一种单兵防护测试靶架及测试方法

技术领域

本发明属于单兵装备技术领域，具体涉及一种单兵防护测试靶架及测试方法。

背景技术

在单兵防护装备性能测试的过程中，根据试验要求，需要对防弹衣进行6发实弹射击，前三发试验要求弹着点呈三角形分布且相隔一定距离，后三发试验要求在前三发要求的基础上，使弹头以不同入射角度进行试验。由于在试验过程中，每一发子弹要求的条件不同，需要现场试验人员进入场地进行调整，对于试验人员的安全有着较大的威胁。

目前对于单兵防护装备测试专用的靶架研究较少，大多将靶标放置在操作平台上直接进行射击，为了满足试验要求，需要试验人员进入射击场地进行手动改变靶标角度与高度，对试验人员的安全有着较大的威胁，且每一次的手动调整会产生一定的误差，对试验的准确性有着一定的影响，且目前的单兵防护装备测试靶不兼具对单兵防护装备的性能评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单兵防护测试靶架，根据单兵防护测试标准，可以在试验的过程中，远程控制靶架的升降与旋转，改变弹着点的位置与入射角度，以满足试验要求，并提高试验的安全性与流畅性，同时通过靶标的凹陷程度，可以进一步更好的对单兵防护装备的性能进行评估。

本发明的技术方案为，提供一种单兵防护测试靶架，包括靶标模具、支撑架、回转驱动装置、升降支架装置和可移动底座装置回转驱动装置，靶标模具与支撑架通过卡槽连接；支撑架与回转驱动装置转动连接，回转驱动装置用于改变弹的入射角度；回转驱动装置与升降支架装置连接，升降支架装置用于改变弹着点的位置；升降支架装置连接与可移动底座装置，可移动底座装置用于测试靶架的整体移动和射击试验状态下的自锁。

进一步地，一种基于单兵防护测试靶架进行单兵防护品性能测试的测试方法，其步骤如下：

步骤1：以本防护测试靶架为基础，搭建防弹衣建测试系统：

步骤2：进行射击试验，收集靶架上的弹坑凹陷数据和压力传感器反馈的数据；

步骤3：分析不同的射速下，不同入射角度下，靶标模具上的弹坑凹陷数据、压力传感器测得的数据和高速摄影相机拍摄的防弹衣表面速度变化，进一步判断防弹衣的性能。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、本发明可以通过控制驱动电机的转动改变靶标的旋转角度，进而改变子弹的入射角度，弥补了由于试验人员手动调整造成的误差，提高了单兵防护装备测试的准确性。

2、本发明可以通过控制电推杆的伸缩调整升降支架装置的展开角度，改变靶架的位置，进而控制弹着点的位置，弥补了由于试验人员手动调整造成的误差，提高了单兵防护装备测试的准确性。

3、本发明通过远程控制代替了试验人员的手动调整，不仅减小了试验中弹着点改变产生的误差，还避免了试验人员进入试验场地，提高了试验人员的安全性。

4、本发明通过测试靶架内背衬材料形成的弹坑凹陷深度以及靶标表面设置的压力传感器进一步更好的对单兵防护装备的性能进行评估。

附图说明

图1本发明单兵防护测试靶架示意图；

图2本发明的回转驱动装置爆炸图；

图3本发明的升降支架装置爆炸图；

图4本发明的可移动底座装置爆炸图；

图5本发明的靶架控制流程图；

图6本发明的测试系统示意图。

附图标记说明：

100-回转驱动装置，200-升降支架装置，300-可移动底座装置；101-靶标模具，102-支撑架，103-操作平台，104-驱动电机，105-连接件一，106-滚珠轴承内圈，107-滚珠轴承外圈，108-大齿轮，109-小齿轮，110-螺栓一，111-螺栓二，112-螺栓三，113-螺栓四，114-螺栓五，115-螺栓六，116-螺栓七，117-螺栓八，118-螺栓九，119-螺栓十，120-螺栓十一，121-螺栓十二，122-螺栓十三，123-十四；201-支架一，202-支架二，203-支架三，204-支架四；301-底座，302-扶手，303-电推杆，304-万向轮一，305-万向轮二，306-万向轮三，307-万向轮四。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

本实施例介绍的一种单兵防护测试靶架包括靶标模具101、支撑架102、回转驱动装置100、升降支架装置200和可移动底座装置300；靶标模具101与支撑架102通过卡槽连接；

所述回转驱动装置100包括操作平台103、驱动电机104、连接件一105、转动部件一106、转动部件二107、大齿轮108、小齿轮109。支撑架102与转动部件一106通过连接件一105固定连接，通过螺栓一110、螺栓二111、螺栓三112、螺栓四113、螺栓五114、螺栓六115固定；转动部件二107与操作平台103通过螺栓七116、螺栓八117、螺栓九118、螺栓十119固定连接，转动部件一106穿过转动部件二107的内孔与大齿轮108同轴固连；

所述驱动电机104与操作平台103通过螺栓十一120、螺栓十二121、螺栓十三122、螺栓十四123固定连接，驱动电机104的电机轴与小齿轮109同轴固定连接，小齿轮109与大齿轮109啮合传动，当电机转动，带动小齿轮109转动，小齿轮109带动大齿轮108转动，从而实现带动支撑架102和靶标模具101转动。

所述升降支架装置200包括升降支架一201、升降支架二202、升降支架三203、升降支架四204和电动推杆303。所述升降支架一201在操作平台103滑道内滑动，升降支架二202与操作平台103铰接，升降支架一201与升降支架二202通过螺栓铰接，升降支架一201与支架四204通过螺栓铰接，升降支架二202与升降支架三203通过螺栓铰接，升降支架三203与升降支架四204通过螺栓铰接。

所述可移动底座装置300包括底座301、可自锁的万向轮一304、万向轮二305、万向轮三306、万向轮四307和扶手302。所述可移动底座301与升降支架三203铰接，升降支架四204在底座301的滑道内滑动，电推杆303头部与升降支架三203通过铰链连接，电推杆303底部与底座通过铰链连接，底座301底部与万向轮一304、万向轮二305、万向轮三306、万向轮四307分别通过螺栓固定连接，扶手302与底座301焊接固连。可移动底座装置300具有可移动和自锁固定的功能，方便测试靶架移动，同时满足测试靶架在射击试验时，稳定自锁。

本实施例中利用测试靶架内背衬材料形成的弹坑凹陷深度，进一步评估防弹衣的性能参数时，参考我国GA141-2010警用防弹衣标准，弹头在有效命中防弹衣且非穿透条件下，胶泥上所产生的最大变形凹陷深度不得大于25mm。由于防弹衣尺寸为30cm×30cm×2cm，靶标模具尺寸为60cm×60cm×10cm，所以此可调节高度的范围为0cm—100cm。

本发明中测试靶架的控制原理为：控制系统发出控制指令，测试靶架上的远程蓝牙模块接收信号，并传递给供电控制模块，使其分别对驱动电机与电推杆供电。驱动电机通电后进行正转或反转，带动支撑架与靶标模具旋转，当达到预设角度后，电机停止旋转，实现通过改变靶标的旋转角度实现改变弹头入射角度的功能；电推杆通电后进行伸长或收缩，改变支架的展开角度，进而改变操作平台103和靶标模具101的高度位置，当靶标模具101达到预设高度后，电推杆停止供电，实现通过改变靶架的水平高度实现改变弹着点位置的功能。

在射击过程中，通过远程控制，可以实现靶标的任意旋转角度，达到试验要求所需的弹头入射角度，也可以实现靶架的任意高度，达到试验要求所需的弹着点位置。这会使现场实验人员远离试验设备的基础上，控制靶架来调整试验所需条件，不仅增强了试验过程中的安全性，也提高了试验效率，使试验条件与试验结果更加准确可靠。

上述单兵防护测试靶架在进行防弹衣性能测试时的测试方法及步骤如下：

步骤1：以本防护测试靶架为基础，搭建防弹衣建测试系统：

如图6所示，测试系统包括测试枪、光电测速仪、红外触发器、光源、高速摄影相机、防弹衣、测试靶以及控制中心电脑。

步骤1.1：枪口与靶标模具101的中心同轴，枪口与测试靶架1之间的水平距离为5m，在枪口处放置红外触发器与光电测速仪，通过弹头出膛后产生的火光触发，测量弹头的出膛速度，并向控制中心电脑传递触发信号；在靶标侧面放置高速摄影相机，用来记录弹头侵彻瞬间，防弹衣表面的变形速度；控制中心电脑接收触发信号启动高速摄影相机，进行拍摄。在靶标的一侧放置强光照明灯，以满足高速摄影与枪手射击时的光线需求。

步骤1.2：在靶标模具中填满胶泥作为背衬材料，胶泥能够在侵彻结束后保留一个永久性凹陷，这被称为防护背面变形(BFD)，用于通过对凹陷直径、深度和整体形状的测量，得出对人体的损伤程度。

步骤1.3：将防弹衣放置在靶标中央位置，并用胶带固定，在防弹衣背面与靶标表面之间放置压力传感器，并将测得的压力值传送到控制中心电脑，用来测量弹头侵彻的瞬间，防弹衣与胶泥靶标相互作用时产生的最大压力。

步骤2：进行射击试验，收集靶架上的弹坑凹陷数据和压力传感器反馈的数据：

步骤2.1：锁死万向轮，使测试靶架固定。

步骤2.2：使用试验枪支对靶标进行射击，6发为一组，前三发呈正三角型分布，相隔间距较大；每击发一次后，通过远程控制靶架的升降控制靶标的高度，以及枪支的左右平移，进而改变弹着点的位置；后三发呈倒三角型分布，在前三发的中央位置，间距相对较小，在改变弹着点的基础上，还需要以不同的入射角度进行射击；在每一次射击完成后，通过远程控制靶架的旋转角度进而改变子弹的入射角度。

步骤2.3：射击完成后，使用深度尺测量弹坑凹陷深度，使用直尺测量弹坑凹陷直径，使用3D扫描仪对弹坑凹陷深度的进行测量，来判断不同发射速度、不同入射角度对防弹衣防护性能的影响。

步骤3：分析不同的射速下，不同入射角度下，靶标模具上的弹坑凹陷数据、压力传感器测得的数据和高速摄影相机拍摄的防弹衣表面速度变化，进一步判断防弹衣的性能。

步骤3.1：根据防弹衣测试标准，通过对靶标模具中弹坑凹陷深度的测量，确定防弹衣的防护性能，BFD在30—40mm范围内，可能造成肋骨和胸骨骨折；在20—30mm范围内，可能对内脏造成一定损伤，在10—20mm范围内，可能造成皮下出血等损伤。

步骤3.2：根据防弹衣后压力传感器测量的压力值，判断防护后对人体造成的损伤程度，冲击力在25，000±1400N的峰值力下，存在胸骨骨折的风险。

步骤3.3：根据高速摄影相机测量防弹衣表面速度变化的情况，能够判断防护后人体的伤害水平，分为五个部分，无伤害(0～3.6m/s)，轻度至轻度(3.6～7.5m/s)，轻度至中度(4.3～9.8m/s)，中度至广泛(7.5～16.9m/s)，致死率大于50％(>12.8m/s)。