基于CPLD技术的枪械电磁扳机控制仪设计

2010-10-28 18:37:31来源: 现代电子技术

  O 引言

  靶场测试领域中枪械的击发是一个重要的环节。传统的枪械击发采用人工方式,即射击人员听到射击指令后手工扣动枪械扳机进行击发,这种方式存在两方面的问题:其一,无法保证安全性。人员操作时有可能由于疲劳或者听错指令进行了误操作,则可能造成靶道内人员安全事故,而在有些应用场合,如防弹头盔穿甲实验,射击人员必须面对防弹头盔进行射击,弹头有可能反弹回来伤及射击人员。上述两种安全事故在国内靶场都曾发生过。其二,随着靶场测试技术的不断发展,靶场测试所用的设备种类越来越多,精度也越来越高,因此,不同的测试设备如何保持一定的同步性显得越来越重要。显然,手工击发枪械方式难以实现同步性要求。

  基于以上考虑,有人提出了基于电磁效应的控制方法,由铁芯、线圈、衔铁、簧片等组成,当需要控制枪械击发时,向线圈两端加上一定电压,线圈中便会流经电流,从而产生电磁效应,衔铁就在电磁力的作用下克服弹簧的拉力吸紧铁芯,以带动扳机运动。当需要释放扳机时,断开线圈两端电压,电磁力消失,衔铁在弹簧拉力的作用下,恢复原位释放扳机。多次试验后,证实该方法可行,但存在一定的弊端。如衔铁位置的恢复依赖于弹簧的拉力,长时间使用后弹簧会产生疲劳现象,另一方面,线圈方式工作时,会有较大的冲击电流,这会给电网及其他设备带来干扰,甚至会引起关键设备误触发。

  针对上述问题,设计了基于CPLD技术的枪械电磁扳机控制仪。

  1 电磁扳机控制仪总体构成

  为了保证电磁扳机控制仪安全可靠地工作,必须设计一定的逻辑互锁机构,设计中采用CPLD实现电路逻辑功能,步进电机作为执行单元。

  电磁扳机控制仪总体构成如图1所示。

  图1中,电磁扳机控制仪由CPLD逻辑控制器、RS 232通讯模块、电机驱动器以及步进电机构成。其中,CPLD完成逻辑控制及串口通讯功能,电机驱动器接收逻辑指令驱动步进电机工作。应用CPLD在线可编程技术及串口通信技术,设计的控制仪具有很高的现场可编程功能及组网功能,可与其他测试设备实现整体测试系统的同步性、自动化及网络化。由于电磁扳机控制仪应用在靶场环境,因此其使用的安全性是一个关键指标,新设计的控制仪克服了旧仪器的诸多问题,充分考虑了电磁兼容性,现场可操作性以及测试安全性等因素,从设计上最大程度的保证了使用的安全性。

  枪械电磁扳机控制仪控制面板示意图如图2所示。

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关键字:CPLD  电磁扳机控制仪

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/1028/article_1398.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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