仿人射擊槍架的理論與實驗研究.pdf

1、武器的性能評價依賴于對其進(jìn)行的一系列考核試驗，其中極為重要的試驗項目之一就是武器的射擊精度試驗。在傳統(tǒng)射擊精度試驗中，需要真人射手握持武器進(jìn)行射擊，這會導(dǎo)致安全保障、環(huán)境限制等方面的問題。更為重要的是，這一過程中必然會引入射手本身的主觀因素，無法客觀反映武器本身的射擊精度，導(dǎo)致對武器的性能評價產(chǎn)生偏差。因此，設(shè)計一種仿人射擊槍架代替真人射手進(jìn)行射擊試驗具有極其重要的意義。
　　本文以立姿握持射擊的人槍系統(tǒng)作為研究對象，研究了射擊過

2、程中人槍系統(tǒng)的運動規(guī)律、相互作用力及動力學(xué)特性，基于研究成果設(shè)計了進(jìn)行單發(fā)和三連發(fā)射擊試驗的仿人射擊槍架。本文所做的主要工作和研究成果如下:
　　(1)通過分析研究獲得了射擊過程中人槍系統(tǒng)的運動特點，并基于此建立了人槍系統(tǒng)的五自由度動力學(xué)模型。采用第二類Lagrange方程方法推導(dǎo)了該模型的動力學(xué)方程，為人槍系統(tǒng)運動規(guī)律、相互作用力及動力學(xué)特性的分析提供了理論基礎(chǔ)。
　　(2)提出了一種射擊過程中人槍系統(tǒng)相互作用力的非破壞測

3、量方法。利用所提方法進(jìn)行了射擊試驗，首次獲得了射擊過程中人手與武器間的相互作用力。通過經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)方法和Hilbert-Huang變換(HHT)方法對測得的相互作用力信號進(jìn)行分析，提取獲得了人手對武器的作用力分量。
　　(3)提出了基于正交化經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(OEMD)方法的人體系統(tǒng)動力學(xué)特性參數(shù)辨識方法。基于射擊試驗獲得的人槍系統(tǒng)相互作用力和運動規(guī)律，利用所提方法首次獲得了人體系統(tǒng)等效剛度和等效阻尼的時變參數(shù)，證明了射擊過

4、程中人體系統(tǒng)等效參數(shù)具有時變特性。
　　(4)基于國家標(biāo)準(zhǔn)和射擊過程中人槍系統(tǒng)運動特點，設(shè)計了能夠等效代替真人射手進(jìn)行單發(fā)和三連發(fā)射擊試驗的仿入射擊槍架。利用ADAMS仿真軟件和ANSYS分析軟件，建立了所設(shè)計槍架的剛?cè)狁詈夏Ｐ?。通過仿真計算結(jié)果與試驗測試結(jié)果的對比調(diào)試，獲得了仿人射擊槍架中彈簧阻尼系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，從理論上保證了仿入射擊槍架與真人射手的射效一致性。
　　(5)通過射擊過程中人體肌肉表面肌電信號測量實驗，驗證了