本發(fā)明涉及一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

火炮各項(xiàng)技術(shù)檢查是武器裝備投入作戰(zhàn)前的一項(xiàng)必不可少的工作，特別是發(fā)射系統(tǒng)及瞄準(zhǔn)系統(tǒng)技術(shù)檢查是否準(zhǔn)確，它直接影響到其性能指標(biāo)，從而影響武器裝備的系統(tǒng)精度，對(duì)射彈能否命中目標(biāo)起著決定性的作用?；鹋诎袠?biāo)系統(tǒng)是火炮標(biāo)定和矯正的基準(zhǔn)，快速準(zhǔn)確地產(chǎn)生靶標(biāo)光源，及時(shí)跟蹤瞄準(zhǔn)靶板校正瞄準(zhǔn)系統(tǒng)偏差，能夠大幅提升火炮射擊精度。然而火炮靶標(biāo)跟蹤顯示一直是困擾工程界的難題。要完成靶標(biāo)系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)和跟蹤必須產(chǎn)生具有一定亮度和聚集度的光源，同時(shí)靶板的設(shè)計(jì)也必須滿足火炮靶標(biāo)系統(tǒng)的精度要求，進(jìn)而能夠使炮手快速準(zhǔn)確觀察和捕捉到靶板上的靶標(biāo)，有了高精度的靶標(biāo)系統(tǒng)才能夠有效完成火炮相關(guān)技術(shù)檢查，提升火炮瞄準(zhǔn)射擊精度，因此技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造顯得尤為重要。

靶標(biāo)系統(tǒng)作為一種檢查火炮瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的檢測(cè)平臺(tái)，必須滿足以下幾個(gè)基本條件：首先，靶標(biāo)系統(tǒng)自身發(fā)射的光源在靶板上的顯示必須清晰容易辨識(shí)，同時(shí)滿足對(duì)準(zhǔn)要求，能與靶板上的標(biāo)線吻合，易于捕捉對(duì)準(zhǔn)。第二，由于靶標(biāo)系統(tǒng)上的光源照射到靶板上產(chǎn)生亮點(diǎn)要在靶板二維平面內(nèi)能自由移動(dòng)，所以必須設(shè)計(jì)支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)，即支撐位置和承載連接可以根據(jù)靶板上標(biāo)線的位置在一定范圍內(nèi)進(jìn)行豎直和水平兩個(gè)維度的調(diào)整。第三，由于靶標(biāo)系統(tǒng)除了具備教學(xué)演示功能外，還必須能夠完成野戰(zhàn)環(huán)境下火炮調(diào)整和檢修任務(wù)，要求靶標(biāo)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，組合式安裝，便于運(yùn)載和機(jī)動(dòng)，適用于不同環(huán)境下的各種任務(wù)執(zhí)行。

靶標(biāo)是高炮技術(shù)檢查的關(guān)鍵參照設(shè)備，靶標(biāo)的精度決定了高炮各項(xiàng)技術(shù)檢查的精度，從而決定了高炮的系統(tǒng)精度?，F(xiàn)有靶標(biāo)主要有以下幾種：鉛垂線、在木質(zhì)面板畫十字線、遠(yuǎn)處房屋、電線桿等長(zhǎng)直物體、室內(nèi)教學(xué)時(shí)所能看到的水平線和豎直線?，F(xiàn)有靶標(biāo)自身精度低，受環(huán)境影響大，導(dǎo)致技術(shù)檢查誤差大，且不能全天候進(jìn)行，有著一定的局限性。

利用普通光源聚焦后直接照射到演示板上，捕捉目標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)是完全可以達(dá)到目的的，但是經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定普通光源聚焦后形成的光斑亮點(diǎn)生成的十字線分辨率過低，捕捉并對(duì)準(zhǔn)靶板上的標(biāo)記耗費(fèi)的時(shí)間過長(zhǎng)，且要形成靈活可調(diào)光斑需要搭建復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，成本較高，不利于攜行。

利用滑動(dòng)導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的支撐和演示是目前最佳解決方案。利用滑動(dòng)導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本思路就是將光源系統(tǒng)的橫軸運(yùn)動(dòng)和縱軸運(yùn)動(dòng)分離開，在二維運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)可以根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，使得產(chǎn)生的光斑亮點(diǎn)可以很迅速地捕捉和對(duì)準(zhǔn)靶板標(biāo)記。那么兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間必須滿足靶標(biāo)系統(tǒng)的捕捉對(duì)準(zhǔn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，根據(jù)火炮技術(shù)檢查的特點(diǎn)要求，本發(fā)明集成高亮度激光十字生成技術(shù)、高精度二維水平傳感技術(shù)、高精度二維水平校準(zhǔn)技術(shù)，完成系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路硬件和軟件程序的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試，優(yōu)化系統(tǒng)的總體性能，使靶標(biāo)的水平精度達(dá)到40"，滿足高炮技術(shù)檢查的精度要求。簡(jiǎn)化系統(tǒng)安裝與調(diào)試步驟，真正做到安裝便捷、穩(wěn)定可靠。最終提供一種能夠在靶板上產(chǎn)生清晰光斑，二維平面內(nèi)快速響應(yīng)捕捉跟蹤對(duì)準(zhǔn)靶標(biāo)，并能進(jìn)行橫軸和縱軸獨(dú)立校準(zhǔn)的技術(shù)靶標(biāo)系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)，包括安裝在支架上的激光投影器、二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)和高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀；所述激光投影器通過接口電路與單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過接口電路連接二維高精度水平傳感器，所述單片機(jī)連接高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀；所述激光投影器前方設(shè)置有玻璃棒，所述二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)置在激光投影器所處的平面內(nèi)，所述二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)由互相垂直的兩個(gè)一維角位臺(tái)組成，在所述支架的頂端設(shè)置固定機(jī)構(gòu)；在所述激光投影器的正前方設(shè)置投影面，所述投影面設(shè)置在投影面支架上，所述投影面支架底部設(shè)置有滑輪。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供的新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)一步包括下列技術(shù)特征的部分或全部：

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述滑輪上設(shè)置有腳剎。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述支架為伸縮支架，在支架上設(shè)置伸縮固定元件。

一種高炮技術(shù)靶標(biāo)檢查方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)準(zhǔn)備激光投影器并依照標(biāo)示正確裝入電池，裝上高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀電源；

2)將投影幕放置在合適的位置，取出支架，把激光投影器和二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在支架上，調(diào)整支架使其概略水平，打開高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀電源開關(guān)，通過高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀顯示激光投影器和二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)水平精度，并判斷水平精度是否符合要求，若不符合要求則通過二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行二維面的水平調(diào)整，直到符合要求為止；

3)打開激光投影器開關(guān)，此時(shí)在靶板上輸出一條水平激光線與一條垂直激光線；

4)檢查激光投影器光線出口，如有污垢則用棉花棒浸上酒精以后擦拭干凈；

5)操作完畢后需要關(guān)閉電源。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果：本發(fā)明的一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)按各自模塊功能用途，分塊設(shè)計(jì)，產(chǎn)生的光斑在靶板上清晰度高，在二維平面內(nèi)跟蹤捕捉和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記準(zhǔn)確，組合安裝，可拆裝移位，便于運(yùn)輸，功能齊全，適用范圍廣，安全可靠，成本低廉。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)原理圖；

圖3是一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)硬件組成框圖；

圖4是一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)光路原理圖；

圖5是一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀框圖；

圖6是一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)的工作流程。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，其作為本說明書的一部分，通過實(shí)施例來說明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面、特征及其優(yōu)點(diǎn)通過該詳細(xì)說明將會(huì)變得一目了然。在所參照的附圖中，不同的圖中相同或相似的部件使用相同的附圖標(biāo)號(hào)來表示。

如圖1-6所示，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)，包括安裝在支架5上的激光投影器1、二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)2和高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀7；所述激光投影器1通過接口電路與單片機(jī)1-1連接，所述單片機(jī)1-1通過接口電路連接二維高精度水平傳感器2-1，所述單片機(jī)1-1連接高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀7；所述激光投影器1前方設(shè)置有玻璃棒，所述二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)2設(shè)置在激光投影器1所處的平面內(nèi)，所述二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)2由互相垂直的兩個(gè)一維角位臺(tái)組成，在所述支架5的頂端設(shè)置固定機(jī)構(gòu)4；在所述激光投影器1的正前方設(shè)置投影面3，所述投影面3設(shè)置在投影面支架8上，所述投影面支架8底部設(shè)置有滑輪9。所述滑輪9上設(shè)置有腳剎10。所述支架5為伸縮支架，在支架5上設(shè)置伸縮固定元件6。

高炮靶標(biāo)系統(tǒng)的工作原理是：調(diào)整二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)2直至高精度二維數(shù)字水平儀精確水平，此時(shí)激光投影器11在遠(yuǎn)處投影幕上生成高精度高亮度紅色水平直線、鉛垂直線和十字線，作為高炮技術(shù)檢查的靶標(biāo)。

高炮技術(shù)檢查通用靶標(biāo)高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀利用高亮度激光投影器和高精度調(diào)整機(jī)構(gòu)，在目標(biāo)投影幕上投射出清晰可見的紅色水平直線和鉛垂直線，作為高炮技術(shù)檢查的靶標(biāo)。預(yù)期水平(或鉛垂)線的水平(或鉛垂)精度為±l 0μm/50mm，轉(zhuǎn)化成角度約為40"，能夠滿足火炮的技術(shù)檢測(cè)精度要求(1密位，約216")。

靶標(biāo)系統(tǒng)的硬件部分主要由控制計(jì)算機(jī)(單片機(jī)1-1)、外圍接口電路模塊、傳感器信號(hào)檢測(cè)電路、水平精度顯示電路和激光投影器組成，如圖3所示。靶標(biāo)系統(tǒng)的軟件部分主要體現(xiàn)在水平精度的傳感和顯示上，包括系統(tǒng)主程序、初始化程序、傳感器信號(hào)讀取與處理程序、數(shù)字顯示程序。

一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)將半導(dǎo)體激光投影器發(fā)出的平行光束垂直投射到玻璃棒上，出射后形成一扇形平面，在其前方某一投影面上就可以得到一條直線，如圖4所示。若玻璃棒水平放置，得到的將是水平線；若玻璃棒鉛垂放置，得到的將是鉛垂線；玻璃棒水平鉛垂交叉使用，可得到激光十字。激光線粗：≤2mm。

該激光投影器輸出一條水平激光線和一條垂直激光線，可以旋轉(zhuǎn)360°,當(dāng)激光投影器傾斜角度超過3°時(shí)，激光閃爍并伴有同頻率的蜂鳴聲，以示警告，并且激光投影器在傾角不超過3°范圍內(nèi)有自動(dòng)補(bǔ)償功能。

一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)將兩個(gè)一維角位臺(tái)與激光投影器在同一平面內(nèi)正交安裝。系統(tǒng)獲取水平傳感器測(cè)量的兩個(gè)自由度的水平誤差信號(hào)，并在數(shù)碼管上顯示，以確定激光投影器當(dāng)前的二維水平精度。通過高精度二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)2校準(zhǔn)激光投影器的二維水平位置，使激光投影器的水平精度最終滿足高炮技術(shù)檢查精度要求。調(diào)整機(jī)構(gòu)水平調(diào)整范圍：±2℃；水平(鉛垂)線的精度為：≤±l 0μm/50mm，約40″。二維高精度水平調(diào)整機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：

1)能實(shí)現(xiàn)小角度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；

2)采用精研可調(diào)燕尾導(dǎo)軌，精度高，承載大；

3)蝸輪副驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)舒適，精密可靠；

4)臺(tái)面運(yùn)行平穩(wěn)，偏擺和傾斜較?。?/p>

5)成對(duì)設(shè)計(jì)，疊加后旋轉(zhuǎn)中心為同一點(diǎn)，可進(jìn)行正交雙軸同心旋轉(zhuǎn)調(diào)整；

6)手輪鎖緊，安全可靠；

7)臺(tái)面水平放置，具有標(biāo)準(zhǔn)連接孔，可以和其它系列產(chǎn)品組成多維調(diào)整架。

高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀硬件系統(tǒng)以MMA7260及單片機(jī)為核心進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)?？刂菩酒x用性能優(yōu)良的AT89C51單片機(jī)，充分利用其提供的軟硬件資源，配以相應(yīng)的外圍電路完成二維平臺(tái)的檢測(cè)。主要組成部分包括：MMA7260加速度傳感器、AT89C51單片機(jī)、外存儲(chǔ)器、電源電路、數(shù)碼顯示電路、指示燈電路、以及接口電路等部分。高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀功能框圖如圖5所示。

高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀工作原理：系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)行單片機(jī)初始化工作，然后傳感器將敏感的傾角信息經(jīng)角度轉(zhuǎn)換模塊調(diào)理后輸出一個(gè)與角度成線性關(guān)系的模擬電壓，再由數(shù)據(jù)處理模塊采集、運(yùn)算和處理，最后將處理結(jié)果經(jīng)數(shù)碼管以數(shù)字符號(hào)形式顯示出來。

激光投影器輸出一條水平激光線和一條垂直激光線，可以旋轉(zhuǎn)360°，當(dāng)激光投影器傾斜角度超過3°時(shí)，激光閃爍并伴有同頻率的蜂鳴聲，以示警告，并且激光投影器在傾角不超過3°范圍內(nèi)有自動(dòng)補(bǔ)償功能。二維高精度水平調(diào)整機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：1)能實(shí)現(xiàn)小角度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；2)采用精研可調(diào)燕尾導(dǎo)軌，精度高，承載大；3)蝸輪副驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)舒適，精密可靠；4)臺(tái)面運(yùn)行平穩(wěn)，偏擺和傾斜較??；5)成對(duì)設(shè)計(jì)，疊加后旋轉(zhuǎn)中心為同一點(diǎn)，可進(jìn)行正交雙軸同心旋轉(zhuǎn)調(diào)整；6)手輪鎖緊，安全可靠；7)臺(tái)面水平放置，具有標(biāo)準(zhǔn)連接孔，可以和其它系列產(chǎn)品組成多維調(diào)整架。高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀啟動(dòng)后，進(jìn)行單片機(jī)初始化工作，然后傳感器將敏感的傾角信息經(jīng)角度轉(zhuǎn)換模塊調(diào)理后輸出一個(gè)與角度成線性關(guān)系的模擬電壓，再由數(shù)據(jù)處理模塊采集、運(yùn)算和處理，最后將處理結(jié)果經(jīng)數(shù)碼管以數(shù)字符號(hào)形式顯示出來。

技術(shù)指標(biāo)及相關(guān)參數(shù)如下：

設(shè)備尺寸：激光投射器300×200mm，調(diào)整機(jī)構(gòu)及展開支架150×500mm，投影幕2000×1000mm；

調(diào)整機(jī)構(gòu)水平調(diào)整范圍：±10℃；

水平(鉛垂)線的精度為：≤±l 0μm/50mm，約40"；

激光線粗：≤2mm；

投射距離：0.5m～50m；

工作環(huán)境：-30℃～50℃；

平均故障間隔時(shí)間(MTBF)：>5000h；

安裝時(shí)間：<2min。

操作步驟和工作流程圖如圖6所示。

1)打開激光投影器電池盒后蓋，依照標(biāo)示正確裝入3節(jié)7號(hào)電池(注意電池極性)，并將電池蓋固定好，當(dāng)激光投影器長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，將電池取出，裝上高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀電源；

2)將投影幕放置在合適的位置，取出支架，把激光投影器和二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在支架上，調(diào)整支架使其概略水平，打開高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀電源開關(guān)，通過高精度二維數(shù)字水平儀顯示儀顯示激光投影器和二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)水平精度，并判斷水平精度是否符合要求，若不符合要求則通過二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)2進(jìn)行二維面的水平調(diào)整，直到符合要求為止；

3)打開激光投影器開關(guān)，此時(shí)在靶板上輸出一條水平激光線與一條垂直激光線。工作過程如圖6所示；

4)開機(jī)后若激光閃爍報(bào)警說明調(diào)整機(jī)構(gòu)不水平，如果激光線較暗或明亮不一，檢查光線出口，如有污垢則用棉花棒浸上酒精以后擦拭干凈；

5)操作完畢后需要關(guān)閉電源，關(guān)閉激光投影器，否則會(huì)影響系統(tǒng)精度。

操作安全注意事項(xiàng)：不要直視或通過激光投影器觀看激光光束，本系統(tǒng)激光輻射符合安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，不要拆開儀器及進(jìn)行內(nèi)部維修。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的一種新型高炮技術(shù)檢查靶標(biāo)系統(tǒng)按各自模塊功能用途，分塊設(shè)計(jì)，產(chǎn)生的光斑在靶板上清晰度高，在二維平面內(nèi)跟蹤捕捉和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記準(zhǔn)確，組合安裝，可拆裝移位，便于運(yùn)輸，功能齊全，適用范圍廣，安全可靠，成本低廉。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變動(dòng)，這些改進(jìn)和變動(dòng)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。