本发明涉及用于射击训练的命中计分设备。本发明还涉及用于射击训练的命中计分靶板。
背景技术：
美国专利no.6,994,347公开了一种用于射击训练的命中计分设备，该命中计分设备包括靶保持件，该靶保持件包括本体，该本体构成夹紧装置的固定的第一夹钳和可动的第二夹钳，第一夹钳和第二夹钳彼此电绝缘，并且该靶保持件包括适于在第一夹钳与第二夹钳之间产生相对运动的装置。在第一夹钳与第二夹钳之间夹持有靶板并且靶板包括多个层，所述多个层包括导电的第一层和导电的第二层，导电的第二层通过至少一个不导电层与前边的层分开且间隔开。当靶板被夹持在靶保持件的第一夹钳与第二夹钳之间时，一方面在第一层与第一夹钳之间建立了单独的电触点，另一方面在第二层与第二夹钳之间建立了单独的电触点，第一夹钳和第二夹钳还可以连接至命中计分单元。
为了使第二层与导电的后夹钳电接触，第二层的金属表面必须首先在靶的下边缘的下方延伸且在制造期间在靶的下边缘处被折叠并且通过粘合剂被固定至靶的后表面。这只能通过手动的方式完成并且因此是耗时且昂贵的。
第一层被细分为不同的区域，这些区域彼此电绝缘并且各自连接至第一夹钳上的电触点中的不同的一个电触点。第二层提供了与第二夹钳连接的整体导电表面，第二夹钳必须是导电的。在固定第一夹钳的内部安装有电子电路并且电子电路检测两个层何时被子弹短路。为此，电子电路还必须电连接至导电的第二夹钳，这通过电线实现。第二夹钳的持续运动可能使电线疲劳，从而导致电线最终断裂且需要更换。
第一层的不同区域允许电子电路识别靶的不同区域，并向射手提供关于子弹进入靶的位置的反馈。该反馈的值明确地取决于可以在第一层中被单独隔离的不同区域的数量。理论上，第二层也可以被细分为不同的区域以便提高识别的分辨率，但是在实践中，这将要求第二夹钳支承单独的触点，然后，触点中的每个触点将需要通过相应的电线连接至电子电路。
在美国专利no.6,994,347中所公开的靶板中，靶的与设备中的接触焊盘——该接触焊盘感测由子弹引起的短路——连接的不连续的导电区域唯一地限定了子弹击中靶的位置。这要求接触区域在空间上分开：将接触区域定路径至接触焊盘的导电迹线不被允许穿过不同的接触区域。因为任何给定的接触区域因难以将每个子区域定路径至单独的接触焊盘而不能容易地被进一步细分为同心区域，所以这限制了这种靶的测量分辨率。只要有足够的接触焊盘可用，就可以对接触区域进行细分并通过电线将细分的接触区域连接至接触焊盘。然而，这种方法并不具有实用性，因为它显著地增加了装配成本。
必须牢记于心的是，打靶训练通常是在恶劣环境中进行的，并且该装置必须足够坚固以承受人工操作。使用电线将可动夹钳的触点连接至靶的第二导电层会不利于提供将允许更好的识别的附加通道。
显然优选的是，还允许对第二层进行细分以增加电子电路的分辨率，同时，这样做避免了对从可动夹钳到识别电路的电线连接的需要。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是提供一种解决这些需求的用于射击训练的改进的命中计分设备。
该目的是通过用于射击训练的命中计分设备和具有各独立权利要求的特征的用于命中计分设备的靶板来实现的。
附图说明
为了理解本发明并了解如何在实践中实施本发明，现将参照附图仅通过非限制性示例对各实施方式进行描述，在附图中：
图1是根据本发明的靶板的横截面图；
图2是示出靶板中的导电层的细节的立体图；
图2a与图2相同，但为了更清楚起见，图2a以互补的颜色示出了接触区域；
图3是靶板的两个层的立体图，其示出了不同子弹路径之间的识别原理；
图4是与真值表相关的靶板的两个层的立体图，该真值表将指示信号对映射到靶板的不同区域；
图5至图8是用于与靶板一起使用的命中计分设备的一部分的示意图；
图9示意性地示出了用于对命中进行计数并且确定靶板被命中的可能区域的电路的细节。
具体实施方式
图1是根据本发明的靶板10的形象化的横截面，该靶板10具有导电的第一层11和导电的第二层12，该导电的第二层12通过至少一个不导电层13与第一层分开且间隔开，该不导电层13由标准双层波纹纸板形成。第一层11向前指向狙击手且包含薄铝膜，薄铝膜有利地设置有以阳极化的方式处理的或以其他方式着色的暗色调的前表面，暗色调降低了反射率和眩光而不损害导电性。第二层12同样是薄铝膜，第二层12胶合至非导电层13的后表面。面板的外后表面由一层树脂浸渍纸14构成以用于加固和防水。
弹射体、比如具有穿透靶板的金属壳的子弹15使两个导电层11、12短路，从而完成电路，该电路指示命中并且还提供了靶被命中的位置的指示。为此，这些层被细分为与靶的解剖结构的相应区域——比如头部、上躯干、心脏区域等——相对应的不同靶区域。靶区域彼此电绝缘且各自连接至位于靶板的下边缘处的相应的导电焊盘，使得当靶板被夹持在命中计分设备的夹钳之间时，导电焊盘与设置在命中计分设备中的夹钳上的触点形成良好的电接触。
图2和图2a是示出了靶板10的层11和层12的细节的立体图。图2a与图2除了下述不同之处之外是相同的：图2a使用不同的颜色示出接触区域，以更清楚地用于能够提交彩色附图的管辖地区。在彩色附图不被接受的管辖地区，图2a将转换为灰度。第一层11具有中央圆形导电第一区域20，中央圆形导电第一区域20连接有导电迹线20a和导电迹线20b，导电迹线20a和导电迹线20b定路径至接触焊盘20c。环绕第一区域20的是环形导电第二区域21，环形导电第二区域21与第一区域20电绝缘，并且环形导电第二区域21连接有导电迹线21a和导电迹线21b，导电迹线21a和导电迹线21b定路径至接触焊盘21c。类似地，环绕第二区域21的是环形导电第三区域22，环形导电第三区域22与第二区域21电绝缘，并且环形导电第三区域22连接有导电迹线22a和导电迹线22b，导电迹线22a和导电迹线22b定路径至接触焊盘22c。接触焊盘20c、21c和22c定位成朝向层11的下边缘处以与命中计分设备的相应触点邻接，如下文参照附图中的图5至图8所描述的。
至此，靶板10在功能上与上述美国专利no.6,994,347中描述的靶板相同。然而，与美国专利no.6,994,347——其中，后靶板仅具有被向后折叠以允许与后夹钳连接的单个导电区域——不同，在根据本发明的靶板10中，第二层12具有由20′、21′和22′表示的多个导电区域。因此，中央圆形导电第一区域20′经由导电迹线21a′和导电迹线21b′定路径至接触焊盘20c′。环绕第一区域20′的是环形导电第二区域21′，环形导电第二区域21′与第一区域20′电绝缘，并且环形导电第二区域21′连接有导电迹线21a′和导电迹线21b′，导电迹线21a′和导电迹线21b′定路径至接触焊盘21c′。类似地，环绕第二区域21′的是环形导电第三区域22′，环形导电第三区域22′与第二区域21′电绝缘，并且环形导电第三区域22′连接有导电迹线22a′，导电迹线22a′定路径至接触焊盘22c′。接触焊盘20c′、21c′和22c′定位成朝向层12的下边缘处以与命中计分设备的相应触点邻接。
第一区域20′也经由导电迹线20d′定路径至第二层12的在空间上偏离中央部分21′的部分中的导电区域20e′。类似地，第二区域21′也经由导电迹线21d′定路径至靠近且部分地环绕区域20e′的导电区域21e′，并且第三区域22′也经由导电迹线22d′定路径至靠近且部分地环绕区域21e′的导电区域22e′。为了允许对穿透第二层12中的区域20e′、21e′和22e′中的一者的子弹进行检测，在第一层11的重叠区域中设置有互补的导电区域20e、21e和22e并且互补的导电区域20e、21e和22e定路径至相应的接触焊盘20c"、21c"和22c"，接触焊盘20c"、21c"和22c"定位成朝向层12的下边缘处以与命中计分设备的相应触点邻接。第一层11上的接触区域20e、21e和22e与第二层12的互补触点20e′、21e′和22e′一起限定了靶的与靶的关键解剖特征对应的大致矩形部分，靶的关键解剖特征在被子弹命中时很可能对受害者造成显著伤害。与第二层12的接触区域20′、21′、22′相对应且与之重叠的第一层11的接触区域20、21、22的情况也是如此。为了在制造期间确保两个层11和12的互补触点处于适当的相互重叠关系，在第一层11和第二层12中分别形成有图3所示的孔口25a、25b和相互对准的孔口25a′、25b′，使得当相应的孔口25a、25a′和25b、25b′对准时，两个层11和12都被适当地配准。
如将参照图5解释的，两个层11和12的所有接触焊盘都与命中计分设备的互补触点邻接接触，所有触点都安装在命中计分设备的相同固定夹钳上。为此，在第一层11的下边缘中形成有一个或更多个孔口或间隙26，所述一个或更多个孔口或间隙26与第二层12上的接触焊盘20c′、21c′和22c′呈重叠关系。通过这种方式，接触焊盘20c′、21c′和22c′与第一层11上的接触焊盘20c、21c、22c、20c"、21c"和22c"大致对准，并且接触焊盘20c′、21c′和22c′都在相同的方向上朝向相同。在图2所示的实施方式中，第二层12上的接触焊盘20c′、21c′和22c′聚集在一起，从而允许通过第一层11中的单个孔口26接近命中计分设备的触点。然而，这不是必需的，并且如果需要，两个层上的接触焊盘可以交错，从而需要在第一层中形成多个孔口或间隙以提供对第二层的接触焊盘的可接近性。
明显地是，进入第一层11的第一区域20的中央并离开第二层的第一区域20′的子弹将使接触焊盘20c和20′短路，从而提供靶被命中的位置的直接指示。然而，因为第一层和第二层的被用来对环形接触区域21、22与21′、22′定路径的相互重叠的迹线的存在，当子弹进入除了最中央的接触区域20和20′外的任何接触区域时，情况不再总是如此。因此，参照图3，对子弹在箭头a处进入靶板的第一层11并且在箭头a′处离开第二层12的情况进行研究。明显地是，子弹在第一环形区域21的区域中击中，但是子弹穿透第一层11中的导电迹线20a，导电迹线20a将中央靶区域20定路径至接触焊盘20c。在美国专利no.6,994,347的布置中，其中，第二层12是整体导电膜，只有前边的层中的接触焊盘允许识别子弹击中靶的位置。因此，如果在这样的布置中采用靶板10，则与第一接触区域相交而穿过能将不同的第二接触区域定路径至接触焊盘的导电迹线的子弹将被记录为已经击中第二接触区域。换句话说，与感测由子弹引起的短路的接触焊盘连接的接触区域唯一地限定了子弹击中靶的位置。这要求在美国专利no.6,994,347中的靶板的第一层上的接触区域在空间上分开：将接触区域定路径至接触焊盘的导电迹线不被允许穿过不同的接触区域。这限制了这种靶的测量分辨率。
在根据本发明的靶板10中避免了这个问题，由于子弹穿透两个不连续的层并且因此产生两个信号，所述两个信号各自指示子弹在每个层中击中哪个区域。因此，在上面的示例中，子弹穿透第一层11的位置的明显不确定性是通过子弹在环绕中央区域20的环形接触区域21′中穿透第二层12的事实来解决的。在这种情况下，即使感测到短路的是与第一层11中的中央区域20连接的接触焊盘20c，子弹也不可能在中央区域20中进入第一层。
类似地，我们可以对子弹在箭头b处进入靶板的第一层11并且在箭头b′处离开第二层12的情况进行研究。明显地是，该子弹也在第一环形区域21的区域中击中，但是子弹穿透了第二层12中的导电迹线20a′，该导电迹线20a′将中央靶区域20′定路径至接触焊盘20c′。在这种情况下，第二层12中的明显不确定性是通过第一层11解决的，第一层11明确地指示子弹进入了第一环形区域21。
对该原理进行扩展，图4是靶板的两个层11和12的立体图，其中，使用矩阵来辨识靶的不同区域，从而允许根据两个层中的被子弹短路的触点来辨识子弹击中靶的位置。这在下面的真值表中作出了总结。
表1：真值表
应当注意的是，上述真值表仅是部分的和有代表性的。通过对靶的层进行进一步细分可以实现更好的识别，唯一的实践限制是需要将每个由此指定的靶区域定路径至单独的接触焊盘。这又仅受命中计分设备中的靶板和夹钳的宽度的限制。还应当注意的是，为了对进行区域进一步细分，可能需要或有必要提供附加层，附加层具有被定路径至对应接触焊盘的导电区域。然而，由于操作原理没有改变，为了简洁起见这未在附图中示出。
到目前为止我们仅描述了靶板10，应当理解的是，靶板10与现在将要描述的定制的命中计分设备结合操作。然而，在这样做之前，我们将靶板本身的独特特征概括为包括由至少一个不导电层分开的一对间隔开的导电的第一层和导电的第二层。每个导电层具有至少两个不连续的导电区域，所述至少两个不连续的导电区域由相应的导电迹线定路径至靶板的共同的边缘上的单独的接触焊盘。每层中的导电迹线中的至少一个导电迹线与相同层中的导电区域相交，该导电区域由不同的导电迹线定路径至相同层中的不同的接触焊盘。导电层中的每个导电层中的导电迹线布置成使得同第一层中的接触区域相交的导电迹线的一部分不与同第二层中的接触区域相交的导电迹线的一部分重叠。例如，在图2中标识为20a且在图2a中着色为紫色的导电迹线穿过在图2中标识为21和22且在图2a中分别着色为紫色和橙色的不连续的区域。然而，第一层11中的导电迹线20a不能与两个层中的任一层中的任何其他导电迹线重叠或相交，并且特别是不能与第二层12中的任何其他导电迹线重叠或相交。这确保了通过关于另一个层中的哪个接触区域被子弹穿透的确定性来解决关于一个层中的哪个接触区域被射穿导电迹线的子弹穿透的可能的不确定性。
说到这一点，需要对接触区域的定义作一些澄清。例如，上面的表1可以表明，通过被标识为ab′、ba和b′a的三个不同区域中的一个区域来标识使接触焊盘21c和21c′短路的子弹。然而，这仅仅是一个定义问题，因为所有这些区域都在每个层的第一环形区域内；所以我们可以肯定地说，子弹在图2a中的紫色和蓝色所示的重叠环形区域内的某处命中了靶。我们也肯定地知道，子弹没有穿透第二层12中的导电迹线20a′(因为这已经被不同的接触焊盘检测到)，因此有效地限制了环形重叠的右象限。在图2a中分别示出的橙色和黑色的最外侧环形区域当然也是如此。如果需要在这些区域内进一步识别，则这可以通过将这些区域细分为各自定路径至不连续的接触焊盘的相互分开的区域来实现。这也可能需要使用如上所述的辅助导电层。
现在参照图5至图8，图5至图8示出了根据本发明的命中计分设备的夹紧装置30的立体图，该夹紧装置30包括固定夹钳31，该固定夹钳31在其后表面32上支承有多个第一触点33和第二触点34。夹紧装置30还包括可动夹钳35，该可动夹钳35安装在从固定夹钳31的后表面32突出的销36上，并且可动夹钳35通过螺旋弹簧37被偏置到如图5所示的打开位置。可动夹钳35由手柄38以本身已知的方式操作。固定夹钳31附接至安装板39，夹紧装置30可以借助于安装板39被支承在合适的支承表面上。安装板39还防止可动夹钳35绕销36的旋转，从而确保两个夹钳在闭合时适当地配合。通过与可动夹钳35中的互补孔口41、41′相接合的在固定夹钳31的相反两侧突出的凸耳40、40′来确保两个夹钳之间的正确配准。成对的凸耳和孔口{40、41}和{40′、41′}在空间上与靶板30的相应孔口{25a、25a′}和{25b、25b′}对准，使得当靶板30被夹持在两个夹钳31与35之间时，靶板中的接触焊盘与固定夹钳31上的相应触点33、34形成良好的电接触。
夹钳31和夹钳35中的每一者可以由三个部段组成：中央部段和相对于中央部段以大约160°的钝角倾斜的两个侧向部段。这要求靶板能够绕竖向折痕折叠，或者使夹紧装置30的夹钳闭合的动作引起所需的折叠，从而增加靶板的刚性。这是重要的，因为如果不采取步骤来对靶板10的后边的第二层12进行支承，则穿透前边的第一层11的子弹可以简单地将后边的第二层12推离第一层11而不实际穿透后边的第二层12。如果发生这种情况，子弹将不会在两个层之间产生通过其检测穿透的所需的短路。然而，应当理解的是，后边的第二层12的所需支承可以通过其他方式来实现，比如通过将刚性层安装在第二层12的后方或者将刚性或半刚性面板夹持在靶板10的后方来实现。
固定夹钳31具有包含一个或更多个电路板45(如图7所示)的大致中空的壳体，邻近的触点33或触点34连接至所述一个或更多个电路板45，并且电路板45包含下述电路：该电路用于对第一触点33中的一个第一触点与第二触点34中的一个第二触点之间的短路进行感测且产生对第一触点33和第二触点34中的哪个触点是短路的进行指示的指示信号。电路板45还可以包含处理器，该处理器响应于指示信号以识别靶板的哪个区域被命中。附加地或替代地，电路板45可以连接至出口46，允许使用有线或无线协议与远程处理器和/或指示器连接。电路板45也可以连接至用于连接外部dc电源的插孔插座47。
明显地，在可动夹钳35上未设置有触点，该可动夹钳35可以由电绝缘材料形成。这具有下述益处：从触点33和触点34到电路板45的仅有的连接在固定夹钳31内并且因此在打开和闭合夹紧装置30时不会遭受运动或应变。
现在参照图9，图9示意性地示出了用于对命中进行计数并确定靶板被命中的可能区域的电路的细节。在描述该电路之前，应当注意的是，与美国专利no.6,994,347——其中，后边的第二层构成了整体接触因此可以用作接地平面——中所公开的布置相比，在层11和层12两者上设置多个接触区域使得检测复杂化。在这种布置中，每个接触焊盘与接地平面协作以用作开关，开关的闭合指示了哪个接触区域被子弹穿透。
但是在本发明中情况并非如此，因为我们需要确定每个层中的哪个接触区域被子弹命中，并且因此两个层中的触点都不能用作整体的接地平面。为此，该电路包括用于两个层中的每对接触焊盘例如{20c、20c′}、{20c、21c′}等的识别器，该识别器包括第一定时器50和第二定时器51，其中，该第一定时器50具有与第一层中的对应接触焊盘例如20c连接的输入，第二定时器51具有与第二层中的对应接触焊盘例如20c′、21c′连接的输入。定时器50、51可以由普遍存在的555或556族中的集成电路构成。为了便于说明并且因为这些集成电路本身的使用是已知的，所以在图9中未示出辅助部件。电路由dc电源52供电，dc电源52可以是位于固定夹钳内部的电池，或者可以源于经由dc插孔插座47耦联至电路的外部电源。在第二层12的每个接触焊盘20c′、21c′、22c′与接地(gnd)之间连接有常开电子开关53。在图中，开关53被示出为npn双极结型晶体管，尽管比如光耦合器的其他装置可以同样是良好的并且甚至被优选地采用。因此，参照该图，晶体管的基极连接至相应的触点，发射极连接至gnd，并且集电极连接至第二定时器51的输入(触发器)。
当子弹15使靶板10的两个导电层11、12之间短路时，如用于每个通道的点划线所示，dc电压同时被提供给第一定时器50和晶体管53的基极，晶体管53因此被偏置成导通。此外，为了便于描述，偏置部件在图中未示出。第一定时器50产生构成第一指示信号的脉冲，该第一指示信号识别第一层中的被子弹短路的接触焊盘。第二定时器51产生构成第二指示信号的持续时间较短的脉冲，该第二指示信号识别第二层中的被子弹短路的接触焊盘。所有的定时器50、定时器51的输出经由多路复用器被馈送至处理器，其中，多路复用器和处理器均未示出。子弹穿过靶板的速度如此之快以致短路的持续时间基本上是瞬时的。定时器50、定时器51因此被配置成产生持续时间长得多的脉冲，以便允许处理器有足够的时间来扫描所有定时器并确定哪对定时器是有效的。这又允许处理器访问存储真值表的只读存储器，从而确定哪些接触区域被子弹短路。当然，处理器可以是被编程为计算命中的累积计数并且针对每个命中来示出靶被命中的位置的可编程设备。处理器、处理器的相关联存储器和其他电路可以安装在图7中所示出的电路板45上，或者处理器可以经由出口46耦联至电路板45。
为了完整起见，还应当理解的是，处理器的结果可以以各种方式输出。例如，处理器的结果可以在耦联至处理器的显示设备上以图形方式被示出。替代性地，虚拟的靶可以耦联至处理器且可以在靶的不连续的区域中具有不同颜色的发光二极管，这些发光二极管布置成用以照明且提供视觉记录。累积命中计数可以被显示在显示设备上或者显示在单独的专用计数器上。