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基于CPLD技術(shù)的槍械電磁扳機控制儀設(shè)計

作者: 時間:2010-10-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

O 引言
靶場測試領(lǐng)域中的擊發(fā)是一個重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的擊發(fā)采用人工方式,即射擊人員聽到射擊指令后手工扣動扳機進行擊發(fā),這種方式存在兩方面的問題:其一,無法保證安全性。人員操作時有可能由于疲勞或者聽錯指令進行了誤操作,則可能造成靶道內(nèi)人員安全事故,而在有些應(yīng)用場合,如防彈頭盔穿甲實驗,射擊人員必須面對防彈頭盔進行射擊,彈頭有可能反彈回來傷及射擊人員。上述兩種安全事故在國內(nèi)靶場都曾發(fā)生過。其二,隨著靶場測試技術(shù)的不斷發(fā)展,靶場測試所用的設(shè)備種類越來越多,精度也越來越高,因此,不同的測試設(shè)備如何保持一定的同步性顯得越來越重要。顯然,手工擊發(fā)槍械方式難以實現(xiàn)同步性要求。
基于以上考慮,有人提出了基于效應(yīng)的控制方法,由鐵芯、線圈、銜鐵、簧片等組成,當需要控制槍械擊發(fā)時,向線圈兩端加上一定電壓,線圈中便會流經(jīng)電流,從而產(chǎn)生效應(yīng),銜鐵就在力的作用下克服彈簧的拉力吸緊鐵芯,以帶動扳機運動。當需要釋放扳機
時,斷開線圈兩端電壓,電磁力消失,銜鐵在彈簧拉力的作用下,恢復原位釋放扳機。多次試驗后,證實該方法可行,但存在一定的弊端。如銜鐵位置的恢復依賴于彈簧的拉力,長時間使用后彈簧會產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象,另一方面,線圈方式工作時,會有較大的沖擊電流,這會給電網(wǎng)
及其他設(shè)備帶來干擾,甚至會引起關(guān)鍵設(shè)備誤觸發(fā)。
針對上述問題,設(shè)計了基于技術(shù)的槍械電磁扳機。

1 電磁扳機總體構(gòu)成
為了保證電磁扳機安全可靠地工作,必須設(shè)計一定的邏輯互鎖機構(gòu),設(shè)計中采用實現(xiàn)電路邏輯功能,步進電機作為執(zhí)行單元。
電磁扳機控制儀總體構(gòu)成如圖1所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/191505.htm


圖1中,電磁扳機控制儀由邏輯控制器、RS 232通訊模塊、電機驅(qū)動器以及步進電機構(gòu)成。其中,CPLD完成邏輯控制及串口通訊功能,電機驅(qū)動器接收邏輯指令驅(qū)動步進電機工作。應(yīng)用CPLD在線可編程技術(shù)及串口通信技術(shù),設(shè)計的控制儀具有很高的現(xiàn)場可編程功能及組網(wǎng)功能,可與其他測試設(shè)備實現(xiàn)整體測試系統(tǒng)的同步性、自動化及網(wǎng)絡(luò)化。由于電磁扳機控制儀應(yīng)用在靶場環(huán)境,因此其使用的安全性是一個關(guān)鍵指標,新設(shè)計的控制儀克服了舊儀器的諸多問題,充分考慮了電磁兼容性,現(xiàn)場可操作性以及測試安全性等因素,從設(shè)計上最大程度的保證了使用的安全性。
槍械電磁扳機控制儀控制面板示意圖如圖2所示。


從消除干擾確保穩(wěn)定的角度出發(fā),首先是在設(shè)計CPLD控制板時,在電源地之間加入了大量的濾波電容,在數(shù)據(jù)通道上加入光電隔離,控制信號的長線輸出采用雙絞線輸出并且接口均采用軍品航空插頭,以避免在傳播路徑中引入干擾;在步進電機執(zhí)行單元,加入電磁屏蔽盒,消除電機動作時帶來的電磁干擾。
從測試安全的角度出發(fā),在控制面板上加入了解閉鎖開關(guān),確保了系統(tǒng)的總體控制;同時在“觸發(fā)”和“復位”按鍵的邏輯上加入互鎖功能,保證操作的正確性,從而消除誤操作現(xiàn)象。


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