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行射擊，這會導致安全保障、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，導致對武器的性能評價產(chǎn)生偏差。因此，設計一種仿人射擊槍架代替真人射手進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特性，基于研究成果設計了進行單發(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)的五自由度動力學模型。采用第二類Lagrange方程方法推導了該模型的動力學方程，為人槍系統(tǒng)運動規(guī)律、相互作用力及動力學特性的分析提供了理論基礎。
　　(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)驗模態(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)驗模態(tài)分解(OEMD)方法的人體系統(tǒng)動力學特性參數(shù)辨識方法?；谏鋼粼囼灚@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)基于國家標準和射擊過程中人槍系統(tǒng)運動特點，設計了能夠等效代替真人射手進行單發(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，建立了所設計槍架的剛柔耦合模型。通過仿真計算結果與試驗測試結果的對比調試，獲得了仿人射擊槍架中彈簧阻尼系統(tǒng)的設計參數(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