一种便携式全天候通用激光校炮仪的制作方法

本发明属于武器装备校炮技术领域，具体涉及一种便携式全天候通用激光校炮仪。

背景技术：

随着我国武器装备建设加快发展，新型自行火炮、坦克、车载火炮、牵引火炮等大量装备，提升了使用单位作战能力。为了提高火力快速精确打击能力，对火炮的快速校炮和射击准确度也提出了更新、更高的要求。目前，通常采用瞄准点法、校炮镜法和光电校炮仪法进行校炮。其中最多采用的是瞄准点法，即炮手用肉眼瞄准的三点一线式瞄准方法，即火炮击针孔(瞄镜)、炮口十字线交点和远处目标三者在一条线上时视为瞄准确定火炮身管内膛轴线，这种方法受到现场能见度以及炮手姿势等因素的限制。在瞄准时，炮手必须让右眼和火炮击针孔(瞄镜)、炮口十字线交点和目标处在同一线上时才能瞄准，难度较大；若遇上光线太暗，射击者无法瞄准目标，很难使三点一线，这种方法由于受到不可避免的人为误差的影响，不能真实地反映出所校火炮身管的内膛轴线，因此，不可避免地存在校炮误差。

采用现有校炮方法，存在校炮距离远、时间长、准确度难以保障、场地选择受限制，以及复杂地形、不良天候和夜间校炮难等问题。其中，目前使用单位现行的校炮方式用时较长，必须提前一天完成校炮任务，现行的校炮器材只能在昼间进行校炮，夜间无法校炮，无法满足夜间使用需求。在雪天、雾霾天、小雨天等不良气象条件下能见度低时也无法校炮。此外，目前的校炮场地选择通常在规定的距离上才能实施校炮，若校炮距离近，严重影响射击准确度，在山地、山林地、山岳丛林地、海岸地等条件下无法实施快速校炮。

除了上述常用的校炮方法，检查靶法、经纬仪法等在特殊条件下使用时需要配套相关器材，使用单位采用较少。

为有效解决使用单位在复杂地形条件、不良天候条件和夜间等特殊条件下火炮快速实时精确校炮的问题，提高使用单位快速校炮能力和遂行作战任务的能力，急需为火炮、坦克炮研制一种新型的火炮射击校炮仪，以用于各类型火炮在般条件下和特殊条件下全天候、全地形和昼夜间实施实时快速校炮。通过查新检索发现，在我国装甲和自行火炮校炮中还没有应用便携式全天候通用激光校炮仪。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种便携式全天候通用激光校炮仪，以解决在特殊条件下火炮快速实时精确校炮的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种便携式全天候通用激光校炮仪，该激光校炮仪包括激光平行光管、调试定位管和适配器；其中，激光平行光管用于产生具有圆形光斑的激光束，激光平行光管放置于调试定位管内部；激光平行光管与调试定位管之间通过多个紧定螺钉夹紧并对间隙进行调整；调试定位管的中部为圆柱体空腔，两端采用外圆锥面结构；圆柱体空腔内部用于放入激光平行光管，外圆锥面结构用于保证在插入适配器时与适配器的同轴性；适配器沿圆周等分形成多个弹簧片，并且具有与弹簧片整体连接的内圆锥面，弹簧片用于与火炮身管内壁接触，起到支撑和定心的作用，内圆锥面用于保证与调试定位管的同轴性；两个适配器分别通过内圆锥面与调试定位管两端的外圆锥面结构配合锁紧。

进一步地，调试定位管采用铝合金材料一体化对称结构。

进一步地，调试定位管两端外圆锥面的同轴度加工误差不大于0.02mm。

进一步地，圆柱体空腔外表面附有隔热橡胶套。

进一步地，激光校炮仪还包括手柄；手柄与调试定位管的头部相连，作为校炮仪的手持部位，用于在火炮身管中放置和取出激光校炮仪。

进一步地，适配器的材料选用淬火处理的弹簧钢。

进一步地，激光平行光管输出的激光光斑为圆形，在50米处激光光斑直径小于8mm。

进一步地，激光平行光管中的激光器为半导体激光器。

进一步地，激光平行光管采用倒置望远镜法中的伽利略扩束准直和透镜整形技术，首先对初始光斑整形，利用透镜对光束的角度进行偏转，将高斯光束聚焦于短焦距透镜的后焦面上，得到一个极小的光斑；然后通过长焦距透镜对光束进行固定倍数扩束，进一步压缩光束发散角，实现光束准直。

(三)有益效果

本发明提出的便携式全天候通用激光校炮仪，包括激光平行光管、调试定位管和适配器。激光平行光管放置于调试定位管内部，调试定位管两端的外圆锥面与适配器的内圆锥面配合锁紧，适配器通过弹簧片与火炮身管内壁接触，实现激光平行光管的光轴与调试定位管同轴，调试定位管与适配器同轴，适配器与火炮身管同轴。

通过简单操作，将本发明的激光校炮仪插入火炮身管内膛，利用适配器定心，使激光平行光管的光轴与火炮身管轴线重合，利用激光准直性和相干性好的特性，以激光作为火炮身管内膛轴线的理论延长线，提供了一种火炮身管内膛轴线的表示方法，为提高校炮精度，实现短距离、全天候校炮提供指示，能够解决火炮身管内膛轴线直观显示困难的问题，具有体积小、重量轻、便于携行、全天候使用、安装方便等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的便携式全天候通用激光校炮仪结构示意图：(a)组合状态；(b)分解状态；

图2为本发明实施例中激光平行光管的激光准直原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种便携式全天候通用激光校炮仪，其结构如图1所示，主要包括激光平行光管1、调试定位管2、适配器3和手柄4。

激光平行光管1用于产生具有圆形光斑的激光束，激光平行光管1放置于调试定位管2内部。激光平行光管1与调试定位管2之间通过紧定螺钉5调整并相连。

调试定位管2采用铝合金材料一体化对称设计，中部为铝合金圆柱体空腔，两端采用外圆锥面结构，两端外圆锥面的同轴度加工误差不大于0.02mm，以保证调试定位管2与适配器3的同轴一致性。其中，圆柱体空腔内部用于放入激光平行光管1，并留有1mm间隙。圆柱体空腔外表面附有隔热橡胶套。外圆锥面结构用于保证与适配器3的同轴性。通过两端的紧定螺钉5夹紧，通过调整位于中部的紧定螺钉5，调试光轴一致性，使得光轴与火炮身管轴线一致。调试时，将激光校炮仪放置在模拟火炮身管(工装)中进行调试，调试时在模拟火炮身管正前方30米处放置印有网格的调试靶纸，延轴向旋转激光校炮仪一定角度，同时微调紧定螺钉5，使得激光校炮仪在模拟火炮身管中旋转360度时，激光点在调试靶纸上的分布符合要求。激光校炮仪整体同轴度高是达到光轴一致性的先决条件。

适配器3沿圆周等分形成18个弹簧片，并且具有与弹簧片整体连接的内圆锥面，弹簧片用于与火炮身管内壁接触，起到支撑和定心的作用，内圆锥面用于保证与调试定位管2的同轴性。两个适配器3分别通过内圆锥面与调试定位管2两端的外圆锥面配合并通过背帽6锁紧。适配器3与火炮身管同轴，当在圆周方向受力时，适配器3与火炮身管具有良好的同轴性和夹持力度，通过适配器3的弹性支撑使激光光轴与炮膛轴高度重合且保证精度。

手柄4通过碟形螺钉7与调试定位管2的头部相连，作为校炮仪的手持部位，用于将激光校炮仪放置到火炮身管中以及从火炮身管中取出激光校炮仪。

此外，本实施例的激光校炮仪还包括独立的供电单元，用于为激光校炮仪中激光平行光管1的供电。

本实施例中的激光平行光管1采用一体化设计，形状为圆柱体，便于整体装配调试，主要包括红光激光器、镜头、外壳和激光驱动器。为了提高同轴度、激光光斑亮度、缩小激光光斑直径，采用倒置望远镜法中的伽利略扩束准直和透镜整形技术，激光准直原理如图2所示。其中，光学设计主要分为两部分，第一部分为对初始光斑的整形，利用透镜对光束的角度进行偏转，将高斯光束聚焦于短焦距透镜的后焦面上，得到一个极小的光斑；第二部分为通过长焦距透镜对其进行固定倍数扩束，进一步压缩光束发散角，实现光束准直。本实施例中，激光光源选用体积小、亮度高、发热小的半导体红光激光器，红光激光器的红光连续输出，输出波长635nm，输出功率<500mw，工作电压5vdc，光束轴偏角<0.3mrad，光学镀膜玻璃透镜为φ24×95mm，激光等级ⅲb。本实施例中激光平行光管1输出的激光光斑为圆形，通过上述扩束准直方案可以把激光发散角压缩到0.092mrad，即利用理论公式计算50米扩束光斑为la＝0.092mrad×50m＝4.6mm，实现50米处激光光斑直径<8mm，极大提高了火炮校炮的适应性和准确度。

本实施例中的适配器3借鉴弹性夹头同心性好的性质进行优化设计。适配器3的材料选用弹簧钢65mn，淬火处理，以在保证弹性的同时增加其强度，提高耐磨性。

本实施例的激光校炮仪在装配完成后放入模拟火炮身管中，沿轴向旋转360度，通过调整八个同轴度紧定螺钉5，最终使激光光斑的运动轨迹通过炮口十字线，使激光轴线与火炮身管轴线偏差量不大于2mm，确保校炮定位精度小于0.2密位。

本发明的激光校炮仪，采用合理的调试和校准方法，使激光平行光管的光轴与调试定位管同轴，调试定位管与适配器同轴，适配器与火炮身管同轴，达到四轴一致性，从而解决激光轴线与火炮身管轴线基本一致的问题，解决了火炮身管内膛轴线直观显示难的问题，从而保证激光校炮仪的精度要求，为实现短距离、高精度、全天候校炮提供指示。

本发明运用系统工程和人机工程设计方法，利用先进的激光技术、精密制造技术、模拟仿真技术和“平台+适配器”的方式，将火炮的校炮方式、校炮条件和遂行任务的要求进行相互融合，采用激光校炮方法进行校炮，校炮组织简单、时间短、准确度高，对校炮场地和气候条件要求低，能适应使用单位在一般条件和特殊条件下的复杂地形条件、不良气象条件和昼夜间实施校炮需要，可根据使用单位在不同环境下遂行任务的需要进行全天候、全地形、全时域实时快速精确校炮，有效解决了火炮校炮时间长、校炮难、校炮准确度不高、校炮与使用需求不相适应的问题，能够大幅度提高使用单位火炮快速校炮能力和遂行任务的能力，具有重大的军事和经济效益。本发明可用于各类型使用单位和各类型火炮装备维修、装备使用、特殊条件下的训练和遂行任务时的全天候、全地形昼夜间实施实时快速精确校炮具有重大的军事、经济效益和广阔推广应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。