CN216592971U - 一种射击训练子弹计数装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射击训练子弹计数装置及系统，包括弹匣盒、无线发射模块、主控模块、用于检测弹匣盒内剩余子弹数量的子弹数量检测模块以及设于弹匣盒抛弹口处用于检测子弹发射量的抛弹检测模块，所述子弹数量检测模块以及抛弹检测模块分别与主控模块通信连接，主控模块和无线发射模块连接。通过光电检测传感器检测弹匣剩余子弹的数量，抛弹口的抛单检测模块检测已击发数目，并通过无线方式发送给后台控制端，后台控制端通过对射手的弹药数据进行校验，通过显示模块显示每个弹匣内的余弹情况，并对异常情况及时发出声光报警提醒管理员进行排查，在一定程度上提高实弹射击的安全性。

Description

一种射击训练子弹计数装置及系统

技术领域

本实用新型涉及枪械安全管理技术领域，具体涉及一种射击训练子弹计数装置及系统。

背景技术

目前在部队射击训练中，训练难度高，强度大，安全隐患层出不穷，对于射击人员来讲，在射击时，精力都集中在瞄准目标与何时扣动扳机上，而无法分心注意余弹的问题，对于手中武器还有多少余弹量并不清楚，发生射击训练时子弹数目失管失控现象，例如可能导致错过换弹匣的时机，或者由于弹匣中还留存有子弹，导致安全事故的发生。

目前国际上的枪支类型众多，弹匣种类各异，对于上述如何使得射手在射击时能快速知晓剩余弹量的问题，国外方面如奥地利格洛克公司在手枪上取得突破性进展，该手枪套筒的优越之处在于其解决了实战中三难题，为射手克服了三大难关。首先，手枪后方装备迷你显示屏，能显示弹匣内余弹量等情况，其次，显示屏的设置有显示枪膛内是否有子弹的图标，避免射手重复拉动枪机出弹卡壳等情况，第三，由于手枪结构上存在容易误褪弹匣的情况，该手枪的另一个功能就是检测弹匣的装载情况，若弹匣未装载到位，显示器显示红色图标提醒射手。

而国内对于这方面的研究并未有太大的突破，并只是简单引进格洛克手枪加以应用。另一方面，在步枪方面，目前对弹匣的设计仍然比较简单，在自助检测并显示子弹数目这一领域没有深入研究，在95式自动步枪弹匣的改进上曾出现过透明弹匣并引起轰动，但经过实践检验发现仍存在较大弊端并未进行推广使用。因此，如何能在实弹射击训练中，保证训练的安全性和对枪弹的有效管理需要进一步进行研究。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是如何实现对枪支器械的弹量进行计数管理，目的在于提供一种射击训练子弹计数装置及系统，通过检测弹匣内剩余子弹数量和子弹发射量，可判断射击训练时领取的子弹是否全数击发，进而实现射击场上对枪弹的精确管控。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一方面,本实用新型提供一种射击训练子弹计数装置，包括弹匣盒、无线发射模块、主控模块、用于检测弹匣盒内剩余子弹数量的子弹数量检测模块以及设于弹匣盒抛弹口处用于检测子弹发射量的抛弹检测模块，所述子弹数量检测模块以及抛弹检测模块分别与主控模块通信连接，主控模块和无线发射模块连接。

在射击实弹训练中，射击人员无法实时感知弹匣内剩余弹量，管理人员也无法统一管理，本实用新型中通过分别检测弹匣盒内剩余子弹数量和实际的子弹发射量来判断弹匣内子弹的情况，从而实现对弹匣内子弹数量的监测管理。

进一步地，所述子弹数量检测模块包括若干个光电传感器，若干个光电传感器分别设置在弹匣一侧与弹匣内每一个子弹的位置对应，并且在弹匣内的托弹钣下设置有一光电传感器。

进一步地，所述抛弹检测模块包括金属检测模块和调谐电路，调谐电路用于检测抛弹口是否有金属，金属检测模块根据调谐电路的检测结果输出高低电平。

进一步地，还包括电源模块，所述电源模块包括供电电源和降压稳压器，所述供电电源分别与主控模块、子弹数量检测模块和抛弹检测模块连接，无线发射模块通过降压稳压器与供电电源连接。

进一步地，还包括用于启动或复位主控模块的按键模块，所述按键模块的输出端与主控模块的输入端连接。

另一方面,本实用新型提供一种射击训练子弹计数系统，包括多个第一方面所述的子弹计数装置，还包括后台控制模块和无线接收模块，所述后台控制模块包括控制模块、用于设定领取子弹总数量的键盘模块、报警模块和显示模块，键盘模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与报警模块、显示模块的输入端连接；所述控制模块通过无线接收模块与每个子弹计数装置的无线发射模块通信连接。

对于射击管理员来说，为了同时管理多个射击训练人员弹匣内剩余弹量，并且在弹匣内空置或有剩余弹量时进行预警，实现对弹匣内弹量的精确管理。

进一步地，报警模块包括用于显示弹匣盒射击状态的指示灯电路和蜂鸣器报警电路，指示灯电路和蜂鸣器报警电路分别与控制模块连接。

进一步地，无线接收模块和无线发射模块均采用2.4G NRF24L01无线收发芯片。

进一步地，还包括供电模块，包括电源和降压稳压器，所述电源分别与控制模块、键盘模块、报警模块和显示模块连接，无线接收模块通过降压稳压器与电源连接。

进一步地，降压稳压器均采用LM1117 3.3伏三段稳压器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型提供的一种射击训练子弹计数装置及系统，对于每个弹匣，通过光电检测传感器检测弹匣剩余子弹的数量。射击过程中，弹匣光电传感器检测弹匣内子弹数目，抛弹口的抛单检测模块检测已击发数目，并通过无线方式发送给后台控制端，完成射击后，后台控制端通过对射手的弹药数据进行校验，通过显示模块显示每个弹匣内的余弹情况，并对异常情况，及时发出声光报警提醒管理员进行排查，让射击管理员轻松掌控整个射击场，在一定程度上提高实弹射击的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1中子弹计数装置的内部电路功能框图；

图2为本实用新型实施例1中弹匣内子弹与传感器安装结构示意图；

图3为本实用新型子弹数量检测模块的光电传感器的电路连接示意图；

图4为本实用新型抛弹检测模块的电路连接示意图；

图5为本实用新型电源模块和供电模块的电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例2的系统整体功能框图。

图7为本实用新型中单片机STC89C52最小系统的电路连接结构示意图；

图8为本实用新型无线接收模块和无线发射模块的电路结构示意图；

图9为本实用新型显示模块的电路结构示意图；

图10为本实用新型报警模块的电路结构示意图；

图11为本实用新型键盘模块的电路结构连接示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-弹匣盒，2-光电传感器，3-抛弹检测模块，4-子弹。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、材料或方法。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例1提供一种射击训练子弹4计数装置，包括弹匣盒1、安装于弹匣盒1内的无线发射模块、主控模块、用于检测弹匣盒1内剩余子弹4数量的子弹数量检测模块以及设于弹匣盒1抛弹口处用于检测子弹4发射量的抛弹检测模块3，所述子弹数量检测模块以及抛弹检测模块3分别与主控模块通信连接，主控模块和无线发射模块连接。具体地，还包括用于启动或复位主控模块的按键模块和用于为整个装置提供电能的电源模块，所述按键模块的输出端与主控模块的输入端连接。

具体地，主控模块采用STC89C52单片机，采用单片机作为主控器件相比FPGA来说，单片机的集成度高、占用体积小、可靠性强、单片机的程序指令、表格和常数等固化在ROM中不容易遭到破坏；而且单片机工作电压低，耗能小，达到环保节能的好处，不仅如此，单片机还具有易扩展和优异的性价比等优点。目前普遍使用的是51单片机。无线发射模块采用NRF24L01芯片，用于将弹匣内剩余子弹数量以及子弹发射量等信息发送给后台控制模块；其工作频率在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。相比于使用较低成本的近距离无线连接的蓝牙通信技术， NRF24L01芯片的功耗很低，适合用于长时间通信，2.4G无线传输距离较远，运行也稳定。

子弹数量检测模块包括若干个光电传感器2，如图2所示，若干个光电传感器2分别设置在弹匣一侧与弹匣内每一个子弹4的位置对应，并且在弹匣内的托弹钣下设置有一光电传感器2。相比于通过弹簧压力采集，一般是在弹匣底部安装弹簧型的传感器，因为每个子弹4的直径是相等的，每当子弹4按压时，弹簧会发生弹性形变，弹性形变的程度和按压子弹4的数量是呈现性的关系，按压的子弹4数量越多，弹簧形变越大，根据后将通过ADC0832模数转换电路采集电压信号，可以判断出弹匣剩余子弹4的数量。虽然弹簧型的传感器电路简单但是对于压力传感器要求过高，精度无法达到要求。本实施例优选地采用由多个红外管组成的红外光电检测电路，通过红外光电感应的方式来检测弹匣剩余子弹4的数量，每一个红外管的位置都对应一个子弹4数目，精度比较高，可控性强，具体电路如图3所示，子弹数量检测模块是为了检测弹匣剩余子弹4的数量，在弹匣内一侧加装一排光敏二极管D2、D3、D4、D5、D6，并对应每一个子弹4位置及单片机管脚，在托弹钣下加装一个红外发光二极管D7，当往弹匣装弹时，发光二极管随装填子弹4数目的变化而变换位置，使某一个光敏二极管接收到光信号，此时电路导通，对应的单片机管脚由高电平变为低电平，以此判断弹匣内子弹4数目情况，其原理类似于按键模块。

具体地，所述抛弹检测模块3包括金属检测模块和调谐电路，调谐电路用于检测抛弹口是否有金属，金属检测模块根据调谐电路的检测结果输出高低电平。一般对于子弹发射量采用在抛弹口处设置一个机械开关的形式，每当有弹壳弹出的时候会触发机械开关，机械开关连接单片机，每次触发机械开关会产生一个脉冲信号，经过解析会判断出击发子弹4的数量，这样虽然电路简单，但是对于机械开关的硬件要求比较高，机械开关也容易损坏且容易造成卡壳，对射击影响较大，因此本实施例优选采用金属检测的方式，由于子弹4材料都是金属材料，则可以在抛弹口处添加基于NE555集成芯片的金属检测传感器，每当有金属子弹4通过抛弹口的时候会触发传感器，本实施例中金属检测模块采用NE555集成芯片作为抛弹检测模块3的核心元件，由于NE555高频涡流的损耗直接反映金属物件的靠近，利用这一灵敏特性来实现抛弹检测。金属检测模块具体的原理图如图4所示，其中L1是150uH的金属检测线圈，C4为22uf的电容，L1和C1共同组成金属检测的调谐电路。当金属传感线圈没有检测到金属的时候，此时电路正常震荡；当线圈L1检测到金属物体时，金属运动切割磁感线会在原线圈中产生反电动势，使NE555芯片第六引脚输出高电平，单片机采集到高电平，判断有金属弹壳抛出，以此对子弹发射量进行计数。

具体地，装置还包括电源模块，所述电源模块包括供电电源和降压稳压器，所述供电电源分别与主控模块、子弹数量检测模块和抛弹检测模块连接，无线发射模块通过降压稳压器与供电电源连接。一般地，供电电源采用锂电池供电，但目前基本采用18650锂电芯供电， 8650锂电芯为3.7伏电压，这样在使用锂电池供电的时候，主要是采用多节锂电池串并联的方式来搭建电路需要的电压要求。在单片机电路中一般是采用两节18650电芯串联成7.4伏电后经过7805稳压器将7.4伏电压降为5伏给单片机以及外围电路供电。但是采样锂电池供电要外加降压模块，并且电路比较复杂，另外，锂电池成本以及危险性也比较高，因此，本实施例中优选地，采用4节串联1.5伏干电池作为供电电源，由于1.5伏干电池应用广泛，一般商店都可以购买到，通过串联多节1.5伏的电池可以实现电路所需要的供电电压的要求。通过串联四节1.5伏干电池组成6伏电压给单片机以及外围电路供电，该方式电路简单，成本低，通用性也比较高。由于无线发射模块需要采用3.3伏供电，因此需要将6伏供电电压经降压稳压器降为3.3伏电压后给无线发射模块供电，优选地，降压稳压器采用LM1117 3.3伏三段稳压器。在系统中是由四节串联的组成6伏干电池供电，2.4G的无线模块是采用3.3伏供电，因此需要将6伏电转换为3.3伏给无线模块供电。具体电路图如图5所示，其中C6、C7和C8为滤波电容，起到滤波的作用。D1为限流二极管，起到防止电源接反而造成损坏芯片的作用。

实施例2

如图6所示，本实施例2提供一种射击训练子弹计数系统，包括多个实施例1描述的子弹计数装置，还包括后台控制模块和无线接收模块，所述后台控制模块包括控制模块、用于设定领取子弹总数量的键盘模块、报警模块和显示模块，键盘模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与报警模块、显示模块的输入端连接；所述控制模块通过无线接收模块与每个子弹计数装置的无线发射模块通信连接。

具体地，控制模块采用STC89C52单片机，单片机是一个系统的大脑，是保证系统正常工作的硬件载体，本实施例选用40引脚的双列直插封装的单片机。引脚由四个电源及晶振引脚、四个控制引脚和三十二个并行I/O口引脚。STC89C52单片机采用哈佛结构存储器，有利于减轻程序运行时的访问瓶颈。单片机工作的最基本结构是单片机最小系统，51单片机最小系统原理图如图7所示，主要由电源电路、时钟电路、复位电路三部分组成。电源是所有电子产品工作的前提，接40引脚Vcc引脚，该单片机的额定电压为5伏。单片机的时钟信号有内部时钟信号和外部时钟信号两种，本实施例用内部时钟方式，在单片机的18、19引脚外接定时元件，帮助振荡器起振。复位电路分为上电复位和按键复位方式两种，能在单片机开机时回复初始状态或单片机死机是使其复位重新工作的电路，复位电路接第九引脚。通过键盘模块来设定弹匣容量，键盘模块的电路比较简单，一端连接单片机管脚，另一端连接电源地。当按下对应按键时，单片机管脚接地，具体原理图如图11所示。

无线接收模块和无线发射模块均采用2.4G NRF24L01无线收发芯片，NRF24L01无线通信芯片可以实现1对多无线通信，使得后台控制模块与多个弹匣进行无线通信的难题，线发射模块或无线接收模块与单片机连接的原理图如图8所示，其中，NRF24L01与单片机之间采用串口方式通信一号GND引脚接地，二号VCC引脚外接3.3伏电压源。用无线发射模块的时候只需要将已经为芯片驱动预留5个GPIO连接单片机管脚，另外有1个中断输入引脚，一共6个引脚连接单片机。

显示模块选用LCD12864作为显示器件，用于显示弹匣原始子弹数量、子弹发射量、剩余子弹数量等，液晶屏幕在显示信息方面相较于其他同类产品有较大的优势，能呈现更多的信息，可包括数字、字母、符号、或者自定义字符。任何一款液晶显示屏都是由诸多显示点阵组成。本系统通过LCD12864液晶显示屏显示两个弹匣剩余子弹的数量、抛弹的数量以及装弹量，液晶显示原理图如图9所示，LCD12864液晶显示屏内部自带英文以及汉语的字库，使用方便。屏幕一共有20个引脚，在驱动液晶显示屏的时候，使用其中11个引脚连接单片机，其中db0到db7为液晶屏幕并行数据输入端分别连接单片机的p0组管脚。RS、RW、EN分别连接单片机P25、P26、P27引脚。

具体地，报警模块包括用于显示弹匣盒射击状态的指示灯电路和蜂鸣器报警电路，指示灯电路和蜂鸣器报警电路分别与控制模块连接，蜂鸣器报警电路用于配合红色LED灯指示电路用于系统检测异常时报警。其中，指示灯电路包括多个用于指示状态的LED指示灯，用于显示多个弹匣的情况，如用于指示两个弹匣的运行状态时，指示灯电路是由两组红绿黄LED灯组成，红色代表子弹数目异常，绿色代表子弹数量正常，黄色代表待机状态。蜂鸣器报警电路原理图如图10所示，蜂鸣器驱动是采用PNP型三极管的开关作用，在PNP三极管的基极连接一个限流电阻，限流电阻连接单片机引脚，当单片机输出低电平时候，三极管的集电极和发射极导通，当系统检测到子弹数目异常时，会触发蜂鸣器报警。

系统中还包括供电模块，包括电源和降压稳压器，所述电源分别与控制模块、键盘模块、报警模块和显示模块连接，无线接收模块通过降压稳压器与电源连接。电源采用与实施例1相同的方式，通过串联四节1.5伏干电池组成6伏电压给单片机以及外围电路供电，由于无线接收模块需要采用3.3伏供电，因此需要将6伏供电电压经降压稳压器降为3.3伏电压后给无线发射模块供电，优选地，降压稳压器采用LM1117 3.3伏三段稳压器。具体电路图如图5所示，其中C6、C7和C8为滤波电容，起到滤波的作用。D1为限流二极管，起到防止电源接反而造成损坏芯片的作用。

本系统在运行时，在射击人员进行训练时，通过弹匣内子弹数量检测模块检测弹匣剩余子弹数量，在抛弹口检测已击发数目，抛弹检测模块的原理是根据金属弹壳通过线圈产生涡流变化的原理来检测是否有弹壳抛出。由于弹头击发时初速度很高，无法直接计算击发子弹数目，且为了避免检测时对弹道产生影响，降低其精准度，因此不直接检测击发量，改为检测子弹发射量，因为子弹击发时，弹头和弹壳会发生脱离，及弹壳的数量就能直接反映击发数。然后通过无线发射模块将该弹匣剩余子弹数量和子弹发射量发送到后台控制模块中。后台控制模块将单片机中预设定的子弹容量与子弹发射量的差值与零相比较，可判断射击训练时领取的子弹是否全数击发，如出现异常，可及时发出声光报警提醒管理员进行排查，进而实现射击场上对枪弹的精确管控。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射击训练子弹计数装置，其特征在于，包括弹匣盒、无线发射模块、主控模块、用于检测弹匣盒内剩余子弹数量的子弹数量检测模块以及设于弹匣盒抛弹口处用于检测子弹发射量的抛弹检测模块，所述子弹数量检测模块以及抛弹检测模块分别与主控模块通信连接，主控模块和无线发射模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种射击训练子弹计数装置，其特征在于，所述子弹数量检测模块包括若干个光电传感器，若干个光电传感器分别设置在弹匣一侧与弹匣内每一个子弹的位置对应，并且在弹匣内的托弹钣下设置有一光电传感器。

3.根据权利要求1所述的一种射击训练子弹计数装置，其特征在于，所述抛弹检测模块包括金属检测模块和调谐电路，调谐电路用于检测抛弹口是否有金属，金属检测模块根据调谐电路的检测结果输出高低电平。

4.根据权利要求1所述的一种射击训练子弹计数装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括供电电源和降压稳压器，所述供电电源分别与主控模块、子弹数量检测模块和抛弹检测模块连接，无线发射模块通过降压稳压器与供电电源连接。

5.根据权利要求1所述的一种射击训练子弹计数装置，其特征在于，还包括用于启动或复位主控模块的按键模块，所述按键模块的输出端与主控模块的输入端连接。

6.一种射击训练子弹计数系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-5任一所述的子弹计数装置，还包括后台控制模块和无线接收模块，所述后台控制模块包括控制模块、用于设定领取子弹总数量的键盘模块、报警模块和显示模块，键盘模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与报警模块、显示模块的输入端连接；所述控制模块通过无线接收模块与每个子弹计数装置的无线发射模块通信连接。

7.根据权利要求6所述的一种射击训练子弹计数系统，其特征在于，报警模块包括用于显示弹匣盒射击状态的指示灯电路和蜂鸣器报警电路，指示灯电路和蜂鸣器报警电路分别与控制模块连接。

8.根据权利要求6所述的一种射击训练子弹计数系统，其特征在于，无线接收模块和无线发射模块均采用2.4G NRF24L01无线收发芯片。

9.根据权利要求6所述的一种射击训练子弹计数系统，其特征在于，还包括供电模块，包括电源和降压稳压器，所述电源分别与控制模块、键盘模块、报警模块和显示模块连接，无线接收模块通过降压稳压器与电源连接。

10.根据权利要求9所述的一种射击训练子弹计数系统，其特征在于，降压稳压器均采用LM1117 3.3伏三段稳压器。

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