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用于放置在炮塔上的武器的 操作系统

阅读：371发布：2020-05-23

专利汇可以提供用于放置在炮塔上的武器的操作系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及用于放置在炮塔上的武器（2）的操作系统，所述武器设置有筒管（21），子弹从该筒管射击，并且所述武器设置有柄部（22），操作者通过该柄部确定武器自身的横向转动。所述武器安装在第五轮的周边上，该第五轮包括固定部分（31）和可动部分（32），该固定部分与炮塔成一体，武器自身安装在该可动部分上，以便可动的第五轮在固定部分上旋转，从而允许武器沿着周边（C）运动。，下面是用于放置在炮塔上的武器的操作系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于放置在炮塔上的武器（2）的操作系统，
所述武器前方设置有筒管（21），子弹从该筒管射击，并且所述武器后方设置有柄部（22），操作者通过该柄部确定武器自身围绕竖直轴线（Y）的横向转动，该竖直轴线穿过武器（23）的基部的中心,
所述武器安装在第五轮的周边上，该第五轮包括固定部分（31）和可动部分（32），该固定部分与炮塔成一体，武器自身安装在该可动部分上，以便可动的第五轮在固定部分上旋转，从而允许武器沿着周边（C）运动，其特征在于，所述操作系统包括：
操作部件，所述操作部件用于该第五轮的旋转，
传感器组件，所述传感器组件适于识别由操作者施加给武器的绕轴线（Y）的沿顺时针方向向右或沿逆时针方向向左的旋转，并且在旋转或横向转动到达预定的向右或向左极限角度时进行指示，
控制单元，所述控制单元适于检测到来自这些传感器的信息，并且在武器绕轴线（Y）的旋转到达该预定极限角度时通过该操作部件使第五轮沿着与致动该传感器的临时横向转动相同的旋转方向进行旋转。
2.根据权利要求1所述的系统，其中武器绕轴线（Y）的超过预定向右横向转动角度的顺时针方向对应于第五轮的顺时针旋转，武器绕轴线（Y）的超过预定向左横向转动角度的逆时针旋转对应于第五轮的逆时针旋转，旋转的幅度利用运动的正时或利用角位移的测量或利用其它传感器的检测而进行确定。
3.根据权利要求1所述的系统，其中在该传感器组件中，传感器能够为机电开关，该机电开关在武器的安装座的某些横向转动位置中致动，由各种技术的近程传感器进行检测或通过编码器进行检测。
4.根据权利要求1所述的系统，其包括额外的强度机构，采用该强度机构，操作者必须施加比正常横向转动武器大的强度才能够使武器在预定横向转动极限角度附近横向转动，从而致动第五轮。
5.根据权利要求1所述的系统，其中该传感器组件定位在武器的基部附近，并且包括至少一个选择器（I）、至少一个向右限制开关（D）、至少一个向左限制开关（S），该选择器放置在武器的基部的可动部分（231）上，该选择器与武器一起运动并且确认武器的筒管的方向，该向右限制开关和向左限制开关放置在所述基部的固定部分（232）上，确认该向右极限角度和向左极限角度。
6.根据权利要求5所述的系统，其中该传感器组件还能够包括整个横向转动角度的中间标识件（M）。
7.根据权利要求6所述的系统，其中当在武器横向转动期间选择器（I）自身与限制开关（S、D）或与中间标识件（M）对准时，能够确认的信号被传递到控制单元（U）。
8.根据权利要求7所述的系统，其中选择器（I）、限制开关（S、D）和中间标识件（M）通过近程传感器或红外传感器或发射和接收LED阵列而实现，或者通过感应电磁或可变磁阻装置或霍尔效应装置而实现。
9.根据权利要求1所述的系统，其在第五轮上包括发射部件，该发射部件确定可动部分（32）相对于固定部分（31）的角度旋转，以便使第五轮能够响应于到达向右或向左预定极限横向转动角度而以一个或多个预定角度进行旋转。
10.根据权利要求9所述的系统，其中相对于车辆的车顶的固定部分和可动部分之间的数据传输利用无线装置而进行，或者利用LED发射器或接收光电二极管或滑环或角度受限的电缆而进行。

说明书全文

用于放置在炮塔上的武器的 操作系统

技术领域

[0001] 本发明涉及用于武器的操作系统，该武器例如安装在履带式或轮式军用型车辆的炮塔上。

背景技术

[0002] 陆地武器小口径系统通常安装在轻型车辆的车顶上并且由操作者进行操作，操作者的身体的上部部分从车辆自身中伸出，穿过圆形人孔，并且操作者在必要的受限角度范围内手动地横向转动铰接在合适支撑件（安装座）上的前述武器。为了增加武器射击线所覆盖的角度，武器的安装座通常放置在旋转圆环上，该旋转圆环通常被称为第五轮，具有覆盖件的人孔通常与该第五轮成一体，并且通常还包封弹道周边保护。显然，操作者（“第五轮中的人”）为最有可能遭受敌方火力打击的暴露的人，为此，该保护以某种方式减少了操作者的暴露，尽可能地根据需要来保护操作者进行观察、瞄准和射击。

[0003] 因此，第五轮的旋转允许操作者覆盖武器的射击线，相对于第五轮自身横向转动甚至达360°。这可以手动地进行，或者尤其在保护的情况下借助引入电动马达或液压马达以机动化的方式进行，以便帮助或允许操作者的任务。

[0004] 美国专利7030579中描述了这种类型的系统，该专利公开了使炮塔的旋转机动化的系统和方法，武器放置在该炮塔上，其中人孔在周边上具有圆形齿条，并且炮塔具有通过允许炮塔旋转而与齿条自身接合的机动化小齿轮。炮塔的运动受单独的控制装置的控制，该单独的控制装置实现为操纵杆。

[0005] 申请人已经观察到，在用于旋转第五轮的这种系统中，操作者必须在手动控制器（操纵杆或按钮面板）上作用，因此约束一只手，这只手必须必要地释放武器，从而使得该系统实用性降低，并且在任何情况下没有准备应对突然的威胁。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于通过提供炮塔的操作系统，尤其是第五轮的操作系统来克服上述缺陷，能够由操作者手动地横向转动的武器放置在该第五轮上，该操作系统允许操作者在360°范围内旋转第五轮而不会约束他的手，他的手可以专门用来控制和驱动武器自身。

[0007] 本发明的特征涉及用于放置在炮塔上的武器的操作系统，具有所附权利要求1的特征。附图说明

[0008] 参考附图，根据本发明的示例性且非限制性的实施例给出系统的特征和优点，其中：

[0009] 图1表示根据本发明的放置在炮塔上的武器的透视图；

[0010] 图2表示根据本发明的可能的管理和控制用于放置在炮塔上的武器的操作系统的示意图。

具体实施方式

[0011] 在图1中示出了武器2，其前方设置有筒管，子弹从该筒管射击，在其后方设置有柄部22，操作者通过该柄部确定武器自身围绕竖直轴线Y的横向转动，该竖直轴线Y穿过武器23的基部的中心，该基部设置有旋转轴承。

[0012] 武器安装在周边第五轮3上，该第五轮3包括固定部分31和可动部分32，该固定部分31与车辆的车顶成一体，武器自身安装在该可动部分32上。因此，可动的第五轮在固定部分上旋转，以允许安装的武器沿着第五轮的周边C旋转甚至大于一圈的多圈，也可以只旋转360°的一部分。

[0013] 根据本发明的系统包括操作部件、传感器组件，该操作部件用于旋转这样的第五轮，包括例如电动马达，该传感器组件放置在武器的基部附近，例如旋转轴承附近，能够识别由操作者手动施加给武器的向左和向右绕轴线Y的旋转，并且当相对于中心预定位置该旋转达到预定的向右或向左极限横向转动角度时进行指示。

[0014] 该系统还包括控制单元，该控制单元适于检测来自这样的传感器的信息，并且当武器绕轴线Y的旋转达到这样的预定（向左和向右）角度时通过这种操作部件致动第五轮的旋转。

[0015] 显然，武器绕轴线Y的超过预定向右横向转动角度的顺时针旋转对应于第五轮的顺时针旋转，武器绕轴线Y的超过预定向左横向转动角度的逆时针旋转对应于第五轮的逆时针旋转。

[0016] 由于当超过确定横向转动角度时引起的第五轮的旋转，所以实现的是武器自身的射击轴线实际上相对于与第五轮成一体的安装座的自然横向转动弧返回到中间位置。

[0017] 本发明的特性在于其旋转控制的自动化，这方便保持朝向侧向目标的最佳横向转动范围B，而不需要操作者丢下其主任务，也就是快速且有效地应对威胁。所提出的这种系统还可以安装在具有静止操作的第五轮的车辆上，原因是其不需要对武器自身进行任何重要的修改，在该武器上仅仅需要插入一个传感器系统，在某些情况下，需要进行机动化。在静止机动化第五轮的情况下，干预甚至更小，直接手动控制必须被电子单元取代，借助前述传感器，该电子单元将手动控制转换为自动控制。

[0018] 传感器可以为简单的机电开关，该机电开关在武器的安装座的某些横向转动位置中致动，或者以各种技术由近程传感器进行检测或通过测量绕轴线Y的旋转（横向转动）的编码器进行检测。

[0019] 如果第五轮的旋转的角度或圈数受到限制，那么可以通过电缆与控制单元进行连接，或者当圈数没有限制时，可以通过滑环与控制单元进行连接；在后一种情况下，能够通过向传感器单元提供自身的电源（例如电池）以及以射频与控制单元通信或者通过光学信号与控制单元通信而消除物理连接，其中发射器处于可动部分中，接收器置于合适位置且以所需的数量处于固定部分中。与射频连接一样，光学连接可以是双向（两个方向）类型的。

[0020] 本发明的另一个特征在于可选地具有额外的强度机构，采用该强度机构，操作者必须施加比使武器正常横向转动大的强度才能够使武器在预定横向转动极限角度附近横向转动，从而致动第五轮。

[0021] 或者，控制单元或传感器组件可以要求持久的预定极限角度而不是瞬时的预定极限角度，以便验证操作者旋转第五轮的意愿，从而在确定第五轮旋转之前移动武器的横向转动范围的轴线。

[0022] 优选地，传感器组件定位在武器的基部附近，具体地，该组件包括至少一个选择器I、至少一个向右限制开关D和至少一个向左限制开关S，该选择器I放置在武器的基部的可动部分231上，与武器一起运动，并且其运动与武器自身的轴的横向转动成一体，该至少一个向右限制开关D和至少一个向左限制开关S放置在所述基部的固定部分232上，以确认这样的向右和向左极限角度。有利地，传感器组件还包括总横向转动角度的中间标识件M。

[0023] 当在武器横向转动期间选择器I自身与限制开关或与中间标识件对准时，可以确认的信号被传递到控制单元。

[0024] 选择器I、限制开关S和D以及中间标识件M（可选的）可以通过红外、光电或机械技术而得以实现。例如，可以使用近程传感器或红外传感器（发射和接收LED的系列）或其它类型的传感器（感应电磁或可变磁阻装置、霍尔效应装置、红外装置、接触装置等）。

[0025] 传感器的这种信息允许控制单元管理电动马达的控制第五轮的操作；具体地，如果操作者将瞄准武器直到到达与向右旋转相关的限制开关，那么马达将被致动以使第五轮向右旋转，如果操作者瞄准武器直到到达与向左旋转相关的限制开关，那么马达将被致动以使第五轮向左旋转，而当在使用中间标识件的情况下武器将返回到中心位置时，或者当武器将由于顺应持续时间的运动而处于不同位置时，其将停止。

[0026] 由于系统需要具有较佳的控制（更流畅地进行运动），所以可以增加传感器的数量（或者可以插入编码器），以便确认武器相对于允许的旋转区段的更多的位置：利用这样的信息，可以以较佳的方式管理第五轮的运动。

[0027] 根据本发明，该系统在第五轮上还包括用于确定可动部分32相对于固定部分31的角度旋转的部件，以便响应于限制开关S或D的致动而根据一个或多个预定角度来旋转第五轮。

[0028] 图2示出了本发明的实施例，其中利用光电发射和接收来实现第五轮的固定部分和可动部分之间的通信。

[0029] 这样的用于确定角度旋转的发射部件包括两个环，一个环与固定部分成一体，另一个环与可动部分成一体：在固定部分中的环上设置有以一定距离相互隔开的一系列接收光电二极管RX1……RXn，这些光电二极管沿着整个周边分布并且与控制单元U连接；相反，在可动部分中的环上设置有两个发射二极管TX1和TX2，这两个发射二极管由前述限制开关S和D致动，并且由例如辅助电池供电。

[0030] 通过旋转武器，操作者在到达物理旋转极限时，致动（向右或向左）限制开关，限制开关又馈给其发射二极管中的一个；这使得放置在发射器前面的接收器能够进行传导，当被控制单元检测到时，该发射器建立和开始第五轮的自动旋转的序列。旋转角度使得允许发射器在运动结束时总是能发现其自身处于接收装置中某一个的前面，从而根据限制开关的致动开始新的旋转。接收器的数量取决于武器在其自身的轴线上所允许的和所用的装置的发射和接收波瓣（lobe）所允许的旋转角度。为了简化第五轮的操作控制，有用的是在接收器数量和波瓣幅度之间形成正确的这种处理。

[0031] 为了区别操作者向右或向左旋转的意图，可以使用具有不同频率的两个发射器（脉冲编码），或者简单地通过相同的发射器使用二进制逻辑：例如，一个LED向右照射，两个LED向左照射；在任何情况下，有用的是使电路加倍，以便在LED损坏的情况下避免缺乏旋转或沿相反方向的旋转。

[0032] 根据本发明的可供选择的实施例，这种用于确定角度旋转的发射部件可以包括可动部分与固定部分之间的无线数据传输连接，由此方便安装该系统的操作。

[0033] 为了以绝对的方式获得最佳的性能，整个传感器组件可以替换为精度更高的编码器或解算器（如电位计），该编码器或解算器通过给出连续的位置值而能够允许系统进行理想的控制，例如通过软件改变限制开关S和D的位置。通过实施这种类型的传感器，通常需要对武器的旋转系统进行较大的干预，原因是安装必须在旋转轴线上进行或者借助通过齿轮或带的连接，而在前述情况下，感测子系统简单地“增加”并且仅仅需要与之前已有的旋转系统的两个连接（一个在“朝向车辆”的部分上，另一个在“朝向武器”的部分上）。

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