靶夾檢測編碼裝置設計

于正亮，樊長虹，任海東

（總參謀部第六十研究所，江蘇 南京 210016）

實彈射擊訓練要求靶標的動作類型多樣，常用的靶標動作有起倒、側轉、搖擺、升降、平移等，以盡可能模擬出假想目標的常見行為，豐富訓練環境，提升訓練人員對目標的觀察、判定與快速射擊能力。多功能靶標基于單一靶標機構，通過調節靶標空間姿態，更換靶夾裝置的方式，實現上述各種靶標動作，一靶多用，既滿足了射擊訓練目標多樣性要求，也有效地節省了訓練單位的建設成本，受到了訓練保障單位的青睞。

1 現狀

某型多功能靶具有結構緊湊、小巧輕便的特點，并且能夠自動感知靶標操作結果。靶標內置的智能傳感裝置會自動檢測靶標當前的綜合狀態，并在靶標開機后根據檢測的狀態切換到與靶標綜合狀態相匹配的功能模式——自動調用與該功能模式相應的運行參數。

靶標內置的智能傳感裝置包括靶夾檢測裝置（檢測靶標當前實際安裝的靶夾類型）和靶標姿態傳感器（檢測靶標輸出軸處于水平或垂直方向）。根據預先定義，靶標可用功能類型與綜合狀態之間的映射關系如表1 所示。

表1 靶標運行模式與綜合狀態映射表

2 基本原理

考慮借鑒二進制編碼基本原理，在靶夾連接板及其靶夾法蘭上設置柱狀凸起及開關，借助N組開關的“通”“斷”狀態，即可實現2N種靶夾類型的檢測，不僅可以滿足表1所示的檢測要求，還具備一定的可擴展性。

靶夾部位結構如圖1 所示。首先考慮在靶夾連接板和靶夾法蘭上分別設置圖1 中柱狀凸起位置（右圖中①②③）和沉孔位置（左圖中①②③）。

圖1 靶夾部位結構示意圖

靶夾連接板上的柱狀凸起位置與靶夾法蘭上的沉孔位置相對應，當靶夾連接板正常安裝至靶夾法蘭后，所有的柱狀凸起都將插入對應的沉孔內，形成三位二進制編碼觸發機構的基礎。

3 器件選型

靶夾法蘭與減速器直接相連，在靶標實際使用時，靶夾法蘭會在減速器帶動下產生旋轉，最大旋轉角度達到360°，檢測裝置中無法使用接觸式機械開關，因而考慮使用非接觸式開關器件。常見的非接觸式開關大致有3 種：光電開關、磁性開關和紅外接近開關。磁性開關對磁場敏感，更適合在本項目中應用。磁敏器件選擇的是霍耳傳感器A3144E，它是一種基于霍耳效應的磁敏傳感電路。

4 結構設計

靶夾結構及狀態示意圖如圖 2 所示。將3 只A3144E 霍耳傳感器焊接于檢測電路板，其分布位置與法蘭上的各沉孔位置相對應，檢測電路板固定于安裝架上。在靶夾法蘭與靶夾柱狀凸起對應的三處沉孔內各設置一個帶有復位彈簧的推桿，推桿一端固定一只磁鋼；未安裝靶夾連接板時，推桿在彈簧作用下位于初始位置，其磁場未對霍耳傳感器產生作用。柱狀凸起的高度決定磁鋼的位移量，應保證：①磁鋼未產生位移時，霍耳傳感器無感應信號；②磁鋼受柱狀凸起推動產生位移后，霍耳傳感器能可靠產生感應信號；③磁鋼在推力釋放自動復位后，霍耳傳感器感應信號能可靠消失。

圖2 靶夾結構及狀態示意圖

為了避免推桿在沉孔內滑動時產生旋轉，將其圓柱面銑扁，并在推桿導向壓片上設置扁圓孔，限制推桿旋轉，保證磁鋼在趨近傳感器時不發生偏轉。

5 結語

本項目采取磁性非接觸式傳感器，設計了一種機電編碼裝置，實現轉動部件的位置檢測，從而準確識別出靶夾類型。設計中采取了磁性體側向趨近傳感器的方式，避免了徑向趨近方式有效感應距離臨界值較大的不足，做到了在小空間內布置多組感應裝置，實現了某型多功能靶的靶夾類型自動檢測功能，為提高該產品的智能化檢測提供了可靠的技術實現手段。