红外寻的演示枪的制作方法
专利名称：红外寻的演示枪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教具，具体地说是一种红外寻的演示枪。
现代科学技术的迅猛发展，使得光学原理与技术渗透到宏观世界与微观世界的各个领域，光学仪器已在宇宙探测、工农业生产、国防军事等方面得到广泛应用，更是科学研究不可或缺的手段，因此，有必要向学生传授这方面的知识，通过演示实验，使他们获得感性认识。
(三)实用新型内容本实用新型的目的是提供一种红外寻的演示枪，它可以通过演示该实验装置讲述凸、凹透镜原理、透镜成像应用、红外线搜寻目标以及自动瞄准定位、自动准确打击目标等一系列过程。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是该红外寻的演示枪包括燃烛和底座，其特征在于——底座平面上相邻装有一个以Ox为轴心的转盘和一个X扫描遇阻反转电机Mx，转盘的圆周边与Mx的摩擦套轴相靠，Mx两侧设有立柱型碰钉，套轴上横向有一根碰杆伸出，被限定在两碰钉制约的范围内转动；——转盘的平面上安装有凹槽形枪体，枪体的后端脚设滚筒样转轴OY，依托于转盘的后边沿，前端由缠绕在Y扫描可逆电机My套轴上的绳索牵引，收紧或放松绳索，枪体前端可上升或下降，My则由支撑架固定在转盘前端平面一侧的上方，My的套轴上横向有一根拨杆伸出，可与装在端盖周边上的限位开关S1、S2碰压；——枪体凹槽内安装光学瞄准系统，前端正面装凸面朝外的凸透镜，中间装单向曲面凹透镜，后端内面为像屏，其上竖直方向自上而下装有一列受光面向前的光接收管D0、D1～Dn；——枪体凹槽的上端，纵向固定一支枪口朝前的压力水枪，前方设定距离内安放燃烛，水枪的尾部有压力胶管和电磁阀与一个压力溶液罐相连接；——一个非门控制器D，其输入端1脚与并联的光接收管D1～Dn连接，输出端2脚与开关管V2输入端连接，V2的输出端与继电器线圈K2串联跨接在直流12V电源两端，D的另一输入端9脚与光接收管D0连接，输出端8脚与开关管V1的输入端连接，V1的输出端与继电器线圈K1串联跨接在直流12V电源两端；——一个交流驱动电路，它的受控于K1的一个触点组的动触点K1-1与交流电源一端连接，常开触点K1-3与电磁阀YV一端连接，常闭触点K1-2与行程限位开关S1-1、S1-2的一端并连接；S1-1的另一端连接受控于K2的两个同步动作的触点组的其中动触点K2-1上，常开触点K2-3与动触点K2-1’、行程限位开关S1-2的另一端连接在一起，常闭触点K2-2连接Mx的一端，常闭触点K2-2’与My的降端连接，常开触点K2-3’与行程限位开关S2-1、S2-2的一端并连接，S2-2的另一端连接My的升端，S2-1的另一端连接在Mx与K2-2连接的那一端上，YV、My、Mx的另一端并联在一起连接在交流电源的另一端上。
本实用新型的优点是1、结构简单，造价低，实验易做。2、具有红外搜寻瞄准系统，能自动搜寻前方设定立体空间内任意位置的所有燃烛，并以0.4毫米口径的水枪逐个准确地摧灭之。3、实验精度高，能够观察到从搜寻目标、自动瞄准定位、水枪发射到逐个击中目标的全过程。4、通过演示实验，使学生了解光学器件在军事上的应用，获得感性认识，实破了传统教材讲解透镜成像应用仅限于照相机、幻灯机、放大镜的僵化格局。
图2是光学瞄准机构的示意图。
图3是机械动作机构的示意图。
图4是控制电路图。
2、水平(x)方向扫描范围30°，有效灭烛距离范围1500～2000mm。
3、坚直(y)方向扫描范围10°，有效灭烛高度范围100～250mm。
图1说明枪体可作(x)方向和(y)方向转动。
图2是光学瞄准机构的示意图，图中1是枪体，为凹槽形，前端装有凸透镜4，中部装单向曲面凹透镜5，后端内面为像屏6，其上竖直方向自上而下装有一列受光面朝前的光接收管D0、D1～Dn，28是“线”状像，水枪管7装在凹槽的上端，2是水枪的针口，S是目标烛光的烛焰。光学瞄准机构是本枪的核心，其原理是对于固定的凸透镜而言，物与像的位置是一一对应的、确定的。同理，在三维空间转动凸透镜与像屏组合成的整体时，光轴也只有唯一的空间方位，能够对准该蜡烛的烛焰，因此，烛焰的像落在像屏上的位置也是唯一的。此是若能沿光轴发射出近似直线的水流，即可达到准确摧灭烛焰的目的。由图2可见，凸透镜4、像屏6、枪管7是三位一体固装在凹槽形枪体上的，并且整体联动。像屏6固定在凸透镜4的焦点处，使得相对远的目标烛焰S都能在像屏上形成小而清晰的像。枪管与光轴平行，应尽量靠拢。最后的瞄准点与“弹着点”之间的良好重合性需经试验调校定位。
安装在像屏上的光接收管的作用是向控制电路提供瞄准动作信号、发射水枪信号和摧灭烛焰信号。其中D1～Dn(14只左右)用于检测出枪体作水平面X扫描时捕捉到的烛光目标信号，D0用于Y扫描定位。这样，目标群Sn中不同高度的烛焰像只要有一个落在D1～Dn中的任何一只光接收管上，都能促停X扫描。唯有“点”状烛焰像(约1mm2大小)落在红外接收管D0上时，枪体才停止扫描并发射水枪。
虽然D1～Dn的安装系密相靠，但因接收管的感应包小于管的外径，两相邻管之间不可避免的会存在有盲区距离(约3mm左右)，这样，在作X扫描时，由于烛焰像太小，可能会从两管相邻的间隙漏过，从而导致X扫描失败。因此，在凸透镜与像屏之间加装一个单Y向发散的凹透镜5，将烛焰像由一个1mm2左右的“点”状纵向扩展为1×4mm2左右的“线”状，因为它跨越了两接收管间的盲区距离，消除了盲区，所以能确保X扫描万无一失。而水枪的校准，则可利用“线”状像的上端点触及D0接收管为准。
图3是机械动作机构的示意图，图中，8是底座，3是转盘，MX是X扫描用的小型减速同步机，9是Mx的轴套，10是碰杆，11是碰钉(共有两只，左右各一只)，Ox是X扫描转轴，Oy是Y扫描的转轴，1是枪体，12是拉线，14是My电机支架，My是Y扫描用的小型减速同步电机，13是My的轴套。枪体1通过转轴Oy安装在转盘3上，而转盘3又依托转轴Ox安装在底座8上。Mx是X扫描用的小型同步减速电机，也固定于底座8上，并通过套轴9靠摩擦带动转盘3转动，套轴9上的碰杆10受碰钉11制约，限定电机Mx只能在设定的角度范围内作往复运动，从而得到枪体1的X扫描动作。电机My依靠支架14固定于转盘3上，可随X扫描一同动作。My的轴套13上缠绕有尼龙拉线12，拉线的另一端固定在枪体的底部，My通过收、放套轴上的拉线可使枪体作Y扫描动作。S1、S2是限位开关，由拨杆18操纵，S2为上限位，S1为下限位，当枪体下行至水平位置时，将压迫S1动作重新开始扫描。分别改变两电机套轴的半径，可分别调节两个扫描动作的快慢；改变碰钉的位置可调整X的扫描范围。2是枪针头，7是枪管，15是压力胶管，YV是水枪击发电磁阀，16是储压罐，17是气门嘴。气压水枪是以气压作动力，在密封的容器内盛装少量的清水，留出多数空间，然后向容器内充气储备压强，由电磁阀控制水枪发射。压力罐可用大号饮料瓶制作，瓶盖顶部安装气门嘴，在底侧用压力胶管将瓶体、电磁阀和枪管连接起来。对水枪的主要求是水流细，力量足，因此，选用0.4mm内径的注射针头做喷射口。为减小管、针对水流的阻尼，充分利用水压以增加有效“直线”状射程，压力管及枪管的口径不能太小，3mm左右为宜，针头也要截短，留下5mm长度即可；瓶内装水不能多，约占1/4左右；用有压力表的气筒充气到7个大气压。
图4是控制电路图，由整流滤波电路、直流控制电路和交流驱动电路三部分组成。图中，变压器T1、桥式整流器U、滤波电容C1～C4、三端稳压源7805、7812构成整流滤波器，用于向直流控制电路提供5V、12V两组稳定的直流工作电源。直流控制电路由红外接收二极管D1～Dn、D0、非门D(也称反相器，型号为74LS14)、半导体开关三极管V1、V2、二极管VD1、VD2、电容器C5、电阻R1～R3、继电器的电磁线圈K1、K2构成，X1、X2、X3是接插件。直流控制电路用于将光学瞄准系统传来的光信号转换为电信号，经逻辑电路处理后去控制机械操作动作。其中D1～Dn得到的光信号控制K2动作，K2用于无感光时接通X扫描电机Mx的电源，有感光时接通Y扫描电机My(其中A是降端，B是升端)的电源；D0得到的光信号控制K1动作，K1用于无感光时接通前述继电器触点的电源，有感光时在切断Mx、My电源的同时接通电磁阀YV的电源。交流驱动电路由继电器的触点K1-1、K1-2、K1-3、K2-1、K2-2、K2-3、K2-1’、K2-2’、K2-3’、Y扫描行程的下端限位双掷开关S1-1、S1-2和上端限位双掷开关S2-1、S2-2以及Y扫描电机My、X扫描电机Mx(其中My具有正、反转功能，Mx具有遇阻力反转功能)构成，YV是水枪击发电磁阀，C6是电容器。
整机的工作过程1、预备将演示枪置于桌面上，向压力罐内装入约1/4容积的清水，充气至7个大气压；在枪口前方设定的距离内，点燃若干支蜡烛，随便错落地插在任意位置上。
2、演示初始状态枪口与桌面成0°仰角，处于Y向最低水平位置上。上电后，交流电源通过K1-1→K1-2→S1-1→K2-1→K2-2→Mx构成回路(参见图5的交流驱动电路)，向Mx供电，Mx转动使枪体进行X扫描。此时D1～Dn尚无一感光，非门集成块D的输入端1脚呈高阻状态为高电平，所以输出端2脚为低电平，V2处于截止状态，K2不动作(参见图5中的直流控制电路)。当X扫描至D1～Dn中任一只或多只感光时(即水平方向发现了目标)，这时光接收管有电流流过，D的输入端1脚呈低阻状态，跳变为低电平，输出端2脚翻转为高电平，V2导通，K2得电动作，使触点K2-1脱离K2-2与K2-3相接，K2-1’脱离K2-2’与K2-3’相接，Mx被断电停止(即X方向已告瞄准)，与此同时，My被接通电源正向转动，带枪体前端上升，进行Y扫描。当扫至K0被感光时(即竖直方向发现目标)，非门D的输入端9脚被置低电平，输出端8脚翻转为高电平，V1导通，K1得电动作，使触点K1-1脱离K1-2与K1-3相接，Mx、My的电源均被切断(即Y方向亦告瞄准)，与此同时，YV被接通电源，启动水枪发射，水流对着目标射出。摧灭第一支烛焰后，光学系统的光照消失，光接收管无光感，逻辑控制D翻转，K1、K2复位，YV被断电，水枪停射。此时只有My被逆向接通电源，带动枪体前端做下降动作下行归位。此后重复上述过程，接着摧灭第二支、第三支、、、第n支燃烛，直至所有的烛焰被摧灭，演示结束。
此外，还须要说明的是若枪体上行时，D0一直未被感光，即Y扫描没有搜寻到目标，行至上限极端时枪体将压迫S2动作，切断My上行动作的电源，使之设定在最高位，这时，由于S2-2被断开，S2-1被接通，Mx得电，枪体将在设定的最高位上作X扫描，当旋转到D1～Dn中无感光时，枪体才下行归位。
以上两种情况枪体的下行，在降至水平位置时，都将压迫S1动作，X扫描因此重新开始。
权利要求1.一种红外寻的演示枪，包括燃烛和底座，其特征在于——底座平面上相邻装有一个以Ox为轴心的转盘和一个X扫描遇阻反转电机Mx，转盘的圆周边与Mx的摩擦套轴相靠，Mx两侧设有立柱型碰钉，套轴上横向有一根碰杆伸出，被限定在两碰钉制约的范围内转动；——转盘的平面上安装有凹槽形枪体，枪体的后端脚设滚筒样转轴OY，依托于转盘的后边沿，前端由缠绕在Y扫描可逆电机My套轴上的绳索牵引，收紧或放松绳索，枪体前端可上升或下降，My则由支撑架固定在转盘前端平面一侧的上方，My的套轴上横向有一根拨杆伸出，可与装在端盖周边上的限位开关S1、S2碰压；——枪体凹槽内安装光学瞄准系统，前端正面装凸面朝外的凸透镜，中间装单向曲面凹透镜，后端内面为像屏，其上竖直方向自上而下装有一列受光面向前的光接收管D0、D1～Dn；——枪体凹槽的上端，纵向固定一支枪口朝前的压力水枪，前方设定距离内安放燃烛，水枪的尾部有压力胶管和电磁阀与一个压力溶液罐相连接；——一个非门控制器D，其输入端1脚与并联的光接收管D1～Dn连接，输出端2脚与开关管V2输入端连接，V2的输出端与继电器线圈K2串联跨接在直流12V电源两端，D的另一输入端9脚与光接收管D0连接，输出端8脚与开关管V1的输入端连接，V1的输出端与继电器线圈K1串联跨接在直流12V电源两端；——一个交流驱动电路，它的受控于K1的一个触点组的动触点K1-1与交流电源一端连接，常开触点K1-3与电磁阀YV一端连接，常闭触点K1-2与行程限位开关S1-1、S1-2的一端并连接；S1-1的另一端连接受控于K2的两个同步动作的触点组的其中动触点K2-1上，常开触点K2-3与动触点K2-1’、行程限位开关S1-2的另一端连接在一起，常闭触点K2-2连接Mx的一端，常闭触点K2-2’与My的降端连接，常开触点K2-3’与行程限位开关S2-1、S2-2的一端并连接，S2-2的另一端连接My的升端，S2-1的另一端连接在Mx与K2-2连接的那一端上，YV、My、Mx的另一端并联在一起连接在交流电源的另一端上。
专利摘要本实用新型提供了一种红外寻的演示枪。主要由光学瞄准机构、机械动作机构、气压水枪、逻辑控制电路和燃烛组成。它是一种教学实验演示装置，用于讲述凸透镜会聚和凹透镜发散原理以及透镜成像在军事上的应用。这种演示枪具有红外搜寻瞄准系统，能自动搜寻前方设定立体空间内任意位置的所有燃烛目标，并以0.4毫米口径的水枪逐个准确摧灭之。它实验精度高，能够观察从搜寻目标、自动瞄准定位、水枪发射到逐个击中目标的全过程。该装置结构简单、造价低、实验易做。通过演示，可使学生了解光器件在军事上的应用，获得感性认识，既增长知识、开阔视野、还具有趣味性，突破了传统教材讲解透镜成像应用仅限于照相机、幻灯机、放大镜的僵化格局。
文档编号G09B25/00GK2574148SQ0227623
公开日2003年9月17日 申请日期2002年8月21日 优先权日2002年8月21日
发明者方兴, 罗星凯, 刘小兵 申请人:广西师范大学
技术领域：
本实用新型属于教具，具体地说是一种红外寻的演示枪。
现代科学技术的迅猛发展，使得光学原理与技术渗透到宏观世界与微观世界的各个领域，光学仪器已在宇宙探测、工农业生产、国防军事等方面得到广泛应用，更是科学研究不可或缺的手段，因此，有必要向学生传授这方面的知识，通过演示实验，使他们获得感性认识。
(三)实用新型内容本实用新型的目的是提供一种红外寻的演示枪，它可以通过演示该实验装置讲述凸、凹透镜原理、透镜成像应用、红外线搜寻目标以及自动瞄准定位、自动准确打击目标等一系列过程。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是该红外寻的演示枪包括燃烛和底座，其特征在于——底座平面上相邻装有一个以Ox为轴心的转盘和一个X扫描遇阻反转电机Mx，转盘的圆周边与Mx的摩擦套轴相靠，Mx两侧设有立柱型碰钉，套轴上横向有一根碰杆伸出，被限定在两碰钉制约的范围内转动；——转盘的平面上安装有凹槽形枪体，枪体的后端脚设滚筒样转轴OY，依托于转盘的后边沿，前端由缠绕在Y扫描可逆电机My套轴上的绳索牵引，收紧或放松绳索，枪体前端可上升或下降，My则由支撑架固定在转盘前端平面一侧的上方，My的套轴上横向有一根拨杆伸出，可与装在端盖周边上的限位开关S1、S2碰压；——枪体凹槽内安装光学瞄准系统，前端正面装凸面朝外的凸透镜，中间装单向曲面凹透镜，后端内面为像屏，其上竖直方向自上而下装有一列受光面向前的光接收管D0、D1～Dn；——枪体凹槽的上端，纵向固定一支枪口朝前的压力水枪，前方设定距离内安放燃烛，水枪的尾部有压力胶管和电磁阀与一个压力溶液罐相连接；——一个非门控制器D，其输入端1脚与并联的光接收管D1～Dn连接，输出端2脚与开关管V2输入端连接，V2的输出端与继电器线圈K2串联跨接在直流12V电源两端，D的另一输入端9脚与光接收管D0连接，输出端8脚与开关管V1的输入端连接，V1的输出端与继电器线圈K1串联跨接在直流12V电源两端；——一个交流驱动电路，它的受控于K1的一个触点组的动触点K1-1与交流电源一端连接，常开触点K1-3与电磁阀YV一端连接，常闭触点K1-2与行程限位开关S1-1、S1-2的一端并连接；S1-1的另一端连接受控于K2的两个同步动作的触点组的其中动触点K2-1上，常开触点K2-3与动触点K2-1’、行程限位开关S1-2的另一端连接在一起，常闭触点K2-2连接Mx的一端，常闭触点K2-2’与My的降端连接，常开触点K2-3’与行程限位开关S2-1、S2-2的一端并连接，S2-2的另一端连接My的升端，S2-1的另一端连接在Mx与K2-2连接的那一端上，YV、My、Mx的另一端并联在一起连接在交流电源的另一端上。
本实用新型的优点是1、结构简单，造价低，实验易做。2、具有红外搜寻瞄准系统，能自动搜寻前方设定立体空间内任意位置的所有燃烛，并以0.4毫米口径的水枪逐个准确地摧灭之。3、实验精度高，能够观察到从搜寻目标、自动瞄准定位、水枪发射到逐个击中目标的全过程。4、通过演示实验，使学生了解光学器件在军事上的应用，获得感性认识，实破了传统教材讲解透镜成像应用仅限于照相机、幻灯机、放大镜的僵化格局。
图2是光学瞄准机构的示意图。
图3是机械动作机构的示意图。
图4是控制电路图。
2、水平(x)方向扫描范围30°，有效灭烛距离范围1500～2000mm。
3、坚直(y)方向扫描范围10°，有效灭烛高度范围100～250mm。
图1说明枪体可作(x)方向和(y)方向转动。
图2是光学瞄准机构的示意图，图中1是枪体，为凹槽形，前端装有凸透镜4，中部装单向曲面凹透镜5，后端内面为像屏6，其上竖直方向自上而下装有一列受光面朝前的光接收管D0、D1～Dn，28是“线”状像，水枪管7装在凹槽的上端，2是水枪的针口，S是目标烛光的烛焰。光学瞄准机构是本枪的核心，其原理是对于固定的凸透镜而言，物与像的位置是一一对应的、确定的。同理，在三维空间转动凸透镜与像屏组合成的整体时，光轴也只有唯一的空间方位，能够对准该蜡烛的烛焰，因此，烛焰的像落在像屏上的位置也是唯一的。此是若能沿光轴发射出近似直线的水流，即可达到准确摧灭烛焰的目的。由图2可见，凸透镜4、像屏6、枪管7是三位一体固装在凹槽形枪体上的，并且整体联动。像屏6固定在凸透镜4的焦点处，使得相对远的目标烛焰S都能在像屏上形成小而清晰的像。枪管与光轴平行，应尽量靠拢。最后的瞄准点与“弹着点”之间的良好重合性需经试验调校定位。
安装在像屏上的光接收管的作用是向控制电路提供瞄准动作信号、发射水枪信号和摧灭烛焰信号。其中D1～Dn(14只左右)用于检测出枪体作水平面X扫描时捕捉到的烛光目标信号，D0用于Y扫描定位。这样，目标群Sn中不同高度的烛焰像只要有一个落在D1～Dn中的任何一只光接收管上，都能促停X扫描。唯有“点”状烛焰像(约1mm2大小)落在红外接收管D0上时，枪体才停止扫描并发射水枪。
虽然D1～Dn的安装系密相靠，但因接收管的感应包小于管的外径，两相邻管之间不可避免的会存在有盲区距离(约3mm左右)，这样，在作X扫描时，由于烛焰像太小，可能会从两管相邻的间隙漏过，从而导致X扫描失败。因此，在凸透镜与像屏之间加装一个单Y向发散的凹透镜5，将烛焰像由一个1mm2左右的“点”状纵向扩展为1×4mm2左右的“线”状，因为它跨越了两接收管间的盲区距离，消除了盲区，所以能确保X扫描万无一失。而水枪的校准，则可利用“线”状像的上端点触及D0接收管为准。
图3是机械动作机构的示意图，图中，8是底座，3是转盘，MX是X扫描用的小型减速同步机，9是Mx的轴套，10是碰杆，11是碰钉(共有两只，左右各一只)，Ox是X扫描转轴，Oy是Y扫描的转轴，1是枪体，12是拉线，14是My电机支架，My是Y扫描用的小型减速同步电机，13是My的轴套。枪体1通过转轴Oy安装在转盘3上，而转盘3又依托转轴Ox安装在底座8上。Mx是X扫描用的小型同步减速电机，也固定于底座8上，并通过套轴9靠摩擦带动转盘3转动，套轴9上的碰杆10受碰钉11制约，限定电机Mx只能在设定的角度范围内作往复运动，从而得到枪体1的X扫描动作。电机My依靠支架14固定于转盘3上，可随X扫描一同动作。My的轴套13上缠绕有尼龙拉线12，拉线的另一端固定在枪体的底部，My通过收、放套轴上的拉线可使枪体作Y扫描动作。S1、S2是限位开关，由拨杆18操纵，S2为上限位，S1为下限位，当枪体下行至水平位置时，将压迫S1动作重新开始扫描。分别改变两电机套轴的半径，可分别调节两个扫描动作的快慢；改变碰钉的位置可调整X的扫描范围。2是枪针头，7是枪管，15是压力胶管，YV是水枪击发电磁阀，16是储压罐，17是气门嘴。气压水枪是以气压作动力，在密封的容器内盛装少量的清水，留出多数空间，然后向容器内充气储备压强，由电磁阀控制水枪发射。压力罐可用大号饮料瓶制作，瓶盖顶部安装气门嘴，在底侧用压力胶管将瓶体、电磁阀和枪管连接起来。对水枪的主要求是水流细，力量足，因此，选用0.4mm内径的注射针头做喷射口。为减小管、针对水流的阻尼，充分利用水压以增加有效“直线”状射程，压力管及枪管的口径不能太小，3mm左右为宜，针头也要截短，留下5mm长度即可；瓶内装水不能多，约占1/4左右；用有压力表的气筒充气到7个大气压。
图4是控制电路图，由整流滤波电路、直流控制电路和交流驱动电路三部分组成。图中，变压器T1、桥式整流器U、滤波电容C1～C4、三端稳压源7805、7812构成整流滤波器，用于向直流控制电路提供5V、12V两组稳定的直流工作电源。直流控制电路由红外接收二极管D1～Dn、D0、非门D(也称反相器，型号为74LS14)、半导体开关三极管V1、V2、二极管VD1、VD2、电容器C5、电阻R1～R3、继电器的电磁线圈K1、K2构成，X1、X2、X3是接插件。直流控制电路用于将光学瞄准系统传来的光信号转换为电信号，经逻辑电路处理后去控制机械操作动作。其中D1～Dn得到的光信号控制K2动作，K2用于无感光时接通X扫描电机Mx的电源，有感光时接通Y扫描电机My(其中A是降端，B是升端)的电源；D0得到的光信号控制K1动作，K1用于无感光时接通前述继电器触点的电源，有感光时在切断Mx、My电源的同时接通电磁阀YV的电源。交流驱动电路由继电器的触点K1-1、K1-2、K1-3、K2-1、K2-2、K2-3、K2-1’、K2-2’、K2-3’、Y扫描行程的下端限位双掷开关S1-1、S1-2和上端限位双掷开关S2-1、S2-2以及Y扫描电机My、X扫描电机Mx(其中My具有正、反转功能，Mx具有遇阻力反转功能)构成，YV是水枪击发电磁阀，C6是电容器。
整机的工作过程1、预备将演示枪置于桌面上，向压力罐内装入约1/4容积的清水，充气至7个大气压；在枪口前方设定的距离内，点燃若干支蜡烛，随便错落地插在任意位置上。
2、演示初始状态枪口与桌面成0°仰角，处于Y向最低水平位置上。上电后，交流电源通过K1-1→K1-2→S1-1→K2-1→K2-2→Mx构成回路(参见图5的交流驱动电路)，向Mx供电，Mx转动使枪体进行X扫描。此时D1～Dn尚无一感光，非门集成块D的输入端1脚呈高阻状态为高电平，所以输出端2脚为低电平，V2处于截止状态，K2不动作(参见图5中的直流控制电路)。当X扫描至D1～Dn中任一只或多只感光时(即水平方向发现了目标)，这时光接收管有电流流过，D的输入端1脚呈低阻状态，跳变为低电平，输出端2脚翻转为高电平，V2导通，K2得电动作，使触点K2-1脱离K2-2与K2-3相接，K2-1’脱离K2-2’与K2-3’相接，Mx被断电停止(即X方向已告瞄准)，与此同时，My被接通电源正向转动，带枪体前端上升，进行Y扫描。当扫至K0被感光时(即竖直方向发现目标)，非门D的输入端9脚被置低电平，输出端8脚翻转为高电平，V1导通，K1得电动作，使触点K1-1脱离K1-2与K1-3相接，Mx、My的电源均被切断(即Y方向亦告瞄准)，与此同时，YV被接通电源，启动水枪发射，水流对着目标射出。摧灭第一支烛焰后，光学系统的光照消失，光接收管无光感，逻辑控制D翻转，K1、K2复位，YV被断电，水枪停射。此时只有My被逆向接通电源，带动枪体前端做下降动作下行归位。此后重复上述过程，接着摧灭第二支、第三支、、、第n支燃烛，直至所有的烛焰被摧灭，演示结束。
此外，还须要说明的是若枪体上行时，D0一直未被感光，即Y扫描没有搜寻到目标，行至上限极端时枪体将压迫S2动作，切断My上行动作的电源，使之设定在最高位，这时，由于S2-2被断开，S2-1被接通，Mx得电，枪体将在设定的最高位上作X扫描，当旋转到D1～Dn中无感光时，枪体才下行归位。
以上两种情况枪体的下行，在降至水平位置时，都将压迫S1动作，X扫描因此重新开始。
权利要求1.一种红外寻的演示枪，包括燃烛和底座，其特征在于——底座平面上相邻装有一个以Ox为轴心的转盘和一个X扫描遇阻反转电机Mx，转盘的圆周边与Mx的摩擦套轴相靠，Mx两侧设有立柱型碰钉，套轴上横向有一根碰杆伸出，被限定在两碰钉制约的范围内转动；——转盘的平面上安装有凹槽形枪体，枪体的后端脚设滚筒样转轴OY，依托于转盘的后边沿，前端由缠绕在Y扫描可逆电机My套轴上的绳索牵引，收紧或放松绳索，枪体前端可上升或下降，My则由支撑架固定在转盘前端平面一侧的上方，My的套轴上横向有一根拨杆伸出，可与装在端盖周边上的限位开关S1、S2碰压；——枪体凹槽内安装光学瞄准系统，前端正面装凸面朝外的凸透镜，中间装单向曲面凹透镜，后端内面为像屏，其上竖直方向自上而下装有一列受光面向前的光接收管D0、D1～Dn；——枪体凹槽的上端，纵向固定一支枪口朝前的压力水枪，前方设定距离内安放燃烛，水枪的尾部有压力胶管和电磁阀与一个压力溶液罐相连接；——一个非门控制器D，其输入端1脚与并联的光接收管D1～Dn连接，输出端2脚与开关管V2输入端连接，V2的输出端与继电器线圈K2串联跨接在直流12V电源两端，D的另一输入端9脚与光接收管D0连接，输出端8脚与开关管V1的输入端连接，V1的输出端与继电器线圈K1串联跨接在直流12V电源两端；——一个交流驱动电路，它的受控于K1的一个触点组的动触点K1-1与交流电源一端连接，常开触点K1-3与电磁阀YV一端连接，常闭触点K1-2与行程限位开关S1-1、S1-2的一端并连接；S1-1的另一端连接受控于K2的两个同步动作的触点组的其中动触点K2-1上，常开触点K2-3与动触点K2-1’、行程限位开关S1-2的另一端连接在一起，常闭触点K2-2连接Mx的一端，常闭触点K2-2’与My的降端连接，常开触点K2-3’与行程限位开关S2-1、S2-2的一端并连接，S2-2的另一端连接My的升端，S2-1的另一端连接在Mx与K2-2连接的那一端上，YV、My、Mx的另一端并联在一起连接在交流电源的另一端上。
专利摘要本实用新型提供了一种红外寻的演示枪。主要由光学瞄准机构、机械动作机构、气压水枪、逻辑控制电路和燃烛组成。它是一种教学实验演示装置，用于讲述凸透镜会聚和凹透镜发散原理以及透镜成像在军事上的应用。这种演示枪具有红外搜寻瞄准系统，能自动搜寻前方设定立体空间内任意位置的所有燃烛目标，并以0.4毫米口径的水枪逐个准确摧灭之。它实验精度高，能够观察从搜寻目标、自动瞄准定位、水枪发射到逐个击中目标的全过程。该装置结构简单、造价低、实验易做。通过演示，可使学生了解光器件在军事上的应用，获得感性认识，既增长知识、开阔视野、还具有趣味性，突破了传统教材讲解透镜成像应用仅限于照相机、幻灯机、放大镜的僵化格局。
文档编号G09B25/00GK2574148SQ0227623
公开日2003年9月17日 申请日期2002年8月21日 优先权日2002年8月21日
发明者方兴, 罗星凯, 刘小兵 申请人:广西师范大学
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