CN112987287B - 一种末敏子弹模拟稳态扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例是关于一种末敏子弹模拟稳态扫描装置。包括：第一旋转组件；目标模拟器安装于第一旋转组件上，可随第一旋转组件的转动而转动，用于发出模拟光束；第二旋转组件设置于所述模拟光束光路预设位置处，包括第一旋转单元和第二转动单元，第二转动单元安装于第一旋转单元上，第一旋转单元以垂直于水平面的轴为转轴旋转，所述第二转动单元沿垂直面做俯仰转动；扫描棱镜安装于第二转动单元上，用于改变所述模拟光束的传播方向；透射屏设置于扫描棱镜一侧预设距离处，用以投射改变传播方向后的模拟光束从而形成模拟图像，模拟图像包括模拟目标和模拟环境；敏感器，设置于透射屏远离所述扫描棱镜的一侧，用于扫描透射屏上的模拟图像。

Description

一种末敏子弹模拟稳态扫描装置

技术领域

本发明实施例涉及末敏子弹稳态模拟技术领域，尤其涉及一种末敏子弹模拟稳态扫描装置。

背景技术

末端敏感弹药简称末敏子弹，最早由美国提出并开展研发。末敏子弹多为子母式结构，即一枚母弹装载若干枚末敏子弹，末敏子弹主要由降落伞/翼系统、弹上计算机、敏感器、爆炸成型弹丸(EFP)战斗部及安全起爆装置等组成。作战时母弹在目标区上空按预定高度抛出末敏子弹，当子弹达到稳态扫描状态时，开始对攻击区域内的目标自主搜索、探测、识别、瞄准直至起爆战斗部从顶部攻击目标。末敏子弹的工作原理在摩擦盘的导旋作用下，旋转伞带动敏感器同步旋转完成稳态扫描过程。

相关技术中，模拟稳态扫描装置设计方法，是在室内环境中，采用转台带动敏感器同步旋转的方式完成稳态扫描过程，可采用垂直向下扫描或者垂直向上扫描。上述模拟稳态扫描装置在模拟时，敏感器和数据采集装置需要连接，连接的滑环价格高昂，导致成本增加，并且信号质量得不到保障；并且敏感器等器件安装在高速转台上，增加了转台负载，高速旋转情况下使得转台安全隐患加剧；其次，负载过重的转台安装方式受到限制，确保安全的情况下转轴只能垂直于地面安装，给安装测试带来了不便；最后，上述这种方式只能完成半径固定的旋转轨迹，和实际中“螺旋线”轨迹不同，降低了测试参考价值。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种末敏子弹模拟稳态扫描装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明的第一方面，提供一种末敏子弹模拟稳态扫描装置，包括：

第一旋转组件；

目标模拟器，安装于所述第一旋转组件上，可随所述第一旋转组件的转动而转动，所述目标模拟器用于发出模拟光束，所述模拟光束为目标光束和环境光束耦合后的光束；

第二旋转组件，设置于所述模拟光束光路预设位置处，包括第一旋转单元和第二转动单元，所述第二转动单元安装于所述第一旋转单元上，所述第一旋转单元以垂直于水平面的轴为转轴旋转，所述第二转动单元沿垂直面做俯仰转动；

扫描棱镜，安装于所述第二转动单元上，随所述第二转动单元沿垂直面俯仰转动，随所述第一旋转单元做水平转动，用于改变所述模拟光束的传播方向；

透射屏，设置于所述扫描棱镜一侧预设距离处，用以投射改变传播方向后的所述模拟光束从而形成模拟图像，所述模拟图像包括模拟目标和模拟环境；

敏感器，设置于所述透射屏远离所述扫描棱镜的一侧，用于扫描所述透射屏上的模拟图像。

本发明的一实施例中，所述透射屏距所述扫描棱镜的距离需满足所述模拟光束投射在所述透射屏上的模拟目标的大小与所述敏感器视场一致。

本发明的一实施例中，所述透射屏为漫反射屏。

本发明的一实施例中，所述漫反射屏的辐射率为90%±5%。

本发明的一实施例中，还包括数据采集装置，与所述敏感器通信连接，用于对所述敏感器输出的模拟波形电信号数据进行采集。

本发明的一实施例中，所述敏感器包括红外探测器和读出电路，所述红外探测器用于探测所述模拟光束的温度变化情况，所述读出电路用于将所述红外探测器探测到的温度信号转化为电信号输出。

本发明的一实施例中，所述第一旋转单元为旋转电机，所述第二转动单元为俯仰电机。

本发明的一实施例中，所述第二旋转组件还包括：

基座，所述旋转电机安装于所述基座上；

旋转平台，安装于所述旋转电机上，随着所述旋转电机的旋转而旋转；

俯仰电机，安装于所述旋转平台上。

本发明的一实施例中，所述旋转电机通过安装板安装在所述基座上，所述俯仰电机通过安装板安装在旋转平台。

本发明的一实施例中，所述旋转电机的转速为：2～20r/s。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的实施例中，通过上述末敏子弹模拟稳态扫描装置，一方面，是将扫描棱镜设置于转台上来进行模拟，相对于将敏感器置于转台上的模拟方式信号稳定且对转台的负载要求大大降低，降低了高速旋转下的安全风险，并且转台上不需要连接滑环降低了成本；另一方面，上述模拟稳态扫描装置的模拟路径和末敏子弹实际中“螺旋线”轨迹高度接近，具有很高的测试参考价值。

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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出现有技术中末敏子弹模拟稳态扫描装置结构示意图；

图2示出本发明示例性实施例中末敏子弹模拟稳态扫描装置结构示意图；

图3示出本发明示例性实施例中扫描棱镜随第一旋转单元旋转时的模拟光束的扫描轨迹示意图；

图4示出本发明示例性实施例中模拟光束在扫描棱镜随第二转动单元转动时，模拟光束的平移轨迹示意图。

其中：100-第一旋转组件，200-目标模拟器，300-第二旋转组件，400-扫描棱镜，500-敏感器，600-透射屏，700-模拟图像，701-模拟目标，702-模拟环境，800模拟光束。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本发明实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

现有的模拟稳态扫描装置设计方法，参考图1中所示，是在室内环境中，采用转台带动敏感器同步旋转的方式完成稳态扫描过程，可采用垂直向下扫描或者垂直向上扫描。

现有方案存在的主要问题有：1、敏感器500和数据采集装置需要必要的数据链接线路，连接的滑环价格高昂，导致成本增加，并且信号质量得不到保障。2、数据采集存储装置和敏感器500等器件安装在高速转台上，增加了转台负载，高速旋转情况下使得转台安全隐患加剧。3、负载过重的转台安装方式受到限制，确保安全的情况下转轴只能垂直于地面安装，给安装测试带来了不便。4、根据运动相对性，我们也可以采取反方向旋转模拟目标的方式来模拟稳态扫描过程，但是模拟目标设备旋转同样存在质量重，连接复杂的问题。5、这种方式只能完成半径固定的旋转轨迹，和实际中“螺旋线”轨迹不同，降低了测试参考价值。

本示例实施方式中首先提供了一种末敏子弹模拟稳态扫描装置。参考图2中所示，该末敏子弹模拟稳态扫描装置可以包括：第一旋转组件100、目标模拟器200、第二旋转组件300、扫描棱镜400、透射屏600和敏感器500；所述目标模拟器200安装于所述第一旋转组件100上，可随所述第一旋转组件100的转动而转动，所述目标模拟器200用于发出模拟光束800，所述模拟光束800为目标光束和环境光束耦合后的光束；所述第二旋转组件300设置于所述模拟光束800光路预设位置处，包括第一旋转单元和第二转动单元，所述第二转动单元安装于所述第一旋转单元上，所述第一旋转单元以垂直于水平面的轴为转轴旋转，所述第二转动单元沿垂直面做俯仰转动；所述扫描棱镜400安装于所述第二转动单元上，随所述第二转动单元沿垂直面俯仰转动，随所述第一旋转单元做水平转动，用于改变所述模拟光束800的传播方向；所述透射屏600设置于所述扫描棱镜400一侧预设距离处，用以投射改变传播方向后的所述模拟光束800从而形成模拟图像700，所述模拟图像700包括模拟目标701和模拟环境702；所述敏感器500设置于所述透射屏600远离所述扫描棱镜400的一侧，用于扫描所述透射屏600上的模拟图像700。

具体的，所述目标模拟器200安装在所述第一旋转组件100上，通过所述第一旋转组件100的转动而转动，用以模拟末敏子弹稳态扫描时目标方向的变化，所述目标模拟器100用于发出模拟光束，所述模拟光束由目标光束和环境光束耦合后组成，所述目标光束的温度高于环境光束，用以模拟目标与环境的区别，通过调节所述目标模拟器100中模拟光束800的视场大小，可以模拟末敏子弹与所述敏感器之间的距离远近。

所述扫描棱镜400安装于所述第二转动单元上，可随第二转动单元在垂直面上做俯仰转动，随所述第一旋转单元做水平转动，所述扫描棱镜400在所述第一旋转单元和第二转动单元同步旋转的作用下，用以模拟螺旋轨迹；所述扫描棱镜400随所述第一旋转单元转动，可周期性的将所述那模拟光束透射到透射屏600上，所述扫描棱镜400随所述第二转动单元做俯仰转动，能够使模拟光束800透射在所述透射屏600上的模拟图像700平移。

所述透射屏600设置在所述扫描棱镜400和所述敏感器500之间，用于显示模拟光束800中的目标光束和环境环境光束，所述敏感器500通过所述透射屏600来探测所述模拟目标701相对所述敏感器500的轨迹。

通过上述末敏子弹模拟稳态扫描装置，一方面，是将扫描棱镜400设置于转台上来进行模拟，相对于将敏感器500置于转台上的模拟方式信号稳定且对转台的负载要求大大降低，降低了高速旋转下的安全风险，并且转台上不需要连接滑环降低了成本；另一方面，上述模拟稳态扫描装置的模拟路径和末敏子弹实际中“螺旋线”轨迹高度接近，具有很高的测试参考价值。

下面，将参考图2至图4对本示例实施方式中的上述末敏子弹模拟稳态扫描装置的各个部分进行更详细的说明。

在一个实施例中，所述透射屏600距所述扫描棱镜400的距离需满足所述模拟光束800投射在所述透射屏600上的模拟图像700的大小与所述敏感器500视场一致。具体的，在上述条件下，模拟图像700的大小与敏感器500的视场一致时，更加便于敏感器500的对模拟图像700的识别，能够提高敏感器500的识别精度，提高模拟的成功率。

在一个实施例中，所述透射屏600为漫反射屏。具体的，利用所述漫反射屏的漫反射的特性，更有利于弹目交汇。

在一个实施例中，所述漫反射屏的辐射率为90%±5%。具体的，高辐射率的漫反射屏形成的模拟图像700效果更好，更加利于敏感器500的探测识别。

在一个实施例中，还包括数据采集装置，与所述敏感器500通信连接，用于对所述敏感器500输出的模拟波形电信号数据进行采集。

在一个实施例中，所述敏感器500包括红外探测器和读出电路，所述红外探测器用于探测所述模拟光束800的温度变化情况，所述读出电路用于将所述红外探测器探测到的温度信号转化为电信号输出。

在一个实施例中，所述第一旋转单元为旋转电机，所述第二转动单元为俯仰电机。

在一个实施例中，所述第二旋转组件还包括：基座、旋转平台、俯仰电机；所述旋转电机安装于所述基座上；所述旋转平台安装于所述旋转电机上，随着所述旋转电机的旋转而旋转；所述俯仰电机安装于所述旋转平台上。具体的，所述基座可以安装在模拟室的顶部，所述俯仰电机上还可以设置一搭载平台，用以安装所述扫描棱镜。

在一个实施例中，所述旋转电机通过安装板安装在所述基座上，所述俯仰电机通过安装板安装在旋转平台。具体的，当然还可以采用其他方式进行安装，在此不做限定。

在一个实施例中，所述旋转电机的转速为：2～20r/s。具体的，上述范围的转速与实际中末敏子弹的扫描转速相匹配，从而能够更加真实的模拟末敏子弹的实际工作状态。

通过上述末敏子弹模拟稳态扫描装置，一方面，是将扫描棱镜400设置于转台上来进行模拟，相对于将敏感器500置于转台上的模拟方式信号稳定且对转台的负载要求大大降低，降低了高速旋转下的安全风险，并且转台上不需要连接滑环降低了成本；另一方面，上述模拟稳态扫描装置的模拟路径和末敏子弹实际中“螺旋线”轨迹高度接近，具有很高的测试参考价值。

需要理解的是，上述描述中的术语“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”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

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一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，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。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。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，包括：

第一旋转组件；

目标模拟器，安装于所述第一旋转组件上，可随所述第一旋转组件的转动而转动，所述目标模拟器用于发出模拟光束，所述模拟光束为目标光束和环境光束耦合后的光束；

第二旋转组件，设置于所述模拟光束光路预设位置处，包括第一旋转单元和第二转动单元，所述第二转动单元安装于所述第一旋转单元上，所述第一旋转单元以垂直于水平面的轴为转轴旋转，所述第二转动单元沿垂直面做俯仰转动；

扫描棱镜，安装于所述第二转动单元上，随所述第二转动单元沿垂直面俯仰转动，随所述第一旋转单元做水平转动，用于改变所述模拟光束的传播方向；

透射屏，设置于所述扫描棱镜一侧预设距离处，用以投射改变传播方向后的所述模拟光束从而形成模拟图像，所述模拟图像包括模拟目标和模拟环境；

敏感器，设置于所述透射屏远离所述扫描棱镜的一侧，用于扫描所述透射屏上的模拟图像。

2.根据权利要求1所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述透射屏距所述扫描棱镜的距离需满足所述模拟光束投射在所述透射屏上的模拟图像的大小与所述敏感器视场一致。

3.根据权利要求2所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述透射屏为漫反射屏。

4.根据权利要求3所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述漫反射屏的辐射率为90%±5%。

5.根据权利要求1所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，还包括数据采集装置，与所述敏感器通信连接，用于对所述敏感器输出的模拟波形电信号数据进行采集。

6.根据权利要求5所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述敏感器包括红外探测器和读出电路，所述红外探测器用于探测所述模拟光束的温度变化情况，所述读出电路用于将所述红外探测器探测到的温度信号转化为电信号输出。

7.根据权利要求1所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述第一旋转单元为旋转电机，所述第二转动单元为俯仰电机。

8.根据权利要求7所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述第二旋转组件还包括：

基座，所述旋转电机安装于所述基座上；

旋转平台，安装于所述旋转电机上，随着所述旋转电机的旋转而旋转；

俯仰电机，安装于所述旋转平台上。

9.根据权利要求8所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述旋转电机通过安装板安装在所述基座上，所述俯仰电机通过安装板安装在旋转平台。

10.根据权利要求9所述末敏子弹模拟稳态扫描装置，其特征在于，所述旋转电机的转速为：2～20r/s。

Images