CN210466815U - 一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置涉及的是一种用于便携式防空导弹的训练装置。本实用新型一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置包括投影系统、总控台、激光照射机、托弹支架和模拟训练弹；投影系统由前方的屏幕和后方的投影机组成，在屏幕的后方还依次设置有激光照射机和托弹支架，在托弹支架上放置有模拟训练弹。在托弹支架和模拟训练弹的四周还摆放有多个音箱，其中靠近屏幕的为主音箱，位于托弹支架后方的环绕音箱，用于在使用时，播放逼真的现场音效和具有震撼感的发射声响，给训练者以逼真的训练体验。所述的投影机数量为两台，两台投影机分别投射不同的画面，并拼接成一个宽屏的动态画面。

Description

一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置

技术领域

本实用新型一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置涉及的是一种用于便携式防空导弹的训练装置。

背景技术

便携式地空导弹在射击时，需要瞄准并捕捉到真实目标的信息，才能进行跟踪、截获、解锁和发射操作，否则导弹无法进行连续的全过程操作。

由于导弹实弹非常昂贵，其中导弹中的引导头占用总成本的比重较大；不可能用实弹进行重复的射击操作训练。如果用导弹对目标进行空瞄并不启动导弹训练，则重要的瞄准跟踪截获等操作无法进行。在便携式地空导弹训练中，很难按实弹射击的过程和要求进行实施，因此训练逼真度较差，无法达到有效的训练效果。

为了达到便携式地空导弹的全过程操作训练，出现了一些模拟导弹训练系统，有的应用实弹导引头，对悬挂移动的小灯泡红外源或空中飞行目标瞄准进行模拟训练，但悬挂移动的白炽灯泡使用不方便，且场景不逼真；对真飞行目标进行瞄准，条件限制非常多，难以开展高频度训练。同时，这些系统造价都非常高，且导引头的有效寿命为数十个小时，都不宜进行日常的大量重复的训练。有些系统的仿真度低，和实弹射击环境差异较大，对训练射手都存在较大的缺陷。

如何在便携式地空导弹的训练中，能简单有效解决环境逼真、导弹操作全过程逼真模拟，是部队急需的训练系统；所以有必要提供一种新的训练设备来满足实际的训练需求。

实用新型内容

本实用新型有鉴于此，提供了一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其能够在室内条件下，射手使用仿真的模拟训练弹，对屏幕上的进行飞行目标搜索、瞄准、截获、解锁和发射等操作，并由电脑进行射击结果评估。该装置构成简单、易于携带，适合在营区便捷开展训练，让射手快速适应各种地形地貌的环境下开展导弹射击操作训练。有利于快速提升实弹射击能力和发射技术水平。

本实用新型在室内使用屏幕投影虚拟场景显示训练环境，用模拟训练弹对屏幕上显示的飞行目标来进行瞄准、跟踪、发射训练。

本实用新型一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置采取以下技术方案实现：

本实用新型一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置包括投影系统、总控台、激光照射机、托弹支架和模拟训练弹；投影系统由前方的屏幕和后方的投影机组成，在屏幕的后方还依次设置有激光照射机和托弹支架，在托弹支架上放置有模拟训练弹。

在托弹支架和模拟训练弹的四周还摆放有多个音箱，其中靠近屏幕的为主音箱，位于托弹支架后方的环绕音箱，用于在使用时，播放逼真的现场音效和具有震撼感的发射声响，给训练者以逼真的训练体验。

所述的托弹支架数量不限于1个；优选为3个，能够对应放置3枚模拟训练弹。

所述的投影机数量为两台，两台投影机分别投射不同的画面，并拼接成一个宽屏的动态画面。

所述的模拟训练弹具有圆柱状的发射筒，在发射筒前段的上部设置有机械瞄准具，前段的下部设置有肩托机构，用于方便操作者扛托在肩膀上，在肩托机构的前方设置有模拟电池；紧贴电池模拟仓后方，位于肩托机构的下方设置有发射机构，发射机构上有扳机，扣动扳机能够接通电源，给出发射信号。

在模拟训练弹的发射筒内设置有弹筒电路板，弹筒电路板上设置有处理器，处理器分别与蜂鸣器、电缆插座、扳机、启动开关、发光管和图像传感器进行电连接，处理器还与喇叭电路板进行电连接，喇叭电路板与喇叭进行电连接；其中电缆插座位于发射筒内壁的尾端，用于连接工作台；蜂鸣器位于肩托机构上，用以模拟截获目标时发出提示音；喇叭位于发射筒内壁的前方，用于模拟实弹里红外引导头的陀螺仪工作时转动的声音；在发射筒内壁的最前端还依次设置有图像传感器和发光管；在电池模拟仓的侧面还设置有启动开关，启动开关的下方设置有外露的启动旋钮，转动启动旋钮即可接通启动开关。

所述的激光照射机具有底座，在底座上设置有能够水平旋转的工作台，工作台上设置有支撑座，支撑座上设置有能够上下摆动的激光发射器；在工作台的下方能够设置有水平驱动电机，用于驱动工作台在水平方向进行旋转，在支撑座或激光发射器的转轴处设置有竖向驱动电机，用于驱动激光发射器上下摆动，激光照射机能够根据目标的运动方向，来进行上下左右方向的运动，从而能够更好的模拟目标。

所述的图像传感器为CCD摄像头，可以拍摄屏幕中移动的激光点图像。

所述的总控台具有计算机，计算机上设置有接口控制箱，接口控制箱上设置有多个接口，用于分别连接对应的模拟训练弹，接口控制箱还通过数据线连接有控制面板；计算机还通过对应的数据线与音响功放、显示分配器相连接，音响功放通过线缆分别连接有音箱，显示分配器通过数据线连接显示器和投影机，其中显示器显示对应投影机投影的画面。

所述的激光照射机为发射红外波段激光的激光照射机。

利用本实用新型一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置进行训练的方法如下：

接通电源，总控台的计算机生成虚拟的三维背景和飞行目标图像，同时向激光照射机提供目标坐标。投影机将图像投射到屏幕上，并且激光照射机按照目标的坐标向屏幕发射红外激光点，该激光点和飞行目标重合。参训的射手操作模拟训练弹向屏幕中目标进行瞄准射击操作，其瞄准的准确度数据是通过模拟训练弹中的CCD对屏幕上的激光点进行识别处理来获得。

射手根据操作要领和规定动作，打开模拟训练弹的相关设备，向目标瞄准，跟踪目标，当模拟训练弹的CCD摄像头采集到目标激光点的红外图像，弹筒电路板上的处理器就能输出目标的坐标。当模拟训练弹轴线与目标之夹角小于导弹自身的瞄准偏差值时，即为射手瞄准并截获到目标，模拟训练弹就给出声、光信号。射手可根据目标的状况和声光信号，进行导弹的解锁和发射操作。屏幕上模拟显示导弹的飞行情况和命中效果。射手的整个瞄准、跟踪和发射过程均由计算机全部记录，在事后可进行重现回放、打分和评判等。

本实用新型使用屏幕投影系统进行实景场景显示，计算机三维软件工具生成的三维逼真场景和三维各类飞行目标（战斗机、轰炸机、武装直升机、巡航导弹等），射手可对这些形象生动的目标直接进行瞄准射击，再配以真实的战场环境音响系统，提供一个逼真的训练场景和声响环境，置射手于逼真的训练环境之中。

本实用新型的有益效果是：本装置组成简单、成本低，使用方便，并能适应各种教室、会议厅等场地，解决在营区训练的需求问题。屏幕场景形象生动，导弹发射训练过程逼真模拟，高效解决了训练全要素、全过程的问题，提高了部队的训练水平。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置的结构示意图；

图2为两个投影机拼接成宽幅屏幕示意图；

图3为激光照射机内部的结构示意图；

图4为模拟训练弹的外部结构示意图；

图5为模拟训练弹的内部结构示意图

图6为总控台内部组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图1～图6对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置包括投影系统、总控台1、激光照射机2、托弹支架3和模拟训练弹4；投影系统由前方的屏幕5和后方的投影机6组成，在屏幕5的后方还依次设置有激光照射机2和托弹支架3，在托弹支架3上放置有模拟训练弹4。

在托弹支架3和模拟训练弹4的四周还摆放有多个音箱7，其中靠近屏幕的为主音箱，位于托弹支架3后方的环绕音箱，用于在使用时，播放逼真的现场音效和具有震撼感的发射声响，给训练者以逼真的训练体验。

所述的托弹支架3数量不限于1个；优选为3个，能够对应放置3枚模拟训练弹4。

所述的投影机6数量为两台，两台投影机6分别投射不同的画面，并拼接成一个宽屏的动态画面。

所述的模拟训练弹4按真实导弹外形样式制作，具有圆柱状的发射筒4-13，在发射筒4-13前段的上部设置有机械瞄准具4-2，前段的下部设置有肩托机构4-17，用于方便操作者扛托在肩膀上，在肩托机构4-17的前方设置有模拟电池；紧贴模拟电池4-4后方，位于肩托机构4-17的下方设置有发射机构4-3，发射机构4-3上有扳机4-5，扣动扳机4-5能够接通电源，给出发射信号。

在模拟训练弹4的发射筒4-13内设置有弹筒电路板4-6，弹筒电路板4-6上设置有处理器，处理器分别与蜂鸣器4-7、电缆插座4-8、扳机4-5、启动开关4-16、发光管4-10和图像传感器4-11进行电连接，处理器还与喇叭电路板4-12进行电连接，喇叭电路板4-12与喇叭4-14进行电连接；其中电缆插座4-8位于发射筒4-13内壁的尾端，用于连接工作台1；蜂鸣器4-7位于肩托机构4-17上，用以模拟截获目标时发出提示音；喇叭4-14位于发射筒4-13内壁的前方，用于模拟实弹里红外引导头的陀螺仪工作时转动的声音；在发射筒4-13内壁的最前端还依次设置有图像传感器4-11和发光管4-10；在模拟电池4-4的侧面还设置有启动开关4-15，启动开关4-15的下方设置有外露的启动旋钮4-16，转动启动旋钮4-16即可接通启动开关4-15。

所述的激光照射机2具有底座2-1，在底座2-1上设置有能够水平旋转的工作台2-2，工作台2-2上设置有支撑座2-3，支撑座2-3上设置有能够上下摆动的激光发射器2-4；在工作台2-2的下方能够设置有水平驱动电机，用于驱动工作台2-2在水平方向进行旋转，在支撑座2-3或激光发射器2-4的转轴处设置有竖向驱动电机，用于驱动激光发射器2-4上下摆动，激光照射机2能够根据目标的运动方向，来进行上下左右方向的运动，从而能够更好的跟随目标，始终将激光点与飞行目标重合，给模拟训练弹中的图像传感器4-11提供拍摄的激光点。

所述的图像传感器4-11为CCD摄像头，可以拍摄屏幕中移动的激光点图像。

所述的总控台1具有计算机1-1，计算机1-1上设置有接口控制箱1-2，接口控制箱1-2上设置有多个接口，用于分别连接对应的模拟训练弹4，接口控制箱1-2还通过数据线连接有控制面板1-3；计算机1-1还通过对应的数据线与音响功放1-4、显示分配器1-5相连接，音响功放1-4通过线缆分别连接有音箱7，显示分配器1-5通过数据线连接显示器1-6和投影机6，其中显示器1-6显示对应投影机6投影的画面。

所述的激光照射机2为发射红外波段激光的激光照射机。

本实用新型是一种在室内条件下，利用计算机虚拟场景和屏幕投影进行瞄准、跟踪、发射训练的装置，应用于便携式地空导弹的射击操作训练。

模拟训练弹4上的CCD摄像头也可对屏幕中的飞行目标图像进行识别处理，来判断模拟训练弹4是否对准目标，但是实际上因为屏幕图像被CCD摄像头采集后，信噪比非常差，很难进行目标的识别。因此，本装置中设计了激光照射机2，同步向屏幕目标照射激光点，给模拟训练弹4上的CCD摄像头进行可靠的识别处理。该激光点采用红外波段，用人眼在屏幕上看不到激光点，对射手训练时没有任何干扰，但可以可靠地被CCD摄像头捕捉到。

如图1所示，本实用新型由总控台1、模拟训练弹4、屏幕5、投影机6、激光照射机2、弹筒支架3、主音箱和环绕音箱组成。在室内训练中，可同时进行一个到三个导弹的射击训练，模拟训练弹4通常放置在弹筒支架3上。模拟战场的音效通过主音箱和环绕音箱播放，营造逼真的战场气氛。两个投影机6和激光照射机2吊装在训练室的天花板上。

如图2所示，本实用新型两台投影机6向屏幕进行投影，双画面拼接而成宽屏幕，给训练射手展示一个宽广的视野场景，有利于飞行目标在屏幕5上横向长距离的飞行显示。

如图1所示，当屏幕中出现了飞行目标，如一架飞机向左移动，此时，激光照射机将向目标中央打上一个激光点，激光照射机2中的激光发射器2-4能做水平和垂直两个方向的伺服转动，能根据总控台数据指令，不断跟踪目标位置，将激光点始终和飞行目标重合。

如图1所示，人员扛着模拟训练弹4对飞行目标进行瞄准，实际是模拟训练弹4中的CCD摄像头对激光点的跟踪识别，模拟训练弹4对目标的瞄准偏差量，是通过CCD摄像头中激光点偏离中心偏差量来间接检测出来的。

如图3所示，激光照射机2内的激光发射器2-4可以进行水平和垂直方向的伺服转动，根据屏幕5中目标的位置，实时调整激光的指向，始终保持激光点打在目标中心，和目标一致重合。激光照射机2为一个盒体，底座2-1固定在盒体底部，水平旋转的工作台2-2可以进行水平方向的转动H，垂直支撑座2-3固定在水平旋转的工作台2-2上，激光发射器2-4可以围绕垂直支撑座2-3的转轴进行高低旋转V。激光束由激光出射窗口射出，其两维偏转的角度范围S将大于屏幕的区域所需的角度。

如图4、图5所示，模拟训练弹4的外形和HN6便携式地空导弹一致，尺寸和重量也相同，对训练射手来说和操作实弹的感觉相同，也即能起到最佳的训练效果。

如图5所示，则为模拟训练弹4内部构成，分别安装了CCD摄像头、发光管4-10、模拟陀螺声喇叭4-14、模拟截获声蜂鸣器4-7、电缆插座4-8、启动开关4-15、启动旋钮4-16、喇叭电路板4-12和弹筒电路板4-6。

当旋转启动旋钮4-16后，启动旋钮4-16向里推压导弹的启动开关4-15，弹筒电路板4-6即开始工作，陀螺声喇叭4-14开始发出模拟实弹陀螺的吱吱声响，表示导弹开始工作。当导弹瞄准目标，弹筒电路板4-6能驱动发光管4-10发亮，并且蜂鸣器4-7发出滴滴的截获声响，表示导弹已经截获了目标，可以开始下一步操作。如果导弹没有对准目标，则无上述声光信号。

当声光信号稳定后，即可按下发射机构4-3的开关4-5，进行解锁和发射导弹。发射机构4-3的开关4-5有两个深度位置，分别对应发射的两个档位，第一位置为导弹的解锁状态，按钮按到第二位置时，导弹即发射。

上述的导弹声光信号产生以及与目标瞄准的关系和实弹射击时现象完全相同，因此通过操作模拟训练弹4即可达到实弹操作的训练效果。

开始训练后，根据设置的飞行参数，飞行目标将在预定的航路上飞行，屏幕中可以看到此航路的飞行目标图像，提供给训练射手进行观察和瞄准发射操作。

如图6所示，为总控台1中的各个部件的连接图：以计算机1-1为核心，输出虚拟场景的投影显示，对硬件接口进行控制和数据交换，并通过音频接口输出音效。

头像画面通过显示分配器进行分配后，总控台1的显示器1-6和屏幕5上可以看到相同的图像内容。接口控制箱分别联结台面的控制面板1-3、激光照射机2和图像处理及控制模块。图像处理及控制模块再和模拟训练弹4向联结，交换模拟训练弹4瞄准数据和弹筒操作数据，以及声光信号等输出控制信号。音频接口向音响功放1-4输出环绕立体声信号，经放大后送到相应的音箱7，播放逼真的现场音效和具有震撼感的发射声响，给训练者以逼真的训练体验。

在电脑软件运行中，首先加载训练场的3D空间，训练前要对目标参数进行设置：选择飞行目标类型、航路、高度、速度等。即选择直升机、运输机或是战斗机等，设定从哪个方向飞来以及高度、速度等。当训练开始后，即能确定任何时刻的目标空间位置。此空间目标和现地实景进行组合。

在模拟训练弹4瞄准虚拟目标，持续保持稳定获得声光信号，即可按下发射扳机4-5第一档深度，其开关可输出一个导弹解锁的信号，在引入前置量后，继续扣压发射机扳机按钮至第二档深度，其开关可输出一个导弹发射信号，模拟导弹的顺利发射出筒，完成导弹的发射训练操作。

模拟训练弹4完成发射后，电脑软件中的射击成绩评定模块要根据射手全过程数据的记录，按各步操作的标准进行评定分项分值，汇总后得到最终得分值。通常用最终总分进行个人的射击成绩评估。电脑软件也可对各单项过程评分，并进行综合得分的评定，最终对射手的射击训练效果给以评估。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

本实用新型具有较强的兼容性，可配训练弹种齐全，包含了目前我军装备的便携式地空导弹的现有种类，能进行红缨六号、红缨五号和前卫一号导弹的训练。

本实用新型可以进行多人训练，也可进行单人或双人训练。

Claims (9)

1.一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：包括投影系统、总控台、激光照射机、托弹支架和模拟训练弹；投影系统由前方的屏幕和后方的投影机组成，在屏幕的后方还依次设置有激光照射机和托弹支架，在托弹支架上放置有模拟训练弹；

在托弹支架和模拟训练弹的四周还摆放有多个音箱，其中靠近屏幕的为主音箱，位于托弹支架后方的环绕音箱。

2.根据权利要求1所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：所述的托弹支架数量不限于1个。

3.根据权利要求1所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：所述的投影机数量为两台。

4.根据权利要求1所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：所述的模拟训练弹按真实导弹外形样式制作，具有圆柱状的发射筒，在发射筒前段的上部设置有机械瞄准具，前段的下部设置有肩托机构，在肩托机构的前方设置有模拟电池；紧贴模拟电池后方，位于肩托机构的下方设置有发射机构，发射机构上有扳机，扣动扳机能够接通电源，给出发射信号。

5.根据权利要求1所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：在模拟训练弹的发射筒内设置有弹筒电路板，弹筒电路板上设置有处理器，处理器分别与蜂鸣器、电缆插座、扳机、启动开关、发光管和图像传感器进行电连接；处理器与喇叭电路板进行电连接，喇叭电路板与喇叭进行电连接；其中电缆插座位于发射筒内壁的尾端，用于连接工作台；蜂鸣器位于肩托机构上；喇叭位于发射筒内壁的前方；在发射筒内壁的最前端还依次设置有图像传感器和发光管；在电池模拟仓的侧面还设置有启动开关，启动开关的下方设置有外露的启动旋钮，转动启动旋钮即可接通启动开关。

6.根据权利要求1所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：所述的激光照射机具有底座，在底座上设置有能够水平旋转的工作台，工作台上设置有支撑座，支撑座上设置有能够上下摆动的激光发射器；在工作台的下方能够设置有水平驱动电机，在支撑座或激光发射器的转轴处设置有竖向驱动电机，激光照射机能够根据目标的运动方向，来进行上下左右方向的运动。

7.根据权利要求5所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：所述的图像传感器为CCD摄像头。

8.根据权利要求1所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：所述的总控台具有计算机，计算机上设置有接口控制箱，接口控制箱上设置有多个接口，分别连接对应的模拟训练弹，接口控制箱还通过数据线连接有控制面板；计算机还通过对应的数据线与音响功放、显示分配器相连接，音响功放通过线缆分别连接有音箱，显示分配器通过数据线连接显示器和投影机，其中显示器显示对应投影机投影的画面。

9.根据权利要求1所述的一种大屏幕投影式便携式地空导弹训练装置，其特征在于：所述的激光照射机为发射红外波段激光的激光照射机。

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