EP0782690B1 - Dispositif de stabilisation pour arme a feu individuelle - Google Patents
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- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A27/00—Gun mountings permitting traversing or elevating movement, e.g. gun carriages
- F41A27/30—Stabilisation or compensation systems, e.g. compensating for barrel weight or wind force on the barrel
Definitions
- the technical field of the present invention is that of the means of stabilization applicable to weapons to individual fire.
- All individual and portable weapons are required and oriented towards the target by the hands of the operator who points in the direction of fire using a device of sight generally integral with the barrel.
- the sighting direction is indicated by a crosshair or any other reference optical.
- the object of the invention is to propose a system of stabilization offering a good probability of damage and to simplify firing operations, which avoids disadvantages mentioned above.
- the invention provides a device for stabilization for individual firearm, including a sighting device which is characterized in that it comprises means for decoupling the barrel from the operator, articulated connecting means which are mounted between the barrel and the decoupling means to allow the barrel to pivot by relative to the decoupling means, and control means in barrel pivoting to compensate for parasitic movements printed on the weapon by the operator during a sighting and thus keep the barrel oriented in the direction aimed by the operator.
- the means of decoupling of the barrel with respect to the operator consist of a tubular element which is attached coaxially around the barrel and secured to the body of the weapon handled by the operator.
- the connecting means mounted between the decoupling means and the barrel comprise two axes of articulation perpendicular to each other and on which the barrel is mounted articulated.
- connection means consist of a cardan or ball type system.
- these connecting means can be made up of four sets of wires working in elastic twist, two sets of wires being respectively located on either side of the barrel and aligned along one of the axes of articulation of the barrel, and the other two sets of wires also being located on either side of the barrel and aligned along the other axis of articulation of the barrel.
- the articulated connection means which allow the barrel to pivot are located towards the rear of the barrel, while the two actuators which control the pivoting of the barrel are located towards the front thereof, the connecting means and the two actuators also serving as support means from the barrel.
- Each actuator is for example constituted by a torque motor or a gear motor which controls a cam support on the barrel, and by an elastic return means opposite the cam so keep the barrel aligned with the target direction.
- each actuator can be constituted by an electric actuator, an electromagnet or a device piezoelectric.
- Stabilizing the barrel relative to the operator offers in particular the advantage of being able make the barrel integral with a sighting device and telemetry to ensure observation, identification and a good quality target pursuit, as well as a good orientation of the telemetry management.
- the portable firearm 1 shown in Figure 1 comprises a body 3 partially shown and which supports all the working mechanisms of the weapon, a loading and firing chamber 4 extended by a canon 5.
- the barrel 5 is associated with a device for stabilization 10 which includes decoupling means 12 of the barrel 5 relative to the operator who handles the weapon 1, articulated connecting means 14 which are mounted between the barrel 5 and the decoupling means 12 to allow the barrel 5 to pivot relative to these decoupling means 12, and pivoting control means 15 of the barrel 5 to compensate for parasitic movements printed on weapon 1 by the operator during a sighting and thus maintain the barrel 5 oriented in the direction aimed by the operator.
- a device for stabilization 10 which includes decoupling means 12 of the barrel 5 relative to the operator who handles the weapon 1, articulated connecting means 14 which are mounted between the barrel 5 and the decoupling means 12 to allow the barrel 5 to pivot relative to these decoupling means 12, and pivoting control means 15 of the barrel 5 to compensate for parasitic movements printed on weapon 1 by the operator during a sighting and thus maintain the barrel 5 oriented in the direction aimed by the operator.
- the decoupling means 12 of the barrel 5 relative to to the operator are constituted by a tubular element 17 which is reported coaxially around the barrel 5 and secured to the body 3 of the weapon 1.
- the articulated connecting means 14 mounted between the tubular element 18 and the barrel are intended for allow the pivoting of the barrel 5 along two axes X-X, Y-Y perpendicular to each other. These means of connection articulated 14 are located towards the rear of the barrel 5 and are of the cardan or ball type.
- the two sensors C1 and C2 are of the type gyrometric and carried by a plate 19 secured to the tubular element 17.
- Control electronics E also supported by the plate 19, includes in particular two filters which receive respectively the instructions transmitted by the sensors C1 and C2 to output the signals of control of the two actuators A1 and A2.
- the two instructions are respectively sent to two actuators A1 and A2 to rotate the barrel 5 along the two axes of articulation X-X and Y-Y.
- the two actuators A1 and A2 are located towards the front of the barrel 5 and are mounted between the barrel 5 and the tubular element 17 being arranged along two axes parallel to the two axes of articulation X-X and Y-Y.
- the actuator A1 is constituted by a torque motor 22 or a gear motor which controls a cam 23 which comes in support on the barrel 5 and by an elastic return means 24, such as a spring, to keep the cam in contact with the barrel 5.
- the torque motor is a known electric motor delivering a high torque without reducer.
- the structure of the actuator A2 is identical to that of the actuator A1.
- the operation of the stabilization device 10 is the next.
- the ordering instructions are developed using of the two sensors C1 and C2 which measure the movements angular parasites of the body 3 of the weapon around the two hinge axes X-X, Y-Y of the barrel 5.
- control electronics E controls the two actuators A1 and A2 to cause the barrel 5 pivoting to compensate for movements parasites printed on weapon 1 by the operator.
- This filtered information is amplified to pilot actuators A1 and A2.
- the enslavement of actuators A1 and A2 will be produced in such a way as to cancel the speed setpoints (filtered) issued by the C3 and C4 sensors.
- Weapon 1 can be equipped with a sighting device and telemetry 26 which is advantageously carried by the gun 5 via an arm 27 which crosses a opening 28 made in the tubular element 17.
- the parasitic angular movements of the weapon can reach 3 bn in normal combat situation.
- it is therefore necessary to be able to compensate for amplitudes greater than 3 bn and arrive at a residual of about 0.5 bn, and it follows that the amplitude of the linear movement of the actuators is of the order of one millimeter.
- firing can be mechanical, since the servo is permanent, it nevertheless remains a stabilization residual greater than the measurement accuracy of the sensors (C1, C2, C3, C4 depending on the solution) due to imperfections in enslavement (inertia, friction .). But in adopting electric firing, direct use sensor information to fire (electric firing order) at the appropriate time (shooting window) hence better precision than setting mechanical fire.
- FIG. 4 a variant of the articulated connection means 14 mounted between the barrel 5 and the tubular element 17.
- These means 14 are constituted by four sets of wires 17a, 17b working in torsion elastic.
- One end of each set of wires 17a is fixed to the internal wall of the tubular element 17, then that the other end is attached to the outer wall of the barrel 5.
- two sets of wires 17a, 17'a are respectively located on either side of the barrel 5 and aligned along the axis of articulation X-X.
- the other two sets of wires 17b, 17'b are respectively located on either side of the barrel 5 and aligned along the axis of articulation Y-Y.
- Each actuator is constituted by an electric actuator 30, the body of which is carried by the internal wall of the tubular element 17 and whose rod is mounted articulated on the external wall of the canon 5.
- the actuators A1 and A2 could be made up of electromagnets or devices piezoelectric.
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Description
- une électronique de commande qui délivre des signaux de commande à partir de consignes fournies par deux capteurs qui sont solidaires du corps de l'arme et détectent les mouvements angulaires parasites de l'arme autour des deux axes d'articulation du canon,
- deux actionneurs pilotés par les signaux délivrés par l'électronique de commande pour faire pivoter le canon afin de compenser les mouvements angulaires parasites de l'arme, et
- deux capteurs de position et/ou de vitesse portés par le canon et qui délivrent des signaux correspondant à la position réelle et/ou à la vitesse de déplacement du canon et qui sont transmis à l'électronique de commande pour permettre de contrôler les signaux de commande transmis aux actionneurs et maintenir ainsi le canon aligné sur la direction visée par l'opérateur.
- la figure 1 est une représentation schématique d'une arme équipée du dispositif de stabilisation suivant l'invention,
- la figure 2 représente sous la forme d'un schéma-bloc le système d'asservissement associé au dispositif de stabilisation,
- la figure 3 illustre schématiquement un exemple de réalisation des moyens de liaison articulés pour permettre au canon de pivoter suivant deux axes perpendiculaires l'un à l'autre, et
- les figures 4 et 5 illustrent deux modes de réalisation des moyens de commande qui permettent de faire pivoter le canon autour de ses deux axes d'articulation.
- une électronique de commande E qui délivre des signaux de commande à partir de consignes fournies par deux capteurs Cl et C2 qui sont solidaires du corps 3 de l'arme et qui détectent les mouvements angulaires parasites de l'arme autour des deux axes d'articulation X-X, Y-Y du canon 5,
- deux actionneurs Al et A2 pilotés par les signaux délivrés par l'électronique de commande E pour faire pivoter le canon 5, et
- deux capteurs de position et/ou de vitesse C3 et C4 qui sont portés par le canon 5 et délivrent des signaux correspondant à la position réelle et/ou à la vitesse de déplacement du canon 5 et qui sont transmis à l'électronique de commande E pour lui permettre de contrôler les signaux de commande transmis aux actionneurs A1 et A2 et maintenir ainsi le canon 5 aligné suivant la direction visée par l'opérateur.
- les capteurs C3 et C4 mesurent les mouvements angulaires du canon par rapport au référentiel terrestre et sont filtrées (filtre passe-haut F1 et F2) pour ne prendre en compte que les mouvements de tremblement mais non les mouvements souhaités par l'opérateur (dans le cas d'une cible mobile) dont les fréquences sont plus basses. Les capteurs sont préférentiellement des gyromètres (mesure de vitesse angulaire).
- les capteurs C3 et C4 (ou d'autres capteurs) délivrent également des informations de position du canon par rapport au corps de l'arme. Cette solution évite en particulier la venue en butée du canon.
- les capteurs de mesure de la vitesse angulaire C1 et C2 sont montés sur le corps de l'arme et des capteurs de position sont montés entre le corps de l'arme et le canon (C3 et C4).
Claims (11)
- Dispositif de stabilisation d'une arme à feu individuelle, comprenant un dispositif de visée caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de découplage (12) du canon par rapport à l'opérateur, des moyens de liaison articulés (14) qui sont montés entre le canon (5) et les moyens de découplage (12) pour permettre au canon (5) de pivoter par rapport aux moyens de découplage (12), et des moyens de commande (15) en pivotement du canon (5) pour compenser des mouvements parasites imprimés à l'arme par l'opérateur au cours d'une visée et maintenir ainsi le canon (5) orienté dans la direction visée par l'opérateur.
- Dispositif de stabilisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de découplage (12) du canon (5) par rapport à l'opérateur sont constitués par un élément tubulaire (17) qui est rapporté coaxialement autour du canon (5) et solidaire du corps (3) de l'arme manipulé par l'opérateur.
- Dispositif de stabilisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison (14) montés entre les moyens de découplage (12) et le canon (5), comprennent deux axes d'articulation (X-X, Y-Y) perpendiculaires l'un à l'autre et sur lesquels le canon (5) est monté pivotant.
- Dispositif de stabilisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison (14) montés entre les moyens de découplage (12) et le canon (5), sont constitués par un système du type à cardan ou à rotule.
- Dispositif de stabilisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison (14) montés entre les moyens de découplage (12) et le canon (5), sont constitués par quatre ensembles de fils (17a, 17b) travaillant en torsion élastique, deux ensembles de fils (17a) étant respectivement situés de part et d'autre du canon (5) et alignés suivant un des axes d'articulation du canon (5), et les deux autres ensembles de fils (17b) étant également situés de part et d'autre du canon (5) et alignés suivant l'autre axe d'articulation du canon (5).
- Dispositif de stabilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de liaison (14) montés entre les moyens de découplage (12) et le canon (5), sont situés vers l'arrière du canon (5).
- Dispositif de stabilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande (15) en pivotement du canon (5) pour compenser les mouvements parasites imprimés à l'arme par l'opérateur au cours d'une visée, comprennent un système d'asservissement qui est constitué par :une électronique de commande (E) qui délivre des signaux de commande à partir de consignes fournies par deux capteurs (C1, C2) qui sont solidaires du corps (3) de l'arme et détectent les mouvements angulaires parasites de l'arme autour des deux axes d'articulation (X-X, Y-Y) du canon (5),deux actionneurs (A1, A2) pilotés par les signaux délivrés par l'électronique de commande (E) pour faire pivoter le canon (5) afin de compenser les mouvements angulaires parasites de l'arme, etdeux capteurs de position et/ou de vitesse (C3, C4) qui sont portés par le canon (5) et délivrent des signaux correspondants à la position réelle et/ou à la vitesse de déplacement du canon et qui sont transmis à l'électronique de commande (E) pour lui permettre de contrôler les signaux de commande transmis aux actionneurs (A1, A2) et maintenir ainsi le canon (5) aligné sur la direction visée par l'opérateur.
- Dispositif de stabilisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les actionneurs (A1, A2) sont situés vers la partie avant du canon (5) et sont respectivement alignés suivant les deux axes d'articulation (X-X, Y-Y) du canon (5).
- Dispositif de stabilisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque actionneur (A1, A2) est constitué par un moteur couple (22) ou un motoréducteur qui commande une came (23) en appui sur le canon (5), et par un moyen élastique de rappel (24) opposé à la came (23) pour maintenir ainsi le canon aligné sur la direction de la cible.
- Dispositif de stabilisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque actionneur (A1, A2) est constitué par un vérin électrique, un électro-aimant ou un dispositif piézoélectrique.
- Dispositif de stabilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de visée (26) est supporté par le canon (5), et est stabilisé avec le canon.
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