模拟复合电子引信及控制方法与流程

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1.本发明涉及模拟引信技术领域，尤其涉及一种模拟复合电子引信及控制方法。

背景技术：

2.目前，布雷车现有的训练弹主要有真弹假雷训练弹和子母式训练弹。真弹假雷训练弹与实弹具有相同的性能、结构和发射原理，只是把实弹中地雷的装药换成惰性物质，因此真弹假雷训练弹中地雷不具有危险性。但其发射场地要求与实弹相同，且价值昂贵。子母式训练弹由布雷母弹和子弹组成，母弹弹体形状与实弹相似，其内固定发射管，并为子弹提供导电回路。子弹内由代表地雷的小铁块、发射装药等组成，最大射程仅为实装发射距离的二十分之一，布设纵深正面范围的雷场尺寸也仅仅为实装布雷场的十分之一。发射后训练弹母体虽然可以重复使用，但是需要消耗子弹，且训练过程中无法进行开仓、地雷自毁时间装定等布雷关键技术指标参数设置。
3.真弹假雷训练弹和子母式训练弹对训练场地、经费、安全性等因素要求都比较高，难以满足部队或者院校的训练教学需求。
4.新型训练弹的弹体结构结合实弹的外形、通过训练弹壳体配重，确保训练弹与实弹重心和外形结构一致，并设计为两段式结构，具备布雷车装弹、操炮、退弹、开仓装定、地雷装定、发射、布雷控制信息接收与显示的信息流全程控制方案，由于内部没有装药，新型训练弹不具有危险性。新型训练弹设计了模拟复合引信，主要集成了原实弹中的多种开仓引信、地雷引信。因此新型训练弹能够实现实弹引信的模拟与信息控制功能。

技术实现要素：

5.本发明提供了一种模拟复合电子引信，使得新型训练弹能够实现实弹引信的模拟与信息控制功能。
6.为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：模拟复合电子引信，包括壳体、盖板、电源板、指示灯板、天线、探针和核心板组件，电源板、指示灯板、探针和核心板组件均位于壳体和盖板组成的腔体中，天线设置在壳体的下表面，电源板与指示灯板电连接，天线与核心板组件电连接。
7.作为本发明的优化方案，核心板组件包括微处理器、串口转换电路、蓝牙通信电路、分压电路、装定信号识别分析电路和查询与发射电路，微处理器负责控制信号的采集、处理、传输及引信的搜索、配置和检测，微处理器和蓝牙通信电路通过串口转换电路相连，分压电路为装定信号识别分析电路提供符合范围的电压，装定信号识别分析电路是对分压电路传输过来的装定信号进行识别，并将识别结果传送给微处理器，查询与发射电路用于完成地雷自毁时间的查询和开仓时间的查询并将查询结果传递给微处理器。
8.作为本发明的优化方案，壳体的侧面设置有探针孔，探针安装在第三轴套的内孔里，第三轴套内侧的凹槽内设置有卡簧，探针从探针孔中弹出或弹回。
9.作为本发明的优化方案，模拟复合电子引信还包括锂电池，锂电池通过线缆与电
源板连接，锂电池位于核心板组件与壳体的加强筋中间的凹槽中。
10.作为本发明的优化方案，电源板通过支架安装在壳体中。
11.作为本发明的优化方案，模拟复合电子引信还包括接口处理电路，接口处理电路的输入端连接引信信号线，接口处理电路的输出端连接微处理器，接口处理电路包括光电耦合电路、电流控制电路、瞬时短接回路和电压/电流检测回路，光电耦合电路能将有效信号转换为微处理器能够正常接收的ttl电平信号；电流控制电路用于切换负载模拟各种地雷引信；瞬时短接回路用于控制信号线电平从而达到信号握手逻辑功能；电压/电流检测回路检测有用信号是否符合电气标准。
12.为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：模拟复合电子引信控制方法，模拟复合电子引信同时模拟开仓引信和地雷引信，控制方法包括：
13.启动模拟复合电子引信，开仓引信接收的开仓装定信号/的开仓查询信号/的开仓发射信号，微处理器进行分析与处理得出的开仓装定时间和的开仓查询时间；
14.地雷引信接收地雷装定信号和地雷退电信号，微处理器进行分析与处理得出地雷的装定时间。
15.作为本发明的优化方案，开仓装定时间计算公式：
16.t0＝t
x
×kꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
17.其中：公式(1)中，t0为开仓装定时间，k为开仓时间系数，t
x
为开仓时间信号。
18.作为本发明的优化方案，开仓查询时间计算公式：
19.ty＝t0÷hꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
20.其中：公式(2)中，h为查询时间系数，ty为开仓查询时间。
21.作为本发明的优化方案，地雷的装定时间计算公式：
22.t1＝t
2-x
×
l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
23.其中：公式(3)中，t1为地雷装定时间，t2为地雷总装定时间，l为单位脉冲时间系数，x为地雷脉冲总数。
24.本发明具有积极的效果：1)本发明集成了实弹中的多种开仓引信、地雷引信，同时加装了蓝牙，便于装定信息的传输与通过软件对模拟复合引信进行弹种的设置、地雷的种类设置，使得新型训练弹能够实现实弹引信的模拟与信息控制功能；
25.2)本发明满足开仓装定信号、开仓查询信号、开仓发射信号、地雷装定信号和地雷退电信号的处理需求；通过蓝牙通信连接控制设计，实现对装定信息、退电等信号的全程信息流控制；
26.3)本发明经过模块化设计，整体结构紧凑，同时收到的装定、发射信号，能够通过蓝牙发射出去，因此在功能设计及实现上不要求过于复杂，这样整个系统的成本较低，安全性较高；
27.4)本发明配合新型训练弹使用，电路设计抗干扰性强，结构合理，适合各种恶劣环境，应用场景广泛。
附图说明
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.图1是本发明的整体结构图；
30.图2是本发明的核心板组件的原理框图；
31.图3是壳体的下表面结构示意图；
32.图4是装定信号识别分析电路的电路原理图。
33.其中：1、壳体，2、盖板，3、电源板，4、指示灯板，5、天线，6、探针，7、核心板组件，71、微处理器，72、串口转换电路，73、蓝牙通信电路，74、分压电路，75、装定信号识别分析电路，76、查询与发射电路，77、接口处理电路，8、探针孔，9、第三轴套，10、锂电池，11、支架，12、第二轴套，13、第四轴套，14、第五轴套，15、第一轴套。
具体实施方式
34.如图1所示，本发明公开了模拟复合电子引信，包括壳体1、盖板2、电源板3、指示灯板4、天线5、探针6和核心板组件7，电源板3、指示灯板4、探针6和核心板组件7均位于壳体1和盖板2组成的腔体中，天线5设置在壳体1的下表面，电源板3与指示灯板4电连接，天线5与核心板组件7电连接。模拟复合电子引信为圆柱形结构。探针6为接地检测端子。
35.如图3所示，根据引信需对外通信和对外进行数据传输，还需留有开关和指示灯的要求，天线5、开关和指示灯结构放置在壳体1的下表面，因为产品外形为圆柱形结构，为保证美观性，指示灯、开关和接口处的凸台设计为扇形结构，与两个天线成圆周均布位置结构。
36.壳体1和盖板2采用铝板材料，重量轻、易加工，表面本氧化。
37.为满足核心板组件7上的两个孔能与导电面板相连，核心板组件7下方和上方的第二轴套12和第四轴套13采用铝棒，表面导电处理，保证良好的导电性。相反，为满足第二轴套12和第四轴套13分别与壳体1和盖板2绝缘，第二轴套12上方的第五轴套14和第四轴套13下方的第一轴套15采用尼龙材料，强度高。
38.同理，满足探针6与壳体1绝缘，第三轴套9采用尼龙材料，强度高。
39.如图2所示，核心板组件7包括微处理器71、串口转换电路72、蓝牙通信电路73、分压电路74、装定信号识别分析电路75和查询与发射电路76，微处理器71负责控制信号的采集、处理、传输及引信的搜索、配置和检测，微处理器71和蓝牙通信电路73通过串口转换电路72相连，分压电路74为装定信号识别分析电路75提供符合范围的电压，装定信号识别分析电路75是对分压电路74传输过来的装定信号进行识别，并将识别结果传送给微处理器71，查询与发射电路76用于完成地雷自毁时间的查询和开仓时间的查询并将查询结果传递给微处理器71。
40.微处理器71采用汽车级单片机芯片，负责检测信号，反馈控制，所有检测和控制逻辑均由该芯片完成，是模拟复合电子引信的核心。另外通过uart串行通信，与蓝牙收发芯片相连接，实现引信的搜索、配置和检测主要功能。
41.蓝牙通信电路73使用2.4ghz频率的低功耗蓝牙4.0通信协议，与控制终端的蓝牙芯片相连接，设计1个控制终端针对40路模拟复合电子引信，不使用点对点或是1点对3点的蓝牙连接通信方式，使用广播通信方式，蓝牙接收主要是通过定时扫描接收广播信息，蓝牙
发送主要是通过定时广播发送信息。
42.电源板3主要使用锂电池供电，包括电池充放电管理电路、电池低压保护电路、电量检测电路和开关电路等，保证引信安全可靠工作。
43.如图4所示，装定信号识别分析电路75由电阻、集成运放、电容组成。因为开仓发射电信号包含负电，因此电路要区分正电、负电，设计两个电路。
44.核心板组件7还包括辅助电路，辅助电路主要包括定时电路、复位电路和指示灯控制电路等。
45.如图1所示，壳体1的侧面设置有探针孔8，探针6安装在第三轴套9的内孔里，第三轴套9内侧的凹槽内设置有卡簧，探针6从探针孔8中弹出或弹回。装载时收回，使用时，探针6弹出，便于装载和使用。
46.模拟复合电子引信还包括锂电池10，锂电池10通过线缆与电源板3连接，锂电池10位于核心板组件7与壳体1的加强筋中间的凹槽中。
47.电源板3通过支架11安装在壳体1中。支架11采用铝板6061，保证一定的强度，易加工，表面处理本氧化。
48.模拟复合电子引信还包括接口处理电路77，接口处理电路77的输入端连接引信信号线，接口处理电路77的输出端连接微处理器71，接口处理电路77包括光电耦合电路、电流控制电路、瞬时短接回路和电压/电流检测回路，光电耦合电路能将有效信号转换为微处理器71能够正常接收的ttl电平信号；电流控制电路用于切换负载模拟各种地雷引信；瞬时短接回路用于控制信号线电平从而达到信号握手逻辑功能；电压/电流检测回路检测有用信号是否符合电气标准。
49.另外装定发火仪电源线与模拟复合电子引信中的信号线接触或者模拟复合引信中电源线与信号线接触导致短路使线路烧毁，致使模拟复合电子引信无法正常工作。在设计了保护电路之后，装定发火仪和模拟复合电子引信电路得到了保护，不会因为电源接线接错或者短路造成的高压大电流使电路烧毁。
50.模拟复合电子引信控制方法，模拟复合电子引信同时模拟开仓引信和地雷引信，控制方法包括：
51.启动模拟复合电子引信，开仓引信接收的开仓装定信号/的开仓查询信号/的开仓发射信号，微处理器71进行分析与处理得出的开仓装定时间和的开仓查询时间；
52.地雷引信接收地雷装定信号和地雷退电信号，微处理器71进行分析与处理得出地雷的装定时间。
53.开仓装定信号由启动信号、开仓装定前导脉冲、等待信号、开仓时间前导信号、开仓时间、编程信号和终止信号组成；开仓查询信号由启动信号、查询引导信号、开仓查询时间和终止信号组成；开仓发射信号由启动信号、开仓发射信号持续时间和终止信号组成；地雷装定信号由启动信号、地雷装定等待时间、地雷装定前导脉冲、前导结束信号、地雷数量信号、地雷装定时间信号和终止信号组成；地雷退电信号由启动信号、退电前导脉冲信号、退电信号和终止信号组成。
54.开仓装定时间计算公式：
55.t0＝t
x
×kꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
56.其中：公式(1)中，t0为开仓装定时间，k为开仓时间系数，t
x
为开仓时间信号。
57.开仓装定时间t0范围为：4.0～200.0秒；
58.开仓时间系数k求解得为：512；
59.开仓时间信号tx范围为：7.8125～390.625毫秒；
60.开仓装定时间计算误差为：
±
0.1秒；
61.开仓查询时间计算公式：
62.ty＝t0÷hꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
63.其中：公式(2)中，h为查询时间系数，ty为开仓查询时间。开仓查询是将引信上次装定的时间信号进行反馈。
64.查询时间系数h为：512；
65.计算出ty，实际应用中，开仓时间信号ty范围为：7.8～390.6毫秒。
66.地雷的装定时间计算公式：
67.t1＝t
2-x
×
l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
68.其中：公式(3)中，t1为地雷装定时间，t2为地雷总装定时间，l为单位脉冲时间系数，x为地雷脉冲总数。
69.地雷的装定时间是以脉冲的形式体现的，根据地雷装定检测原理，地雷脉冲总数x与地雷装定时间成比例关系。
70.地雷装定时间t1范围为：4～16376分钟(16376分钟换算为272小时56分钟)；
71.地雷总装定时间t2：273小时；
72.单位脉冲时间系数l：4，单位为min/p；
73.计算得，地雷脉冲总数x的范围为：1～4094；
74.地雷脉冲总数x误差范围为：
±
1；
75.地雷的装定时间误差为：
±
4分钟。
76.训练时，启动模拟复合电子引信，同时将显示终端模块通过usb接口与计算机相连接，打开计算机上的发射效果显示软件，搜索模拟复合电子引信，这时显示终端模块与40个模拟复合电子引信组成蓝牙点对多通信网，进行数据的通信传输与控制，通信网连接建立后操作布雷车上的主控计算机，可以给一个或多个训练弹进行装定。当模拟复合电子引信接收到的开仓时间装定脉冲信号后，进行信号处理与分析，将分析后的时间信息存储在存储器中，同时通过串口将时间信息传给蓝牙芯片。
77.对地雷自毁时间进行装定及检测时，对当前训练弹内的地雷进行自毁时间装定，当模拟复合电子引信接收到地雷的自毁时间装定脉冲信号后，进行信号处理与分析，同时通过串口芯片将时间信息传给蓝牙芯片并通过通信网传输给显示终端模块，显示终端模块通过usb接口将时间信息传输给发射效果显示软件。这样发射效果显示软件就能显示该地雷的自毁时间。
78.开仓时间和地雷自毁时间装定完成后，实装装定发火仪首先发出一组点火脉冲信号传输到模拟复合电子引信中，模拟复合电子引信进行处理后，发出发射信息传输到蓝牙模块，蓝牙模块通过通信网传输到显示终端模块，显示终端模块通过usb接口将信号传给发射效果显示软件，发射效果显示软件发出训练弹发射提示，同时发出模拟的
发射声音。与此同时，三维软件中根据复合引信获得的开仓时间进行延时倒计时，倒计时结束后在飞行的在空中进行二次点火，地雷被抛撒出布雷弹，安装预定的轨迹落地，完成雷场布设任务。
79.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.模拟复合电子引信，其特征在于：包括壳体(1)、盖板(2)、电源板(3)、指示灯板(4)、天线(5)、探针(6)和核心板组件(7)，所述的电源板(3)、指示灯板(4)、探针(6)和核心板组件(7)均位于壳体(1)和盖板(2)组成的腔体中，天线(5)设置在壳体(1)的下表面，电源板(3)与指示灯板(4)电连接，天线(5)与核心板组件(7)电连接。2.根据权利要求1所述的模拟复合电子引信，其特征在于：核心板组件(7)包括微处理器(71)、串口转换电路(72)、蓝牙通信电路(73)、分压电路(74)、装定信号识别分析电路(75)和查询与发射电路(76)，微处理器(71)负责控制信号的采集、处理、传输及引信的搜索、配置和检测，微处理器(71)和蓝牙通信电路(73)通过串口转换电路(72)相连，分压电路(74)为装定信号识别分析电路(75)提供符合范围的电压，装定信号识别分析电路(75)是对分压电路(74)传输过来的装定信号进行识别，并将识别结果传送给微处理器(71)，查询与发射电路(76)用于完成地雷自毁时间的查询和开仓时间的查询并将查询结果传递给微处理器(71)。3.根据权利要求2所述的模拟复合电子引信，其特征在于：壳体(1)的侧面设置有探针孔(8)，探针(6)安装在第三轴套(9)的内孔里，第三轴套(9)内侧的凹槽内设置有卡簧，探针(6)从探针孔(8)中弹出或弹回。4.根据权利要求3所述的模拟复合电子引信，其特征在于：模拟复合电子引信还包括锂电池(10)，锂电池(10)通过线缆与电源板(3)连接，锂电池(10)位于核心板组件(7)与壳体(1)的加强筋中间的凹槽中。5.根据权利要求4所述的模拟复合电子引信，其特征在于：电源板(3)通过支架(11)安装在壳体(1)中。6.根据权利要求5所述的模拟复合电子引信，其特征在于：模拟复合电子引信还包括接口处理电路(77)，接口处理电路(77)的输入端连接引信信号线，接口处理电路(77)的输出端连接微处理器(71)，接口处理电路(77)包括光电耦合电路、电流控制电路、瞬时短接回路和电压/电流检测回路，光电耦合电路能将有效信号转换为微处理器(71)能够正常接收的ttl电平信号；电流控制电路用于切换负载模拟各种地雷引信；瞬时短接回路用于控制信号线电平从而达到信号握手逻辑功能；电压/电流检测回路检测有用信号是否符合电气标准。7.模拟复合电子引信控制方法，利用权利要求6所述的模拟复合电子引信，其特征在于：模拟复合电子引信同时模拟开仓引信和地雷引信，控制方法包括：启动模拟复合电子引信，开仓引信接收的开仓装定信号/的开仓查询信号/的开仓发射信号，微处理器(71)进行分析与处理得出的开仓装定时间和的开仓查询时间；地雷引信接收地雷装定信号和地雷退电信号，微处理器(71)进行分析与处理得出地雷的装定时间。8.根据权利要求7所述的模拟复合电子引信控制方法，其特征在于：开仓装定时间计算公式：t0＝t
x
×
k
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中：公式(1)中，t0为开仓装定时间，k为开仓时间系数，t
x
为开仓时间信号。9.根据权利要求8所述的模拟复合电子引信控制方法，其特征在于：开仓查询时间计算公式：
t
y
＝t0÷
h
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中：公式(2)中，h为查询时间系数，t
y
为开仓查询时间。10.根据权利要求7所述的模拟复合电子引信控制方法，其特征在于：地雷的装定时间计算公式：t1＝t
2-x
×
l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中：公式(3)中，t1为地雷装定时间，t2为地雷总装定时间，l为单位脉冲时间系数，x为地雷脉冲总数。

技术总结

本发明涉及模拟引信技术领域，尤其涉及一种模拟复合电子引信及控制方法，模拟复合电子引信包括壳体、盖板、电源板、指示灯板、天线、探针和核心板组件，电源板、指示灯板、探针和核心板组件均位于壳体和盖板组成的腔体中，天线设置在壳体的下表面，电源板与指示灯板电连接，天线与核心板组件电连接。本发明集成了实弹中的多种引信信号，同时加装了蓝牙，便于装定信息的传输与通过软件对模拟复合引信进行设置，使得新型训练弹能够实现实弹引信的模拟与信息控制功能。息控制功能。息控制功能。