CN201081606Y - 教练弹卡膛速度标定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及火炮模拟弹丸卡膛速度测量检测器材，具体地说是一种教练弹卡膛速度标定仪。目前教练弹卡膛速度测量准确性校验器材还是空白。本实用新型的技术方案是速度标定仪下端为可调水平的底座；底座上固定有与底座基面垂直的导向立柱，导向立柱上有高度显示标尺；导向立柱顶部装配有上横梁，上横梁上固定有电动装置和定扭矩驱动链轮；牵引链条起始端与解脱装置固定联接，解脱装置通过解脱机构可与教练弹尾部联接；导向立柱底部装配有下横梁，下横梁上固定有对开式结构的模拟火炮身管坡膛和模拟火炮身管；活动横梁装配于上、下横梁之间的导向立柱之上，在传动装置驱动下沿导向立柱运动至预定位置固定不动，活动横梁上装配有限位机构。

Description

教练弹卡膛速度标定仪

技术领域

本实用新型涉及火炮模拟弹丸卡膛速度精确测量的专用检测器材技术领域，具体地说是一种教练弹卡膛速度标定仪。

背景技术

测量弹丸的卡膛速度是部队装填训练考核的唯一量化指标。配用于身管火炮的教练弹在进行装填训练时，需要测定教练弹的卡膛速度，用以检测送弹手或输弹机装填弹丸的能量及其一致性。教练弹测量卡膛速度目前有两种技术方案：一种是利用弹丸在卡膛时重锤获得与弹丸相同的卡膛速度，通过测定、显示重锤压缩测速弹簧的压缩量，进而计算并显示卡膛速度；另一种技术方案是，利用加速度传感器测量弹丸撞击坡膛开始到弹丸停止过程中加速度的变化，进而计算出卡膛速度。这两种技术方案从原理上都正确可行，但第一种方案与重锤质量、测速弹簧弹性系数和摩擦阻力等因素有关；第二种技术方案与加速度传感器测量精度、加速度传感器安装精度、冲击时间、采样频率、放大器精度和电磁干扰等因素有关。为此，当教练弹进入批量生产阶段，需有专门的检测器材对教练弹的测速精度进行检测校验，以修正教练弹卡膛速度测量偏差，提高卡膛速度测量的准确性。

发明内容

本实用新型的目的是想提供一种教练弹卡膛速度标定仪，作为校准教练弹卡膛速度测量精度的校验器材，以填补教练弹卡膛速度测量准确性校验器材的空白。

本实用新型教练弹卡膛速度标定仪的技术方案：教练弹卡膛速度标定仪下端为可调水平的底座；底座上固定有与底座基面垂直的导向立柱，导向立柱上刻有高度显示标尺；导向立柱顶部装配有上横梁，上横梁上固定有电动装置和定扭矩驱动链轮；电动装置、定扭矩驱动链轮和牵引链条组成仪器的传动装置；牵引链条起始端与解脱装置固定联接，解脱装置通过解脱机构可与教练弹尾部联接并能够与教练弹可靠解脱，在传动装置驱动下教练弹可被提升至预定高度；导向立柱底部装配有下横梁，下横梁上固定有模拟火炮身管坡膛和模拟火炮身管；模拟火炮身管坡膛为对开式结构，由固定对开管套和活动对开管套通过联结螺钉联结而成，模拟火炮身管坡膛内锥面锥度与火炮身管坡膛内锥面的锥度相同；活动横梁装配于导向立柱之上，处于上、下横梁之间，在传动装置驱动下可沿导向立柱上下运动，活动横梁上装配有限位机构。

本实用新型教练弹卡膛速度标定仪的工作原理：根据自由落体计算公式 $v=\sqrt{2\mathrm{gh}},$ 在教练弹测速范围内选定最大自由落体高度H_max，按统计学原理，在0～H_max选定一系列离散数值h₁、h₂、…、h_n，传动装置通过与教练弹尾部相联的解脱装置将被检测教练弹提升至某预定高度h_i(i＝1、2、…、n)后，解脱装置可靠解脱，教练弹由预定高度h_i在重力作用下自由下落至模拟炮膛(模拟炮膛与教练弹配用炮种身管的坡膛结构相同，为分体结构，便于在教练弹撞击后解脱)，经极短时间在极小位移内停止，此时教练弹卡膛速度可认定为 $v_i=\sqrt{2g{h}_i},$ 同时确认教练弹测得的速度v′_i，计算Δ_i＝v_i-v′_i，Δ_i即为被检测教练弹卡膛速度v_i的修正量。

本实用新型教练弹卡膛速度标定仪的优点是：测速原理科学，模拟条件真实，利用自由落体运动高度与落速的物理学关系，通过赋予教练弹一定的落高，从而获得教练弹的准确落速，实现对教练弹卡膛速度的校准；功能可靠，解脱装置设计精巧，在提升过程中联接可靠，提升至预定高度后，在确定的位置可靠解脱；操作方便，标定仪的电动装置提高了教练弹提升的效率，节省了操作人员的体力，尤其是提升大口径火炮教练弹更为简便，模拟炮膛采用分体结构，便于快速解脱撞击后的教练弹；安全可靠，采用护栅，避免了弹丸撞击后的翻转和摔落，保证了作业安全。

附图说明

图1为教练弹卡膛速度标定仪总体示意图

图2为教练弹卡膛速度标定仪解脱装置示意图

图3和图4为教练弹卡膛速度标定仪模拟火炮身管坡膛示意图

图5为教练弹卡膛速度标定仪限位及电气保护机构示意图

具体实施方式

如图1所示，图中：1.电动装置 2.定扭矩驱动链轮 3.上横梁 4.牵引链条 5.活动横梁 6.行程开关座 7.限位机构 8.解脱装置 9.导向立柱10.防护栅 11.模拟火炮身管坡膛 12.下横梁 13.模拟火炮身管 14.底座 15.可调支脚 16.教练弹。

解脱装置8与牵引链条4联接，活动横梁5通过解脱装置8、牵引链条4、定扭矩驱动链轮2在电动装置1驱动下沿导向立柱9竖直向上运动至预定高度停止后锁定不动；解脱装置8、牵引链条4、定扭矩驱动链轮2由电动装置1驱动下降，将解脱装置8与置于模拟火炮身管坡膛11内的待校验的教练弹联接；教练弹与解脱装置8、牵引链条4、定扭矩驱动链轮2在电动装置1驱动下竖直向上运动；当解脱装置8与静止于预定高度固定于活动横梁5上的限位机构7接触后，限位机构7使解脱装置8与教练弹解脱，教练弹在预定高度h_i自由下落，竖直落入模拟火炮身管坡膛11及模拟火炮身管13内，教练弹“弹带”以速度 $v_i=\sqrt{2g{h}_i}$ 冲击模拟火炮身管坡膛11；为防止教练弹自由下落时出现偏差未落入模拟火炮身管而误伤操作人员，教练弹下降范围内全部由防护栅10防护；关闭电源开关，电动装置停止；记录下自由落高h_i和教练弹显示的冲击速度v′_i，计算被检测教练弹卡膛速度v_i的修正量Δ_i＝v_i-v′_i，完成一次全真模拟教练弹以 $v_i=\sqrt{2g{h}_i}$ 速度冲击火炮身管坡膛的实验。

如图2所示的解脱装置，图中：8-17.链条联接杆 8-18.可动套筒 8-19.芯轴 8-20.芯轴联节 8-21.联结顶丝 8-22.固定套筒 8-23.复位弹簧8-24.钢球。

芯轴8-19通过芯轴联节8-20和联结顶丝8-21固定联结于固定套筒8-22，固定套筒8-22内腔装配有可动套筒8-18，可动套筒8-18与固定套筒8-22、可动套筒8-18与芯轴8-19均有作相对直线运动的配合面，可动套筒8-18顶端与链条联接杆8-17固定联接，链条联接杆8-17与牵引链条固定联接，可动套筒8-18内腔装配有穿过芯轴8-19的复位弹簧8-23，可动套筒8-18底端与芯轴8-19底端之间装配有钢球8-24，芯轴8-19底部有使钢球8-24向其轴线收缩的收缩区。

解脱装置的解脱原理：当解脱装置8与静止于预定高度固定于活动横梁5上的限位机构7接触后，限位机构7使解脱装置8上的固定套筒8-22及通过螺纹与固定套筒8-22固定联结的芯轴联节8-20和芯轴8-19一同在很短时间很小位移内停止，电动装置1仍通过驱动链轮2驱动牵引链条4及与之固定的链条联接杆8-17和可动套筒8-18向上运动，可动套筒8-18同时压缩复位弹簧8-23并带动钢球8-24相对芯轴8-19向上运动，教练弹随钢球8-24和可动套筒8-18一同向上运动。当钢球8-24向上运动至芯轴8-19的收缩区时，钢球8-24在接触面压力的作用下，向芯轴8-19的轴线收缩，当全部钢球8-24外缘直径小于教练弹的联接卡口直径时，教练弹自由下落，完成解脱装置与教练弹的解脱。

解脱装置与教练弹的联接原理：将解脱装置的可动套筒8-18下端对正教练弹尾部卡口，夹持解脱装置8的固定套筒8-22并用力下压，可动套筒8-18相对固定套筒8-22向上运动，同时压缩复位弹簧8-23并带动钢球8-24相对芯轴8-19向上运动，当钢球8-24相对芯轴8-19向上运动至芯轴8-19的收缩区时，钢球8-24在接触面压力的作用下，向芯轴8-19的轴线收缩，当全部钢球8-24外缘直径小于教练弹的联接卡口直径时，解脱装置8的可动套筒8-18与钢球8-24一同进入教练弹尾部卡口；初始态处于预压的复位弹簧8-23复位，推动可动套筒8-18及钢球8-24沿芯轴8-19作相对教练弹向下运动；当钢球8-24进入教练弹尾部卡口内腔膨胀区后，可动套筒8-18、钢球8-24和教练弹卡口卡死，实现解脱装置8与教练弹16的可靠联接。

如图3、4所示的模拟火炮身管坡膛，图中：11-25.模拟火炮身管坡膛内锥面11-26.固定对开管套11-27.联结螺钉11-28.活动对开管套。

模拟火炮身管坡膛内锥面11-25的锥度与火炮身管坡膛内锥面的锥度相同，采用对开式结构，由联结螺钉11-27将固定对开管套11-26和活动对开管套11-28联结组成。

教练弹“弹带”与身管坡膛冲击后，由于身管坡膛的锥度很小，“弹带”与身管坡膛卡死，直接拉出极其困难，为模拟真实，操作方便，模拟火炮身管坡膛11首先制成对开的两部分，用螺钉联接成一个构件后严格按照火炮身管内锥面尺寸加工制造，实现对火炮身管的全真模拟；自由下落教练弹的“弹带”以速度 $v=\sqrt{2\mathrm{gh}}$ 冲击模拟火炮身管坡膛11静止后，旋出联结螺钉11-27，打开活动对开管套11-28，教练弹“弹带”与身管坡膛卡死状态解除，取出教练弹16后，将固定对开管套11-26与活动对开管套11-28合上后用联结螺钉11-27联结，准备进行下一次实验。

如图5所示，图中：7-29.弹簧座7-30.套筒7-31.限位弹簧7-32.限位套筒7-33.行程开关7-34.碰块螺栓。

行程开关座6和套筒7-30由螺栓固定于活动横梁5上，行程开关座6上装配有行程开关7-33，套筒7-30内装有限位弹簧7-31，限位套筒7-32固定在套筒7-30下部，限位套筒侧面安装碰块螺栓7-34。

当解脱装置8与静止于预定高度固定于活动横梁5上的限位机构7接触后，限位机构7使解脱装置8与教练弹16解脱，教练弹在预定高度h_i自由下落，若未及时关闭电源开关，电动装置1仍通过驱动链轮2驱动牵引链条4和解脱装置8向上运动，为防止操作不及时和误操作而损坏仪器，如图5所示，设计了限位及电气保护机构。解脱装置8解脱后，当限位套筒7-31带动碰块螺栓7-34向上运动时，碰块螺栓7-34与行程开关7-33接触并推动行程开关7-33关闭电源，确保仪器安全无损害。另外，限位机构7的限位弹簧7-30和解脱装置8的复位弹簧8-23使解脱装置8与活动横梁5的接触由刚性冲击转化为柔性冲击，提高了仪器的安全性和可靠性。

Claims (4)

1.一种教练弹卡膛速度标定仪，其特征为：教练弹卡膛速度标定仪下端为可调水平的底座(14)；底座(14)上固定有与底座(14)基面垂直的导向立柱(9)，导向立柱(9)刻有高度显示标尺；导向立柱(9)顶部装配有上横梁(3)，上横梁(3)上固定有电动装置(1)和定扭矩驱动链轮；电动装置(1)、定扭矩驱动链轮(2)和牵引链条(4)组成仪器的传动装置；牵引链条(4)起始端与解脱装置(8)固定联接，解脱装置(8)通过解脱机构可与教练弹(16)尾部联接并能够与教练弹(16)可靠解脱，在传动装置驱动下教练弹(16)可被提升至预定高度；导向立柱(9)底部装配有下横梁(12)，下横梁(12)上固定有模拟火炮身管坡膛和模拟火炮身管；模拟火炮身管坡膛为对开式结构，由固定对开管套和活动对开管套通过联结螺钉联结而成，模拟火炮身管坡膛内锥面锥度与火炮身管坡膛内锥面的锥度相同；活动横梁装配于导向立柱(9)之上，处于上横梁(3)和下横梁(12)之间，在传动装置驱动下可沿导向立柱(9)上下运动，活动横梁上装配有限位机构(7)。

2.如权力要求1所述的一种教练弹卡膛速度标定仪，其特征为：解脱装置(8)主要由链条联接杆(8-17)、可动套筒(8-18)、芯轴(8-19)、1芯轴联节(8-20)、固定套筒(8-22)、复位弹簧(8-23)和钢球(8-24)组成；芯轴(8-19)通过芯轴联节(8-20)和联结顶丝(8-21)固定联结于固定套筒(8-22)，固定套筒(8-22)内腔装配有可动套筒(8-18)，可动套筒(8-18)与固定套筒(8-22)、可动套筒(8-18)与芯轴(8-19)均有作相对直线运动的配合面，可动套筒(8-18)顶端与链条联接杆(8-17)固定联接，链条联接杆(8-17)与牵引链条固定联接，可动套筒(8-18)内腔装配有穿过芯轴(8-19)的复位弹簧(8-23)，可动套筒(8-18)底端与芯轴(8-19)底端之间装配有钢球(8-24)，芯轴(8-19)底部有使钢球(8-24)向其轴线收缩的收缩区。

3.如权力要求1所述的一种教练弹卡膛速度标定仪，其特征为：所述的模拟火炮身管坡膛(11)采用对开式结构，由联结螺钉(11-27)将固定对开管套(11-26)和活动对开管套(11-28)联结，模拟火炮身管坡膛(11)内锥面与火炮身管坡膛(11)内锥面相同。

4.如权力要求1所述的一种教练弹卡膛速度标定仪，其特征为：所述的限位及电气保护机构的行程开关座(6)和套筒(7-30)由螺栓固定于活动横梁(5)上，行程开关座(6)上装配有行程开关(7-33)，套筒(7-30)内装有限位弹簧(7-31)，限位套筒(7-32)固定在套筒(7-30)下部，限位套筒侧面安装碰块螺栓(7-34)。

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