专利名称：非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统的制作方法
技术领域：
本发明属于火炮精度检测技术领域，涉及火炮炮闩击针偏差度的检测，特 别是 一种非接触式的火炮炮闩击针偏差度检测系统。
背景技术：
火炮是现代武器装备中的一种重要武器，也是世界各国武装力量装备数量 最大的武器。在火炮的制造、装配、维修以及使用过程中，为了确保火炮发射 的可靠精度，火炮炮闩击针中心与火炮身管弹膛中心的偏差度是必须检测的项 目之一。
现有的火炮炮闩击针偏差度检测方法是通过击针打击装有铅底火的药筒实 现间接人工测量。该方法测量精度低，人工测量误差大，且铅底火不利于环境 保护，部队检测不方便。
因此，从测量精度和环境保护以及使用快捷方便角度出发，都需要开发一 种新的检测方法以代替传统的检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供 一种非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，应用该 系统可以提高火炮炮闩击针中心与火炮身管弹膛中心偏差度的检测精度，且有 利于环保。
本发明非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统的检测原理是将击针的击发 位置进行成像，通过图像处理技术找到击针中心位置，从而测量出击针与弹膛 中心的偏差度。
本发明的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统包括图像获取装置和计算 机处理系统，其中，所述的图像获取装置活动安装在弹膛内，包括检测规、环
形发光二极管光源、光学镜头和CCD相机，检测规的外圆锥面与弹膛的内圆锥
面相配合，在检测规的前端安装有一标定圆片，其中心设有一标准孔；光学镜规的后部，其后固定安装有CCD相机，环形发光二极管光源
固定安装在光学镜头的四周；CCD相机通过数据传输线与设在弹膛外部的计算机
处理系统连接。
所述的标定圆片上设有的标准孔的内孔直径加工后经精确计量为一确定的 数值，用于标定相机单个像素代表的实际工程尺寸，且标准孔的圆心与弹膛的
中心线重合。
进一步地，所述的光学镜头具体是分别通过连接在检测规上的光学镜头定 位套筒和连接在光学镜头定位套筒上的光学镜头轴向固定座固定在检测规的后
部，所述的CCD相机则由连接在光学镜头轴向固定座上的相机固定座固定安装 在光学镜头之后，以实现光学镜头和CCD相机位置的固定。固定后的光学镜头 的光轴也与弹膛的中心线相重合。
所述的环形发光二极管光源则通过光学镜头定位套筒固定安装在光学镜头 的四周，以保证检测系统在不同环境条件下的成像质量清晰。同时，在相机固 定座上还固定有一个可充电电池，作为环形发光二极管光源的电源，向环形发 光二极管光源供电。
在所述的光学镜头和CCD相机外部还可以设有一个防护罩，所述防护罩固 定连接在检测规的后端面上，起到保护CCD相机的作用。
将上述图像获取装置安装在弹膛内，便可以对火炮炮闩击针的偏差度实施 检测。另外，在检测规上还设有手柄，便于检测完毕后，将图像获取装置从弹 膛内拉出。
上述图像获取装置经长期使用后，检测规的外圆锥面可能会产生一定的磨 损，使得检测规标定圆片上标准孔的圆心稍稍偏离弹膛的中心线，造成测试误 差。因此，本发明的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统还可以包括一个用 于安装在弹膛内检测规前端的校正规，所述校正规的外圆锥面与弹膛的内圆锥 面配合，其上设有一与外圆锥面同心的校正孔。所述校正规用于对检测规标定圆片上标准孔的圆心进行自动标定和修正。
本发明非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统的工作过程为将图像获取
装置放入身管弹膛内，关闭火炮炮闩，将图像获取装置上的标准孔和炮闩击针 成像，通过计算机处理系统自动找到标准孔和击针头部中心的位置，并自动计 算出两中心的坐标距离以及两中心连线距离，从而得到击针与弹膛中心的偏移 量和偏移方向。
本发明的计算机处理系统还可以根据校正规对检测规上标准孔的系统误差 进行校正，以消除测量系统误差，使测试具有更好的客观性，测试数据能够准 确反应出击针中心实际的偏差量和偏差方向。
本发明的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统消除了人工测量误差，提 高了火炮炮闩击针中心与身管弹膛中心偏差度的检测精度，具有结构紧凑、检 测精度高、使用方便、快捷和环保的特点，广泛适用于火炮制造单位、火炮维 修单位以及部队等针对各种大口径火炮炮闩击针偏差度的检测。
图1是本发明非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统处于校正状态时的装
配结构示意图2是本发明非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统处于检测状态时的装 配结构示意图3是本发明非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统主要零部件的分解轴 恻图4是图2中击针的局部放大图5是本发明非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统的成像检测原理图。
具体实施例方式
以下通过一个具体应用实施例对本发明非接触式火炮炮闩击针偏差度检测 系统的结构和检测过程进行详细的说明。
61、检测系统各主要零部件的装配关系和功能(图3) 检测系统包括有图像获取装置、计算机处理系统和校正规。
图像获取装置包括检测规4、固定于检测规4内的髙分辨CCD相机12、光 学镜头8和环形发光二极管光源5，活动安装在弹膛13内，且检测规4的外圆 锥面与弹膛13的内圆锥面相配合。
在检测规4的前部固定有手柄3,便于检测完毕后将检测规4从弹膛13内 拉出。
光学镜头定位套简6通过螺钉将光学镜头8固定于检测规4上，光学镜头 定位套简6还兼有固定安装在光学镜头8四周的环形发光二极管光源5的作用。
光学镜头轴向固定座7通过螺钉固定在光学镜头定位套简6上，保证光学 镜头8轴向位置的确定。
相机固定座11通过螺钉固定于光学镜头轴向固定座7上，CCD相机12由卡 箍17通过螺钉固定于相机固定座11内，卡箍17内装有橡胶缓冲垫，以保证光 学镜头8和CCD相机12位置的确定。
防护罩14通过螺钉固定在检测规4的后端面上，起到保护CCD相机12的 作用。
可充电电池10固定于相机固定座11上，作为环形发光二极管光源5的电 源，保证测试系统在不同环境条件下的成像质量清晰度。
计算机处理系统1设在弹膛13的外部，通过数据传输线9与CCD相机12 连接。
在检测规4的前端安装有一标定圆片15，其中心设有一标准孔，标准孔的 圆心与弹膛13的中心线重合。标准孔的孔径用于标定CCD相机12成像单个像 素对应的实际尺寸。
校正规2的外圆锥面与身管弹膛13的内圆锥面相配合，保证校正规2与弹 膛13的轴线同心。在校正规2上设有一校正孔16，机械加工时保证其与校正规2的外圆锥面同心。
2、 检测系统的校正过程
在炮闩18处于开锁状态下，将装配好的检测规4以适当的推力放入弹膛13 内，保证检测规4与弹膛13的精确定位。将校正规2以适当的推力放入弹膛13 内，亦保证校正规2和弹膛13的精确定位，如图l所示，即可开始检测系统的 校正。
通过计算机处理系统1获得此状态下校正规2的校正孔16和检测规4标定 圆片15的标准孔之图像，通过图像处理软件，以校正规2校正孔16的中心为 基准，自动将标准孔的中心校正到校正规2校正孔16的中心。
校正完毕后，取出校正规2，保留检测规4在弹膛13内，如图2所示，即 可开始火炮炮闩击针偏差度的检测。
上述检测系统的校正过程并非是在每次检测时都必须进行。可以根据实际 情况，定期通过校正规2对检测规4进行校正，以消除检测规4长期使用磨损
造成的测试误差。
3、 检测系统的检测过程
关闭炮闩18，使之处于闭锁状态，击针19处于击发状态(图4)。通过计 算机处理系统1获得此状态下的击针19头部图像B和检测规4标定圆片15标 准孔的图像A,如图5所示。通过计算机处理系统1中的图像处理软件系统，自 动计算出图像B和图像A的中心位置，图像A的中心位置保证与弹膛13的中心 位置重合，以CCD相机12位置为基准，划分象限，从而得到击针19击发后位 置与弹膛13中心的偏差度。
权利要求
1、一种非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，包括图像获取装置和计算机处理系统，其特征是所述的图像获取装置活动安装在弹膛(13)内，包括检测规(4)、环形发光二极管光源(5)、光学镜头(8)和CCD相机(12)，检测规(4)的外圆锥面与弹膛(13)的内圆锥面相配合，在检测规(4)的前端安装有一标定圆片(15)，其中心设有一标准孔；光学镜头(8)固定安装在检测规(4)的后部，其后固定安装有CCD相机(12)，环形发光二极管光源(5)固定安装在光学镜头(8)的四周；CCD相机(12)通过数据传输线(9)与设在弹膛(13)外部的计算机处理系统(1)连接。
2、 根据权利要求l所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其特征 是还包括有一个用于安装在弹膛(13)内检测规(4)前端的校正规(2),所述 校正规(2)的外圆锥面与弹膛(13)的内圆锥面配合，其上设有一与外圆锥面 同心的校正孔(16)。
3、 根据权利要求l所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其特征 是所述的光学镜头(8 )分别通过连接在检测规(4 )上的光学镜头定位套简(6 ) 和连接在光学镜头定位套简(6)上的光学镜头轴向固定座(7)固定在检测规(4)的后部，所述的CCD相机(12)由连接在光学镜头轴向固定座(7)上的 相机固定座(11)固定安装在光学镜头(8)之后。
4、 根据权利要求3所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其特征 是用卡箍(17)将所述的CCD相机(12)固定在相机固定座(11)上。
5、 根据权利要求3所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其特征 是所述的环形发光二极管光源(5)通过光学镜头定位套简(6)固定安装在光 学镜头(8)的四周。
6、 根据权利要求l或3所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其 特征是在所述的光学镜头(8)和CCD相机(12)的外部设有防护罩(14)，所 述防护罩(14)固定连接在检测规(4)的后端面上。
7、 根据权利要求l或3所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其 特征是在检测规(4)上设有手柄(3)。
8、 根据权利要求1或4所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其 特征是还设有一个向环形发光二极管光源(5)供电的可充电电池(10)，所述 可充电电池(10)固定在相机固定座(11)上。
9、 根据权利要求l所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其特征 是所述标定圆片(15)标准孔的圆心与弹膛(13)的中心线重合。
10、 根据权利要求1所述的非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，其特 征是所述光学镜头(8)的光轴与弹膛(13)的中心线重合。
全文摘要
一种非接触式火炮炮闩击针偏差度检测系统，包括图像获取装置和计算机处理系统，图像获取装置活动安装在弹膛内，包括检测规、环形发光二极管光源、光学镜头和CCD相机，检测规的外圆锥面与弹膛内圆锥面配合，在检测规的前端安装有一标定圆片，其中心设有一标准孔；光学镜头固定安装在检测规的后部，其后固定安装有CCD相机，环形发光二极管光源固定安装在光学镜头的四周；CCD相机通过数据传输线与设在弹膛外部的计算机处理系统连接。该系统将击针的击发位置进行成像，通过图像处理技术找到击针中心位置，从而测量出击针与弹膛中心的偏差度。
文档编号G01B11/27GK101566447SQ200910074679
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者宾 刘, 康晓慧, 健 徐, 王惠源, 苏新彦, 陈方林 申请人:中北大学