專利名稱：火炮身管軸線通用檢測裝置及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種軸線測量設備，具體地說是一種火炮身管軸線通用檢測裝置及其檢測方法。
背景技術：
軸線測量是計量科學的重要組成部分，廣泛應用于工業生產和科學研究領域。隨著科學技術和生產工藝的飛速發展，在精密加工、航空航天、交通建設、大地測量、武器裝備校軸等許多領域都對軸線測量方法和測量精度提出了越來越高的要求。在武器裝備校軸方面，為確保射擊精度，需要對武器系統多光譜偵察、瞄準探測裝備(紅外、微光、可見光、激光等光電儀器)的光軸和火炮的機械軸線進行平行性檢測。目前常用的光軸平行性檢測方法有: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儀器往往都需要光學系統提供理想的無窮遠目標，且檢測設備體積大、重量大，對環境要求高，操作復雜，自動化程度低，準備周期長，受主觀因素影響大，只適合在實驗室條件下使用，無法滿足野外環境下在線快速檢測需求。更為重要的是，受平行光管物鏡口徑限制，上述檢測方法和裝置只能對多光學傳感器之間的光軸平行性進行檢測，無法滿足火炮身管軸線與光學傳感器光軸平行性檢測需求，而光學傳感器光軸與火炮身管軸線之間的偏差將會嚴重影響整個武器系統的射擊精度。
發明內容
本發明的目的之一就是提供一種火炮身管軸線通用檢測裝置，以解決現有檢測儀器無法檢測火炮身管軸線與光學傳感器光軸平行性的問題。本發明的目的之二就是提供一種火炮身管通用檢測方法，以在野外環境下在線快速檢測火炮身管軸線與光學傳感器光軸的平行性。本發明目的之一是這樣實現的:一種火炮身管軸線通用檢測裝置，包括有:
十字靶板，設置在火炮身管前方，用于作為火炮的射擊目標；
通用接口組件，與光電觀瞄系統共軸相接，用于夾持火炮身管；
光電觀瞄系統，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，通過電纜與所述光電觀瞄系統相接，用于顯示所述光電觀瞄系統所輸出的圖像。所述光電觀瞄系統包括:
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通過信號處理電路轉換成十字靶板圖像，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:
標準接口，呈圓柱狀結構；
鋼球消隙裝置，設置在所述標準接口的一徑向面上，用于消除因間隙帶來的平行性誤
差;
小口徑卡肩和大口徑卡肩，兩者套在所述標準接口的圓柱面上，可沿所述標準接口的軸向移動，用于滿足不同火炮身管長短規格變化的需求；
大口徑身管接口，套在所述標準接口的圓柱面上，用于滿足不同口徑火炮身管的夾持需求；以及
防脫離裝置，設置在所述標準接口的一端并與所述大口徑身管接口相接，用于限制所述標準接口與所述大口徑身管接口在使用時相對位置發生大的變動，消除因相對位置變動帶來的誤差。本發明采用通用接口組件和光電觀瞄系統滿足了火炮身管機械軸線與光學傳感器軸線的平行性檢測需求，利用通用接口組件適應了不同火炮身管口徑，拓展了檢測裝置的通用性，最終實現了各種口徑火炮身管機械軸線與光學傳感器軸線的光軸平行性檢測需求。本檢測裝置通用性強，能夠很好`的滿足野外環境下使用，具有廣闊的推廣應用前景。本發明目的之二是這樣實現的:一種火炮身管軸線通用檢測方法，包括如下步驟:
a、將光學傳感器安裝在火炮上；
b、在火炮身管前方設置十字靶板作為射擊目標；
C、使共軸相接的光電觀瞄系統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、通過顯示器觀察由光電觀瞄系統所輸出的十字靶板圖像與十字分劃線圖案疊加后的圖像，調整火炮瞄準位置，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、通過光學傳感器的目鏡觀察光學傳感器所對應的十字分劃線中心與十字靶板中心的位置偏差，調整光學傳感器的安裝位置，使光學傳感器所對應的十字分劃線中心與十字靶板中心重合。
圖1是本發明檢測裝置中的光電觀瞄系統與通用接口組件的結構示意圖。圖2是檢測火炮身管軸線與光學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、標準接口，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。
具體實施例方式實施例1:火炮身管軸線通用檢測裝置。本發明火炮身管軸線通用性檢測裝置包括:十字靶板、通用接口組件、光電觀瞄系統和顯示器。十字靶板設置在火炮身管前方，用于作為火炮的射擊目標。顯示器通過電纜與光電觀瞄系統相接，用于顯示所述光電觀瞄系統所輸出的圖像。通用接口組件和光電觀瞄系統構成火炮身管夾持裝置，其結構如圖1所示。光電觀瞄系統由物鏡組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通過信號處理電路轉換成十字靶板圖像，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準接口 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。標準接口 5呈圓柱狀結構，其左端通過螺釘與光電觀瞄系統固結在一起，保證標準接口 5軸線與光電觀瞄系統光軸的共軸。鋼球消隙裝置6設置在標準接口 5的一徑向面上，用于消除因標準接口 5與相配孔的配合間隙帶來的平行性誤差。小口徑卡肩7和大口徑卡肩8套在標準接口 5的圓柱面上，利用標準接口 5上的定位孔，根據不同口徑火炮消煙裝置長短調節定位螺釘對應定位孔，以適應不同口徑火炮消煙裝置長短規格的變化。大口徑身管接口 9套在標準接口 5的圓柱面上，以適應不同口徑的火炮身管夾持需求。防脫離裝置10設置在標準接口 5右端并與大口徑身管接口 9相接，用于限制標準接口 5與大口徑身管接口 9在使用時相對位置發生大的變動，消除因相對位置變動帶來的誤差。防脫離裝置1 0由滑塊、彈簧、鋼球和操作螺釘組成，通過撥動操作螺釘帶動滑塊移動，使滑塊正好卡在大口徑身管接口 9的斷面槽內，同時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。實施例2:火炮身管通用檢測方法。如圖2所示，采用本發明檢測裝置對火炮身管軸線與光學傳感器光軸平行性進行檢測，具體步驟如下:
將光學傳感器安裝在火炮上，用于為火炮探測并瞄準射擊目標。對應多光譜的探測設備，即安裝多個光學傳感器。根據被測武器系統光學傳感器與火炮身管軸線交匯距離(該值針對不同武器系統存在差異，以L米為例)，在L米處設置觀瞄用十字靶板。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。之后用電纜將光電觀瞄系統與顯示器連接起來。調整火炮身管大致瞄準L米處的十字靶板，十字靶板通過物鏡組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通過信號處理電路轉換成視頻信號，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，最終通過視頻輸出端口 4輸出到顯示器。通過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，則調整火炮身管瞄準位置，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，即完成火炮身管機械軸線和十字靶板的共軸調整。之后通過武器系統上集成的光學傳感器的目鏡(或顯示器)觀察各光學傳感器所對應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，則調整各光學傳感器的安裝位置，直到各光學傳感器所對應的十字分劃線中心和十字靶板圖像中心重合，至此完成對火炮身管機械軸 線與各光學傳感器軸線的光軸平行性檢測。
權利要求
1.一種火炮身管軸線通用檢測裝置，其特征是，包括有: 十字靶板，設置在火炮身管前方，用于作為火炮的射擊目標； 通用接口組件，與光電觀瞄系統共軸相接，用于夾持火炮身管； 光電觀瞄系統，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，通過電纜與所述光電觀瞄系統相接，用于顯示所述光電觀瞄系統所輸出的圖像。
2.根據權利要求1所述的火炮身管軸線通用檢測裝置，其特征是，所述光電觀瞄系統包括: 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通過信號處理電路轉換成十字靶板圖像，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.根據權利要求1所述的火炮身管軸線通用檢測裝置，其特征是，所述通用接口組件包括: 標準接口，呈圓柱狀結構； 鋼球消隙裝置，設置在所述標準接口的一徑向面上，用于消除因間隙帶來的平行性誤差; 小口徑卡肩和大口徑卡肩，兩者套在所述標準接口的圓柱面上，可沿所述標準接口的軸向移動，用于滿足不同火炮身管長短規格變化的需求； 大口徑身管接口，套在所述標準接口的圓柱面上，用于滿足不同口徑火炮身管的夾持需求；以及 防脫離裝置，設置在所述標準接口的一端并與所述大口徑身管接口相接，用于限制所述標準接口與所述大口徑身管接口在使用時相對位置發生大的變動，消除因相對位置變動帶來的誤差。
4.一種火炮身管軸線通用檢測方法，其特征是，包括如下步驟: a、將光學傳感器安裝在火炮上； b、在火炮身管前方設置十字靶板作為射擊目標； C、使共軸相接的光電觀瞄系統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、通過顯示器觀察由光電觀瞄系統所輸出的十字靶板圖像與十字分劃線圖案疊加后的圖像，調整火炮瞄準位置，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、通過光學傳感器的目鏡觀察光學傳感 器所對應的十字分劃線中心與十字靶板中心的位置偏差，調整光學傳感器的安裝位置，使光學傳感器所對應的十字分劃線中心與十字靶板中心重合。
全文摘要
本發明提供了一種火炮身管軸線通用檢測裝置及其檢測方法。所述檢測裝置包括十字靶板、通用接口組件、光電觀瞄系統和顯示器。本發明采用通用接口組件和光電觀瞄系統滿足了火炮身管機械軸線與光學傳感器軸線的平行性檢測需求，利用通用接口組件可適應不同火炮身管口徑，拓展了檢測裝置的通用性，最終實現了不同口徑火炮身管機械軸線與光學傳感器軸線的光軸平行性檢測需求。本檢測裝置通用性強，能夠很好的滿足野外環境下使用，具有廣闊的推廣應用前景。
文檔編號G01B11/26GK103245305SQ201310191768
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月22日 優先權日2013年5月22日
發明者張勇, 馬東璽, 閆鵬程, 馮廣斌, 張嶺, 王偉明, 馬振書, 孫江生, 張連武 申請人:中國人民解放軍總裝備部軍械技術研究所
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