靶夹检测编码装置设计

于正亮，樊长虹，任海东

（总参谋部第六十研究所，江苏 南京 210016）

实弹射击训练要求靶标的动作类型多样，常用的靶标动作有起倒、侧转、摇摆、升降、平移等，以尽可能模拟出假想目标的常见行为，丰富训练环境，提升训练人员对目标的观察、判定与快速射击能力。多功能靶标基于单一靶标机构，通过调节靶标空间姿态，更换靶夹装置的方式，实现上述各种靶标动作，一靶多用，既满足了射击训练目标多样性要求，也有效地节省了训练单位的建设成本，受到了训练保障单位的青睐。

1 现状

某型多功能靶具有结构紧凑、小巧轻便的特点，并且能够自动感知靶标操作结果。靶标内置的智能传感装置会自动检测靶标当前的综合状态，并在靶标开机后根据检测的状态切换到与靶标综合状态相匹配的功能模式——自动调用与该功能模式相应的运行参数。

靶标内置的智能传感装置包括靶夹检测装置（检测靶标当前实际安装的靶夹类型）和靶标姿态传感器（检测靶标输出轴处于水平或垂直方向）。根据预先定义，靶标可用功能类型与综合状态之间的映射关系如表1 所示。

表1 靶标运行模式与综合状态映射表

2 基本原理

考虑借鉴二进制编码基本原理，在靶夹连接板及其靶夹法兰上设置柱状凸起及开关，借助N组开关的“通”“断”状态，即可实现2N种靶夹类型的检测，不仅可以满足表1所示的检测要求，还具备一定的可扩展性。

靶夹部位结构如图1 所示。首先考虑在靶夹连接板和靶夹法兰上分别设置图1 中柱状凸起位置（右图中①②③）和沉孔位置（左图中①②③）。

图1 靶夹部位结构示意图

靶夹连接板上的柱状凸起位置与靶夹法兰上的沉孔位置相对应，当靶夹连接板正常安装至靶夹法兰后，所有的柱状凸起都将插入对应的沉孔内，形成三位二进制编码触发机构的基础。

3 器件选型

靶夹法兰与减速器直接相连，在靶标实际使用时，靶夹法兰会在减速器带动下产生旋转，最大旋转角度达到360°，检测装置中无法使用接触式机械开关，因而考虑使用非接触式开关器件。常见的非接触式开关大致有3 种：光电开关、磁性开关和红外接近开关。磁性开关对磁场敏感，更适合在本项目中应用。磁敏器件选择的是霍耳传感器A3144E，它是一种基于霍耳效应的磁敏传感电路。

4 结构设计

靶夹结构及状态示意图如图 2 所示。将3 只A3144E 霍耳传感器焊接于检测电路板，其分布位置与法兰上的各沉孔位置相对应，检测电路板固定于安装架上。在靶夹法兰与靶夹柱状凸起对应的三处沉孔内各设置一个带有复位弹簧的推杆，推杆一端固定一只磁钢；未安装靶夹连接板时，推杆在弹簧作用下位于初始位置，其磁场未对霍耳传感器产生作用。柱状凸起的高度决定磁钢的位移量，应保证：①磁钢未产生位移时，霍耳传感器无感应信号；②磁钢受柱状凸起推动产生位移后，霍耳传感器能可靠产生感应信号；③磁钢在推力释放自动复位后，霍耳传感器感应信号能可靠消失。

图2 靶夹结构及状态示意图

为了避免推杆在沉孔内滑动时产生旋转，将其圆柱面铣扁，并在推杆导向压片上设置扁圆孔，限制推杆旋转，保证磁钢在趋近传感器时不发生偏转。

5 结语

本项目采取磁性非接触式传感器，设计了一种机电编码装置，实现转动部件的位置检测，从而准确识别出靶夹类型。设计中采取了磁性体侧向趋近传感器的方式，避免了径向趋近方式有效感应距离临界值较大的不足，做到了在小空间内布置多组感应装置，实现了某型多功能靶的靶夹类型自动检测功能，为提高该产品的智能化检测提供了可靠的技术实现手段。