CN112729016B - 一种靶面自由切换的起倒机构及报靶装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种靶面自由切换的起倒机构及报靶装置。所公开的靶面自由切换的起倒机构包括起倒机构和安装在其上的旋转机构，起倒机构包括主体箱、第一主轴和限位体；主体箱呈“凹”型，第一主轴转动式安装于主体箱上，且第一主轴的两端位于主体箱内、中间段位于主体箱外，第一主轴一端部设有限位杆，限位体安装于主体箱内，限位杆可与限位体轴向靠近但不接触，第一主轴转动过程中，限位杆与限位体上传感器可发生信号交互作用。所公开的报靶装置包括自控履带车，该自控履带车上安装有上述靶面自由切换的起到机构。本发明适用于射击训练时，靶型可自由切换，无需手工装靶卸靶，在实战中更加灵活，满足不同种类的射击要求。

Description

一种靶面自由切换的起倒机构及报靶装置

技术领域

本发明属于射击训练设备技术领域，特别涉及一种全地形自动导航的靶型自由切换起倒的自动报靶装置。

背景技术

轻武器靶机作为士兵训练中必要的工具，用于模拟实际战场下敌人不同身形，静止或运动状态情况下的射击训练。现有靶机主要为单一靶型的静止靶机。训练时，射击者与靶机的距离固定，靶机不可移动，靶型为单一靶型，不可实时切换，切换靶型时需要携带靶型到设备面前手动更换靶型。这样的射击训练效率较低，此外，真实场景下目标作为有生体具备灵活移动的特性，且能够实现站、跪、卧等不同战斗姿态的实时切换，现有靶机不能真实反映实际战场情况下复杂的战斗。因此，对靶机的设计提出了更高级的要求。

现有轻武器靶机多为静止靶机，射击者距离靶机位置相对固定，不符合实际战场情况下有生体位置灵活多变的特点；靶型切换时多靠人工切换，时间较长，效率较低，大规模实战演练时难以满足要求；起倒动力系统基本都是电机驱动，功率密度较低，动力较弱，难以满足恶劣工作环境下的起倒要求。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了一种靶面自由切换的起倒机构。

为此，本发明提供的包括靶面自由切换的起倒机构和安装在起倒机构上的旋转机构，所述起倒机构包括主体箱、第一主轴和限位体；所述主体箱呈“凹”型，所述第一主轴转动式安装于主体箱上，且第一主轴的两端位于主体箱内、中间段位于主体箱外，所述第一主轴位于主体箱内的一端部设有限位杆，且限位杆沿第一主轴的径向延伸，所述限位体安装于主体箱内，且位于第一主轴设有限位杆端部的旁侧，第一主轴转动过程中，所述限位杆可与限位体轴向靠近但不接触；所述限位体上轴向靠近限位杆的一侧安装有至少两个限位传感器，且至少两个限位传感器沿弧线分布，且该弧线与限位杆的端部或限位杆上某一位点在第一主轴转动时所形成的运动弧线轴向上可重合；所述旋转机构安装于所述第一主轴位于主体箱外的中间段部位。

可选的，所述限位体为板状结构，该板状结构垂直第一主轴的轴向安装于主体箱内。

进一步可选的，所述板状结构上沿所述弧线开设有弧形槽，所述至少两个限位传感器安装于弧形槽内。

进一步可选的，所述至少两个限位传感器为两个限位传感器，该两个限位传感器在所述弧线上的夹角为90°。

可选的，所述主体箱内安装有驱动装置，所述驱动装置选用液压系统，液压系统由液压单元、液压缸和油管组成，该液压系统工作端的运动方向与所述第一主轴的轴向垂直，所述工作端铰接有曲柄，所述曲柄设于所述第一主轴的另一端。

进一步，所述主体箱内安装有控制开关，用于控制液压系统的工作。

可选的，所述旋转机构包括基板，所述基板上方设有第三主轴，所述基板下方设有第二主轴及驱动第二主轴的电机，所述第二主轴通过轴承结构与所述第三主轴连接。

优选的，所述第三主轴的直径大于所述第二主轴的直径。

进一步，所述第三主轴上安装有多面靶臂，所述靶臂上设有至少两个靶臂，每个靶臂上安装有靶面，各靶面的形状相同或不同。

进一步，所述第二主轴上设有编码器。

本发明进一步提供了一种报靶装置。

为此，本发明提供的报靶装置包括自控履带车，该自控履带车上安装有上述的靶面自由切换的起到机构，所述旋转机构上设有靶臂和靶面。

优选的，所述自控履带车内部安装有磷酸铁锂电池，用于全系统的供电。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明的起倒机构可实现自动驱动与控制，工作更为灵敏，并为起倒动作提供充足的动力，借助液压系统高功率密度的特点，可以应对各种复杂环境，整体结构更加紧凑，隐蔽性更高；同时旋转机构可以实现旋转角度调整。

本发明适用于射击训练时，靶型可自由切换，可以根据训练要求进行靶型实时自动切换，无需手工装靶卸靶，在实战中更加灵活，满足不同种类的射击要求。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为本发明装置倒靶状态的示意图；

图3为本发明起倒机构的侧视结构剖面示意图；

图4为本发明限位机构结构示意图；

图5为本发明起到机构的主体箱内部结构示意图；

图6为本发明的三面靶臂安装结构示意图；

图7为本发明的旋转机构的侧视结构剖面示意图。

具体实施方式

如无特殊解释说明，本发明的术语或零部件均按照本领域技术人员的常规认识理解或采用本领域相应功能的零部件。

本发明所述的轴向、径向、内、外、旁侧、端部等方向或方位性术语与附图中相应的方向或方位一致。所述轴向上可重合是指两者(两条弧线)在轴向上不接触且平行，且两个互为各自轴向上的投影，或者两者均位于同于圆柱面上且沿圆柱的顶面和底面上下平行，也可以理解为两者共轴且形状相同。

本发明的旋转机构采用可360°旋转的转动机构，起倒机构可实现相应的起立(即与地面垂直)和倒下(与地面平行)，以及起立与倒下之间的任一角度，起倒机构的主要结构包括主体箱和转动式安装在主体箱上/内的第一主轴，其中主体箱横截面或外形呈“凹”接类似“凹”形，即其横截面显示有局部是空的，以满足第一主轴的安装于工作要求，即第一主轴转动式安装于主体箱上后，第一主轴的两端位于主体箱内、中间段位于主体箱外；第一主轴位于主体箱内的一端部设有限位杆，该限位杆沿第一主轴的径向延伸，同时在主体箱内在限位杆旁侧安装有限位体，该限位体位于第一主轴旁侧，在第一主轴转动过程中限位杆与限位体上呈弧形安装的至少一个限位传感器发生信号交互作用，具体方案中，限位杆与第一主轴为一体结构或通过与主轴柱面匹配的安装部件将限位杆安装在第一主轴上，在第一主轴转动时，限位杆与限位体在轴向上靠近但不接触，同时限位体上轴向上靠近限位杆的一侧面安装有至少两个限位传感器，且至少两个限位传感器沿限位杆的端部或限位杆上某一位点在第一主轴转动时所形成的运动弧线分布，限位传感器为非接触式感应开关，第一主轴转动时带动限位杆转动，当限位杆旋转到达限位传感器触发位后，限位传感器被触发，并发出信号，通过自动化控制手段监测/控制第一主轴的转动角度，进而控制相应的起倒位置，如此，限位传感器在弧线上的分布夹角决定了起倒过程中的起始角度、中间角度(与地面呈非90°夹角)和最终角度。所述限位传感器可采用但不限于电容式非接触传感器。

限位体的作用是用于安装限位传感器，且可实现限位传感器与运动过程中的限位杆之间的非接触式信号互动，一种具体的限位体的结构是板状结构，该板状结构垂直与第一主轴安装于主体箱内，具体可安装在主体箱的一侧壁上，其安装位置和高度需实现限位体的功能。进一步，该板状结构的限位体上开设有沿上述运动弧线的弧形槽，所述至少两个限位传感器之间呈一定角度安装于弧形槽中，具体示例，两个限位传感器呈90°安装于弧形槽中。

本发明中第一主轴的驱动装置可选用电动，液压等方式，其中液压驱动的具体示例是，在主体箱内安装有液压系统，具体为液压泵和液压缸，液压缸的运动方向与第一主轴的轴向垂直，同时液压缸的端部设有曲柄，且曲柄安装于第一主轴上，这样液压系统通过曲柄驱动第一转轴转动。

进一步的方案中，主体箱内安装有控制开关或控制装置，用于控制驱动装置工作，具体可选用电磁阀等。

实施例：

一种具体的靶面自由切换起倒机构参考图2和6所示，包括起倒机构5和旋转机构6，用以实现任意起倒角度下的360°旋转；

参考图3-5，该实施例的起到机构包括主体箱5-1，主体箱5-1上端设有主体箱盖板5-2，主体箱5-1形状呈“凹”字，第一主轴5-5两端安装于主体箱内，中间部件位于主体箱外；具体通过第一轴承5-4将第一主轴5-5安装于主体箱中；更进一步的方案中，第一轴承5-4末端设有第一油封5-6，第一油封5-6的内外环分别与第一主轴5-5和轴承座5-3连接，第一主轴5-5上设有第一挡圈5-7和第二挡圈5-8，并分别与第一主轴5-5固定连接，防止第一主轴5-5轴向移动，

第一主轴5-5上设有限位杆5-9，限位杆5-9与限位传感器5-10相关联，限位传感器5-10通过限位体第一安装板5-11与主体箱5-1固定，具体如图4所示，第一安装板5-11上设有弧形槽，弧形槽中安装有两个限位传感5-10，具体可通过螺母锁定，且两个限位传感器的角度为90°；另一些方案中，通过调整限位传感器5-10的位置，可以调整起靶和倒靶的动作角度，该实施例默认起靶为竖直方向，倒靶为水平方向，即默认两个限位传感器的初始角度为90度；

第一主轴5-5的一端与曲柄5-12的一端固定连接，曲柄5-12的另一端与驱动装置连接。具体的方案是，该实施例的驱动装置选用液压系统，曲柄5-12的另一端与液压缸5-13的前端铰接，液压缸5-13的后端与第二安装板5-14铰接，第二安装板5-14与主体箱5-1固定连接，主体箱5-1内部设有液压泵5-15，液压泵5-15通过第三安装板5-16与主体箱5-1固定连接。

该起倒机构5的工作原理是：液压泵5-15上电正向运转，液压泵5-15将高压油打入到液压缸5-13的无杆腔内，推动液压缸5-13的推杆伸出，从而推动曲柄5-12旋转，并带动第一主轴5-5和其上的限位杆5-9同步旋转；

限位传感器5-10选用非接触式感应开关，当限位杆5-9旋转到触发限位传感器5-10位置时，弧形槽一端的限位传感器5-10被触发，通过无线或有线发出相应限位信号，进一步可通过该限位信号控制完成起的动作；具体在报靶装置中使用时，并向控制中心发出信号，控制中心发出指令进行断电操作，完成起靶动作；

同理，液压泵5-15上电反向运转，液压泵5-15将高压油打入到液压缸5-13的有杆腔内，推动液压缸5-13的推杆缩回，从而带动曲柄5-12进行复位移动，并将相关联的所有部件进行反向旋转，直至限位杆5-9触发另一端的限位传感器5-10后，通过无线或有线发出相应限位信号，进一步可通过该限位信号控制完成倒的动作；具体在报靶装置中使用时，控制中心发出指令进行断电操作，完成倒靶动作。

在上述方案基础上，还有些方案中，参考图3，主体箱5-1与主体箱盖板5-2之间设有第一密封垫5-17。主体箱5-1外侧两端设有主体箱侧盖板5-18，主体箱5-1与主体箱侧盖板5-18之间设有第二密封垫5-19。

为实现自动化控制，主体箱内还设有起倒控制器，起倒控制器与主体箱固定连接，起倒控制器可选用本领域常规的的器件组装而成，用于控制起倒机构的上述工作。

上述第一主轴位于主体箱外部的部位上安装有旋转机构，一种旋转机构的具体示例如图6和7所示，该旋转机构6包括基板6-3，基板底部安装有第二主轴和驱动第二主轴的电机，基板上方安装有第三主轴，且第三主轴与第二主轴通过轴承结构连接，具体的方案示例是：

基板6-3下端与第一法兰6-4固定连接，第一法兰6-4上端设有第一套筒6-5，并与之固定连接，第一套筒6-5与第一法兰6-4之间设有第一密封圈6-6，第一套筒内侧上端设有第二油封6-7，内侧下端设有第二轴承6-8，第一套筒6-5上端与第三挡圈6-9固定连接，防止第二油封6-7脱出，第二油封6-7和第二轴承6-8内圈分别于第二主轴6-10连接；

第一法兰6-4下端与电机6-11固定连接，电机6-11输出部分通过第一平键6-12与第二主轴6-10固定连接，电机6-11下端与第二法兰6-13上端固定连接，第二法兰6-13下端与第三法兰6-14上端固定连接，第二法兰6-13和第三法兰6-14之间设有第二密封圈6-15；

所述基板6-3上端与第二套筒6-17固定连接，第二套筒6-17内侧设有第三轴承6-18和第四轴承6-19，第三轴承6-18和第四轴承6-19的内圈分别于第三主轴6-20连接，

第三轴承6-18下端通过第三套筒6-21与基板6-3连接，第四轴承6-19上端设有第四挡圈6-22，第四挡圈6-22与第二套筒6-17上端固定连接，第三主轴6-20轴向方向由第三轴承6-18和第四轴承6-19限制，第三主轴6-20下端通过第二平键6-23与第二主轴6-10固定连接，第三主轴6-20上端与三面靶臂7固定连接。

上述旋转机构的工作原理是：电机6-11上电运转，并带动第二主轴6-10进行旋转，第二主轴6-10上端与第三主轴6-20固定连接，两者同步旋转；

第三主轴6-20由第二套筒6-17、第三轴承6-18和第四轴承6-19径向固定，可以承载足够的作用力，在靶面受风力的作用下，整个结构可以保持稳定。优选的方案中，第三主轴的直径大于第二主轴以确保更可靠的承载力。

进一步的方案中，第二主轴上安装有编码器，其与第二主轴同时旋转。具体安装方式是，第三法兰6-14下端与编码器6-16固定连接，编码器6-16输出部分与第二主轴6-10固定连接；编码器6-16与执行机构刚性连接，可以实现对转动角度的精确定位与调整。

进一步的方案中，第三主轴上端安装有实际工作部件，例如三面靶臂7，该三面靶臂7下端与第三主轴6-20固定连接，其可随着旋转机构的转动旋转。

更进一步的方案中，上述旋转机构通过第一支架6-1和第二支架6-2安装有第一主轴的中间部位，其中第一支架6-1和第二支架6-2与基板6-3固定连接，第一支架和第二支架上开设有弧形凹槽，该凹槽与第一主轴匹配安装。

该实施例的一种全地形自动导航的靶型自由切换起倒的自动报靶装置，如图1和2所示，包括自控履带车装置1和靶面自由切换起倒装置2，所述靶型自由切换起倒装置2位于自控履带车装置1上方，并与其固定连接；

所述自控履带车装置1包括履带车本体3和电控箱4，所述电控箱4安装在履带车本体3内部。

所述靶型自由切换起倒装置2包括起倒机构5、旋转机构6、三面靶臂7、第一靶型8、第二靶型9和第三靶型10；

所述起倒机构5通过其主体箱5-1与自控履带车装置1连接，所述旋转机构6通过第一支架6-1和第二支架6-2与起倒机构5的第一主轴5-5连接，所述三面靶臂7安装在旋转机构6的上方，并与旋转机构6的第三主轴6-20固定连接，所述第一靶型8、第二靶型9和第三靶型10分别插入到三面靶臂7上端的管道内，靶面沿径向方向朝向外侧，并用紧固件进行固定。

该装置的工作原理是：射击训练时，由外部远程控制终端控制自控履带车装置1进行移动，承载靶面自由切换起倒装置2到达指定地点；

当控制中心发出准备射击命令时，所述起倒机构5带动与其第一主轴5-5固定连接的旋转机构6进行旋转，由于三面靶臂7、第一靶型8、第二靶型9和第三靶型10与旋转机构6连接，三个靶型从水平切换到竖直方向，完成起靶动作；

与此同时，在起靶过程中，根据控制中心发出的靶型指令，所述旋转机构6带动三面靶臂7进行旋转，并将指定靶型调整至朝向射击者。

此时控制中心提示射击者向指定靶型进行射击，当射击命中时，对应区域将产生电信号并传输到数据中心，完成射击结果的判断；

当控制中心发出切换靶型命令时，所述旋转机构6带动三面靶臂7旋转一定角度，使得目标靶型朝向射击者，完成靶型的自由切换；

当控制中心发出倒靶命令时，所述旋转机构6带动三面靶臂7进行复位移动，并由起倒机构5带动其上机构进行倒靶，将三个靶型从竖直方向切换到水平方向，完成倒靶动作；

所述旋转机构6可根据射击者的射击方向，经由控制中心计算并发出相应指令，将靶面调整至朝向射击者；

所述第一靶型8、第二靶型9和第三靶型10均为导电式靶板材料，所述第一靶型8、第二靶型9和第三靶型10可根据军事训练需求进行定制，默认的三个靶型分别为全身靶、半身靶和头靶。其中全身靶分为5个区域，半身靶分为3个区域，头靶1个区域。当弹丸射穿靶板时，可在对应区域产生相应电信号，经由电子电路处理后传输到数据中心，完成报靶数据采集和分析。

上述实施例中所述的控制中心可为现有的报靶控制中心，也可为根据本发明的思想对现有报靶控制中心进行优化和改进后的控制中心。

Claims (12)

1.一种靶面自由切换的起倒机构，包括起倒机构和安装在起倒机构上的旋转机构，其特征在于，所述起倒机构包括主体箱、第一主轴和限位体；所述主体箱呈“凹”型，所述第一主轴转动式安装于主体箱上，且第一主轴的两端位于主体箱内、中间段位于主体箱外，所述第一主轴位于主体箱内的一端部设有限位杆，且限位杆沿第一主轴的径向延伸，所述限位体安装于主体箱内，且位于第一主轴设有限位杆端部的旁侧，第一主轴转动过程中，所述限位杆可与限位体轴向靠近但不接触；所述限位体上轴向靠近限位杆的一侧安装有至少两个限位传感器，且至少两个限位传感器沿弧线分布，且该弧线与限位杆的端部或限位杆上某一位点在第一主轴转动时所形成的运动弧线轴向上可重合；

所述旋转机构安装于所述第一主轴位于主体箱外的中间段部位。

2.如权利要求1所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述限位体为板状结构，该板状结构垂直第一主轴的轴向安装于主体箱内。

3.如权利要求2所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述板状结构上沿所述弧线开设有弧形槽，所述至少两个限位传感器安装于弧形槽内。

4.如权利要求1所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述至少两个限位传感器为两个限位传感器，该两个限位传感器在所述弧线上的夹角为90°。

5.如权利要求1所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述主体箱内安装有驱动装置，所述驱动装置选用液压系统，液压系统由液压单元、液压缸和油管组成，该液压系统工作端的运动方向与所述第一主轴的轴向垂直，所述工作端铰接有曲柄，所述曲柄设于所述第一主轴的另一端。

6.如权利要求1所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述主体箱内安装有控制开关，用于控制液压系统的工作。

7.如权利要求1所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述旋转机构包括基板，所述基板上方设有第三主轴，所述基板下方设有第二主轴及驱动第二主轴的电机，所述第二主轴与所述第三主轴连接。

8.如权利要求7所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述第三主轴的直径大于所述第二主轴的直径。

9.如权利要求7所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述第三主轴上安装有多面靶臂，所述靶臂上设有至少两个靶面，各靶面的形状相同或不同。

10.如权利要求7所述的靶面自由切换的起倒机构，其特征在于，所述第二主轴上设有编码器。

11.一种报靶装置，其特征在于，包括自控履带车，该自控履带车上安装有权利要求1所述的靶面自由切换的起倒机构，所述旋转机构上设有靶臂和靶面。

12.如权利要求11所述的报靶装置，其特征在于，所述自控履带车的内部安装有磷酸铁锂电池，用于给报靶装置的供电。

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