CN203163599U - 一种火炮射击时跳动参数测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火炮射击时跳动参数测量装置，其主要特点是，传感器安装架采用变形系数小的T型不锈钢，保证三个CCD激光位移传感器之间的安装位置不随外界环境条件发生变化；采用高精度线位移CCD激光位移传感器，三个CCD激光位移传感器安装于同一水平面，光束同向、同平面且平行，三个CCD激光位移传感器之间的安装距离用高精度激光测距仪测量；CCD激光位移传感器适调器为CCD激光位移传感器提供电源和输出代表火炮射击时跳动位移的电信号；数据采集处理系统采集CCD激光位移传感器适调器传输的电信号、根据预先测量的三个CCD激光位移传感器之间的安装距离和火炮射击时跳动参数测量公式，计算出火炮射击时跳动参数。

Description

一种火炮射击时跳动参数测量装置

技术领域

本发明属于火炮测试技术领域，更具体地说涉及一种火炮射击时跳动参数测量装置。

背景技术

火炮射击时火炮必然会产生多种跳动，例如火炮身管相对大地或车体的跳动角和跳动位移，车体底盘或大架相对大地的跳动角和跳动位移，这个跳动角和跳动位移一般被称为跳动参数。火炮跳动参数是火炮武器系统一个重要参数，它不仅会影响火炮射击稳定性，而且影响火炮的结构动态响应特性和系统射击精度。火炮射击时跳动参数的测量，不但可以指导火炮结构设计，而且对火炮刚度、强度和射击精度的设计分析，提供了必要的原始数据。现有技术中，火炮射击时身管跳动参数测量的方法是：通过测量火炮身管某点相对大地的位移量，在测量该点到火炮身管回转轴也就是耳轴的距离，然后，间接换算出火炮射击时跳动参数。这种测量火炮射击时身管跳动参数方法的不足是：测量装置与火炮的联接不方便，测量火炮身管某点到火炮耳轴的距离比较困难，火炮射击时，火炮会产生瞬态高压冲击，环境较为恶劣，测量误差大。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是，通过采用本实用新型发明，改善火炮射击时跳动参数的测量精度和测量装置使用的方便性能；在获得火炮射击时跳动参数曲线的情况下，根据个阶段需求实现对火炮射击时跳动参数的进一步分析，能够直接获取火炮射击时跳动参数。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的火炮射击时跳动参数测量装置，采用非触接式动态线位移测量结构获取原始测量数据，经过计算得到最终结果，这样，就避免了现有技术中，现场布置传感器测量系统所带来的测量误差和安装繁琐不方便等问题；火炮射击时跳动参数测量装置包括传感器安装架、三个CCD激光位移传感器、传感器适调器、数据采集处理系统；传感器安装架采用变形系数小的T型不锈钢，保证三个CCD激光位移传感器之间的安装位置不随外界环境条件发生变化，T型不锈钢外形尺寸以所要测量位置便于安装为准；三个CCD激光位移传感器采用现有的高精度线位移CCD激光位移传感器，三个CCD激光位移传感器安装在传感器安装架同水平面，并且同向安装，光束同平面且平行，三个CCD激光位移传感器之间的安装距离用高精度激光测距仪测量，CCD激光位移传感器将火炮射击时跳动位移转换成与其成正比例的模拟信号；CCD激光位移传感器适调器是CCD激光位移传感器的二次仪表，为CCD激光位移传感器提供电源和输出代表火炮射击时跳动位移的电信号；数据采集处理系统采集CCD激光位移传感器适调器传输的代表火炮射击时跳动位移的电信号、根据预先测量的三个CCD激光位移传感器之间的安装距离和火炮射击时跳动参数测量公式，计算出火炮射击时跳动参数。

本实用新型的有益效果体现在以下几个方面。

1)本火炮射击时跳动参数测量采用一体化传感器安装结构，实现了其与火炮非接触式测量，与现有火炮射击时跳动参数测量装置相比，简化了安装结构；

2)本实用新型与现有火炮射击时跳动参数测量装置相比，实现了火炮射击时跳动多参数的动态测量，避免现有技术间接换算测量的误差，提高了测量精度和测量装置使用的方便性。

附图说明

图1是本实用新型火炮射击时跳动参数测量装置的组成示意图；

图2是本实用新型测量原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本实用新型的最佳实施方案。

图1、图2是本实用新型火炮射击时跳动参数测量装置用于测量火炮身管2跳动角的示意图，本实用新型优选实施例的火炮1射击时测量火炮身管2跳动角测量装置包括传感器安装架3、三个CCD激光位移传感器4、传感器适调器5、数据采集处理系统6。传感器安装架3采用变形系数小的T型不锈钢，保证三个CCD激光位移传感器4之间的安装位置不随外界环境条件发生变化，T型不锈钢外形尺寸根据所要测量点的位置空间，以安装方便为准；三个CCD激光位移传感器4采用现有的高精度线位移CCD激光位移传感器，如：KEYENCE公司LK-G系列CCD激光位移传感器，最高精度为0.01mm，三个CCD激光位移传感器4之间的安装距离为0.4m～1m，三个CCD激光位移传感器4安装在传感器安装架3同一水平面，并且同向安装，光束在同一平面上并且相互平行，三个CCD激光位移传感器4之间的安装距离用高精度激光测距仪测量，CCD激光位移传感器4将火炮1射击时身管2跳动位移转换成与其成正比例的模拟信号；CCD激光位移传感器适调器5是CCD激光位移传感器4的二次仪表，为CCD激光位移传感器4提供电源和输出代表火炮1射击时身管2跳动位移的电信号；数据采集处理系统6采集CCD激光位移传感器适调器5传输的代表火炮1射击时身管2跳动位移的电信号、根据预先测量的三个CCD激光位移传感器4之间的安装距离和火炮1射击时身管2跳动参数测量公式，计算出火炮1射击时身管2跳动参数。

计算火炮身管跳动角的公式如下：

${\mathrm{\α}}_1=\mathrm{arctg}\frac{S_2-S_1}{L_1}$

${\mathrm{\α}}_2=\mathrm{arctg}\frac{S_3-S_1}{L_1+L_2}$

${\mathrm{\α}}_3=\mathrm{arctg}\frac{S_3-S_2}{L_2}$

$\mathrm{\α}=\frac{1}{3}\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_i$

i＝1，2，3

S₁、S₂、S₃分别是三个CCD激光位移传感器所测量到火炮身管的距离；

L₁、L₂分别是三个CCD激光位移传感器之间的距离。

根据上述公式可以计算出：火炮身管2与传感器安装架3的初始夹角α₀，火炮身管2与传感器安装架3的最大正向夹角α_max，则火炮身管2的正向跳动角α′：

α′＝α_max-α₀

其它角度的计算同理如上。

本优选实施例的作用过程如下：火炮1射击前，将传感器安装架3固定安装在火炮身管2的铅垂面的正下方，通过三个CCD激光位移传感器4所测量的数据解算出火炮身管2与传感器安装架3的初始夹角；当火炮1射击时，火炮射击时跳动参数测量装置根据三个CCD激光位移传感器4所测量的数据曲线，通过其后端的数据采集处理系统6能够解算出火炮身管2与传感器安装架3的任何时刻的夹角，通过火炮身管2与传感器安装架3的初始夹角和任何时刻的夹角的简单数学运算，得到火炮身管2跳动参数，也就是最大正向跳动角、最大负向跳动角和火炮1射击时跳动角。

Claims (1)

1.一种火炮射击时跳动参数测量装置，它包括传感器安装架、三个CCD激光位移传感器、CCD激光位移传感器适调器、数据采集处理系统，其特征在于，传感器安装架采用变形系数小的T型不锈钢，保证三个CCD激光位移传感器之间的安装位置不随外界环境条件发生变化；三个CCD激光位移传感器采用高精度线位移CCD激光位移传感器，三个CCD激光位移传感器安装在传感器安装架同水平面，并且同方向、光束同平面并且平行。 

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