JP3227466U - Air gun trigger detection system that uses light reflection - Google Patents
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Abstract
【課題】損傷を受けにくく安全性の高いエアガントリガ検出のシステムを提供する。【解決手段】エアガントリガ検出のシステムは、光源5とレシーバ6(受光デバイス)で構成されるセンサが搭載されるプリント基板7を備え、プリント基板はエアガンの第1の内面8に配置され、光源とレシーバの活性表面がエアガンの第1の内面に対向する第2の内面9に向けられ、トリガ1が光源から放射される光の絞りとなる。【選択図】図7PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air gun trigger detection system which is not easily damaged and has high safety. An air gun trigger detection system includes a printed circuit board (7) on which a sensor including a light source (5) and a receiver (6) (light receiving device) is mounted, and the printed circuit board is disposed on a first inner surface (8) of the air gun. And the active surface of the receiver is directed towards the second inner surface 9 facing the first inner surface of the air gun, the trigger 1 being the stop of the light emitted from the light source. [Selection diagram] Fig. 7
Description
本考案は、ギアボックスの金属内部からの光の反射を利用する、武器のレプリカ(特にASG)のトリガ検出のシステムに関する。 The present invention relates to a system for trigger detection of weapon replicas (especially ASG) that utilizes the reflection of light from within the metal of the gearbox.
エアソフトガン(ASG)は通常、1:1スケールの実銃に似せた外観を持つレプリカであり、圧縮ガスを使用して弾丸を発射する。エアソフトガンタイプの武器は、エアソフトゲーム、トレーニング、軍事シミュレーション等に使用され、その使用者は外観の正確度だけでなく、できるだけ実銃の機能に似ていることも求める。自動電動ガン(AEG)はASGの一種で、電動モータが歯車を作動させてばねを圧縮する。AEGの新製品では、トリガが押されると電源回路を閉じる接点の短絡によりモータが制御される。トリガは、連動する1つまたは2つの部品で構成される機械要素である。AEGでは、トリガの動きにより接点ブロックの可動部に直接圧力がかかり、可動部が移動して接点ブロックの接点を短絡させ、モータの電源回路が閉じられる。高圧エアガン(HPA)は、圧縮空気を動力源とするASGの一種である。HPAでは、トリガの動きは同様だが、圧力は電子マイクロスイッチにかかる。トリガが押されると、ソレノイドバルブが必要量の圧縮空気をチャンバに供給する。 An Airsoft Gun (ASG) is a replica that usually looks like a 1:1 scale real gun and uses compressed gas to fire bullets. Airsoft gun type weapons are used for airsoft games, training, military simulations, etc., and the user requires not only the appearance accuracy but also the function of a real gun as much as possible. An automatic electric gun (AEG) is a type of ASG in which an electric motor operates gears to compress a spring. With AEG's new product, the motor is controlled by a short circuit in the contacts that closes the power circuit when the trigger is pressed. A trigger is a mechanical element composed of one or two parts that work together. In the AEG, the movement of the trigger directly applies pressure to the movable portion of the contact block, the movable portion moves, the contacts of the contact block are short-circuited, and the power supply circuit of the motor is closed. A high pressure air gun (HPA) is a type of ASG powered by compressed air. In HPA, the movement of the trigger is similar, but the pressure is on the electronic microswitch. When the trigger is pressed, the solenoid valve supplies the required amount of compressed air to the chamber.
特許文献1は、発射機(特にペイントボールマーカ)が弾丸を発射する時に起こるトリガの跳ね返りを防止する方法を説明している。この方法は、トリガが完全に引かれた状態と完全に離された状態の間、フレームに取り付けられた可動トリガマーカの位置を検出することに基づいている。トリガの後下部にはピンが取り付けられており、ピンはトリガを引く時にマーカハンドルの隙間に入る。トリガ位置の検出は、アナログセンサ、特にアナログ光センサにより可能である。発光部と感光部とで構成されるセンサがハンドルのスロットに取り付けられている。トリガを引くと、スロットに引き込まれるピンが、発光部から発せられる光が感光部により受光されることを妨げる。システムは、受光率が40%〜60%であればトリガが引かれた状態にあると認識し、受光率が100%であればトリガがホームポジションにあると認識する。 U.S. Pat. No. 6,037,049 describes a method of preventing trigger rebound that occurs when a launcher (particularly a paintball marker) fires a bullet. This method is based on detecting the position of a movable trigger marker attached to the frame during the fully pulled and fully released states of the trigger. A pin is attached to the lower rear portion of the trigger, and the pin enters the gap of the marker handle when the trigger is pulled. The detection of the trigger position is possible with an analog sensor, in particular an analog optical sensor. A sensor including a light emitting unit and a photosensitive unit is attached to the handle slot. When the trigger is pulled, the pin that is pulled into the slot prevents the light emitted from the light emitting unit from being received by the photosensitive unit. The system recognizes that the trigger is in the pulled state when the light receiving rate is 40% to 60%, and recognizes that the trigger is in the home position when the light receiving rate is 100%.
特許文献2は、トリガ機構と、安全機構として利用される、複数の光センサによる銃器のトリガの状態を検出する方法を説明している。センサは、トリガやヒューズなどのトリガ機構部分の両側に搭載される。回路が適切に機能するには、少なくとも2つのセンサが必要になる。センサは、発光LEDと受光フォトトランジスタとで構成される。ホームポジションにあるトリガ機構の可動要素は、一部のLEDとフォトトランジスタとの間の光を遮断し、他のセンサに光を通す。トリガ機構の可動要素の位置が変わると、この状態は反転し、フォトトランジスタに光を通し、他のセンサへの光を遮断する。光センサは、受光した光信号の強度の変化を検出する。検出された情報はメインコントローラに送信され、メインコントローラはそれに基づいて、トリガ機構の可動要素の位置を決定する。 Patent Document 2 describes a method of detecting a trigger state of a firearm by a plurality of optical sensors, which is used as a trigger mechanism and a safety mechanism. The sensors are mounted on both sides of a trigger mechanism part such as a trigger and a fuse. At least two sensors are required for the circuit to function properly. The sensor is composed of a light emitting LED and a light receiving phototransistor. The movable element of the trigger mechanism in the home position blocks light between some LEDs and the phototransistor and allows light to pass to other sensors. When the position of the moveable element of the trigger mechanism changes, this condition reverses, allowing light to pass through the phototransistor and block light to other sensors. The optical sensor detects a change in the intensity of the received optical signal. The detected information is transmitted to the main controller, which then determines the position of the movable element of the trigger mechanism.
特許文献3は、光ファイバケーブルを使用したペイントボールマーカについて説明している。それらのケーブルは光センサ部分の接続に使用され、マーカのバランスを改善し、フォトレジスタに対する外部条件の影響を最小限にするためにフォトレジスタを銃床に移すことを可能にする。トリガ位置を検出するために、光源とフォトレジスタで構成されるセンサとが使用される。マーカの銃床にある光源から放射される光は、第1の光ファイバケーブルを通してトリガチャンバに透過される。第1の光ファイバの端部と対向する位置には、光センサに接続されている第2の光ファイバの入力端が設けられている。動くトリガが光線を遮断することにより、光ファイバを通して光センサに透過される光量が変化し、その変化を分析することでトリガ位置の検出が可能になる。 Patent Document 3 describes a paintball marker using an optical fiber cable. These cables are used to connect the photosensor parts, improve the balance of the markers, and allow the photoresistors to be transferred to the stock to minimize the effect of external conditions on the photoresistors. A light source and a sensor consisting of a photoresistor are used to detect the trigger position. Light emitted from a light source on the stock of the marker is transmitted through the first fiber optic cable into the trigger chamber. An input end of the second optical fiber connected to the optical sensor is provided at a position facing the end of the first optical fiber. When the moving trigger blocks the light beam, the amount of light transmitted to the optical sensor through the optical fiber changes, and the trigger position can be detected by analyzing the change.
特許文献4は、可動トリガと、光センサと、トリガ位置を決定する信号をセンサから受信するコントローラとで構成されるペイントボールマーカ用のトリガ機構を説明している。光センサは、エミッタ、レシーバ、アクチュエータスプリングで構成されている。エミッタとレシーバはマーカハンドル内に対向するように設置される。両方の部品の間には、光ビームが透過できるようにギャップが存在する。アクチュエータスプリングの下部がトリガに接続されており、トリガを押すとアクチュエータスプリングが変形してギャップを閉じて、レシーバに透過される光量を変化させる。 Patent Document 4 describes a trigger mechanism for a paintball marker that includes a movable trigger, an optical sensor, and a controller that receives a signal that determines the trigger position from the sensor. The optical sensor is composed of an emitter, a receiver, and an actuator spring. The emitter and receiver are installed in the marker handle so as to face each other. There is a gap between both parts to allow the light beam to pass through. The lower part of the actuator spring is connected to the trigger, and when the trigger is pressed, the actuator spring deforms to close the gap and change the amount of light transmitted to the receiver.
特許文献5は、発射モジュールとそれに接続された起動モジュールとで構成される武器の発射システムを説明している。その特徴は、起動モジュールは、相互接続されたエミッタとレシーバ、およびエミッタからレシーバに透過される光線の妨害を検出するコントローラを含むことである。この発明によるシステムは、従来のトリガ機構に代替する技術である。ひとつのオプションでは、起動モジュールには、エミッタからの光を反射する部品も搭載されている。その部品はトリガガードの下部にあり、エミッタとレシーバは反対側にあるため、エミッタからレシーバに透過される光は反射部品で反射される。武器は、光線が使用者の指で遮断される時に起動する。 U.S. Pat. No. 5,837,058 describes a weapon firing system that includes a firing module and an activation module connected thereto. Its feature is that the activation module includes an interconnected emitter and receiver, and a controller for detecting the blockage of light rays transmitted from the emitter to the receiver. The system according to the present invention is an alternative technique to the conventional trigger mechanism. In one option, the activation module also has components that reflect the light from the emitter. Since the part is below the trigger guard and the emitter and receiver are on opposite sides, the light transmitted from the emitter to the receiver is reflected by the reflective part. The weapon fires when the rays are blocked by the user's finger.
AEGの新製品では、モータの制御は、トリガが押されたときに電源回路を閉じる接点の短絡により行われている。トリガは、AEGの種類によって連動する1つまたは2つの部品で構成される機械要素である。図1、2、3は、AEGで使用される構成の例を示している。トリガ1の移動により、接点ブロック3の可動部に直接圧力がかかり、次に移動する可動部が接点ブロック2の接点4を短絡させ、モータの電源回路を閉じる。 In new AEG products, motor control is accomplished by shorting contacts that close the power circuit when the trigger is pressed. A trigger is a mechanical element that is composed of one or two parts that work together depending on the type of AEG. 1, 2, and 3 show examples of configurations used in AEG. Due to the movement of the trigger 1, pressure is directly applied to the movable portion of the contact block 3, and the movable portion that moves next short-circuits the contact 4 of the contact block 2 to close the power supply circuit of the motor.
図4はHPAの例を示している。この場合は、トリガの動きは同様だが、圧力は電子マイクロスイッチ2にかかる。トリガ1を押すと、ソレノイドバルブが必要量の圧縮空気をチャンバに供給する。 FIG. 4 shows an example of HPA. In this case, the trigger movement is similar, but the pressure is on the electronic microswitch 2. When trigger 1 is pressed, the solenoid valve supplies the required amount of compressed air to the chamber.
従来のAEGとHPAでは、トリガのメカニズムにいくつかの基本的な欠点がある。その例としては、使用者のニーズに合わせたトリガ感度の調整の不可能性、回路の電流の影響で接点ブロックの接点が焼ききれること、およびそれによる武器の誤作動、機械的損傷に対するマイクロスイッチの低耐性、接点の短絡と開放の限られた回数等がある。 In conventional AEG and HPA, the triggering mechanism has some basic drawbacks. Examples include the inability to adjust the trigger sensitivity according to the user's needs, the fact that the contacts of the contact block burn out due to the influence of the current in the circuit, and the resulting malfunction of the weapon and the microswitch against mechanical damage. Low resistance, short-circuiting and opening of contacts a limited number of times.
エアガントリガ検出のシステムは少なくとも1つの光源D1と、光信号を電気信号に変換する少なくとも1つのレシーバQ1で構成されるセンサとを備えている。プリント基板に固定される光源D1はマイクロコントローラピンに接続され、レシーバQ1は、アナログデジタル変換器を備えたアナログマイクロコントローラピン、またはマイクロコントローラに接続されたアナログデジタル変換器U1に接続される。本考案による解決手段には、光源D1とレシーバQ1を備えたプリント基板がエアガンの第1の内面に固定され、活性表面がエアガンの第1の内面と対向する第2の内面に向けられ、トリガが光源D1から放射される光の絞りとなる。 The air gun trigger detection system comprises at least one light source D1 and a sensor consisting of at least one receiver Q1 for converting an optical signal into an electrical signal. The light source D1 fixed to the printed circuit board is connected to a microcontroller pin, and the receiver Q1 is connected to an analog microcontroller pin having an analog-digital converter or an analog-digital converter U1 connected to a microcontroller. According to the solution according to the invention, a printed circuit board with a light source D1 and a receiver Q1 is fixed to a first inner surface of an air gun, the active surface is directed to a second inner surface facing the first inner surface of the air gun, and a trigger is provided. Serves as a diaphragm for the light emitted from the light source D1.
光源D1として、LEDまたはレーザダイオードが最適である。
レシーバQ1として、フォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトレジスタまたはCCD検出器が最適である。
An LED or a laser diode is most suitable as the light source D1.
As the receiver Q1, a phototransistor, a photodiode, a photoresistor or a CCD detector is most suitable.
プリント基板と対向するエアガンの第2の内面の少なくとも一部を一層の反射増強層で覆うことが好ましい。
反射増強層として、反射ホイルまたは反射塗料が最適である。
It is preferable to cover at least a part of the second inner surface of the air gun facing the printed circuit board with one reflection enhancing layer.
Reflective foils or paints are most suitable as the reflection enhancing layer.
本考案によれば、通常の仕様で損傷を受けず、フェイルセーフでメンテナンスフリーのセンサが利用できる。センサはアナログデジタル変換器の入力端に接続される。変換器の処理結果はマイクロコントローラによって分析され、受信信号の正確な分析とトリガ位置の正確な決定が可能である。光源とレシーバが小型なので、ニーズに応じて、複数の部品を使用することが可能で、その結果、トリガ位置をさらに正確に制御できる。 According to the present invention, a fail-safe and maintenance-free sensor that is not damaged by normal specifications can be used. The sensor is connected to the input end of the analog-digital converter. The processing result of the transducer is analyzed by the microcontroller, which allows an accurate analysis of the received signal and an accurate determination of the trigger position. The small size of the light source and receiver allows the use of multiple components depending on needs, resulting in more precise control of the trigger position.
さらに、センサに到達する信号の制御と分析のアルゴリズムは、外部照明の影響に対する耐性を高め、電子光要素は、その構造により、幅広い温度、湿度、振動、サージ、電磁干渉に対する耐性が高い。 Furthermore, the control and analysis algorithm of the signal reaching the sensor makes it more resistant to the effects of external lighting, and the electro-optical element is more resistant to a wide range of temperature, humidity, vibration, surge and electromagnetic interference due to its structure.
エアガンの使用者は、設定を調整して、ニーズに合わせてカスタマイズできる。 Airsoft users can adjust the settings to customize them to their needs.
以下、実施形態を図面に従って説明する。
このシステムは、1つのLEDまたはレーザダイオードの光源と、フォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトレジスタまたはCCD検出器等の光信号を電気信号に変換する1つの検出器とで構成されているセンサを備えている。光源D1(5)とレシーバQ1(6)を備えたプリント基板がエアガンの第1の内面に固定され、光源D1(5)とレシーバQ1(6)の活性表面がエアガンの第2の内面に向けられ、トリガ(1)が光源D1(5)から放射される光の絞りとなる。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.
This system is equipped with a sensor consisting of one LED or laser diode light source and one detector such as phototransistor, photodiode, photoresistor or CCD detector that converts an optical signal into an electrical signal. There is. A printed circuit board having a light source D1(5) and a receiver Q1(6) is fixed to the first inner surface of the air gun, and the active surfaces of the light source D1(5) and the receiver Q1(6) are directed to the second inner surface of the air gun. The trigger (1) serves as a diaphragm for the light emitted from the light source D1 (5).
光を反射するエアガンの内面には、レイヤ(10)が設けられている。レイヤ(10)により、内面の色や反射性に関係なく、各タイプのエアガンで同様の反射効果が得られる。光源D1(5)は、マイクロコントローラのピンに接続されている。光のレシーバQ1(6)は、図8に示されているように、アナログデジタル変換器を備えたマイクロコントローラのアナログピン、または図9に示されているように、マイクロコントローラに接続されたアナログデジタル変換器に接続される。 A layer (10) is provided on the inner surface of the air gun that reflects light. The layer (10) provides a similar reflection effect with each type of air gun, regardless of the color or reflectivity of the inner surface. The light source D1(5) is connected to a pin of the microcontroller. The optical receiver Q1 (6) is an analog pin of a microcontroller with an analog-to-digital converter as shown in FIG. 8 or an analog connected to the microcontroller as shown in FIG. Connected to digital converter.
光源D1(5)は、LEDまたはレーザダイオードである。マイクロコントローラは、次のように1ミリ秒ごとに光源D1(5)を制御する。1ミリ秒の間光源D1(5)がオンになり、次の1ミリ秒の間オフになる。このサイクルが繰り返され、光源D1(5)の光は、エアガンの第1の内面と対向する第2の内面(9)またレイヤ(10)から反射され、レシーバQ1(6)に透過される。トリガ(1)の状態によって、レシーバQ1(6)はエアガンの第2の内面(9)から反射された光で強くまたは弱く照らされる。エアガンのトリガ(1)は、光源D1(5)とレシーバQ1(6)との間を移動し、放射光の絞りとなる。光源D1(5)とレシーバQ1(6)の位置は、エアガンのトリガ(1)の位置に対して厳密に決定されている。トリガが引かれていない時、光源D1(5)は反射面全体を照らしたり、またはその面に小さな影をさしたりする。その時、レシーバQ1(6)は、エアガンの表面(9)またはレイヤ(10)から反射された光で最も強く照らされる。トリガを引くとその動きに伴い、エアガンの表面(9)またはレイヤ(10)の表面で、トリガが徐々に大きい影をさす。同時に、レシーバQ1(6)が受光する光源D1(5)から放射される光はより少なくなり、トリガ(1)が完全に引かれると、レシーバQ1(6)は最も少ない光を受光する。レシーバQ1(6)は光度を電流に変換し、電流が抵抗R2を流れると、その端子で電圧降下が発生する。アナログデジタル変換器は、この電圧をデジタル形式に変換する。サンプルは1ミリ秒ごとに取得される。サンプルを取得してからちょうど100マイクロ秒後に、光源D1(5)の状態が変更され、デジタル形式の各電圧サンプルは、読み取られた最後の5つのサンプルを含むバッファに保存される。光源D1(5)の状態が変更されるたびに、マイクロコントローラはバッファに保存されたデータを分析する。 The light source D1(5) is an LED or a laser diode. The microcontroller controls the light source D1(5) every 1 millisecond as follows. Light source D1(5) is on for 1 millisecond and off for the next 1 millisecond. This cycle is repeated, and the light of the light source D1 (5) is reflected from the second inner surface (9) or the layer (10) facing the first inner surface of the air gun, and is transmitted to the receiver Q1 (6). Depending on the state of the trigger (1), the receiver Q1 (6) is illuminated strongly or weakly with the light reflected from the second inner surface (9) of the air gun. The trigger (1) of the air gun moves between the light source D1 (5) and the receiver Q1 (6) and serves as a diaphragm for emitted light. The positions of the light source D1 (5) and the receiver Q1 (6) are strictly determined with respect to the position of the trigger (1) of the air gun. When the trigger is not pulled, the light source D1 (5) illuminates the entire reflective surface or casts a small shadow on it. The receiver Q1 (6) is then most strongly illuminated by the light reflected from the surface (9) or layer (10) of the air gun. When the trigger is pulled, the trigger gradually casts a large shadow on the surface of the air gun (9) or the surface of the layer (10). At the same time, less light is emitted from the light source D1(5) received by the receiver Q1(6), and when the trigger (1) is fully pulled, the receiver Q1(6) receives the least light. The receiver Q1 (6) converts the luminous intensity into a current, and when the current flows through the resistor R2, a voltage drop occurs at its terminal. An analog-to-digital converter converts this voltage into digital form. Samples are taken every millisecond. Just 100 microseconds after taking the sample, the state of the light source D1(5) is changed and each voltage sample in digital form is stored in a buffer containing the last 5 samples read. Each time the state of the light source D1(5) is changed, the microcontroller analyzes the data stored in the buffer.
例えば、サンプル:pr[0]、pr[2]およびpr[4]は、光源D1(5)がオンの状態で読み取られ、周囲光と光源D1(5)に放射され、レシーバQ1(6)に当たる光の合計の値を反映する。サンプル:pr[1]およびpr[3]は、光源D1(5)がオフの状態で読み取られ、レシーバQ1(6)に当たる周囲光のみの光度を反映する。偶数サンプルpr[0]、pr[2]、pr[4]と奇数サンプルpr[1]、pr[3]の差を計算すると光源D1(5)からのみ放射される光の光度を得られる。サンプルpr[0]とサンプルpr[1]の差、サンプルpr[2]とサンプルpr[1]の差、サンプルpr[2]とサンプルpr[3]の差、サンプルpr[4]とサンプルpr[3]の差、という四つの差のいずれかの差がキャリブレーションで使用者が以前に決定したしきい値よりも大きい場合は、トリガが解放されている状態であると認識される。サンプルpr[0]とサンプルpr[1]の差、サンプルpr[2]とサンプルpr[1]の差、サンプルpr[2]とサンプルpr[3]の差、サンプルpr[4]とサンプルpr[3]の差、という四つの各差がキャリブレーションで使用者が以前に決定したしきい値以下の場合は、トリガ(1)が引かれている状態であると認識され、弾丸の発射プロセスが開始される。 For example, the samples: pr[0], pr[2] and pr[4] are read with the light source D1(5) turned on and emitted to ambient light and light source D1(5) and received by receiver Q1(6). It reflects the total value of the light that hits. Samples: pr[1] and pr[3] are read with source D1(5) off and reflect only the ambient light intensity striking receiver Q1(6). By calculating the difference between the even samples pr[0], pr[2], pr[4] and the odd samples pr[1], pr[3], the luminous intensity of the light emitted only from the light source D1(5) can be obtained. Difference between sample pr[0] and sample pr[1], difference between sample pr[2] and sample pr[1], difference between sample pr[2] and sample pr[3], sample pr[4] and sample pr If any of the four differences, [3], is greater than the threshold previously determined by the user during calibration, the trigger is recognized as released. Difference between sample pr[0] and sample pr[1], difference between sample pr[2] and sample pr[1], difference between sample pr[2] and sample pr[3], sample pr[4] and sample pr If each of the four differences, [3], is less than or equal to the threshold previously determined by the user during calibration, the trigger (1) is considered to be in the pulled state and the firing process of the bullet. Is started.
レシーバQ1(6)は、フォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトレジスタまたはCCD検出器である。 The receiver Q1 (6) is a phototransistor, a photodiode, a photoresistor or a CCD detector.
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2020
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