[发明专利]一种复杂装填机构力学状态测量系统

说明书

本发明公开了一种复杂装填机构力学状态测量系统，包括数据采集子系统、数据存储和传输子系统、数据分析子系统、数据分析子系统和指令收发子系统，所述数据采集子系统集成于测试弹内部，数据存储和传输子系统、指令收发子系统分别设置于测试弹和加固终端机上，所述数据分析子系统集成于加固终端机内；通过本系统对火炮的从数据采集到分析应用，端到端的测试、数据分析，能够解决火炮扬供输过程力学环境数据采集困难、定量分析不足的问题，具有使用简单方便、测量结果准确的特点。

技术领域

本发明涉及火炮武器技术领域，具体涉及一种复杂装填机构力学状态测量系统。

背景技术

弹药过载等力学特性问题，直接影响火炮发射的可靠性和弹药发射的安全性，但由于弹药过载问题的复杂性，理论上难以建立详尽的模型；受传统材料、工艺和技术能力限制，试验测试的手段也有限；且传统的研究工作是基于实验室条件或者原理样机条件下进行的，对火炮扬供输系统力学环境的掌握与实际情况有一定距离；

目前，受测量采集手段、现场测量条件、样本量的影响，数据的全局性和客观性受到限制，仍没有完整、系统的对扬供输系统全动态过程力学特性的定量测试与描述，无法构建准确的物理模型，影响了火炮与弹药设计约束的精确性。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种复杂装填机构力学状态测量系统，通过本系统对火炮的从数据采集到分析应用，端到端的测试、数据分析，能够解决火炮扬供输过程力学环境数据采集困难、定量分析不足的问题，具有使用简单方便、测量结果准确的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种复杂装填机构力学状态测量系统，包括数据采集子系统、数据存储和传输子系统、数据分析子系统、数据分析子系统和指令收发子系统，所述数据采集子系统集成于测试弹内部，数据存储和传输子系统、指令收发子系统分别设置于测试弹和加固终端机上，所述数据分析子系统集成于加固终端机内；

所述数据采集子系统包括振动传感器、冲击传感器、惯性测量装置、应力传感器、信号调理模块、采集控制器和时钟模块；

所述数据存储和传输子系统包括同步存储模块和无线发射与接收模块；

所述数据分析子系统包括多源数据预处理模块、力学特性数据分析模块和扬供输状态识别分析模块；

所述指令收发子系统用于向数据采集子系统、数据存储和传输子系统发送命令。

优选的，所述的振动传感器、冲击传感器、惯性测量装置和应力传感器的信号输出端分别连接信号调理模块对应的模拟信号输入端；信号调理模块的振动调理信号输出端、冲击调理信号输出端、惯性测量调理信号输出端、应力调理信号输出端连接采集控制器的调理信号输入端，采集控制器的力学状态感知弹状态数字信号流输出端分别连接同步存储模块和无线发射与接收模块的信号输入端。

优选的，所述的无线发射与接收模块的信号输出端与对应的多源数据预处理模块连接，多源数据预处理模块对采集控制器得到的数据进行预处理操作后，发送给力学特性数据分析模块和扬供输状态识别分析模块。

优选的，所述的振动传感器用于测量力学状态感知弹在10Hz～200Hz范围的振动信号，与电荷放大器配合实现过载信号转电压信号；

所述冲击传感器用于测量力学状态感知弹在50Hz～10kHz范围的冲击信号，与电荷放大器配合实现过载信号转电压信号；

所述惯性测量装置用于测量力学状态感知弹的转动角速度，并解算力学状态感知弹的姿态角、速度和相对位置信息；

所述应力传感器用于测量力学状态感知弹中药筒模型的应力变形信号，与电荷放大器配合实现应力变形信号转电压信号。