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專利名稱：火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸線測(cè)量設(shè)備，具體地說(shuō)是一種火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
軸線測(cè)量是計(jì)量科學(xué)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展，在精密加工、航空航天、交通建設(shè)、大地測(cè)量、武器裝備校軸等許多領(lǐng)域都對(duì)軸線測(cè)量方法和測(cè)量精度提出了越來(lái)越高的要求。在武器裝備校軸方面，為確保射擊精度，需要對(duì)武器系統(tǒng)多光譜偵察、瞄準(zhǔn)探測(cè)裝備(紅外、微光、可見(jiàn)光、激光等光電儀器)的光軸和火炮的機(jī)械軸線進(jìn)行平行性檢測(cè)。目前常用的光軸平行性檢測(cè)方法有:投影靶板法、小口徑平行光管法、大口徑平行光管法、激光光軸儀法、五棱鏡法等，但目前基于這些方法的檢測(cè)儀器往往都需要光學(xué)系統(tǒng)提供理想的無(wú)窮遠(yuǎn)目標(biāo)，且檢測(cè)設(shè)備體積大、重量大，對(duì)環(huán)境要求高，操作復(fù)雜，自動(dòng)化程度低，準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，受主觀因素影響大，只適合在實(shí)驗(yàn)室條件下使用，無(wú)法滿足野外環(huán)境下在線快速檢測(cè)需求。更為重要的是，受平行光管物鏡口徑限制，上述檢測(cè)方法和裝置只能對(duì)多光學(xué)傳感器之間的光軸平行性進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法滿足火炮身管軸線與光學(xué)傳感器光軸平行性檢測(cè)需求，而光學(xué)傳感器光軸與火炮身管軸線之間的偏差將會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)武器系統(tǒng)的射擊精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一就是提供一種火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有檢測(cè)儀器無(wú)法檢測(cè)火炮身管軸線與光學(xué)傳感器光軸平行性的問(wèn)題。本發(fā)明的目的之二就是提供一種火炮身管通用檢測(cè)方法，以在野外環(huán)境下在線快速檢測(cè)火炮身管軸線與光學(xué)傳感器光軸的平行性。本發(fā)明目的之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置，包括有:
十字靶板，設(shè)置在火炮身管前方，用于作為火炮的射擊目標(biāo)；
通用接口組件，與光電觀瞄系統(tǒng)共軸相接，用于夾持火炮身管；
光電觀瞄系統(tǒng)，與顯示器相接，并與所述通用接口組件共軸相接，用于采集十字靶板的圖像同時(shí)生成十字分劃線圖案，并將所采集的十字靶板圖像與所生成的十字分劃線圖案疊加后輸出；以及
顯示器，通過(guò)電纜與所述光電觀瞄系統(tǒng)相接，用于顯示所述光電觀瞄系統(tǒng)所輸出的圖像。所述光電觀瞄系統(tǒng)包括:
物鏡組，與CXD成像組件相接，用于接收十字靶板的光線并成像于CXD成像組件靶面
上；
CXD成像組件，與所述物鏡組和字符疊加控制電路相接，用于將CXD成像組件靶面所接收到的光信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換成十字靶板圖像，并輸出給字符疊加控制電路；
字符疊加控制電路，與所述CCD成像組件和視頻輸出端口相接，用于生成十字分劃線圖案，并將所生成的十字分劃線圖案與所接收到的十字靶板圖像相疊加后輸出給視頻輸出端口 ；以及
視頻輸出端口，與所述字符疊加控制電路相接，用于輸出十字分劃線圖案與十字靶板圖像疊加后的圖像。所述通用接口組件包括:
標(biāo)準(zhǔn)接口，呈圓柱狀結(jié)構(gòu)；
鋼球消隙裝置，設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的一徑向面上，用于消除因間隙帶來(lái)的平行性誤
差;
小口徑卡肩和大口徑卡肩，兩者套在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的圓柱面上，可沿所述標(biāo)準(zhǔn)接口的軸向移動(dòng)，用于滿足不同火炮身管長(zhǎng)短規(guī)格變化的需求；
大口徑身管接口，套在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的圓柱面上，用于滿足不同口徑火炮身管的夾持需求；以及
防脫離裝置，設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的一端并與所述大口徑身管接口相接，用于限制所述標(biāo)準(zhǔn)接口與所述大口徑身管接口在使用時(shí)相對(duì)位置發(fā)生大的變動(dòng)，消除因相對(duì)位置變動(dòng)帶來(lái)的誤差。本發(fā)明采用通用接口組件和光電觀瞄系統(tǒng)滿足了火炮身管機(jī)械軸線與光學(xué)傳感器軸線的平行性檢測(cè)需求，利用通用接口組件適應(yīng)了不同火炮身管口徑，拓展了檢測(cè)裝置的通用性，最終實(shí)現(xiàn)了各種口徑火炮身管機(jī)械軸線與光學(xué)傳感器軸線的光軸平行性檢測(cè)需求。本檢測(cè)裝置通用性強(qiáng)，能夠很好`的滿足野外環(huán)境下使用，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。本發(fā)明目的之二是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種火炮身管軸線通用檢測(cè)方法，包括如下步驟:
a、將光學(xué)傳感器安裝在火炮上；
b、在火炮身管前方設(shè)置十字靶板作為射擊目標(biāo)；
C、使共軸相接的光電觀瞄系統(tǒng)和通用接口組件從炮口處插入炮膛，使所述通用接口組件夾持住火炮身管；
d、通過(guò)顯示器觀察由光電觀瞄系統(tǒng)所輸出的十字靶板圖像與十字分劃線圖案疊加后的圖像，調(diào)整火炮瞄準(zhǔn)位置，使所述十字靶板的圖像中心與所述十字分劃線的圖案中心重合；
e、通過(guò)光學(xué)傳感器的目鏡觀察光學(xué)傳感器所對(duì)應(yīng)的十字分劃線中心與十字靶板中心的位置偏差，調(diào)整光學(xué)傳感器的安裝位置，使光學(xué)傳感器所對(duì)應(yīng)的十字分劃線中心與十字靶板中心重合。


圖1是本發(fā)明檢測(cè)裝置中的光電觀瞄系統(tǒng)與通用接口組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是檢測(cè)火炮身管軸線與光學(xué)傳感器光軸平行性的流程圖。圖中:1、物鏡組，2、C⑶成像組件，3、字符疊加控制電路，4、視頻輸出端口，5、標(biāo)準(zhǔn)接口，6、鋼球消隙裝置，7、小口徑卡肩，8、大口徑卡肩，9、大口徑身管接口，10、防脫離裝置。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置。本發(fā)明火炮身管軸線通用性檢測(cè)裝置包括:十字靶板、通用接口組件、光電觀瞄系統(tǒng)和顯示器。十字靶板設(shè)置在火炮身管前方，用于作為火炮的射擊目標(biāo)。顯示器通過(guò)電纜與光電觀瞄系統(tǒng)相接，用于顯示所述光電觀瞄系統(tǒng)所輸出的圖像。通用接口組件和光電觀瞄系統(tǒng)構(gòu)成火炮身管夾持裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。光電觀瞄系統(tǒng)由物鏡組l、c⑶成像組件2、字符疊加控制電路3和視頻輸出端口 4組成。物鏡組
I與CCD成像組件2相接，用于接收十字靶板的光線并成像于CCD成像組件2靶面上；CCD成像組件2與物鏡組I和字符疊加控制電路3相接，用于將CCD成像組件2靶面所接收到的光信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換成十字靶板圖像，并輸出給字符疊加控制電路3;字符疊加控制電路3與CCD成像組件2和視頻輸出端口 4相接，用于生成十字分劃線圖案，并將所生成的十字分劃線圖案與所接收到的十字靶板圖像相疊加后輸出給視頻輸出端口 4 ;視頻輸出端口 4與字符疊加控制電路3相接，用于輸出十字分劃線圖案與十字靶板圖像疊加后的圖像。通用接口組件包括標(biāo)準(zhǔn)接口 5、鋼球消隙裝置6、小口徑卡肩7、大口徑卡肩8、大口徑身管接口 9和防脫離裝置10。標(biāo)準(zhǔn)接口 5呈圓柱狀結(jié)構(gòu)，其左端通過(guò)螺釘與光電觀瞄系統(tǒng)固結(jié)在一起，保證標(biāo)準(zhǔn)接口 5軸線與光電觀瞄系統(tǒng)光軸的共軸。鋼球消隙裝置6設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)接口 5的一徑向面上，用于消除因標(biāo)準(zhǔn)接口 5與相配孔的配合間隙帶來(lái)的平行性誤差。小口徑卡肩7和大口徑卡肩8套在標(biāo)準(zhǔn)接口 5的圓柱面上，利用標(biāo)準(zhǔn)接口 5上的定位孔，根據(jù)不同口徑火炮消煙裝置長(zhǎng)短調(diào)節(jié)定位螺釘對(duì)應(yīng)定位孔，以適應(yīng)不同口徑火炮消煙裝置長(zhǎng)短規(guī)格的變化。大口徑身管接口 9套在標(biāo)準(zhǔn)接口 5的圓柱面上，以適應(yīng)不同口徑的火炮身管夾持需求。防脫離裝置10設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)接口 5右端并與大口徑身管接口 9相接，用于限制標(biāo)準(zhǔn)接口 5與大口徑身管接口 9在使用時(shí)相對(duì)位置發(fā)生大的變動(dòng)，消除因相對(duì)位置變動(dòng)帶來(lái)的誤差。防脫離裝置1 0由滑塊、彈簧、鋼球和操作螺釘組成，通過(guò)撥動(dòng)操作螺釘帶動(dòng)滑塊移動(dòng)，使滑塊正好卡在大口徑身管接口 9的斷面槽內(nèi)，同時(shí)鋼球在彈簧的作用下正好落在滑塊的錐孔上，使滑塊始終處于正確位置。實(shí)施例2:火炮身管通用檢測(cè)方法。如圖2所示，采用本發(fā)明檢測(cè)裝置對(duì)火炮身管軸線與光學(xué)傳感器光軸平行性進(jìn)行檢測(cè)，具體步驟如下:
將光學(xué)傳感器安裝在火炮上，用于為火炮探測(cè)并瞄準(zhǔn)射擊目標(biāo)。對(duì)應(yīng)多光譜的探測(cè)設(shè)備，即安裝多個(gè)光學(xué)傳感器。根據(jù)被測(cè)武器系統(tǒng)光學(xué)傳感器與火炮身管軸線交匯距離(該值針對(duì)不同武器系統(tǒng)存在差異，以L米為例)，在L米處設(shè)置觀瞄用十字靶板。將火炮身管夾持裝置從炮口插入炮膛，觀察通用接口組件對(duì)火炮身管的夾持(gp口徑大小)是否合適，若不合適，則套用不同規(guī)格的大口徑身管接口，直至口徑大小與通用接口組件相適應(yīng)。之后用電纜將光電觀瞄系統(tǒng)與顯示器連接起來(lái)。調(diào)整火炮身管大致瞄準(zhǔn)L米處的十字靶板，十字靶板通過(guò)物鏡組I成像在CXD成像組件2靶面上，CXD成像組件2將CXD靶面接收到的光信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，并輸入到字符疊加控制電路板3上，字符疊加控制電路3生成的十字分劃線圖案疊加在采集到的十字靶板圖像上，最終通過(guò)視頻輸出端口 4輸出到顯示器。通過(guò)顯示器觀察字符疊加控制電路3生成的十字分劃線圖案中心和十字靶板圖像中心是否重合，如果不重合，則調(diào)整火炮身管瞄準(zhǔn)位置，使字符疊加控制電路3生成的十字分劃線圖案中心和十字靶板圖像中心重合，即完成火炮身管機(jī)械軸線和十字靶板的共軸調(diào)整。之后通過(guò)武器系統(tǒng)上集成的光學(xué)傳感器的目鏡(或顯示器)觀察各光學(xué)傳感器所對(duì)應(yīng)的十字分劃線中心和十字靶板圖像中心是否重合，若不重合，則調(diào)整各光學(xué)傳感器的安裝位置，直到各光學(xué)傳感器所對(duì)應(yīng)的十字分劃線中心和十字靶板圖像中心重合，至此完成對(duì)火炮身管機(jī)械軸 線與各光學(xué)傳感器軸線的光軸平行性檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置，其特征是，包括有: 十字靶板，設(shè)置在火炮身管前方，用于作為火炮的射擊目標(biāo)； 通用接口組件，與光電觀瞄系統(tǒng)共軸相接，用于夾持火炮身管； 光電觀瞄系統(tǒng)，與顯示器相接，并與所述通用接口組件共軸相接，用于采集十字靶板的圖像同時(shí)生成十字分劃線圖案，并將所采集的十字靶板圖像與所生成的十字分劃線圖案疊加后輸出；以及 顯示器，通過(guò)電纜與所述光電觀瞄系統(tǒng)相接，用于顯示所述光電觀瞄系統(tǒng)所輸出的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置，其特征是，所述光電觀瞄系統(tǒng)包括: 物鏡組，與CXD成像組件相接，用于接收十字靶板的光線并成像于CXD成像組件靶面上； CXD成像組件，與所述物鏡組和字符疊加控制電路相接，用于將CXD成像組件靶面所接收到的光信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換成十字靶板圖像，并輸出給字符疊加控制電路； 字符疊加控制電路，與所述CCD成像組件和視頻輸出端口相接，用于生成十字分劃線圖案，并將所生成的十字分劃線圖案與所接收到的十字靶板圖像相疊加后輸出給視頻輸出端口 ；以及 視頻輸 出端口，與所述字符疊加控制電路相接，用于輸出十字分劃線圖案與十字靶板圖像疊加后的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置，其特征是，所述通用接口組件包括: 標(biāo)準(zhǔn)接口，呈圓柱狀結(jié)構(gòu)； 鋼球消隙裝置，設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的一徑向面上，用于消除因間隙帶來(lái)的平行性誤差; 小口徑卡肩和大口徑卡肩，兩者套在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的圓柱面上，可沿所述標(biāo)準(zhǔn)接口的軸向移動(dòng)，用于滿足不同火炮身管長(zhǎng)短規(guī)格變化的需求； 大口徑身管接口，套在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的圓柱面上，用于滿足不同口徑火炮身管的夾持需求；以及 防脫離裝置，設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)接口的一端并與所述大口徑身管接口相接，用于限制所述標(biāo)準(zhǔn)接口與所述大口徑身管接口在使用時(shí)相對(duì)位置發(fā)生大的變動(dòng)，消除因相對(duì)位置變動(dòng)帶來(lái)的誤差。
4.一種火炮身管軸線通用檢測(cè)方法，其特征是，包括如下步驟: a、將光學(xué)傳感器安裝在火炮上； b、在火炮身管前方設(shè)置十字靶板作為射擊目標(biāo)； C、使共軸相接的光電觀瞄系統(tǒng)和通用接口組件從炮口處插入炮膛，使所述通用接口組件夾持住火炮身管； d、通過(guò)顯示器觀察由光電觀瞄系統(tǒng)所輸出的十字靶板圖像與十字分劃線圖案疊加后的圖像，調(diào)整火炮瞄準(zhǔn)位置，使所述十字靶板的圖像中心與所述十字分劃線的圖案中心重合；e、通過(guò)光學(xué)傳感器的目鏡觀察光學(xué)傳感 器所對(duì)應(yīng)的十字分劃線中心與十字靶板中心的位置偏差，調(diào)整光學(xué)傳感器的安裝位置，使光學(xué)傳感器所對(duì)應(yīng)的十字分劃線中心與十字靶板中心重合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種火炮身管軸線通用檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。所述檢測(cè)裝置包括十字靶板、通用接口組件、光電觀瞄系統(tǒng)和顯示器。本發(fā)明采用通用接口組件和光電觀瞄系統(tǒng)滿足了火炮身管機(jī)械軸線與光學(xué)傳感器軸線的平行性檢測(cè)需求，利用通用接口組件可適應(yīng)不同火炮身管口徑，拓展了檢測(cè)裝置的通用性，最終實(shí)現(xiàn)了不同口徑火炮身管機(jī)械軸線與光學(xué)傳感器軸線的光軸平行性檢測(cè)需求。本檢測(cè)裝置通用性強(qiáng)，能夠很好的滿足野外環(huán)境下使用，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01B11/26GK103245305SQ201310191768
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者張勇, 馬東璽, 閆鵬程, 馮廣斌, 張嶺, 王偉明, 馬振書(shū), 孫江生, 張連武 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍總裝備部軍械技術(shù)研究所