Система автоматической юстировки лазера для стрелкового оружия с идентификацией участника игры

 

Электромеханическое устройство автоматически юстирует лазерный передатчик, прикрепленный к стволу винтовки с помощью болтов, для последующего использования военнослужащим в военных играх. Прямоугольный полый кожух расположен горизонтально, а торцевая прикрепленная на петлях крышка откидывается вверх, открывая жидкокристаллический дисплей и клавиатуру панели управления. Скользящая рама выдвигается в горизонтальном направлении из базового блока, расположенного внутри корпуса. Ствол винтовки поддерживается оружейной стойкой, установленной на базовом блоке, а спусковая скоба или контактный патрон установлен в зажиме на раме. На зажиме имеются ручки для регулировки оружия по азимуту и углу возвышения, что позволяет военнослужащему нацелиться на изображение прицельной сетки. Оптический блок установлен в передней части базового блока и содержит линзу и разделитель лучей, который прозрачен для инфракрасного света от лазерного передатчика и отражает видимый свет. Освещаемая прицельная сетка размещена внутри оптического блока ниже оси лазерного луча. Разделитель лучей расположен перед линзой под углом 45^o, чтобы проецировать изображение прицельной сетки через линзу на бесконечность. Детектор положения луча в оптическом блоке принимает лазерный луч и вырабатывает сигнал ошибки, соответствующий смещению места приема лазерного луча относительно изображения прицельной сетки. Схема в блоке управления соединена с юстирующей головкой, которая механически связана с задним торцом лазерного передатчика, прикрепленного к винтовке с помощью болтов. Эта схема заставляет юстирующую головку многократно запускать лазер в лазерном передатчике. Используя сигнал ошибки, схема вынуждает юстирующую головку независимо вращать клиновидные призмы в лазерном передатчике, чтобы отклонять лазерный луч по азимуту и углу возвышения до тех пор, пока он по существу не совпадает с линией прицеливания оружия. 19 з.п.ф-лы, 8 ил.

Настоящее изобретение относится к устройству, используемому для военной подготовки, в частности к системе автоматической юстировки лазерного передатчика на винтовке для последующего использования военнослужащим в военных играх.

Предшествующий уровень техники В течение многих лет военнослужащих США обучают с помощью составной интегрированной лазерной боевой системы. Лазерный передатчик для стрелкового оружия присоединяют к стволу винтовки, например M16. На каске и снаряжении каждого военнослужащего имеются детекторы, способные зафиксировать попадание лазерной "пули". Военнослужащий нажимает спусковой крючок своей винтовки, чтобы произвести холостой выстрел, имитируя настоящий выстрел, а звуковой датчик приводит в действие лазерный передатчик стрелкового оружия. Это техническое решение обсуждается, например, в записке Report N ECOM-4308 из приказа от сентября 1979 года, касающегося разработки материалов и боеготовности в армии США, озаглавленной "Laser Simulator for Rifte Fire".

Необходимо расположить лазерный передатчик стрелкового оружия так, чтобы военнослужащий мог точно попасть в цель, как только он совместит с ней известный винтовочный прицел. В прошлом ранние варианты лазерного передатчика стрелкового оружия прикрепляли с помощью болтов к стволу винтовки, а механический прицел винтовки регулировали так, чтобы соответствовал направлению лазерного луча. Недостатком такого решения являлась необходимость повторной регулировки механического прицела винтовки для его использования при боевой стрельбе. Для преодоления этого недостатка известный лазерный передатчик стрелкового оружия включает средства механической связи для изменения ориентации лазера.

Известные приспособления для юстировки стрелкового оружия, используемые в армии США для юстировки обычных лазерных передатчиков для стрелкового оружия составной интегрированной лазерной боевой системы, содержат комплексный массив из 144 детекторов, которые совместно с 35 схемами, выполненными на печатных платах, используются для определения, куда попадает луч лазера относительной прицельной сетки. Трудность при использовании известного приспособления для юстировки заключается в том, что военнослужащий нацеливает свое оружие на массив, который расположен в двадцати пяти метрах, без использования устойчивого основания. Во многих случаях военнослужащий стреляет из своего оружия так, что в результате точка прицеливания не оказывается в желаемом положении. Тот факт, что массив расположен в двадцати пяти метрах от военнослужащего, привносит ограничения видимости из-за снега, тумана, ветра, плохой освещенности на рассвете и в сумерках. В известном приспособлении для юстировки стрелкового оружия считают количество ошибочных "щелчков", соответствующих отклонению от мишени как по азимуту, так и по углу возвышения. Затем в известном приспособлении для юстировки стрелкового оружия количество щелчков отображают, используя четыре комплекта индикаторов электромеханического дисплея. После этого военнослужащий должен повернуть обычные регулировки своего лазерного передатчика стрелкового оружия в правильном направлении на соответствующее количество щелчков. Затем военнослужащий должен вновь нацелить оружие, произвести выстрел и выполнить дополнительную соответствующую регулировку. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в известном приспособлении для юстировки стрелкового оружия военнослужащий не добивается отображения нулевой поправки. Вследствие обычных ошибок при прицеливании, возникающих каждый раз, как военнослужащему приходится вновь совмещать прицел с прицельной сеткой, этот процесс является утомительным и занимает много времени. Довольно часто для юстировки своего оружия военнослужащему требуется пятнадцать минут при работе на пределе своих возможностей, при этом точная регулировка все же не достигается.

Процесс юстировки стрелкового оружия, использующий известное приспособление для юстировки стрелкового оружия, не только занимает много времени, но и является дорогостоящим, поскольку должно быть использовано большое количество холостых патронов. Лазер обычного лазерного передатчика стрелкового оружия не будет стрелять без воспламенения холостого патрона или специального кабеля спускового крючка для имитационной стрельбы. Известное приспособление для юстировки стрелкового оружия не обеспечивает использования оптических прицелов различного типа стрелкового оружия и приборов ночного видения. Кроме того, известное приспособление для юстировки стрелкового оружия не осуществляет точной проверки энергии лазерного луча и кодирования принимаемого лазерного луча.

Поэтому желательно создать усовершенствованную систему юстировки для лазерного передатчика стрелкового оружия, которая избавила бы от необходимости использовать большой массив мишени. Предпочтительно, чтобы система автоматически регулировала лазерный передатчик стрелкового оружия для более быстрой и точной юстировки. Кроме того, предпочтительно, чтобы такой системе требовалась только однократная наводка на цель и она была бы приспособлена к различному стрелковому оружию, например автоматическому оружию, снайперским винтовкам и так далее. Эти виды стрелкового оружия имеют не только разные стволы, но, кроме того, излучение на выходе их лазерных передатчиков имеет разные мощность и коды, чтобы в устройствах составной интегрированной лазерной боевой системы, которые носят на себе военнослужащие, можно было осуществить распознавание стрелкового оружия, из которого произведены попадания.

Для тех, кто исследует и изучает настоящее изобретение, может оказаться полезной следующая ссылка: патент США N 5060391, 29.10.91, Cameron et al. Авторы описали коррелятор линии прицеливания для юстировки линии прицеливания ствола и оптического прицела огнестрельного оружия.

Раскрытие изобретения Соответственно, главной целью настоящего изобретения является усовершенствованная система юстировки стрелкового оружия для использования в составной интегрированной лазерной боевой системе.

Настоящее изобретение обеспечивает систему для автоматической юстировки линии прицеливания лазерного передатчика, установленного на стрелковом оружии. Лазерный передатчик имеет лазер, который при возбуждении испускает лазерный луч, и может регулироваться для управления лазерным лучом по азимуту и углу возвышения. Система юстировки содержит базовый блок, имеющий первую оптическую систему, установленную на базовом блоке для создания изображения прицельной сетки, видимого пользователю. Оружейная опора, установленная на базовом блоке, позволяет пользователю регулировать азимут и угол возвышения оружия для его наводки на изображение прицельной сетки и удерживания в положении наводки. Юстировочная головка может быть соединена с лазерным передатчиком для регулирования передатчика и управления лазерным лучом по азимуту и углу возвышения. Для приема лазерного луча и для выработки сигнала ошибки, соответствующего смещению места приема лазерного луча относительно изображения прицельной сетки, на базовом блоке установлена вторая оптическая система. Схема управления соединена с юстировочной головкой и второй оптической системой для возбуждения лазера и регулировки лазерного передатчика с использованием сигнала ошибки для управления лазерным лучом по азимуту и углу возвышения до тех пор, пока лазерный луч по существу не совпадает с линией прицеливания оружия.

Предпочтительный вариант изобретения представляет собой электромеханическое устройство, которое автоматически юстирует лазерный передатчик, прикрепленный к стволу винтовки с помощью болтов, для последующего использования военнослужащим в военных играх. Прямоугольный полый кожух расположен горизонтально, а торцевая прикрепленная на петлях крышка откидывается вверх, открывая жидкокристаллический дисплей и клавиатуру панели управления. Скользящая рама выдвигается в горизонтальном направлении из базового блока, расположенного внутри корпуса. Ствол винтовки поддерживается оружейной стойкой, установленной на базовом блоке, а спусковая скоба или контактный патрон установлен в зажиме на раме. На зажиме имеются ручки для регулировки оружия по азимуту и углу возвышения, что позволяет военнослужащему прицелиться в изображение прицельной сетки. Оптический блок установлен в передней части базового блока и содержит линзу и разделитель лучей, который прозрачен для инфракрасного света от лазерного передатчика и отражает видимый свет. Освещаемая прицельная сетка размещена внутри оптического блока ниже оси лазерного луча. Разделитель лучей расположен перед линзой под углом 45 градусов, чтобы проецировать изображение прицельной сетки через линзу на бесконечность. Детектор положения луча в оптическом блоке принимает лазерный луч и вырабатывает сигнал ошибки, соответствующий смещению места приема лазерного луча относительно изображения прицельной сетки. Схема в блоке управления соединена с юстирующей головкой, которая механически связана с задним торцом лазерного передатчика, прикрепленного к винтовке с помощью болтов. Эта схема заставляет юстирующую головку периодически запускать лазер в лазерном передатчике. Используя сигнал ошибки, схема вынуждает юстирующую головку независимо вращать клиновидные призмы в лазерном передатчике, чтобы отклонять лазерный луч по азимуту и углу возвышения до тех пор, пока он по существу не совпадает с линией прицеливания оружия.

Краткое описание чертежей Цели, преимущества и признаки этого изобретения будут легче поняты из последующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, где: На фиг. 1A изображен вид в перспективе предпочтительного варианта выполнения системы автоматической юстировки стрелкового оружия с идентификацией участника игры, на фиг. 1B изображен вид сбоку системы, показанной на фиг. 1A, с вырывом, чтобы показать дополнительные детали, на фиг. 2 изображен в увеличенном масштабе вид спереди панели дисплея и выключателей блока управления системы, показанной на фиг. 1A и 1B, на фиг. 3 в увеличенном масштабе дано перспективное изображение с пространственным разделением деталей лазерного передатчика стрелкового оружия, который установлен на винтовке, показанной на фиг. 1A и 1B, на фиг. 4 схематично иллюстрируется управление лазерным лучом с помощью оптических клиньев, на фиг. 5A и 5B изображены вид сбоку и вид спереди юстировочной головки системы, показанной на фиг. 1A и 1B,
на фиг. 6 схематично иллюстрируются линза, разделитель лучей, прицельная сетка и детектор положения оптического блока системы, изображенной на фиг. 1A и 1B,
на фиг. 7 представлена полная блок-схема системы, показанной на фиг. 1A и 1B, и
на фиг. 8 изображена блок-схема схемы проверки выходной мощности оптического сигнала и точности кодирования в блоке управления системы, изображенной на фиг. 1A и 1B.

Лучшие варианты осуществления изобретения
На фиг. 1A и 1B изображен предпочтительный вариант выполнения изобретения, представляющий собой электромеханическую систему, в целом обозначенную позицией 10, которая автоматически юстирует лазерный передатчик 12 стрелкового оружия, прикрепленный с помощью болтов к стволу стрелкового оружия14, например винтовки M16, для последующего использования военнослужащим в военных играх. Система 10 включает полый прямоугольный переносной кожух 16, при использовании ориентированный в горизонтальной плоскости. Запирающаяся, прикрепленная на петлях торцевая крышка 18 кожуха 16 может быть откинута вверх, открывая блок 20 управления, закрепленный на ее внутренней стороне. Военнослужащий 21 нацеливает оружие 14 внутри кожуха 16. На военнослужащем надеты каска 21a и ремни 21b, снабженные детекторами лазерного излучения, которые обнаруживают попадания лазерной "пули" в дальнейших военных играх. Блок управления содержит корпус 22 в виде коробки (фиг. 2), имеющий жидкокристаллический дисплей 24. Кроме того, корпус 22 содержит клавиатуру в виде панели выключателей мембранного типа. Эта панель выключателей окружает дисплей 24 и содержит выключатели 26, 28, 30, 32, 34, 36 и 38 нажимного типа.

Убирающаяся скользящая рама 40 может быть выдвинута в горизонтальном направлении от тыльного конца базового блока 42 (фиг. 1B), прикрепленного к нижней стенке кожуха 16. Ствол 44 винтовки 14 прочно удерживается верхней частью жесткой треугольной оружейной стойки 46, основание которой надежно прикреплено с помощью болтов к промежуточной части базового блока 42. Спусковая скоба (не видна) винтовки 14 установлена в зажиме 48 на раме 40. Зажим 48 имеет ручки 50 и 52 для ручной регулировки азимута и угла возвышения ствола 44 винтовки 14. После установки винтовки 14 на оружейную стойку 46 и зажим 48 военнослужащий 21 (фиг. 1A) наводит ее на изображение прицельной сетки 54 (фиг. 6), спроектированное по линии прицеливания оружия, как подробно описано ниже.

Оптический блок 56 в форме параллелепипеда (фиг. 1A и 1B) жестко закреплен в передней части базового блока 42 (фиг. 1B). Оптический блок 56 включает выпуклую линзу 58 (фиг. 6) и разделитель 60 лучей. Разделитель 60 лучей прозрачен для инфракрасного света от лазерного передатчика 12 стрелкового оружия (фиг. 1), но отражает видимый свет. Внутри оптического блока 56 ниже оси лазерного луча установлена прицельная сетка 54 (фиг. 6). Разделитель 60 лучей расположен перед линзой 58 под углом 45 градусов, чтобы спроецировать изображение V прицельной сетки через линзу 58 на бесконечность. Детектор 62 положения луча в оптическом блоке 56 принимает лазерный луч L2 и вырабатывает сигнал ошибки, соответствующий смещению положению лазерного луча относительно изображения прицельной сетки. Затем лазерный передатчик 12 регулируется до тех пор, пока его лазерный луч L2 не попадет в центр детектора 62.

Схема управления внутри блока 20 управления (фиг. 1) соединена с юстирующей головкой 64, которая механически связана с задним торцом лазерного передатчика 12, прикрепленного к винтовке 14 с помощью болтов. Схема управления заставляет юстирующую головку 64 периодически запускать лазер лазерного передатчика 12. Используя сигнал ошибки, схема управления заставляет юстирующую головку независимо вращать пару оптических клиновых призм 66 и 68 (фиг. 3) в лазерном передатчике 12 для отклонения лазерного луча по азимуту и углу возвышения до тех пор, пока он не будет по существу совмещен с линией прицеливания ствола 44 оружия.

Система 10 может быть использована для автоматической юстировки линии прицеливания любого стрелкового оружия и пулеметов, находящихся на вооружении армии США, при неограниченной приспособляемости к новому оружию. Автоматическая работа системы обеспечивает быструю (менее, чем за минуту), точную и согласованную юстировку линии прицеливания лазерного передатчика 12 стрелкового оружия после единичной наводки оружия 14 военнослужащим 21. Использование прицельного зажима 48 обеспечивает, что оптические прицелы и устройства ночного видения оружия 14 не будут влиять на процесс наводки. Вся система 10 расположена в жестком переносном кожухе 16, который также служит в качестве экрана от солнца и непогоды. Во время процесса юстировки система 10 не использует холостых патронов, поэтому ее можно использовать в любом месте, например на поверхности стола в помещении.

Начальная установка системы 10 предусматривает три простые операции, к которым относятся установка батареи в корпус 22 блока управления (фиг. 1), включение выключателя 30 (фиг. 2) и выбор типа оружия, подлежащего юстировке, нажатием выключателя 34. При этом на дисплей выдаются соответствующие текстовые сообщения и указания оператору, как перейти к следующей операции. Когда система 10 готова к юстировке, военнослужащий 21 следует указаниям на дисплее 24 для юстировки своего оружия. Типичной последовательностью операций является следующая:
а) военнослужащий прикрепляет к лазерному передатчику 12 стрелкового оружия юстирующую головку 64,
б) военнослужащий устанавливает свое оружие в прицельный зажим 48 и на переднюю оружейную стойку 46,
в) военнослужащий с помощью ручек 50 и 52 регулировки азимута и угла возвышения прицельного зажима наводит свое оружие на изображение освещенной прицельной сетки 54, видимое в оптическом блоке,
г) военнослужащий нажимает выключатель 28 продолжения процедуры (фиг. 2) и следует инструкциям на дисплее 24. Выбор типа оружия осуществляют нажатием в соответствующее время выключателя 34 по запросу на дисплее.

д) военнослужащий отклоняется назад и нажимает выключатель 26 юстировки на корпусе 22 панели управления,
е) военнослужащий ожидает сообщения на дисплее 24 "ЮСТИРОВКА ЗАВЕРШЕНА", которое будет выдано менее, чем через минуту, и
ж) военнослужащий вынимает оружие из системы, следуя инструкции по завершению юстировки.

Если в процессе юстировки система 10 столкнется с какой-либо проблемой, например низкая мощность, неправильная кодировка лазера или проблема запуска, она информирует военнослужащего, что лазерный передатчик стрелкового оружия неисправлен и должен быть заменен.

В целом работа системы 10 иллюстрируется на блок-схеме на фиг. 7. Оружие 14 установлено в прицельном зажиме 48, причем юстировочная головка 64 присоединена к лазерному передатчику 12. Оптический блок 56 содержит освещенную прицельную сетку 54, на которую наведен прицел оружия. Когда выключатель 26 юстировки (фиг. 2) включен, блок 20 управления периодически запускает лазерный передатчик 12 и с помощью индикаторного светодиода 70 контролирует выстрелы лазерного передатчика на предмет правильной работы (фиг. 3). Оптический блок 56 обнаруживает положение лазерного луча и посылает данные в блок 20 управления, который в свою очередь определяет величину необходимой коррекции. Затем блок 20 управления заставляет юстировочную головку 64 выполнить необходимую регулировку лазерного передатчика 12 стрелкового оружия. Процесс продолжается в реальном времени до достижения точной юстировки лазерного передатчика 12. Кроме того, блок 20 управления совместно с оптическим блоком 56 проверяет уровень мощности лазера, кодировку лазера и правильность настройки оптики, используемой для юстировки лазерного передатчика. Более подробно пять главных узлов системы 10 описаны ниже.

Оптический блок 56 (фиг. 1B) представляет собой узел, который при наводке проецирует освещенную прицельную сетку 54 военнослужащему 21 и обнаруживает положение лазерного луча оружия относительно прицельной сетки. Освещенная прицельная сетка 54 помогает военнослужащему прицеливаться в условиях уменьшенной освещенности, например на рассвете или в сумерках. На фиг. 6 иллюстрируется работа главных элементов оптического блока 56. Одна большая выпуклая линза 58 служит для собирания и фокусировки лазерного луча в виде пятна на детекторе 62 продольного положения, расположенном в фокальной точке линзы 58. Когда угол падения лазерного луча на линзу 58 не равен нулю (луч не перпендикулярен, то есть юстировка не достигнута), это пятно смещено от центра детектора 62. Детектор 62 пассивно вычисляет величину этого смещения и посылает сигнал ошибки в блок 20 управления. Предпочтительно, чтобы детектор представлял собой твердотельное устройство, например квадратурный детектор или линейный детектор с аналоговым выходом. На пути лазерного луча расположен разделитель 60 лучей, который отражает видимый свет, но пропускает через себя инфракрасный свет от лазера. Чтобы спроецировать изображение прицельной сетки 54 через ту же самую линзу, через которую проходит входящий луч, разделитель 60 лучей расположен под углом 45 градусов. Прицельная сетка 54 освещается источником видимого света, например светодиодом 72, и расположена так, что проецируемое изображение находится на той же оптической оси, что и нулевая точка детектора 62 положения луча. Не требуется регулировки оптического блока в полевых условиях и для системы 10 не требуется никаких электронных устройств за исключением детектора 62 и светодиодного источника 72 света для освещения прицельной сетки 54.

Между концом ствола 44 оружия и оптическим блоком 56 с помощью болтов на базовом блоке 42 прочно закреплен L-образный барьер 74 (фиг. 1). Он предохраняет линзу 58 оптического блока от того, чтобы при установке винтовки 14 на стойку 46 и зажим 48 военнослужащий непреднамеренно не ударил ее стволом 44. Барьер имеет сквозное отверстие, закрытое металлическим экраном 76, позволяющим лазерному лучу, который может иметь ширину 8 мм, проходить через него в оптический блок 56. Стеклянное покрытие или покрытие из другого прозрачного материала может оказаться нежелательным, потому что оно может загрязняться, ослаблять или отклонять лазерный луч и тем самым вносить погрешности.

Юстировочная головка 64 (фиг. 5A и 5B) представляет собой электромеханическое устройство, которое соединено с лазерным передатчиком 12 с помощью кабеля 65 (фиг. 1A) и автоматически регулирует положение лазерного луча передатчика в соответствии с командами блока 20 управления. Юстировочная головка 64 содержит катушку 78 индуктивности (фиг. 5A), которая используется для запуска лазера лазерного передатчика и при нажатии выключателя 30 (фиг. 2) передает тестовые данные идентификации участника игры на передатчик. Кроме того, головка 64 содержит детектор 80, который контролирует светодиод 70 "выстрела" лазерного передатчика для определения его рабочего состояния. Два миниатюрных двигателя 82 и 84 с редукторами (фиг. 5B) и соответствующие расположенные со смещением зубчатые передачи 86 и 87 внутри юстировочной головки 64 используются для вращения нескользящих муфт (не видны) на паре шестеренчатых валов 118 и 120. Муфты плотно охватывают концы регулировочных валов 106 и 108. Во время процесса юстировки двигатели 82 и 84 юстировочной головки запускаются и управляются блоком 20 управления, а оптический блок 56 определяет положение лазерного луча передатчика и обеспечивает обратную связь в реальном времени на блок 20 управления.

Лазерный передатчик 12 стрелкового оружия (фиг. 3) включает корпус 88 с съемной крышкой 90, которая образует его задний торец. Лазерный диод 92 установлен внутри корпуса 88 и возбуждается схемой питания на плате 94 контроллера, также установленной внутри корпуса 88. Для возбуждения лазерного диода 92 схему питания включают через индуктивный выключатель 96, установленный на внутренней стороне задней крышки 90. Индуктивный выключатель включают путем возбуждения катушки 78 индуктивности (фиг. 5A), которая перекрывает верхнюю часть корпуса 88 (фиг. 3) и расположена соосно с индуктивным выключателем 96.

В переднем торце корпуса 88 лазерного передатчика выполнены отверстия 98 и 100. Звуковой или оптический датчик для регистрации холостого выстрела расположен в отверстии 100 и соединен со схемой на плате 94 контроллера. В другом отверстии 98 установлено прозрачное окно 102 для пропускания лазерного луча от лазерного диода 92. За окном 102 расположена оптическая втулка 104. За окном 102 расположены также оптические клинья 66 и 68, которые могут независимо вращаться с помощью приводных валов 106 и 108 соответственно. На передних концах этих валов для зацепления с зубчатыми периферийными частями оптических клиньев 66 и 68 имеются шестерни 106a и 108a соответственно. Приводные валы 106 и 108 установлены в подшипниках, например 110 и 112. Задние концы приводных валов 106 и 108 выступают через отверстия (не видны) в задней крышке 90, которая уплотнена с помощью уплотнительных колец 114 и 116. Эти концы валов защищены жестким фланцем 90a, который выступает от задней крышки 90 в перпендикулярном направлении. Когда юстировочная головка 64 (фиг. 5A и 5B) соединена с задней крышкой 90 лазерного передатчика 12, нескользящие муфты (не видны) на шестеренчатых валах 118 и 119 (фиг. 5B) юстировочной головки 64 соединяются с концами валов 106 и 108, обеспечивая приводные соединения с двигателями 82 и 84.

На фиг. 4 схематично иллюстрируется управление положением лазерного луча B путем независимого вращения оптических клиньев 66 и 68 с помощью двигателей 82 и 84 юстировочной головки 64. Оптические клинья могут быть использованы в оптических системах в качестве отклоняющих луч элементов. Минимальная девиация или отклонение, которое претерпевает луч или пучок, проходящий через тонкий клин с углом при вершине Θ_w приблизительно дается выражением: Θ_d = (n-1) Θ_w, где n - показатель преломления. Оптическая сила (Δ) призмы измеряется в диоптриях, причем диоптрия призмы определяется как отклонение на 1 см на расстоянии 1 м от призмы. Таким образом, Δ = 100 tg ( Θ_d ). С помощью двух расположенных близко друг к другу оптических клиньев одинаковой оптической силы (с одинаковым отклонением) путем их вращения относительно оси, приблизительно параллельной нормалям к их соседним поверхностям, можно отклонить лазерный луч B, проходящий через эти клинья, в любом направлении относительно неотклоненного луча в пределах узкого конуса. Угловой радиус этого конуса приблизительно равен Θ_d. При изготовлении клиньев угол при вершине выдерживают с очень узким допуском. В результате допуска на индекс плавления углы отклонения (зависящие от длины волны) имеют номинальные значения.

Углы отклонения задают в предположении, что входной луч падает нормально к перпендикулярной поверхности. При других углах входа отклонения будет, конечно, другим. Чтобы определить угол отклонения для того же направления входа, но других длин волн, имеется уравнение: Θ_d = arcsin (n sin Θ_w)-Θ_w, где Θ_d - угол отклонения, Θ_w - угол при вершине клина, а n - номинальный показатель преломления для соответствующей длины волны. Оптические клинья могут быть изготовлены из различных материалов, например синтетического кварцевого стекла, и иметь различные форму и размеры.

Блок 20 управления (фиг. 1A) обеспечивает удобные для пользователя органа управления и жидкокристаллический дисплей 24 (фиг. 2), который непрерывно информирует пользователя о состоянии его оружия и последовательно инструктирует его в процессе юстировки. Блок 20 управления установлен на внутренней стороне крышки 18 переносного кожуха. Когда крышка 18 находится в открытом положении, информацию с жидкокристаллического дисплея 24 легко читать. Как описано выше, блок 20 управления обеспечивает полное управление и контролирует всю работу оптического блока 56 и юстирующей головки 64. Передняя панель выключателей мембранного типа с жидкокристаллическим дисплеем 24 размером 4х20 составляет интерфейс пользователя. Выключатели выполняют следующие функции:
а) ЮСТИРОВКА (26). Этот выключатель военнослужащий включает после того, как он наведет прицел оружия на прицельную сетку в оптическом блоке.

б) ПРОДОЛЖЕНИЕ (28). Этот выключатель военнослужащий нажимает каждый раз, когда хочет перейти к следующей операции юстировки или подтверждает сообщение на дисплее.

в) УСТАНОВКА (30). Этот выключатель нажимают во время начальной установки системы для проверки ее готовности.

г) ИДЕНТИФИКАЦИЯ (32). Этот выключатель используют для передачи тестовых идентификационных данных участника игры в лазерный передатчик 12 стрелкового оружия для проверки функции передачи. Использовать этот выключатель необязательно, его используют только для проверки, может ли лазерный передатчик на закрепленном оружии принять другие идентификационные данные.

д) ВЫБОР ОРУЖИЯ (34). Этот выключатель совместно с двумя выключателями 36 и 38 используют для выбора типа юстируемого оружия (М16, М2, М240 и т.д. ). Этот выбор определяет уровень мощности и кодировку, которые будет проверять система.

в) СТРЕЛКИ (36 и 38). Эти выключатели используют для выбора различных типов оружия.

Прицельный зажим 48 (фиг. 1B) представляет собой устойчивый механизм, используемый для удерживания и наводки юстируемого оружия 14. Он позволяет военнослужащему установить линию прицеливания, используя любое смещение прицела, введенное в соответствии с его способом прицеливания, и исключает любое отклонение оружия от точки наводки. Зажим 48 прикреплен к скользящей раме 40, которая убирается в переносной кожух базового блока 42 для компенсации разной длины оружия. Прицельный зажим 48 имеет ручки 50 и 52 регулировки как азимута, так и угла возвышения, что позволяет военнослужащему точно навести прицел своего оружия на изображение прицельной сетки 54. Передняя часть оружейного ствола 44 опирается на стойку 46, расположенную в переносном кожухе базового блока 42.

Основные элементы системы 10 заключены в переносной кожух 16, который обеспечивает надежную и прочную защиту при переносе и во время работы. Кожух 16 также служит экраном от солнца и непогоды и позволяет осуществить процесс юстировки в любой ожидаемой окружающей обстановке. Базовый блок 42 расположен на нижней стенке кожуха. Оптический блок 56, оружейная стойка 46 и скользящая рама 40 прицельного зажима закреплены в базовом блоке, а батарея (не видна) для питания системы расположена внутри базового блока 42. Блок 20 управления присоединен к внутренней стороне передней крышки 18A.

На фиг. 8 изображена блок-схема входящей в блок 20 управления схемы проверки выходной мощности оптического сигнала и точности кодирования. Схема 122 кодирования через последовательную шину данных 124 соединена с микрокомпьютером (не показан). Усилитель 126 оптического битового сигнала, расположенный на пути лазерного луча, выдает сигналы на электронную схему кодирования.

Хотя описан предпочтительный вариант выполнения автоматической системы юстировки стрелкового оружия с идентификацией участника игры, специалистам в данной области ясно, что изобретение может быть модифицировано как в плане его устройства, так и в деталях. Поэтому объем изобретения ограничен только его формулой.

Формула изобретения

1. Система для автоматической юстировки линии прицеливания лазерного передатчика, установленного на стрелковом оружии, характеризующаяся тем, что содержит базовый блок, первые оптические средства, установленные на базовом блоке для создания изображения прицельной сетки, видимого пользователю, опорные средства для оружия, установленные на базовом блоке и выполненные с возможностью регулировки пользователем азимута и угла возвышения оружия для наведения его на изображение прицельной сетки и удерживания в положении наводки, юстировочную головку, выполненную с возможностью соединения с лазерным передатчиком для регулировки передатчика и управления лазерным лучом по азимуту и углу возвышения, вторые оптические средства, установленные на базовом блоке для приема лазерного луча и для выработки сигнала ошибки, соответствующего смещению положения лазерного луча относительно изображения прицельной сетки, и схему управления, соединенную с юстировочной головкой и вторыми оптическими средствами для возбуждения лазера лазерного передатчика и регулировки лазерного передатчика с использованием сигнала ошибки для управления лазерным лучом по азимуту и углу возвышения до тех пор, пока лазерный луч по существу не совпадает с линией прицеливания оружия.

2. Система по п.1, содержащая кожух (16) для заключения в него базового блока, первых и вторых оптических средств, опорных средств для оружия и схемы управления.

3. Система по п.2, в которой кожух имеет крышку (18), которая прикреплена на петлях с возможностью открывания в поднятое положение и на внутренней стороне которой установлена схема управления, видимая пользователю при поднятой крышке.

4. Система по п.1, в которой опорные средства для оружия включают стойку (46), установленную на базовом блоке, для сцепления со стволом (44) и его удерживания.

5. Система по п.1, в которой опорные средства для оружия включают зажим (48), имеющий ручки (50, 52) для регулировки азимута и угла возвышения.

6. Система по п.1, в которой опорные средства для оружия включают раму (40), установленную в базовом блоке с возможностью скольжения.

7. Система по п.6, в которой опорные средства для оружия дополнительно включают зажим (48), установленный на раме и имеющий ручки (50, 52) для регулировки азимута и угла возвышения.

8. Система по п.1, в которой первые оптические средства включают прицельную сетку (54), средства (72) для освещения прицельной сетки видимым светом и средства (60, 58) для проецирования изображения прицельной сетки перед концом ствола оружия и в заранее заданное положение относительно вторых оптических средств.

9. Система по п. 1, в которой вторые оптические средства содержат детектор (62) положения для выработки сигнала ошибки и линзу (58) для фокусировки лазерного луча в пятно на детекторе положения при некотором продольном положении последнего.

10. Система по п.1, в которой первые оптические средства включают прицельную сетку (54) и средства (72) для освещения прицельной сетки видимым светом, вторые оптические средства содержат детектор (62) положения для выработки сигнала ошибки, причем первые и вторые оптические средства имеют общие линзу (58) и разделитель (60) лучей, расположенные между концом ствола оружия и детектором положения, линза выполнена и установлена с возможностью фокусировки лазерного луча в пятно на детекторе положения при некотором продольном положении последнего, а разделитель лучей выполнен с возможностью отражения видимого света, но прозрачным для лазерного луча и расположен под углом относительно оси лазерного луча для проецирования изображения освещенной прицельной сетки перед концом ствола оружия на одной линии с детектором положения.

11. Система по п.1, включающая лазер, возбуждаемый с помощью спускового датчика, для испускания лазерного луча с возможностью независимого управления им по азимуту и углу возвышения с помощью раздельных регуляторов азимута и угла возвышения в передатчике, в которой базовый блок выполнен удлиненным в горизонтальном направлении, первые оптические средства установлены в передней части базового блока для создания изображения прицельной сетки, видимого пользователю, опорные средства, установленные в базовом блоке, выполнены с возможностью поддерживания оружия в горизонтальном положении и ручной регулировки пользователем азимута и угла возвышения оружия для его наводки на изображение прицельной сетки и удерживания в положении наводки, юстировочная головка соединена с возможностью разъединения с лазерным передатчиком для возбуждения его спускового датчика и для независимого возбуждения регуляторов лазерного передатчика по азимуту и углу возвышения, вторые оптические средства установлены в передней части базового блока для приема лазерного луча и для выработки сигнала ошибки, соответствующего смещению места приема лазерного луча относительно изображения прицельной сетки, а схема управления соединена с юстировочной головкой и вторыми оптическими средствами для периодического запуска спускового датчика и включения регуляторов азимута и угла возвышения лазерного передатчика с использованием сигнала ошибки до тех пор, пока лазерный луч, по существу, не совпадает с линией прицеливания оружия.

12. Система по п.11, дополнительно содержащая кожух (16) для заключения в него базового блока, первых и вторых оптических средств, опорных средств для оружия и схемы управления, причем кожух имеет крышку (18), которая прикреплена на петлях с возможностью открывания в поднятое положение и на внутренней стороне которой установлена схема управления, видимая пользователю при поднятой крышке.

13. Система по п. 12, в которой опорные средства для оружия включают стойку (46), установленную в базовом блоке, для сцепления со стволом оружия и его удерживания, раму (40), установленную в базовом блоке с возможностью скольжения, и зажим (48), установленный на раме и имеющий ручки для регулировки азимута и угла возвышения.

14. Система по п.11, в которой первые оптические средства включают прицельную сетку (54), средства (72) для освещения прицельной сетки видимым светом и средства (60) для проецирования изображения прицельной сетки перед концом ствола оружия и в заранее заданное положение относительно вторых оптических средств.

15. Система по п.11, в которой вторые оптические средства содержат детектор (62) положения для выработки сигнала ошибки и линзу (58) для фокусировки лазерного луча в пятно на детекторе положения при некотором продольном положении последнего.

16. Система по п.11, в котором первые оптические средства включают прицельную сетку (54) и средства (72) для освещения прицельной сетки видимым светом, вторые оптические средства содержат детектор (62) положения для выработки сигнала ошибки, а первые и вторые оптические средства имеют общие линзу (58) и разделитель (60) лучей, расположенные между концом ствола оружия и детектором положения, причем линза выполнена и установлена с возможностью фокусировки лазерного луча в пятно на детекторе положения при некотором продольном положении последнего, а разделитель лучей выполнен с возможностью отражения видимого света, но прозрачным для лазерного луча и расположен под углом относительно оси лазерного луча для проецирования изображения освещенной прицельной сетки перед концом ствола оружия на одной линии с детектором положения.

17. Система по п.11, в которой юстировочная головка содержит первый (82) и второй (84) приводные двигатели для зацепления с двумя оптическими клиньями (66, 68) в лазерном передатчике и вращения этих клиньев.

18. Система по п.11, в которой юстировочная головка содержит детектор (80) и множество ручных выключателей для обеспечения интерфейса пользователя.

19. Система по п.11, в которой схема управления включает дисплей (20) и множество ручных выключателей для обеспечения интерфейса пользователя.

20. Система по п.1, включающая лазер, возбуждаемый с помощью спускового датчика для испускания лазерного луча с возможностью независимого управления им по азимуту и углу возвышения с помощью раздельных регуляторов азимута и угла возвышения в передатчике, в которой базовый блок выполнен удлиненным в горизонтальном направлении, первые оптические средства установлены в передней части базового блока для создания изображения прицельной сетки, видимого пользователю, и содержат прицельную сетку и средства освещения прицельной сетки видимым светом, опорные средства, установленные в базовом блоке, выполнены с возможностью поддерживания оружия в горизонтальном положении и ручной регулировки пользователем азимута и угла возвышения оружия для его наводки на изображение прицельной сетки и удерживания в положении наводки, причем опорные средства для оружия включают стойку, установленную на базовом блоке для сцепления со стволом оружия и его удерживания, раму, установленную в базовом блоке с возможностью скольжения, и зажим, установленный на раме и имеющий ручки для регулировки азимута и угла возвышения, юстировочная головка соединена с возможностью разъединения с лазерным передатчиком для возбуждения его спускового датчика и для раздельного возбуждения регуляторов лазерного передатчика по азимуту и углу возвышения, причем юстировочная головка содержит первый и второй приводные двигатели для зацепления с двумя оптическими клиньями в лазерном передатчике и вращения этих клиньев и детектор выстрела для обнаружения света от индикатора выстрела на лазерном передатчике, вторые оптические средства установлены в передней части базового блока для приема лазерного луча и для выработки сигнала ошибки, соответствующего смещению места приема лазерного луча относительно изображения прицельной сетки, и содержат детектор положения для выработки сигнала ошибки, первые и вторые оптические средства имеют общие линзу и разделитель лучей, расположенные между концом ствола оружия и детектором положения, причем линза выполнена и установлена с возможностью фокусировки лазерного луча в пятно на детекторе положения при некотором продольном положении последнего, а разделитель лучей выполнен с возможностью отражения видимого света, но прозрачным для лазерного луча и расположен под углом относительно оси лазерного луча для проецирования изображения освещенной прицельной сетки перед концом ствола оружия на одной линии с детектором положения, схема управления соединена с юстировочной головкой и вторыми оптическими средствами для периодического возбуждения спускового датчика и включения регуляторов азимута и угла возвышения лазерного передатчика с использованием сигнала ошибки до тех пор, пока лазерный луч по существу не совпадет с линией прицеливания оружия, причем схема управления включает дисплей и множество выключателей для обеспечения интерфейса пользователя, а система дополнительно содержит кожух для заключения в него базового блока, первых и вторых оптических средств, опорных средств для оружия и схемы управления, причем кожух имеет крышку, которая прикреплена на петлях с возможностью открывания в поднятое положение, допускающее выдвижение рамы и установку оружия на опорных средствах, и на внутренней стороне которой установлена схема управления, видимая пользователю при поднятой крышке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9