[发明专利]一种基于位移传感器的火炮弹丸卡膛姿态测试方法

摘要

本发明公开了一种基于位移传感器的火炮弹丸卡膛姿态测试方法，步骤如下：首先搭建基于位移传感器的火炮弹丸卡膛姿态测试装置，在弹尾端面设置4个标记点、身管内壁设置平行的两圈标记点，每圈4个点，再获取测试系统坐标系下弹尾端面的4个标记点坐标、身管内壁的8个标记点坐标、重力方向的单位向量坐标、身管坐标下重力方向的单位向量坐标以及弹丸进弹深度，接着对上述坐标进行转换，解算出测试系统坐标系与身管坐标系之间的转换矩阵，最后在身管坐标系下，求得弹丸轴线与身管轴线的卡膛角、偏航角和俯仰角以及弹丸进弹深度。本发明解决了现有测量方法需要对弹丸进行改制、测试精度不高、测试过程繁琐的问题，实现了对弹丸卡膛姿态的无损测量。

主权项

1.一种基于位移传感器的火炮弹丸卡膛姿态测试方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1、搭建基于位移传感器的火炮弹丸卡膛姿态测试装置：基于位移传感器的火炮弹丸卡膛姿态测试装置包括中心杆(7)和依次间隔设置在中心杆(7)上的圆盘(1)、炮闩挡块(2)、倾角传感器(3)、第一身管内壁测量盘(4)、第二身管内壁测量盘(5)和校准测量盘(6)，其中校准测量盘(6)位于中心杆(7)的一端；设有校准测量盘(6)的一端伸入身管，炮闩挡块(2)位于炮闩外壁，防止圆盘(1)进入身管；上述校准测量盘(6)包括第一圆盘和五个电涡流传感器，所述五个电涡流传感器沿轴向均匀分布在第一圆盘盘面上，用于测量弹尾端面标记点信息；第一身管内壁测量盘(4)包括第二圆盘和四个电涡流传感器，所述四个电涡流传感器沿径向均匀分布在第二圆盘侧壁，用于测量身管内壁的4个标记点坐标；第二身管内壁测量盘(5)结构与第一身管内壁测量盘(4)相同，用于测量身管内壁另外4个标记点坐标；圆盘(1)为测量起始点；步骤2、在弹尾端面设置4个标记点、身管内壁设置平行的两圈标记点，每圈4个点；步骤3、通过基于位移传感器的火炮弹丸卡膛姿态测试装置获取测试系统坐标系下弹尾端面的4个标记点坐标、身管内壁的8个标记点坐标、重力方向的单位向量坐标、身管坐标下重力方向的单位向量坐标以及弹丸进弹深度；步骤4、将弹尾端面4个标记点坐标代入平面法向量方程，解算出测试系统坐标系下弹丸轴线坐标；将身管内壁的8个标记点坐标代入空间圆锥面方程，解算出测试系统坐标系下身管轴线坐标；将测试系统坐标系下身管轴线坐标、重力方向的单位向量坐标以及身管坐标系下身管轴线坐标、重力方向的单位向量坐标代入欧拉旋转矩阵方程，解算出测试系统坐标系与身管坐标系之间的转换矩阵；步骤5、基于转换矩阵将测试系统坐标系下弹丸轴线坐标转换为身管坐标系下轴线坐标，在身管坐标系下，求得弹丸轴线与身管轴线的卡膛角、偏航角和俯仰角以及弹丸进弹深度。