[实用新型]人枪系统相互作用力测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及到运动分析技术领域，具体涉及到一种人枪系统相互作用力测量装置。

背景技术

枪械的后坐力是武器在射击过程中加在支座或人身体上的力，此力会引起支架的弹性变形，从而使枪械也随之发生位移，引起射击精度的变化，因此，后坐力的大小直接影响枪械的射击精度和射击稳定性，是枪械性能的重要参数之一，枪械后坐运动参数测试系统用来完成后坐力、后坐能量、制退器效率等参数的测试。枪械的后坐运动比较复杂，后坐力不是集中作用于轴线方向，导致测试后坐力的过程很不稳定，所以，要求在枪械后坐力的测试过程中，应尽量应用精度高、动态性能好的压力传感器，采用结构合理、装卡牢固的测试平台，但是目前的枪械后坐力测量系统的精度和灵敏度都比较低，达不到测试要求。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供一种人枪系统相互作用力测量装置，采用专用夹具夹持枪械，并用三维压力传感器采集后坐运动过程中与抵肩板之间的受力，三维力传感器相比于单向正压力传感器更能完整的刻画出后坐与抵肩板的受力过程。

本发明的主要技术方案是：一种人枪系统相互作用力测量装置，包括后坐力测试平台、测力传感器和传感系统信号处理器，所述后坐力测试平台包括夹持夹具，夹持夹具与枪械之间设有弹簧阻尼机构，测力传感器设置后坐力测试平台与枪托之间，测力传感器采集枪械运动受力并发送给传感系统信号处理器，所述测力传感器包括X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合，所述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合均包括两个以上相互形成差动的电容单元模块，所述电容单元模块采用由两个以上的条状电容单元组成的梳齿结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，所述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合的电容值求和计算电容传感器的法向力且消除切向力影响。

所述后坐力测试平台包括前夹持夹具和后夹持夹具，前夹持夹具包括仿形夹具、带滑动轨道的支架和施加预紧力机构，仿形夹具设在支架顶部，为带弹簧阻尼的圆环铁机构，施加预紧力机构控制弹簧阻尼的压缩量，后夹持夹具包括后坐夹紧机构和抵肩板，抵肩板设置枪托后方，所述测力传感器设置抵肩板与后坐力测试平台之间。所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驱＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驱为条状电容单元的驱动电极长度，b_0感为条状电容单元的感应电极长度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d0为弹性介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ_max为最大应力值。所述两组相互形成差动的电容单元模块的条状电容单元的驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始错位偏移，错位偏移大小相同、方向相反。所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ。所述平行板面积S＝M(a₀+a_δ)b₀，其中，M为条状电容单元数量，b₀为条状电容单元的长度，a₀条状电容单元的宽度。所述电容单元模块的每个条状电容单元的引线通过并联或者独立连接到传感系统信号处理器。所述条状电容单元的宽度其中，d₀为弹性介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述传感系统信号处理器和电容单元模块之间设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。

本发明的有益效果是：本发明的枪械后坐运动受力测量装置采集到枪械后坐力，用以分析后坐力、后坐能量、制退器效率等参数的测试。另一方面，本发明的电容压力传感器，有效使用平板面积，并且通过差动等方法有效解决三维力间耦合，并利用特殊的条状电容结构，使法向与切向转换都达到较高的线性、精度与灵敏度。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式的条状电容单元及其坐标系。

图2是本发明的具体实施方式的条状电容单元示意图。

图3是本发明的具体实施方式的条状电容单元右向偏移示意图。

图4是本发明的具体实施方式的条状电容单元左向偏移示意图。

图5是本发明的具体实施方式的条状电容单元对的初始错位图。