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(xùn)練要求靶標的動作類型多樣，常用的靶標動作有起倒、側(cè)轉(zhuǎn)、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(xùn)練環(huán)境，提升訓(xùn)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(gòu)，通過調(diào)節(jié)靶標空間姿態(tài)，更換靶夾裝置的方式，實現(xiàn)上述各種靶標動作，一靶多用，既滿足了射擊訓(xùn)練目標多樣性要求，也有效地節(jié)省了訓(xùn)練單位的建設(shè)成本，受到了訓(xùn)練保障單位的青睞。

1 現(xiàn)狀

某型多功能靶具有結(jié)構(gòu)緊湊、小巧輕便的特點，并且能夠自動感知靶標操作結(jié)果。靶標內(nèi)置的智能傳感裝置會自動檢測靶標當前的綜合狀態(tài)，并在靶標開機后根據(jù)檢測的狀態(tài)切換到與靶標綜合狀態(tài)相匹配的功能模式——自動調(diào)用與該功能模式相應(yīng)的運行參數(shù)。

靶標內(nèi)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(tài)傳感器（檢測靶標輸出軸處于水平或垂直方向）。根據(jù)預(yù)先定義，靶標可用功能類型與綜合狀態(tài)之間的映射關(guān)系如表1 所示。

表1 靶標運行模式與綜合狀態(tài)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(shè)置柱狀凸起及開關(guān)，借助N組開關(guān)的“通”“斷”狀態(tài)，即可實現(xiàn)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(jié)構(gòu)如圖1 所示。首先考慮在靶夾連接板和靶夾法蘭上分別設(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)，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(yīng)的沉孔內(nèi)，形成三位二進制編碼觸發(fā)機構(gòu)的基礎(chǔ)。

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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，最大旋轉(zhuǎn)角度達到360°，檢測裝置中無法使用接觸式機械開關(guān)，因而考慮使用非接觸式開關(guān)器件。常見的非接觸式開關(guān)大致有3 種：光電開關(guān)、磁性開關(guān)和紅外接近開關(guān)。磁性開關(guān)對磁場敏感，更適合在本項目中應(yīng)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(yīng)的磁敏傳感電路。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

靶夾結(jié)構(gòu)及狀態(tài)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(yīng)，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(yīng)的三處沉孔內(nèi)各設(shè)置一個帶有復(fù)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(chǎn)生作用。柱狀凸起的高度決定磁鋼的位移量，應(yīng)保證：①磁鋼未產(chǎn)生位移時，霍耳傳感器無感應(yīng)信號；②磁鋼受柱狀凸起推動產(chǎn)生位移后，霍耳傳感器能可靠產(chǎn)生感應(yīng)信號；③磁鋼在推力釋放自動復(fù)位后，霍耳傳感器感應(yīng)信號能可靠消失。

圖2 靶夾結(jié)構(gòu)及狀態(tài)示意圖

為了避免推桿在沉孔內(nèi)滑動時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，將其圓柱面銑扁，并在推桿導(dǎo)向壓片上設(shè)置扁圓孔，限制推桿旋轉(zhuǎn)，保證磁鋼在趨近傳感器時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

5 結(jié)語

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