仿人射擊槍架的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、武器的性能評(píng)價(jià)依賴于對(duì)其進(jìn)行的一系列考核試驗(yàn)，其中極為重要的試驗(yàn)項(xiàng)目之一就是武器的射擊精度試驗(yàn)。在傳統(tǒng)射擊精度試驗(yàn)中，需要真人射手握持武器進(jìn)行射擊，這會(huì)導(dǎo)致安全保障、環(huán)境限制等方面的問(wèn)題。更為重要的是，這一過(guò)程中必然會(huì)引入射手本身的主觀因素，無(wú)法客觀反映武器本身的射擊精度，導(dǎo)致對(duì)武器的性能評(píng)價(jià)產(chǎn)生偏差。因此，設(shè)計(jì)一種仿人射擊槍架代替真人射手進(jìn)行射擊試驗(yàn)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(duì)象，研究了射擊過(guò)

2、程中人槍系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、相互作用力及動(dòng)力學(xué)特性，基于研究成果設(shè)計(jì)了進(jìn)行單發(fā)和三連發(fā)射擊試驗(yàn)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(guò)分析研究獲得了射擊過(guò)程中人槍系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，并基于此建立了人槍系統(tǒng)的五自由度動(dòng)力學(xué)模型。采用第二類Lagrange方程方法推導(dǎo)了該模型的動(dòng)力學(xué)方程，為人槍系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、相互作用力及動(dòng)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(guò)程中人槍系統(tǒng)相互作用力的非破壞測(cè)

3、量方法。利用所提方法進(jìn)行了射擊試驗(yàn)，首次獲得了射擊過(guò)程中人手與武器間的相互作用力。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)方法和Hilbert-Huang變換(HHT)方法對(duì)測(cè)得的相互作用力信號(hào)進(jìn)行分析，提取獲得了人手對(duì)武器的作用力分量。
　　(3)提出了基于正交化經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(OEMD)方法的人體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)辨識(shí)方法。基于射擊試驗(yàn)獲得的人槍系統(tǒng)相互作用力和運(yùn)動(dòng)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(shí)變參數(shù)，證明了射擊過(guò)

4、程中人體系統(tǒng)等效參數(shù)具有時(shí)變特性。
　　(4)基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和射擊過(guò)程中人槍系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(yàn)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(jì)槍架的剛?cè)狁詈夏Ｐ汀Ｍㄟ^(guò)仿真計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的對(duì)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(jì)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(guò)射擊過(guò)程中人體肌肉表面肌電信號(hào)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了