毁伤能力测试。

当转动架101转动时，可以进行激光设备的动态目标毁伤能力测试。此时，转动架101处于可自由转动的状态，将模拟目标组件2和干扰配重组件3装配在转动架101上的对应套筒中，并完成两者重量的调节，保证两者的重量差符合测量要求。此后，对应设置转动架101的运动参数，以及根据需要设置转盘106的运动参数。打开点光源209，以其发出的光引导激光设备的光电跟瞄系统捕获靶板201并对目标实时跟踪，此后转动架101按照预定参数匀速或者变速运动，以此判断光电跟瞄系统能否及时跟踪上模拟目标组件2，以及是否会被干扰靶所干扰，从而检测光电跟瞄系统的目标识别能力和跟瞄能力。另外，在光电跟瞄系统跟踪目标的过程中，可以择机发射连续激光束射向靶板201，并通过各感温探头206、各测量单元205、感光探头207来完成相应的数据测量，以此实现激光设备的动态目标毁伤能力测试。

本发明中的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其结构简单，控制简便，能实现不同厚度、不同线速度模拟目标的准确模拟，并能根据不同的模拟目标设置对应的干扰靶，保证激光设备在调试阶段有足够多的动态目标来进行激光动态目标毁伤能力测试，保证了激光设备测试的多样性和灵活性，为激光设备的准确调试提供了保障，推动了激光设备的技术发展，降低了激光设备的测试成本，具有较好的应用前景和推广价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其特征在于，包括转靶组件和模拟目标组件；

所述转靶组件包括驱动电机和转动架；所述转动架的中部连接在所述驱动电机的输出轴上，并可在该驱动电机的驱动下绕轴转动；所述转动架的一端设置有第一套筒，用于所述模拟目标组件的嵌入安装；

所述模拟目标组件包括间隔设置的底板和顶板；所述顶板与所述底板以环向间隔设置的多个支撑柱连接，两板之间的支撑柱上固定设置有至少一块靶板，且所述顶板的中部开设有通孔，并使得所述通孔正对与之相邻靶板的中部；所述靶板的一侧设置有测量柱，并在该测量柱上对应各所述靶板的两侧分别设置有测量单元，以测量靶板端面两侧的激光信号；且在所述靶板背离所述顶板的一侧端面上设置有感温探头，所述感温探头背离靶板的中心位置设置，用于测量靶板的实时温度；以及在所述底板和与之相邻的靶板之间设置有感光探头，用于检测各靶板温升的辐射光谱信号。

2.根据权利要求1所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，所述转动架背离所述第一套筒的一端设置有第二套筒，并对应该第二套筒设置有质量可调的干扰配重组件；所述干扰配重组件可匹配嵌入所述第二套筒中，以作为激光动态目标毁伤能力测试的干扰靶。

3.根据权利要求2所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，所述第一套筒与所述第二套筒对称设置。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，所述第一套筒的底部设置有可旋转的转盘，并使得所述模拟目标组件可在嵌入所述第一套筒后固定于该转盘；且所述转盘通过传动带与所述驱动电机的输出轴匹配，并可在该输出轴的带动下转动。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，还设置有点光源；所述点光源对应靠近顶板的靶板设置，用于为激光设备上的光电跟瞄系统提供引导光源。

6.根据权利要求1~3中任一项所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，所述感温探头为热电偶。

7.根据权利要求1~3中任一项所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，对应所述转动架设置有支撑结构，用于在所述转动架不转动时支撑所述转动架的两端。

8.根据权利要求1~3中任一项所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，所述测量单元为光电探测器，其正对靶板的一侧为测试窗口，并在所述测试窗口处叠放设置有窄带滤光片和衰减片。

9.根据权利要求1~3中任一项所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，所述模拟目标组件的相邻板体之间通过套管隔开；所述套管套设在所述支撑柱上，并以其两端分别抵接对应的板体端面。

10.根据权利要求2所述的用于激光动态目标毁伤能力测试的靶标装置，其中，所述干扰配重组件包括配重盘和多个可调整安装于所述配重盘中的配重砝码。

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